WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Павленко Владимир Николаевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

И УБОРКИ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ

НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность: 06.01.09 – растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

доктора сельскохозяйственных наук

Астрахань  - 2009

Работа выполнена в ФГОУ ВПО Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии, ГНУ Прикаспийском научно-исследовательском институте аридного земледелия Россельхозакадемии.

Научный консультант:  академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Зволинский Вячеслав Петрович

       

Официальные оппоненты:  доктор сельскохозяйственных наук,

профессор  Зеленская Галина Михайловна

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Нарушев Виктор Бисенгалиевич

доктор биологических наук,

профессор Фурсов Виктор Николаевич

 

Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого овощеводства и бахчеводства РАСХН.

Защита состоится  «25» ноября 2009 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.009.09 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, Естественный институт АГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Естественного института Астраханского государственного университета по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1 и на сайте referatvak@ministry.ru

Автореферат разослан  «___» ___________ 200__ г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент                         Ж.А. Зимина 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. До настоящего времени нут и соя не получили широкого распространения. Главная причина - неотработанная технология возделывания, недостаточно высокая урожайность имеющихся сортов и повышенная повреждаемость - дробление и микротравмирование - при уборке и обмолоте, а также неоправданные потери урожая. Для решения указанных проблем необходимо на основе анализа почвенно-климатических условий и агробиологических особенностей развития зернобобовых культур обосновать и разработать рациональную технологию возделывания и уборки нута и сои в условиях сухого земледелия Нижнего Поволжья.

Цели и задачи исследований. Исследованиями предусматривалось теоретически обосновать и разработать агрономические и технические решения по совершенствованию технологий возделывания и обмолота нута и сои на богаре, обеспечивающих снижение удельных энергозатрат  в 2,5-3,5 раза по сравнению с общепринятой технологией, за счет повышения урожайности и получения качественного зерна зернобобовых культур.

В теоретических и экспериментальных исследованиях, направленных на достижение поставленной цели, реализованы следующие задачи:

- разработка методики выбора технологий возделывания зернобобовых культур на основе реальных условий производства и технических средств;

- разработка агротехнических приемов выращивания нута и сои, включающих способы посева и нормы высева, влияние гербицидов на фоне минеральных удобрений, сортоизучение в богарных условиях;

- разработка агротехнологический решений, направленных на снижение повреждений и потерь зерна;

- изучение комплексных показателей и разработка способов снижения травмирования семян при уборке зернобобовых культур нута и сои;

- проведение технико-экономической и агроэнергетической оценок технологий и технических средств,  рекомендуемых при возделывании нута и сои с прогнозированием эффективности внедрения предлагаемых агрономических и технических решений.

Научная новизна. Впервые на территории каштановых и светло-каштановых почв Нижнего Поволжья в богарных условиях были обоснованы и предложены следующие технологические приемы:

- разработаны технологические приемы возделывания и обработки почвы под нут и сою, обеспечивающие улучшение водно-воздушного режима почв и повышение урожайности;

- подтверждена целесообразность использования в молотильном аппарате эластичных или обрезиненных рабочих органов, защищенных авторским свидетельством на изобретение № 1824085 от 12.10.92 г., бюл. № 24 и др.;

- разработаны модификации молотильно-сепарирующих устройств исключающих дробление и травмирование зерна в интервале влажности от 14 до 50% при уборке урожая зернобобовых культур;

- проведена энергетическая и экономическая оценка возделывания и уборки нута.

Новизна предлагаемых технических и  агрономических решений защищена четырьмя изобретениями.

Практическая значимость заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании предлагаемых технологических решений и усовершенствований:

- монографии «Технологии и средства возделывания нута» (2003 г.), рекомендованной специалистам сельского хозяйства, научным сотрудникам и студентам сельскохозяйственных вузов;

- технологии возделывания нута при минимальной обработке почвы;

- предложений по усовершенствованию технологии возделывания сои на орошении;

- способа посева зернобобовых культур, экспозиция которого проводилась на ВДНХ СССР, за что автор получил  серебряную медаль 12.12.90 г. и авторское свидетельство № 1604194 190 г., бюл. № 41;

- рекомендации по доработке и регулировке комбайнов «Нива» и «Дон-1500Б», которые прошли опытно-промышленную апробацию, внедрены в хозяйствах Волгоградской области и защищены двумя патентами;

- рекомендации по проведению весенне-полевых работ в хозяйствах Волгоградской области всех форм собственности в 2005-2007 гг.:

- рекомендации по применению техники для уборки нута в неорошаемом земледелии, представленные в девяти информационных  листках;

- учебных пособий с грифом УМО (2004, 2009 г.), используемых в учебном процессе Волгоградской ГСХА;

- молотилки для стационарного обмолота нута.

Апробация работы. Основные положения диссертации получили положительную оценку на ВДНХ СССР, где были представлены новые технологии и разработки «Механизация уборки нута в НВ НИИСХ» (1989-1990 гг.) и были доложены на научно-технических конференциях: «Земледельческая механика и  программирование урожая» в г. Волгограде (1990), в НИИСХ Юго-Востока (1988), на Ученых советах Нижне-Волжского НИИСХ (1988-1991 гг.), на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградской ГСХА (1988-2006 г.), на Всероссийской научно-практической конференции Пензенской ГСХА (2002 г.), на Всероссийской научно-практической конференции ВНИИЗБК (Орел, 2006 г.), на Всероссийской научно-практической конференции ВНИИГиМ (Рязань, 2006 г.), на НТС Главного управления сельского хозяйства и продовольствия Волгоградской области (2001-2005 гг.), на НТС в ГСКБ НВНИИСХ (1997-2005 гг.).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Изучение влияния способа посева, норм высева и сорта на рост, развитие, урожайность и хозяйственно ценные показатели нута и сои.

2. Изучение влияния гербицидов и применения фонового минерального удобрения на снижение засоренности, развитие сортов сои и нута, эффективность прохождения фотосинтеза, продуктивность и элементы структуры урожая.

3. Теоретически и экспериментально обосновать определение допустимых нагрузок на зерно бобовых культур при уборке.

4. Дать экономическую оценку предлагаемым технологиям на основе разработанных технических средств.

Публикация результатов. По теме диссертации опубликовано 63 работы общим объемом 48 печатных листов, в т.ч. шесть учебных пособий общим объемом 25,3 п.л., опубликовано 14 статей в журналах ВАК, в т.ч. в изданиях: Доклады РАСХН (№ 2, 2007 г.), Вестник РАСХН (№ 6, 2007 г.), тракторы и сельхозмашины (№ 6, 2000 г. - № 10, 2006 г.), Плодородие (№6(39) 2007 - №1(46 2009), оформлены 4 авторских свидетельства и патента на изобретения.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, общих выводов и  рекомендаций производству, изложена на 351 странице компьютерного текста, содержит 89 таблиц и  86 рисунков, список литературы из 364 наименований, в т.ч. 32 на иностранных языках и приложения на 45 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

  1. Биологические особенности и технологические основы

выращивания и уборки зернобобовых культур

На основе анализа литературных источников, производственного опыта хозяйств различных форм собственности и наших предварительных исследований по технологиям возделывания и уборки зернобобовых культур нута и сои рассмотрены: зернобобовые культуры и их роль в пищевом балансе человека и животных, агротехническое значение зернобобовых культур в земледелии Нижнего Поволжья, резервы повышения урожайности зернобобовых культур, влияние агротехнических приемов на снижение засоренности посевов нута и сои, уборка зернобобовых культур.

Нут – древняя зернобобовая культура, родиной которой является Западная Азия. В России упоминание о нуте относится к 70-ым годам XVIII века, производственные посевы нута в засушливых районах России появились в начале 30-х гг. XX века. По суммарному содержанию белков и жиров он занимает первое место среди наиболее распространенных зернобобовых культур.

Для условий Нижнего Поволжья под руководством В.В. Балашова выведены сорта нута Волгоградский 5, Волгоградский 10, Волгоградский 36, Приво 1, позволяющие получать урожай зерна до 2 т/га. Введение его в рацион животных значительно улучшает переваримость кормов, содержащих повышенное количество белков и углеводов.

Соя – самая распространенная зернобобовая и масличная культура, которую возделывают более 60 стран. Н.И. Вавилов относил ее как пшеницу, ячмень и лен к первичным, наиболее древним культурам. Родиной культурной сои считают регионы Юго-Восточной Азии.

В 80-ые годы в Волгоградской области посевы сои были доведены до 20-25 тыс. га.

Вопросами технологии возделывания зернобобовых культур нута и сои  занимались ученые: Н.В. Аникеев, В.В. Балашов, М.В. Кононов, А.А. Ничипорович, А.К. Лещенко, Ю.П. Мякушко, Т.В. Мухортова и др.

Изучены работы по приемам на снижение засоренности посевов нута и сои В.В. Балашова, Н.И. Германцевой и др.

Рассмотрены методические основы теоретических и экспериментальных исследований рабочих процессов сельскохозяйственных машин и работы технологических линий, разработанные академиком В.П. Горячкиным и получившие развитие в трудах ведущих ученых в области механизации с./х. производства: С.А. Алферова, М.Е. Артемова, В.П. Глотова, А.П. Долголевца, Э.В. Жалнина, Н.Д. Занько, Г.А. Кузина, В.И. Оробинского, А.Н. Пугачева, Х. Регге и др. Изучен вклад в разработку технологий вальцовых молотильных устройств: А.А. Пустыгина, А.И. Плякина, В.И. Пындак и др.

На основании проведенного анализа сформулированы цели и задачи диссертационного исследования. Сформулированы основные условия, при которых достигается снижение энергозатрат и повышается урожайность при возделывании и уборке зернобобовых культур нута и сои.

2. Цель, задачи и методика проведения исследований

Цель исследований заключается в оптимизации технологий возделывания почвы для зернобобовых культур нута и сои на основе многофакторного эксперимента, а также в обосновании способов посева и экспериментальных исследований вопросов уборки урожая. Кроме того, необходимо разработать вопросы прочности и повреждения семян нута и сои и их физико-механические свойства.

Решение поставленных задач осуществлялось постановкой и проведением стационарных и многофакторных лабораторных, полевых и серии опытно-производственных экспериментов.

Экспериментальная часть включала изучение влияния влажности бобов на качество обмолота на специально сконструированной автором установке для определения физико-механических свойств семян, а также на маятниковом копре МК-0,5.

Полевые опыты закладывались и проводились в соответствии со следующими методическими указаниями:  Б.А. Доспехова (1985), ВАСХНИЛ (1978), «Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1978), «Опытное дело в полеводстве» (Г.Ф. Никитенко, 1982),  методика ВИК им. В.Р. Вильямса.  Размещение вариантов в опытах систематическое и рендомизированное, в 3-4-х кратной повторности с площадью делянок до 0,5 га, при учетной площади 450 м2. Математическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсного анализа с использованием ПЭВМ (Ю.П. Дегтярев, 1992).

Полевые опыты с нутом и соей проводили на темно-каштановых почвах. Согласно классификации Н.А. Качинского по механическому составу они относятся к тяжелосуглинистым разновидностям и характеризуются невысоким содержанием гумуса – 3,8 % и гидролизуемого азота 6,8 мг/100 г почвы, средним содержанием подвижного фосфора 8,6 мг, обменного калия 320-350 мг/кг.

Экспериментальные исследования проводились в 1987-2007 годах с постановкой многофакторных полевых опытов. Размещение вариантов в опытах систематическое и рендомизированное, в 3-4-х кратной повторности с площадью делянок до 0,5 га, при учетной площади 450 м2

Опыт № 1 Влияние способа и нормы высева на густоту стояния растений нута.

Способы посева: 1. сплошной рядовой; 2. широкорядный.

Сплошной рядовой с нормами высева – 250, 500, 750 тыс. шт./га.

Широкорядный с нормами высева – 140, 250, 400 тыс. шт./га.

Размещение опытных делянок – систематическое. Повторность в опыте трехкратная.

Опыт № 2 - Влияние гербицидов на фоне внесения минеральных удобрений на рост, развитие и урожайность растений нута.

Полевой двухфакторный опыт: контрольный вариант без внесения удобрений и вариант с внесением N30P30. На этом фоне изучались гербициды по схеме:  1. Гезогард – 3,0;  2. Дуал Голд – 1,0; 3. Дуалд Голд + Гезогард 1,0+2,5; 4. Харнес – 2,0.

Опыт закладывался в трехкратной повторности. Размещение опытных делянок – систематическое.

Опыт № 3 Влияние агротехнических приемов выращивания на урожайность сортов нута.

Изучалось восемь сортов нута в условиях богарного земледелия, за стандарт был принят Волгоградский 10. Полевой опыт был заложен в трех повторностях.  Размещение опытных делянок – систематическое.

Опыт № 4 Влияние способа посева и ширины междурядий на урожайность зерна сои. 

Полевые двухфакторные опыты были заложены в трехкратной повторности. Размещение опытных делянок – систематическое.

Изучались способы посева сои: сплошной, широкорядный, квадратно-гнездовой и прямоугольно-гнездовой.

Опыт № 5 -  Влияние внесения фонового удобрения и гербицидов на продуктивность сортов сои.

Полевой  четырехфакторный опыт заложен в четырехкратной повторности, размещение опытных делянок систематическое. Изучались нормы высева 450 и 600 тыс. шт./га.

Опыт № 6 Влияние способа посева на урожайность сортов сои в орошаемых условиях.

Полевые двухфакторные опыты заложены в трехкратной повторности, размещение опытных делянок систематическое.

Полевые опыты сопровождались следующими основными наблюдениями: проводился анализ  агрометеорологических условий, изучались агрохимические, агрофизические показатели почвы, определялась влагообеспеченность посевов, изучалась фотосинтетическая деятельность растений, проводился учет биологического и хозяйственного  урожая, определялась структура урожая и качество зерна и другие наблюдения.

Климатические особенности зоны исследований характеризуются континентальным, резко засушливым, а также теплым, очень теплым и жарким климатом сухой степи. Осадков выпадает крайне мало – 338 мм, при этом они распределены неравномерно как по годам, так и по сезонам.

Количество осадков ( 400 мм) наблюдалось в 1988, 1989, 1990, 1992, 2000, 2004 годах, что значительно больше климатической нормы (320 мм). Значительно меньше климатической нормы выпало осадков в 1987, 1991, 1993, 1994, 1999, 2006 годах (150-300 мм).

Технология возделывания нута и сои, применявшаяся в опытах, разрабатывалась на основе действующих зональных рекомендаций, поэтому в соответствии с поставленной целью предусматривалось выполнение следующих основных задач исследования:

  1. Выявить влияние технологических приемов на рост и развитие зернобобовых культур.
  2. Дать оценку влияния на продуктивность зернобобовых культур следующих факторов: способов обработки почвы, пищевого  режима почвы, предшественников и др.
  3. Провести исследования по влиянию агротехнических приемов на снижение засоренности посевов нута и сои.
  4. Теоретически и экспериментально обосновать определение допустимых нагрузок на зерно бобовых культур при уборке.
  5. Обеспечить использование основных результатов исследований в производстве.

3. Влияние агротехнических приемов на урожай

и качество зерна нута

Проведены аналитические исследования по вопросам: способы посева и нормы высева, продолжительность вегетационного периода и периодов посев-всходы, всходы-цветение, цветение–полная спелость, высота прикрепления нижних бобов, влагообеспеченность нута, фотосинтетический потенциал посевов, урожайность нута,  элементы структуры урожая.

Эффективность такого важного агротехнического приема, как способы посева и нормы высева нута в почвенно-климатической зоне Нижнего Поволжья, до сих пор мало изучена и требует дальнейшего уточнения.  Сельскохозяйственная наука и передовая земледельческая практика в последние десятилетия дают критическую переоценку способов посева и норм высева, глубины и многократности обработки почвы (А.Г. Мельников, 2006).

Исследования показали, что в более увлажненных районах, где выпадает достаточное количество осадков и севооборот насыщен другими пропашными культурами, нут можно высевать сплошным рядовым способом, на засоренных участках – широкорядным способом посева, на слабо засоренных - рядовым. Для быстрого и широкого внедрения нута в производство высевать его необходимо рядовым способом.

Таблица 1. - Влияние способа посева и норм высева на урожайность и лабораторные показатели зерна нута

Способ

посева

Норма

высева, тыс.шт./га

Урожайность семян, т/га

Коэффициент размножения

Лабораторная всхожесть, %

Сильные проростки, %

Сплошной

рядовой

250

1,02

14,9

96,5

88,5

500

1,11

8,4

96,0

87,3

750

1,20

6,2

96,0

84,1

Широкорядный

140

0,69

18,1

98,3

91,2

250

0,80

11,7

98,4

91,4

400

0,93

8,8

97,5

91,2

Анализ структуры урожая показал, что отдельные ее элементы изменялись в большей степени от способа посева, чем от нормы высева.

Продолжительность вегетационного периода обуславливается, в первую очередь, температурой прорастания семян.

Как показали наблюдения, запасные питательные вещества семени полнее используются на построение проростка и в меньшей степени на процесс дыхания, которое в этот период проходит очень интенсивно.

При длительном же прорастании и, особенно, при недостаточном увлажнении почвы много питательных веществ расходуется на дыхание и меньше используется проростками, в результате чего всходы получаются ослабленными. Такие всходы хуже противостоят различным неблагоприятным условиям. Более мощные всходы лучше и быстрее развивают ассимиляционную деятельность, больше и раньше создают органические вещества, чем во многом определяется последующее развитие растений, а, следовательно, и урожай. Если период посев – всходы растянут, увеличивается вероятность поражения растений болезнями, вредителями, сильнее посевы угнетаются сорняками.

Одной из важных предпосылок хороших и равномерных всходов нута является предпосевная обработка почвы, обеспечивающая сохранение влаги и тщательную разделку посевного слоя, что является  важнейшей задачей предпосевной агротехники нута в Нижнем Поволжье.

Обобщив многолетние данные наших исследований, а также Новоаннинского, Николаевского сортоучастков Волгоградской области; Пугачевского, Краснокутского – Саратовской, оказалось, что продолжительность периода посев – всходы, в зависимости от метеорологических условий,  колеблется от 7 до 39 дней, а в среднем по этим сортоучасткам составила 15,6 дня.

В исследованиях продолжительность вегетационного периода у изучаемых сортов нута была одинаковой. Различие наблюдалось только по годам. Так, в 1987 году продолжительность периода посев – всходы составила 14 дней, в 1988 году – 18 дней, в 1989 году – 10 дней. На продолжительность данного периода большое влияние оказывали сложившиеся погодные условия. Из внешних природных факторов, определяющих прохождение нутом периода посев–всходы, наиболее важны температура и влажность почвы, которые значительно колеблются по годам.

Наблюдения показали, что у нута в условиях Волгоградской области не всегда наблюдается закономерность, когда с повышением температуры сокращается период посев – всходы. В таблице 2 приведены годы с одинаковой продолжительностью периода посев – всходы как в черноземной зоне на землях КХ Медведи, так и на светло-каштановых почвах НВНИИСХ, хотя метеорологические показатели сложились различными.

Таблица 2. - Влияние средней температуры и влажности воздуха на продолжительность периода посев – всходы у нута

в НВНИИСХ, КХ Медведи

Годы

Период посев - всходы, дней

Средняя температура воздуха, С

Средняя влажность воздуха, %

Сумма осадков за период, мм

1987-1997 среднее

16

13,0

59

18,1

1998

14

11,5

53

4,4

1999

16

14,5

54

7,1

2000

10

14,5

56

4,0

2001

20

10,0

62

7,8

2002

10

14,6

38

0

2003

8

13,3

54

3,0

2004

15

17,5

67

57,9

2005

18

13,5

60

14,9

2006

17

17,6

50

23,5

2007

10

17,2

61

1,4

Большая комплексность почв, тяжелый механический состав или различная степень солонцеватости приводят к быстрому уплотнению, медленному прогреванию. На таких почвах даже при достаточном их увлажнении и среднесуточной температуре воздуха до 10-11°С всходы нута иногда появляются лишь на 18-20 день, тогда как на более легких и рыхлых, быстро прогревающихся до такой температуры почвах, как правило, через 11-12 дней.

Нормальной средней продолжительностью периода от посева до всходов нута для Нижнего Поволжья следует считать 12-14 дней.

На продолжительность периода, несомненно, оказывает влияние также и влажность почвы. Достаточная ее влажность имеет особо большое значение для нута с его повышенной потребностью во влаге для прорастания семян.

Анализ данных сортоучастков Волгоградской области за 1987-2007 гг. показал, что для получения своевременных и дружных всходов средняя сумма температур за период посев–всходы составляла в зоне черноземных почв на землях КХ Медведи 211 С, в Заволжье на Николаевском сортоучастке – 185 С, в НВНИИСХ – 182 С. в условиях Нижнего Поволжья приступать к севу следует в сроки, когда средняя температура воздуха устойчиво перейдет через 10 С, а сумма осадков за предпосевной  период будет находиться на уровне 18,6- 20,0 мм.

Исследуя период всходы–цветение по характеру морфофизиологических и биологических процессов, выяснили, что этот период имеет свои специфические особенности: листообразование, формирование аппарата симбиотической азотфиксации молекулярного азота, закладка генеративных органов и синтез органических веществ связаны с большими энергетическими затратами. Он очень важен для формирования потенциальной продуктивности. Для нута этот период является критическим по отношению к теплу, влаге, свету и другим факторам внешней среды, так как в это время часто наблюдается высокая температура воздуха и малый запас влаги в почве.

Изменчивость продолжительности периода всходы – цветение отражает реакцию данной культуры на погодные условия. У нута этот период может значительно удлиняться в зависимости от количества выпавших осадков и температуры воздуха. У скороспелых сортов цветение закономерно наступает раньше, чем у позднеспелых (табл. 3).

Таблица 3 - Продолжительность периода всходы – цветение у нута, суток

Сорта

1987-2004 гг.

2005 г.

2006 г.

2007 г.

среднее

Волгоградский 10 st

36

36

38

36

37

Волгоградский 36

37

41

42

40

40

Краснокутский 123

36

37

38

37

37

Краснокутский 14

36

38

38

37

37

Юбилейный

38

37

36

38

37

Совхозный

37

37

38

38

38

Волгоградский 5

36

39

41

35

38

Приво 1

36

38

40

36

38

Проведенные исследования выявили, что продолжительность периода цветение–созревание не является величиной постоянной и зависит от многих факторов. В наблюдениях он изменялся как от биологических особенностей сорта, так и от сложившихся погодных условий.

В условиях увлажненного 1987 года более отчетливо проявились сортовые особенности. Разница продолжительности периода цветение-созревание у сортов составила 11 суток. В сильно засушливом 1988 году созревание большинства сортов закончилось почти одновременно в 1-3 суток. Отсутствие осадков и низкая относительная влажность резко сократили прохождение этого периода.

Однако, в данном случае, следует рассматривать не только период цветение–созревание, но и предшествующий, часто предопределяющий последующее развитие (табл. 4).

Таблица 4. - Влияние погодных условий и сорта на продолжительность периода цветение – созревание у нута, суток (НВНИИСХ)

Сорта

Годы

1987

1988

1989

Волгоградский 10 st

52

36

45

Волгоградский 5

50

38

51

Волгоградский 36

51

37

53

Краснокутский 123

52

37

48

Совхозный

54

38

37

Краснокутский 14

54

36

50

Юбилейный

52

37

49

Приво 1

50

37

50

Данные таблицы 4 показывают, что даже у такой засухоустойчивой культуры, как нут, повышение температуры при отсутствии осадков приводит к сокращению периода цветение–созревание. Такое явление наблюдалось в сильно засушливые годы. Вместе с тем, следует отметить, что даже небольшое количество осадков нут использует продуктивно и за счет этого удлиняет репродуктивный период.

Это наблюдалось в 2001 году, когда от цветения до созревания выпало 13,6 мм, и продолжительность периода составила 40 дней, а в 1998 году при 2,8 мм – 29 дней. Следовательно, и температурные условия самого периода цветение–созревание, и предшествовавшего ему (всходы-цветение), и количество осадков, бесспорно, оказывают влияние на его продолжительность.

При наличии высоких температур воздуха осадки несколько «притормаживают» скорость прохождения периода цветение–созревание и, что особенно важно, способствуют лучшему наливу семян. Наоборот, при недостатке влаги даже при пониженных температурах воздуха продолжительность периода от цветения  до хозяйственной спелости не удлиняется, остается примерно такой же, как и при высоких температурах, но с повышенным количеством осадков (табл. 5).

Проведенные исследования выявили, что при возделывании нута большое значение имеет высота растений и особенно высота прикрепления нижних бобов, от которых зависит качество уборки урожая, так как если высота нижних бобов ниже 14-16 см, за жаткой происходят большие потери, до 1 т/га бобов.

Таблица 5. - Продолжительность периодов всходы-цветение и цветение-созревание у нута в зависимости от среднесуточной температуры воздуха

и суммы осадков (НВНИИСХ)

Годы

Всходы - цветение

Цветение - созревание

Продолжительность, суток

Среднесуточная температура, С

Сумма осадков, мм

Продолжительность, суток

Среднесуточная температура, С

Сумма осадков, мм

1987-1997 среднее

38

17,6

38,5

37

20,9

44,6

1998

37

19,5

19,5

29

25,4

2,8

1999

44

15,0

76,4

56

24,0

129,0

2000

37

17,0

44,9

49

21,0

60,3

2001

30

20,8

0,0

40

25,1

13,6

2002

49

15,0

144,7

50

22,5

62,8

2003

35

18,5

10,4

40

21,2

66,2

2004

49

15,6

144,3

39

21,2

48,6

2005

38

20,6

19,2

49

22,7

45,0

2006

34

22,2

31,5

45

22,8

52,0

2007

34

17,3

3,5

51

20,3

110,5

Влияние доз внесения гербицидов на высоту прикрепления нижних бобов у зернобобовых культур изучали многие исследователи.  Проведенные наблюдения показали, что по высоте растений в среднем за три года контрольному варианту уступали растения с использованием гербицида Гезагард, на всех остальных вариантах, где применялись гербициды Дуал Голд, Харнес или смесь гербицидов Гезагард и Дуал Голд высота растений была равна или выше контрольного варианта. В условиях 2006 года при внесении гербицида Гезагард высота растений составила 0,35 м, что на 0,03 м меньше контрольного варианта.  По гербициду Дуал Голд высота растений оказалась в среднем 0,38 м или на 0,02 м больше, чем по гербициду Гезагард. То же самое было отмечено и по высоте прикрепления нижних бобов. По Гезагарду она составила в среднем по всем испытываемым дозам 0,19 м, по Дуал Голду - на 0,02 м выше.

Особенно низкое прикрепление первых бобов наблюдалось в засушливом 2005 году, однако закономерность снижения этого показателя также прослеживается по гербициду Гезагард. Растения на вариантах по гербицидам Дуал Голд и Харнес были несколько выше, чем по гербициду Гезагард, выше было и прикрепление нижних бобов. Следует отметить, что в 2007 году высота растений по всем гербицидам была выше, чем в 2006 году, а высота прикрепления нижних бобов была примерно одинаковой (табл. 6).

Таблица 6 - Высота растений и высота прикрепления нижних бобов

у различных сортов нута, м

Сорта

Высота растений, м

Высота до 1-ых бобов, м

2005

2006

2007

2005

2006

2007

Волгоградский 10 st

0,50

0,49

0,47

0,18

0,21

0,20

Юбилейный

0,32

0,49

0,45

0,17

0,20

0,20

Совхозный 14

0,30

0,42

0,40

0,10

0,12

0,20

Волгоградский 5

0,49

0,46

0,46

0,17

0,15

0,18

Приво 1

0,53

0,55

0,51

0,20

0,21

0,20

Волгоградский 36

0,49

0,48

0,46

0,20

0,22

0,25

Краснокутский 14

0,48

0,50

0,46

0,17

0,20

0,20

Краснокутский 123

0,49

0,52

0,46

0,18

0,21

0,21

Выявлено, что изменение высоты прикрепления нижних бобов только на 28-30 % определяется генотипом, а остальное зависит от условий произрастания растений, зоны возделывания, площади питания, сроков посева. Уровень расположения нижних бобов связан также с типом ветвления, продолжительностью вегетационного периода. У позднеспелых сортов нижние бобы, как правило, располагаются выше. В наших исследованиях, наряду с другими признаками (урожайность, скороспелость и др.), на пригодность к механизированной уборке изучались как высота растений, так и высота прикрепления нижних бобов.

Водопотребление нута. В проведенных на светло-каштановых почвах Волгоградской области опытах орошение способствовало удлинению периода вегетации, увеличивало высоту растений, массу 1000 зерен. Оптимальное число поливов – три. Первый – после появления всходов, второй – в фазу ветвления, третий – в фазу бутонизации. Дальнейшее увеличение поливов приводило к значительному снижению урожайности.

Проведенными исследованиями было установлено, что в засушливом 2005 году общий запас влаги в почве в период всходов в метровом слое составлял 224,2 мм, в период цветения он уменьшился до 164,7 мм, а в период созревания до 123,8 мм (табл. 7).

Следует отметить, что расход влаги из метрового слоя почвы за вегетационный период составил 104,4 мм. Осадков за период вегетации выпало 82,7 мм (при коэффициенте использования 0,6), суммарное водопотребление составило 152 мм. В этом году была получена самая низкая урожайность у сорта Волгоградский 36 - 0,6 т/га.

Таблица 7 - Запасы влаги в период всходы-созревание нута, мм

Слой почвы, м

всходы

созревание

2005

2006

2007

среднее

2005

2006

2007

среднее

Общий запас влаги

0…0,3

42,8

55,2

51,3

47,1

24,0

48,0

42,3

36,7

0…1,0

214,8

264,4

250,6

247,3

123,8

164,8

188,1

160,2

Продуктивный запас влаги

0…0,3

26,5

34,3

28,4

28,6

14,0

24,7

23,1

20,6

0…1,0

117,3

144,6

118,8

118,4

62,3

93,4

92,8

83,4

Во влажном 2006 году общие запасы влаги в метровом слое почвы составили 284,1 мм, к фазе цветения они уменьшились до 186,4 мм, а к уборке – до 177,8 мм. Расход влаги за вегетационный период из метрового слоя почвы составил 106,3 мм. Осадков за этот период выпало 226,4 мм, в том числе продуктивных - 135,8 мм. Суммарное водопотребление оказалось очень высоким и составило 242,1 мм, а среднесуточное 2,32 мм. Урожайность нута была получена 1,4 т/га.

Фотосинтетическая деятельность посевов нута. Изучение показателей фотосинтетической активности посевов зернобобовых культур, поиск путей и приемов оптимизации размеров листовой поверхности и фотосинтетического потенциала имеют существенное теоретическое и практическое значение в растениеводстве в целом.

Анализ динамики формирования площади листьев в посевах нута показал, что она в значительной степени изменялась в зависимости от сложившихся погодных условий (табл. 8). В более благоприятные по температурному режиму и осадкам 2006  и 2007 годы площадь листьев в фазу ветвления была больше, чем в засушливый 2004 и, особенно, в 2005 годы. К фазе созревания площадь листовой поверхности уменьшилась за счет опадения высохших листьев и чем интенсивнее идет созревание, тем быстрее уменьшается площадь листьев. Особенно быстро проходит созревание в засушливые годы.

Таблица 8 - Динамика нарастания площади листьев в посевах нута, тыс.м/га

Годы

Ветвление

Цветение

Созревание

2004

3,2

14,6

13,2

2005

2,8

12,1

10,3

2006

3,5

15,8

14,1

2007

3,4

16,7

14,9

среднее

3,2

15,1

13,4

Выявлено, что максимальная площадь листовой поверхности формируется в период цветение–налив зерна. В 2004 году она достигла 16,7 тыс. м2/га, а в засушливом 2005 году – 12, тыс. м2/га, или на 4,6 тыс. м2/га меньше. В опытах фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза в значительной степени изменялись в зависимости от сложившихся погодных условий (табл. 9).

Таблица 9 - Влияние погодных условий на фотосинтетический

потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза нута сорта Приво 1

Годы

ФП тыс. м2 сут./га

ЧПФ, г/мсут.

Ветвление - цветение

Цветение - созревание

Ветвление - цветение

Цветение - созревание

2004

240,3

583,8

4,87

4,60

2005

201,2

436,8

5,34

2,55

2006

279,8

747,5

5,75

4,72

2007

281,4

742,6

5,92

5,92

среднее

250,6

627,7

5,47

4,45

В период от начала цветения и до начала созревания идет активное нарастание листовой поверхности, сухого вещества, повышается и фотосинтетический потенциал. В среднем за четыре года он составил 527,7 м/сутки, с колебаниями по годам от 436,8 тыс.м/сутки в 2005 году до 747,5 тыс. м/сутки в 2006 году.

Урожайность сортов нута и структура урожая – факторы очень изменчивые. Большие колебания урожайности по годам – результат влияния условий внешней среды на компоненты, ее составляющие.

Проведенные исследования показали, что урожайность колебалась в значительных пределах по годам и сортам (табл. 10).

Таблица 10 - Урожайность сортов и сортообразцов нута, т/га

Сорта

2001 г

2002 г

2003 г

2004 г

среднее

Волгоградский 10 st

0,71

0,65

1,23

1,55

1,12

Приво 1

0,84

0,60

1,20

1,96

1,15

Волгоградский 5

1,15

0,65

1,08

1,98

1,20

Волгоградский 36

0,93

0,70

1,22

2,02

1,21

Краснокутский 14

0,66

0,46

0,82

2,00

0,97

Краснокутский 123

0,44

0,85

0,92

1,15

0,84

Совхозный

0,50

0,51

0,86

1,89

0,94

Юбилейный

0,60

0,66

0,90

1,74

0,98

НСР05

0,08

0,11

0,09

0,08

-

В условиях 2001 года наиболее высокую урожайность обеспечил сорт Волгоградский 5 – 1,15 т/га, что на 0,44т/га выше стандарта – Волгоградский 10. Самая низкая урожайность была у Краснокутского 123 – 0,44 т/га. Разница в урожае между сортами составила 0,71 т/га. В засушливом 2002 году более высокую урожайность дал Краснокутский 123 – 0,85 т/га, на 0,20 т/га выше сорта, принятого за стандарт. Самая низкая урожайность была получена у Краснокутского 14 – 0,46 т/га. Во влажном 2003 году на первое место по урожайности вышли Волгоградский 10 (st) – 1,23 т/га, Волгоградский 36 – 1,22 т/га  и Приво 1 – 1,20 т/га, в то время как у Краснокутского 123 только 0,92 т/га.

В среднем за четыре года у изучаемых сортов различие по урожайности составило 0,36 т/га. Наиболее продуктивными оказались Волгоградский 36 – 1,21 т/га, Волгоградский 5 – 1,20 т/га и Приво 1 – 1,15 т/га. Низкая урожайность была получена у Краснокутского 123 – 0,84 т/га или на 0,37 т/га меньше, чем у Волгоградского 36.

Проведенные исследования показали, что на формирование урожайности оказывали влияние ветвистость стебля и масса 1000 зерен. Слабо ветвящиеся сорта (1-2 ветви) при одинаковой норме посева уступали по урожайности более ветвистым формам, несколько снижали урожайность некоторые крупносемянные сорта.

На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что в условиях каштановых почв по комплексу хозяйственно ценных признаков выделился сорт Волгоградский 36, урожайность которого за четыре года составила 1,21 т/га, что несколько выше, чем у районированных сортов Приво 1 и Волгоградский 10. Кроме того, новый сорт имеет более высокую массу 1000 зерен. Если в среднем за три года масса 1000 зерен Приво 1 составила 227 г, то у Волгоградского 36 – 281 г.

Анализ структуры продуктивности нута, проведенный за годы исследований, позволяет найти наиболее благоприятные сочетания изучаемых факторов, обеспечивающих наивысшую урожайность культуры (табл. 11). Как видно из приведенного материала, густота стояния растений за годы изучения была близка к расчетной, как и полнота всходов. К уборке она составила от 76,3 до 92,2 %.

Таблица 11 - Структура урожая нута (среднее за 2000-2007 гг.)

№ п/п

Сорт

Срок

сева

Норма высева, тыс.шт./га

Густота стояния, шт./м2

Высота растений, м

Высота прикрепления нижних бобов, м

Количество бобов, шт./раст

Масса зерна

с растения, г

Масса 1000 зерен, г

Облиственность, шт./раст.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

Волгоградский 10 st

25.04

450

38,7

0,511

0,176

21

14,3

230,1

44,7

600

48,2

0,535

0,179

21

13,1

234,2

52,4

05.05

450

41,5

0,587

0,182

23

16,9

237,0

46,1

600

54,9

0,502

0,200

22

15,8

238,4

51,2

2

Волгоградский 5

25.04

450

38,4

0,564

0,167

20

12,9

222,4

44,4

600

45,8

0,571

0,171

21

12,4

222,8

52,8

05.05

450

39,4

0,504

0,169

22

13,0

239,5

50,6

600

52,8

0,569

0,180

22

12,6

240,4

50,7

Продолжение таблицы 11

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

3

Волгоградский 36

25.04

450

38,0

0,533

0,194

24

16,0

223,2

50,8

600

51,0

0,547

0,192

23

15,4

220,4

51,5

05.05

450

38,9

0,588

0,201

23

18,4

230,3

54,3

600

51,0

0,562

0,200

24

19,1

230,7

56,9

4

Приво 1

25.04

450

39,1

0,557

0,190

22

18,2

225,8

51,9

600

51,7

0,562

0,210

25

18,7

228,1

50,0

05.05

450

40,8

0,544

0,203

23

19,3

226,4

51,3

600

52,6

0,565

0,213

23

20,1

227,8

49,5

Таким образом, проведенный биометрический анализ, характеризующий продуктивность и зависящий от биологических особенностей сорта и целого ряда абиотических факторов, показал, что такие элементы структуры, как высота растений, количество продуктивных бобов, выход зерна с растения, масса 1000 семян можно улучшить за счет оптимального сочетания регулируемых факторов: посева нормой 600 тыс./га в более поздний срок с использованием полного минерального удобрения в качестве фонового внесения.

4. Влияние агротехнических приемов на урожай

и качество зерна сои

Проведены аналитические исследования и получены результаты по: способам и нормам высева; вегетационному периоду; периоду посев – всходы; периоду цветение – созревание; высоте прикрепления нижних бобов; водообеспеченности; фотосинтетическому потенциалу; урожайности сои; элементам структуры урожая.

Исследования биологического обоснования сроков сева сои в Нижнем Поволжье проводились в 1987-2007 гг. в полевых опытах в Нижневолжском НИИСХ и Михайловском районе Волгоградской области, изучалась продуктивность районированных и перспективных сортов сои. Сроки сева изучались с учетом способов и норм посева, глубины заделки, полевой всхожести, качества семян, технологии возделывания сои.

Установлено, что биологическая реакция сои на сроки сева проявляется, в первую очередь, в изменении продолжительности периода посев – всходы. Причем, наибольшим он был, как правило, при ранних сроках сева, когда семена попадали в недостаточно прогретую почву, и уменьшался при оптимальном и позднем сроках сева (табл. 12).

Определяющими факторами установления сроков сева сои являются температура и влажность почвы.

За годы исследования установлена продолжительность периода посев – всходы: при севе во 2 декаде апреля она составила 20 суток, в 3 декаде апреля – 17 , в 1 декаде мая – 13, во 2 декаде мая – 9 и в 3 декаде мая – 8 суток.

Таблица 12 - Изменение продолжительности периода посев – всходы в зависимости от сроков сева сои

Годы

Сроки сева

2 декада апреля

3 декада апреля

1 декада мая

2 декада мая

3 декада мая

1987-2002

16

12

7

7

7

2003

26

21

14

11

7

2004

16

14

12

10

8

2005

20

19

10

6

8

2006

19

16

14

11

7

2007

24

22

19

11

9

среднее

20

17

13

9

8

Как показали многолетние исследования, лучшие результаты обеспечивают такие сроки сева, когда почва на глубине заделки семян устойчиво прогревалась до 12-14°. На основании выполненных экспериментальных работ установлено, что продолжительность периода посев – всходы у сои,  находится в обратной зависимости от температурного режима почвы при тенденции устойчивого повышения температуры после сева уменьшается величина периода посев – всходы и, наоборот. При ранних сроках сева, когда почва прогревалась только до 6-7°, посевы, как правило, были изреженными, зарастали сорняками и давали низкий урожай.

Продолжительность периода посев – всходы у сои при оптимальном сроке сева в 1 декаду мая составляла 11 дней при среднесуточной температуре почвы на глубине 0,10 м  15,7°. За период посев – всходы – 17,7°; при таком температурном режиме полевая всхожесть составила 80,1 %.

При уменьшении площади питания растений в посеве средняя масса бобов на нем в фазе их формирования уменьшилась с 1,6-2,9 до 1,1-1,4 г, в начале фазы пожелтения бобов нижнего яруса – с 5,7-13,2 до 4,4-8,1 г. При изучаемых способах посева за период от фазы формирования бобов до начала их пожелтения уменьшалось относительное содержание листьев и стеблей, увеличивалось количество бобов.

Установлено, что изменение площади питания растений в посеве, а значит и густоты растений и норм высева, приводит к изменению их индивидуальной продуктивности,  в первую очередь, таких элементов структуры, как высота и масса растений, количество узлов, ветвей, бобов, семян; масса семян, высота прикрепления бобов нижнего яруса, что в конечном итоге сказывалось на урожайности (табл.13).

Наблюдения показали, что в среднем за годы исследований при широкорядном посеве с междурядьем 0,30, 0,45 и 0,70 м урожайность зерна была практически одинаковой, при квадратно-гнездовом посеве 0,45 х 0,45 м получена такая же урожайность, как и при широкорядном, хотя квадратно-гнездовой 0,70 х 0,70 м снизил урожайность.

Таблица 13 – Урожайность зерна сои при разных способах посева, т/га

Способы посева

1987-1998 гг.

1999 г.

2000 г.

2001 г.

2002 г.

2007 г.

1987-2007 гг.

Широкорядный с междурядьем:

0,30 м

0,88

1,18

1,38

1,07

1,30

1,49

1,24

0,45 м

0,90

1,26

1,56

1,08

1,46

1,60

1,30

0,70 м

0,94

1,35

1,61

0,96

1,27

1,51

1,27

Квадратно-гнездовой:

0,45х0,45 м

0,87

1,25

1,52

10,0

1,41

1,54

1,27

0,70 х 0,70 м

0,84

1,32

1,50

0,95

1,30

1,48

1,20

Сплошной рядовой

0,81

1,08

1,37

0,88

1,32

1,39

1,12

НСР 05

0,23

0,31

0,18

0,26

0,34

0,21

Зависимость полевой всхожести семян сои от глубины их заделки. Данные четырехлетнего изучения влияния глубины заделки семян сои на их полевую всхожесть показали, что при температуре почвы 12-15 °С на глубине 0,08-0,10 м этот показатель существенно изменялся в зависимости от глубины заделки семян.

Рис. 1. Зависимость полевой всхожести семян сои от глубины их заделки.

При мелкой заделке семян (0,02 – 0,04 м) полевая всхожесть была низкой и в среднем за 4 года составила от 53 до 68 %. Это объясняется быстрым иссушением верхнего слоя почвы и, как следствие, недостаточным количеством влаги для нормального набухания и прорастания семян. При глубине заделки 0,06 м полевая всхожесть семян была наибольшей – 82 %. Дальнейшее повышение глубины заделки семян до 0,08 и 0,10 м привело к снижению полевой всхожести, которая составила 78 и 74 %. При увеличении глубины заделки до 0,12 и 0,14 м полевая всхожесть продолжала снижаться до 64 и 52 %. А при заделке семян на глубину до 0,18 м полевая всхожесть достигла явно неприемлемого значения – всего 20 %, при этом всходы были ослабленными, их часть была поражена болезнями.

Продолжительность периода посеввсходы сои. В наших исследованиях продолжительность периода посев–всходы сои по годам была различной и зависела от температуры и влажности посевного слоя почвы.

Вегетационный период сои в 1997-2000 гг. характеризовался оптимальными среднесуточными температурами в начальный период 18,4-19,8 °С и пониженными в конце – 12,2-12,6 °С. Наибольшее количество осадков выпало во вторую пятидневку периода – 35 мм. В 2001-2004 гг. в начальный период была пониженная среднесуточная температура + 14,3 °С, во второй и третьей пятидневке ближе к оптимальной – 18,9-20,0 °С, осадков выпало 24 мм. В 2005-2007 гг. в первую пятидневку периода температура была 20,3-21,8 °С, при появлении всходов – 14,5 °С, осадков выпало 15 мм.

Зависимость продолжительности периода посев-всходы от сортовых особенностей, фонов удобрений и гербицидов.  Наибольшая всхожесть в период посев–всходы семян сои в среднем за годы исследований была у сортов Волгоградка 1 – 75,8-78,5 % и Лада – 75,3-78,3 %. Несколько ниже она была у сорта Зерноградская 2 – 68,7-75,2 % и очень низкая у сорта Соер 4 – 55,2-60,0 %. Четкой зависимости полевой всхожести от фонов удобрений и гербицидов не отмечено. Однако, по сорту Зерноградская 2 полевая всхожесть несколько выше (на 5,5-6,8 %) при внесении удобрений, но без гербицида (табл. 14).

Таблица 14 – Зависимость полевой всхожести сои от сортовых

особенностей, фонов удобрений и гербицидов

(за 2001-2003 гг.), %

Сорт

Удобрение

Контроль (без удобрения)

NP

Гербициды

контроль

Харнес

Пивот

контроль

Харнес

Пивот

Волгоградка1(st)

77,5

77,0

77,5

78,5

75,8

77,3

Соер 4

55,2

58,5

57,0

60,0

57,5

54,7

Зерноградская 2

73,0

69,7

68,7

73,0

75,2

74,5

Лада

76,3

75,7

74,7

75,3

78,3

74,8

В период вегетации соя, как и любая другая культура, подвергается воздействию неблагоприятных условий, которые приводят к изреженности посевов. Степень  изреженности посевов сельскохозяйственных культур, по многочисленным исследованиям, зависит от условий года, предпосевной обработки почвы, густоты стояния растений, норм минерального питания, сортовых особенностей культуры.

Наблюдаемый период всходы – цветение является весьма ответственным в жизни растений. В это время протекают важные биохимические процессы и морфологические изменения. До цветения проходят восемь этапов органогенеза: от дифференциации зародышевых органов до завершения процессов формирования всех органов соцветия и цветка. Он весьма важен для формирования потенциальной продуктивности культуры и является критическим. Таким образом, при слабом развитии растений сои в этот период не может быть высокого урожая. В наших исследованиях за 1987-2007 гг. этот период приходился на июнь–август, когда часто наблюдается засуха и высокие температуры воздуха.

При наблюдении отмечены некоторые различия в продолжительности данного периода по сортам сои и варьирование его у одного и того же сорта по годам. Существенного влияния на изменение продолжительности этого периода гербициды и фоны удобрений не оказывали.

Максимальная продолжительность периода всходы – цветение наблюдалась у среднеранних сортов ВНИИОЗ 76 – 42-55 суток.

При выпадении осадков усиливается рост вегетативной массы, что удлиняет период от всходов до цветения на 13 дней, как это было в 1990 году или приводит из-за незначительных осадков к сокращению на 6 дней.

Продолжительность периода всходы–цветение коррелирует с обеспеченностью теплом, запасом продуктивной влаги на начало периода и осадками. Период цветение–созревание у изучаемых сортов проходил, как правило, в жаркие и сухие летние дни. Потребность во влаге во время интенсивного роста и закладке генеративных органов повышенная. От оплодотворения и образования зиготы на 9 этапе органогенеза до превращения питательных веществ в запасные вещества в семени проходит небольшой отрезок времени, в котором растения резко реагируют на создавшиеся условия. Установлено, что продолжительность рассматриваемого периода варьирует по годам и в меньшей степени по фонам удобрений и гербицидам.

Для первой половины этого периода характерна высокая температура воздуха и почвы (до 30 °С), при дефиците влаги в почве (за период исследования выпало 17,5-81,6 мм осадков) и низкой относительной влажности воздуха. Следует учесть, что средние показатели дают только ориентировочные представления об условиях продолжения периода, так как в этот отрезок времени с жаркими суховейными ветрами происходит массовая гибель цветков и завязи.

Так, в 1990 году засушливый период отсутствовал во время цветения и семяобразования, сумам положительных температур составила 1186,5 °С, поэтому культура образовала максимальное число продуктивных бобов, а продолжительность периода цветение – полная спелость составила 61 сутки. В 2002 году цветение и плодообразование проходило с большим количеством суховейных дней с небольшим продуктивным запасом почвенной влаги при сумме положительных температур  1562,3 °С.

Обобщая полученные данные об особенностях прохождения фенологических фазах сои различных по биологии сортов на различных фонах гербицидов и удобрений в условиях сухостепной зоны темно-каштановых почв, можно заключить, что полевая всхожесть семян, сохранность, продолжительность фаз развития  в большей степени зависят от метеорологических условий вегетационного периода. При этом, лимитирующим фактором для роста растений остается влага (коэффициент корреляции r = 0,50-0,93).

Высота прикрепления нижних бобов у сои в зависимости от сорта и гербицида. Высота прикрепления нижних бобов является одним из основных признаков сорта. Это важнейший технологический и хозяйственно ценный признак, знание которого позволяет максимально снизить потери зерна при комбайновой уборке.

Соя, как и нут, относится к зернобобовым культурам, требующим при уборке очень низкого среза растений, поэтому необходимо выводить такие сорта, у которых прикрепление нижних бобов было бы не ниже 0,14-0,15 м. У большинства распространенных сортов сои, имеющих прочный прямостоячий, ветвистый стебель длиной от 0,45 до 1,10 м, нижние бобы прикрепляются на высоте 0,10 -0,25 м от поверхности почвы. Так, у сортов Мерит и Белоснежка высота прикрепления нижних бобов в годы исследований (1987-1991 гг.) составила в среднем 0,13-0,14 м, а на высоте от 0 до 0,09 м от поверхности поля находилось 5-6 % сои, что не приемлемо для комбайновой уборки (табл. 15).

Таблица 15 - Высота прикрепления нижних бобов у сортов сои в зависимости от сорта и гербицида, м

Сорта

Контроль

Харнес

Пивот

2002

2003

2004

2002

2003

2004

2002

2003

2004

N0P0 – контроль (без удобрения)

Волгоградка1(st)

0,16

0,17

0,17

0,16

0,17

0,17

0,15

0,16

0,16

Соер 4

0,10

0,10

0,13

0,10

0,11

0,12

0,11

0,10

0,12

Зерноградская 2

0,17

0,18

0,19

0,16

0,16

0,17

0,17

0,16

0,17

Лада

0,11

0,10

0,12

0,10

0,11

0,12

0,11

0,11

0,12

N30P60

Волгоградка1(st)

0,17

0,18

0,18

0,17

0,18

0,18

0,16

0,17

0,16

Соер  4

0,11

0,10

0,14

0,10

0,11

0,12

0,12

0,10

0,13

Зерноградская 2

0,17

0,18

0,18

0,16

0,17

0,17

0,17

0,17

0,17

Лада

0,11

0,12

0,12

0,10

0,11

0,12

0,12

0,12

0,13

По результатам биометрических измерений высоты закладки нижних бобов установлено, что все сорта по этому признаку можно подразделить на сорта со средним и высоким прикреплением нижних бобов. У скороспелых сортов во все годы высота прикрепления нижних бобов составляла 0,10-0,13 м, у среднеранних этот показатель составлял 0,16-0,18 м. Внесение удобрений повышало высоту прикрепления нижних бобов на 0,01-0,02 м. Условия года и фоны защиты растений от сорной растительности слабо оказывали влияние на высоту прикрепления нижних бобов.

Водопотребление посевов сои. Все исследованные высокоурожайные сорта сои характеризовались низким водопотреблением. В исследованиях проводилось изучение динамики расходования влаги в период вегетации сои в метровом слое почвы и выпадающих осадков от начала всходов до уборки.

Анализ полученных данных по сое показывает, что на начало вегетации запас продуктивной влаги во все годы был практически одинаковый 123,3-134,9 мм. Однако осадки выпадали по-разному: наибольшее количество выпало в 2004 году – 169,6 мм; наименьшее в 2003 году – 74,5 мм.

За период вегетации раннеспелых сортов Соер 4 и Лада их выпало, соответственно, 159,6 и 69,5 мм (табл.16). Анализ динамики влажности почвы показывает, что в 2002 году она закономерно снижалась по всем горизонтам от всходов до созревания сои с 18,7 до 9,7 %, в 2003 году – с 19,5 до 10 % и в 2004 году – с 18,1  до 11,6 % от абсолютно сухой почвы. Метеорологические условия в годы проведения опытов по влагообеспеченности отличались между собой, прежде всего, по количеству выпавших осадков и времени их выпадения.

Таблица 16 - Водопотребление посевов сои, мм

Показатели

Волгоградка 1

Соер 4

2002

2003

2004

среднее

2002

2003

2004

среднее

Продуктивный запас влаги на начало вегетации, мм

123,3

134,9

125,7

127,9

123,3

134,9

125,7

128,0

Продуктивный запас влаги на конец вегетации, мм

20,6

10,1

24,1

18,3

40,8

30,1

34,6

35,1

Расход влаги из почвы, мм

103,7

124,8

101,6

110,0

82,5

104,8

91,1

92,9

Осадки, мм

112,0

74,5

169,6

-

102,0

69,5

159,6

-

Суммарное водопотребление, мм

214,2

199,3

270,7

228,0

184,5

174,3

250,7

203,1

в т.ч. осадки, %

52,0

37,4

62,6

52,0

55,3

60,1

36,3

45,7

Почвенная влага, %

48,0

62,6

37,4

48,2

44,7

39,9

63,7

54,3

При анализе данных расхода продуктивной влаги по сортам различной скороспелости необходимо отметить, что прослеживается определенная закономерность: более скороспелые сорта больше расходуют почвенную влагу – 54,3 %, чем влагу осадков (45,7 %), более позднеспелые и среднеранние сорта больше расходуют влагу атмосферных осадков – 52,0 % и 48,2 % из почвы. Суммарное водопотребление больше изменяется по годам: в 2002 году – 199,3 и 174,3 мм, соответственно по сортам, и в 2003 году – 270,7 и 250,7 мм.

При анализе данных среднесуточного водопотребления прослеживается следующая закономерность: чем благоприятнее складываются условия по увлажнению, тем выше среднесуточное водопотребление. Так, в благоприятном по погодным условиям 2004 году среднесуточное водопотребление колебалось в пределах 2,32-2,29 мм/сутки, а в 2003 году – 1,61-1,69 мм/сутки. Особых различий в среднесуточном водопотреблении нами не отмечено: в среднем за три года оно составило 1,88-1,93 мм/сутки.

Зависимость интенсивности фотосинтеза сортов сои от водообеспеченности. В исследованиях по сортоизучению условия влагообеспеченности посевов в разрезе лет заметно отразились на динамике нарастания площади листьев изучаемых сортов, независимо от их принадлежности той или иной группе спелости. На протяжении всего вегетационного периода недостаточное влагообеспечение, отмеченное в 1993 году, отрицательно повлияло на ритм увеличения листовой поверхности сортов всех трех групп спелости. И наоборот, наиболее благоприятные условия увлажнения в 1991 и 1995 гг. способствовали нарастанию оптимальной листовой поверхности.

Ход нарастания листовой поверхности по усредненным данным в пределах групп спелости показал, что уже в начале вегетации – по полным всходам – наиболее высокая площадь листьев отмечена в 1994 году у сортов скороспелых и среднескороспелых – 1,7 тыс. м2/га. Несколько ниже площадь листовой поверхности отмечена в 1992 году, уступающем по влагообеспеченности 1994 году: у первых двух групп – по 1,5 тыс. м2 /га, у сортов третьей группы спелости – 1,3 тыс. м/га. И самые низкие показатели площади листовой поверхности зафиксированы нами в начале вегетации в 1993 году при слабом влагообеспечении посевов: от 1,1-1,2 у сортов первых двух групп спелости до 0,8 тыс. м2/га – у сортов более поздних. Эта закономерность прослеживается по всем фазам вегетации на протяжении трех лет сортоизучения по трем группам спелости.

Анализ динамики нарастания листовой поверхности в среднем за 6 лет сортоизучения убедительно показал, что наиболее продуктивные сорта, обладающие не только высокой реальной, но и потенциальной урожайностью такие, как Соер 4, Лада, Харьковская (сорта скороспелые), Волгоградка 1, Зерноградская 2, Харьковская 3 (сорта среднескороспелые), а также Крепыш, Микурич (сорта среднеспелые) имели к концу вегетации и оптимальные показатели листовой поверхности: от 38,5 до 54,4 тыс. м2/га.

Фотосинтетический потенциал изучаемых сортов также во многом зависел от сложившейся фактической густота стояния растений и общей продолжительности вегетационного периода. Но, несмотря на это, ассимиляционная поверхность формируется и в зависимости от условий произрастания по годам исследований (табл. 17). В соответствии с этим, сорта всех трех групп спелости имели наивысшие показатели фотосинтетического потенциала в 1995 году: от 2580 до 3072 тыс. мсутки/га, в то время, как в 1993 году только от 2008 до 2338 тыс. мсутки/га.

Наиболее высокими показателями фотосинтетического потенциала в среднем за три года обладали сорта, отличающиеся значительной продуктивностью: Соер 4 – 2505 и Харьковская скороспелая – 2579,4 тыс. мсутки/га.

Таблица 17 - Фотосинтетический потенциал у сортов сои

за вегетационный период, тыс. мсутки/га

Группа спелости

Сорта

Годы

1992

1993

1994

среднее

I

(100 суток)

Соер 4

2232

2345

2937

2505

Лада

1927

1785

2745

2152

Харьковская скороспелая

2578

2265

2893

2579

II

(110 суток)

Волгоградка 1

1934

2442

3479

2618

Белгород 48

1681

1953

2490

2041

Зерноградская 2

2842

2497

2846

2728

Харьковская 3

2590

2409

2697

2565

III

(115 суток)

Крепыш

2073

2064

3562

2566

Микурич

1950

2532

2830

2437

Из сортов среднескороспелых с высоким уровнем фотосинтетического  потенциала выделяются: сорт-стандарт Волгоградка 1 – 2618, Зерноградская 2 – 2728 и Харьковская 3 – 2565 тыс. мсутки/га. В среднем этот уровень возрос с 2205 у скороспелых сортов до 2320 тыс. мсутки/га у среднескороспелых. Еще более высоким уровнем фотосинтетического потенциала обладает группа  среднеспелых сортов – 2486 тыс. мсутки/га. Многие сорта из этой группы имеют высокие показатели: Крепыш – 2566 тыс. мсутки/га и др.

При возделывании сои на богаре важную роль в формировании урожая играют, прежде всего, метеорологические условия года, сорт, способы борьбы с сорной растительностью и уровень минерального питания.

Урожайность семян сои различных сортов в зависимости от применения гербицидов и фоновых удобрений. В исследованиях на урожай сои в большей степени оказали влияние метеорологические условия в период вегетации. Наиболее благоприятные условия для вегетации растений сложились в 2002 году. В этот год был отмечен наибольший запас продуктивной влаги в корнеобитаемом слое, и выпало самое большое количество осадков (169,6 мм) в период вегетации по сравнению с предыдущими годами.

Как  показали исследования, в 2004 году была получена максимальная урожайность, которая по отдельным вариантам достигла до 1,46-1,58 т/га. Урожайность в этом году была выше на 0,19-0,23 т/га по сравнению с 2002 годом и на 0,68-0,75 т/га по сравнению с 2002 годом (табл. 18).

Немаловажную роль в формировании урожая играют сорта. В среднем за три года наиболее высокую урожайность в экспериментальных условиях формирует сорт Зерноградская 2 при внесении NP на фоне гербицида Пивот – 1,25 т/га. Превышение над районированным сортом Волгоградка 1 составило 0,08 т/га. Более скороспелые сорта Соер 4 и Лада уступали стандартному сорту на 0,17 и 0,23 т/га соответственно, преимущество сорта Зерноградская 2 было еще больше и составило 0,25 и 0,31 т/га.

Таблица 18 - Урожайность семян сои различных сортов в зависимости

от гербицидов и фоновых удобрений  (среднее за 2002-2004 гг.), т/га

Удобрение

(фактор А)

Гербицид

(фактор В)

Сорт (фактор С)

Волгоградка 1

Зерноградская 2

Лада

Соер 4

Контроль (без удобрения)

Контроль

0,80

0,97

0,83

0,78

Харнес

1,00

1,10

0,91

0,79

Пивот

1,01

1,17

0,91

0,88

NP

Контроль

0,89

1,02

0,91

0,80

Харнес

1,05

1,15

0,94

0,90

Пивот

1,17

1,25

1,00

0,94

НСР05

0,12

0,18

0,16

0,17

Самая низкая урожайность у всех изучаемых сортов была получена на варианте без применения гербицидов. На удобренном варианте было получено по сортам от 0,80 до 1,02 т/га, а без удобрений от 0,78 до 0,97 т/га. Сравнительно небольшое преимущество удобренных вариантов объясняется недостаточным количеством осадков за вегетационный период сои и особенно в 2003 году. Так, по сорту Волгоградка 1 в 2002 году разница между удобренным и неудобренным вариантами составила всего 0,05-0,08 т/га, в 2002 году 0,11-0,13 т/га, в 2004 году 0,09-0,16 т/га. Такие же закономерности были отмечены и по другим сортам.

В среднем по всем сортам, прибавка семян сои от применения гербицида Харнес составила 0,10 т/га на удобренном и неудобренном варианте, от гербицида Пивот она составила 0,18 /га на удобренном и 0,14 т/га на неудобренном. Внесение NP в среднем за три года дало прибавку по сортам: Волгоградка 1– 0,10 т/га, Зерноградская 2 – 0,06, Лада – 0,07 и Соер 4 – 0,06 т/га.

В целом можно заключить, что от проведения защитных мер борьбы с сорной растительностью с помощью гербицидов эффект выше, чем при внесении небольших доз минеральных удобрений, который составил  96,0-98,0 %.

В условиях Нижнего Поволжья, при ранних посевах, влагообеспеченность сои и нута выше, цветение сдвигается на первую половину лета, и отрицательное влияние высоких температур снижается,  что способствует лучшему развитию бобов и семян.

Зависимость элементов структуры урожая сортов сои от использования гербицидов и фоновых удобрений. В исследованиях величина и соотношение основных показателей структуры урожая зависела, прежде всего, от метеорологических условий конкретного года, сорта, способов защиты растений от сорной растительности и фонов удобрений. Высота растений сои зависела, главным образом, от сортовых особенностей и условий года (табл. 19).

Таблица 19 - Зависимость высоты растений сои от сорта,

гербицида и удобрения (за 2002-2004 гг.), м

Сорт

Контроль (без удобрения)

NP

контроль

Харнес

Пивот

контроль

Харнес

Пивот

Волгоградка 1

0,58

0,52

0,53

0,65

0,62

0,66

Соер 4

0,48

0,39

0,40

0,57

0,41

0,55

Зерноградская 2

0,65

0,62

0,65

0,67

0,66

0,69

Лада

0,54

0,51

0,54

0,56

0,59

0,56

Раннеспелые сорта Соер 4 и Лада имели высоту на безгербицидном фоне – 0,39 и 0,51 м, тогда как среднеранние сорта Волгоградка 1 и Зерноградская 2, соответственно, 0,52 и 0,62 м, а на удобренном, соответственно, 0,41 и 0,59 м, раннеспелые – 0,62 и 0,66 м – среднеранние.

На варианте с применением гербицидов растения сои всех сортов имели несколько большую высоту. Самым низкорослым сортом является Соер 4 – 0,39 м на контроле и 0,57 м при внесении Харнеса и NP, относительно высокорослым – Зерноградская 2 – 0,62 и 0,69 м, соответственно. По наблюдениям за продуктивностью изучаемых сортов установлено, что условия произрастания напрямую влияют на количественные показатели образования  не только вегетативной массы, но и закладки репродуктивных органов (табл. 20).

Таблица 20 - Количество бобов у сортов сои, шт. /раст.

Сорта

Контроль (б/о)

Харнес

Пивот

2002

2003

2004

2002

2003

2004

2002

2003

2004

Контроль (без удобрения)

Волгоградка 1(st)

30,6

34,8

36,9

21,9

20,1

26,0

30,2

27,4

35,5

Соер 4

28,0

20,1

25,7

20,0

18,0

21,0

22,2

20,2

24,7

Зерноградская 2

43,1

40,2

49,9

39,9

31,1

43,1

40,9

34,8

40,2

Лада

31,5

30,8

32,7

27,7

23,4

28,1

28,7

30,1

31,9

NP

Волгоградка 1(st)

31,2

36,4

37,7

23,8

23,1

26,5

32,1

29,3

37,5

Соер 4

27,6

21,0

26,8

20,5

18,4

22,1

24,1

22,1

25,8

Зерноградская 2

44,9

42,8

51,1

41,6

33,9

45,0

46,2

37,8

54,1

Лада

33,6

32,9

39,3

28,7

24,2

29,1

30,9

32,5

36,3

Самое большое количество бобов до 51,1-54,1 шт. на растении закладывает сорт Зерноградская-2 и наименьшее – 18,4-27,6 шт. – сорт Соер 4. внесение гербицидов Харнес и Пивот увеличивает количество бобов на 9-14 и более штук. Озерненность бобов – наименее варьирующий элемент урожайности сои. Следовательно, продуктивность растения определяется, в основном, числом бобов.

Таким образом, исследования показали, что основными элементами структуры урожая следует считать: ветвистость, число бобов и зерен на растении, число зерен в бобе, массу зерна с растения и массу 1000 зерен. Как во влажные, так и в засушливые годы корреляция этих признаков с урожайностью зерна составляет выше 0,9. Однако и остальные признаки не следует сбрасывать со счетов, так как все они оказывают влияние на продуктивность сорта (табл. 21).

Таблица 21 - Элементы структуры урожая сои Волгоградка 1

Элементы структуры

урожая

Коэффициент корреляции

Засушливые годы

Влажные годы

Высота растений, м

0,214

0,155

Высота до первого боба, м

-0,191

-0,337

Ветвистость, шт./раст.

0,416

0,133

Бобов на растении, шт.

0,935

0,927

Зерен на растении, шт.

0,954

0,957

Зерен в бобе, шт.

0,149

0,176

Масса 1000 зерен, г

0,176

0,093

Большие колебания урожайности по годам – результат большой изменчивости его составляющих. В связи с этим, важной задачей является определение условий, влияющих на отдельные элементы структуры урожая и установление взаимосвязи между ними.

5. Производственные испытания технологии

возделывания нута и сои

Проведенные нами исследования показали, что зернобобовые культуры отзывчивы на выбор способов посева и изменение площади питания растений. От величины площади питания растений зависит степень их освещенности, обеспеченности влагой и питательными веществами, что, в свою очередь, определяет облиственность, интенсивность фотосинтеза, образование бобов, ветвление, толщину стебля, высоту прикрепления нижних бобов, а также устойчивость к полеганию, обламыванию ветвей, качество уборки и, в конечном итоге, величину и качество урожая.

Предлагаемая технология возделывания зернобобовых культур предусматривает применение такого способа посева и густоты растений, которые позволяли бы применять систему машин, широко использовать в работе на повышенных скоростях широкозахватные высокопроизводительные агрегаты, удобрения и гербициды, обеспечивающие высокую урожайность и снижение затрат труда и издержек производства на возделывании этой культуры.

Разработанная новая технология возделывания нута и сои без оборота пласта апробировалась 10 лет с 1997 по 2007 гг.

На полях хозяйств - почвы черноземы, каштановые и светло-каштановые, содержат от 3 до 1,56% гумуса, бонитет почвы от 39 до 86 баллов, среднемноголетнее выпадение осадков от 280 до 370 мм.

Сразу после уборки озимых проводилась обработка дисковым орудием БДТ-7 или БДТМ-3,8 в агрегате с трактором ХТЗ-17221 или ВТ-100, в случае большого засорения поля многолетними сорняками во влажную осень применялись глифосатосодержащие гербициды (Раундап, Торнадо и др.) с нормой расхода 4 л/га. Лучший срок обработки в борьбе с многолетними сорняками - конец августа - начало сентября.

При уборке на комбайнах СК-5 «Нива» и Дон-1500Б применялись измельчители соломы, если была необходимость, повторялась мульчирующая обработка дисковыми орудием, для ускорения разложения растительных остатков. Под первую мульчирующую обработку почвы вносили 7-10 кг д.в. сульфата аммония на тонну соломы.

Весной проводили боронование в 2 следа бороной ЗБЗС-1,0 и непосредственно перед посевом культивацию культиватором КШУ-12 на глубину заделки семян.

Посев нута осуществлялся сплошным способом сеялками СЗП-3,6А, сои - СПБ-12К и Кинза - 2000, с междурядьем 0,40×0,45 м и сплошным способом.

Семена перед посевом обрабатывались Ризоторфином, что позволяло увеличить урожай на 0,2-0,3 т/га и накопить в почве дополнительно 15-20 кг биологического азота (норма - 400-500 г на гектарную норму высева). После всходов сои и нута в фазе 3-8 листьев почва обрабатывались легкими зубовыми боронами поперек всходов или сетчатыми боронами «Штригель», это обязательная операция для борьбы с сорняками по всходам.

Все весенние операции по возделыванию нута и сои проводились с перестановкой узкой на широкую резину на тракторах ХТЗ-17221.

Уборка проводилась прямым комбайнированием сои и нута комбайнами «Нива» СК-5 и Дон-1500Б.

На основе двухфакторного эксперимента изучалась зависимость урожайности зернобобовых культур от разных способов основной обработки почвы и их сортов, полевой всхожести семян от толщины слоя сухой почвы и вида культуры, а также влияние других факторов на определенные показатели функции отклика.

6. Особенности предлагаемой технологии уборки зернобобовых культур для различных зон Нижнего Поволжья

Представлены результаты внедрения разработанных технологических процессов, геометрических характеристик молотильного зазора молотильного аппарата, показатели прочности, травмирования и разрушения зерна и влияние технологических параметров на качество обмолота.

На этапе серии поисковых опытов объектами завершающих экспериментальных исследований стали:

сочетание материалов рабочих элементов (деталей) бич - планка в молотильном аппарате: сталь - сталь (с.-с.); сталь - резина (с.-р.); резина - сталь (р.-с.); резина - резина (р.-р.); влажность W семян в диапазонах, % 8-10; 11-13; 14-16; 17-20 при ненормированной температуре окружающей среды, а также пробный обмолот при температуре минус 5оС и определенной влажности; частота вращения n молотильного барабана:

n=300-600 мин-1 (начальный этап);

n=400-950 мин-1 (заключительный этап); подача стеблевой массы в молотильный аппарат от 0,8 до 2,0 кг/с.

На основании поисковых опытов и предварительных результатов экспериментальных исследований установлена закономерность: наиболее качественный обмолот - при критерии минимума дробления Д и недомолота Н - достигается при сочетании материалов рабочих элементов бич - планка в молотильном аппарате р.-р. и до некоторой степени с.-р. По мере увеличения влажности W семян частота вращения n молотильного барабана должна повышаться, при данной W частота n должна быть несколько дольше для более благоприятных сочетаний материалов, т.е. р.-р. и с.-р.; молотильные зазоры на входе SE и на выходе SA должны быть несколько меньше по мере увеличения W; качество обмолота (Д, Н и суммарный показатель Σ=Д+Н) зависит как от влажности W зерна, так и от сочетания материалов бич - планка, минимальный показатель Σ зафиксирован при W=14-16% при сочетании материалов р.-р. (Σ=0,2%) и с.-р. (Σ=0,4%); эти показатели получены при соответствующем варьировании n и SE/SA.

Опыты показали явно выраженное влияние подачи q стеблевой массы начинали с q=0,8 кг/с, q=1,0-2,0 кг/с, на качество обмолота, но более низкие Д и Н имеют место при сочетании материалов р.-р. и до некоторой степени с.-р. При температуре окружающей среды -5оС в диапазоне n=350-600 мин-1 и при фиксированных W=14-16% и SE/SA=30/14 мм Д имеет минимум при сочетании материалов с.-р., а Н - при р.-р.

Представленные показатели, - каждый в отдельности и в совокупности, - оказывают влияние на качество обмолота нута и сои.

Комплексное влияние конструктивных, кинематических и технологических показателей бильного молотильного аппарата комбайна СК-5А «Нива» с учетом доработки рабочих элементов бич – планка, оптимальные значения главных показателей следующие: 1) n=600-800 мин-1; 2) М – р.-р. и с.-р.; 3) W=14-16%; 4) SA=30-32 мм, SE=14-16 мм.

Уборку нута и сои комбайнами семейства «Дон» необходимо проводить при влажности бобов W не ниже 11,5%, при минимальной частоте вращения молотильного барабана nmin≤ 360 мин-1 и молотильных зазорах SЕ/SА = 33/21-35/223 мм, при этом предпочтение следует отдавать прямому комбайнированию.

Инерционный обмолот - это деформация плодоножки и сообщение зерновке кинетической энергии mν2/2 для транспортировки из зоны обмолота. Сохранению в процессе обмолота листьев, стеблей и соцветий способствует «просторный молотильный зазор». Это зазор такой величины, что в нём не стеснён с боков слой скошенной  массы.

Если современных комбайнах на обмолот, сепарирование и очистку зерна расходуется 80% всей мощности двигателя и 16-26 кВт энергии на каждый килограмм подачи хлебной массы в секунду, то в инерционном МСУ удельные затраты энергии на обмолот составляют не более 0,5 кВт × сек./кг; при этом зерно не нуждается в очистке.

При уборке нута и сои обмолот зерна предшествует его разрушению. Таким образом, с увеличением внешней нагрузки разрушение зерна начинается при определенном уровне его микротравмирования. Величина этого уровня зависит от биологических и физико-механических свойств зерна. Взаимосвязь между дроблением Д зерна и его микротравмированием Т может быть выражена известным уравнением,

Т = b0 + b1Д+b2Д,

где b0, b1, b2 - коэффициенты регрессии.

Коэффициент b0 показывает уровень травмирования зерна, при котором начинается его дробление. Среднее значение этого коэффициента для нута и сои b0,ср = 7-8%: величина коэффициента b0 зависит от физико-механических свойств зерна (влажности W, массы m 1000 зерен) и может быть найдена из выражения:

b0 = а0 + a1m + a2m2 + a3W + а4W2,

где а0, a1-а4 - коэффициенты регрессии.

На качество семян влияет и способ уборки (табл. 22). При влажности зерна в момент обмолота 14-18% лучшее качество семян зернобобовых нута и сои получено при раздельной уборке, тогда как при влажности 20-24% наблюдается обратная закономерность.

Данные показывают, что посевные качества семян зависят как от влажности зерна, так и от его травмирования.

Таблица 22 - Влияние способа уборки и влажности зерна нута и сои

при обмолоте на качество зерна

Влажность зерна при обмолоте, %

Раздельная уборка

Прямое комбайнирование

микротравмирование, %

энергия прорастания, %

лабораторная всхожесть, %

микротравмирование, %

энергия прорастания, %

лабораторная всхожесть, %

9-12

11,5

79,5

92,9

-

-

-

14-18

9,9

83,1

93,8

9,1

74,3

92,3

20-24

9,3

67,9

88,8

8,8

76,8

91,1

Посевные качества зависят и от уровня их травмирования при обмолоте, рис. Так, с изменением дробления от 1 до 42% лабораторная всхожесть снижается с 93 до 85%, а полевая с 88,5 до 83,5%. Это можно объяснить тем, что с увеличением дробления семян увеличивается и их микротравмирование.

Рис. 9. Зависимость всхожести семян от дробления: 1-полевая всхожесть через 15 дней; 2- полевая всхожесть через 20 дней; 3- полевая всхожесть через 25 дней; 4- лабораторная всхожесть

7. Экономическая и энергетическая оценка предлагаемых технологий на основе разработанных технических средств

В данной главе изложены результаты экономической и энергетической оценки данной работы.

Особенностью зернового рынка являются эластичность цен по спросу и зависимость предложения от природно-климатических условий, что и вызывает колебание цен на зерно. Так, в урожайные годы увеличивается объем производства и снижается цена, затраты не дают должной отдачи.

Рыночные условия хозяйствования наложили отпечаток на структуру издержек производства в зерновой отрасли, причиной этому послужили рост цен на энергоносители, запасные части, содержание основных средств, химические средства защиты растений, удобрения, услуги сторонних организаций.

Исследования показали, что разработанная новая технология оказывала существенное влияние на урожайность совместно с разработанными техническими решениями, и как следствие, на конечный результат. Поэтому делать вывод о целесообразности новой технологии с техническими разработками можно лишь на основе стоимости всего полученного урожая с затратами на его производство (табл. 23).

Таблица 23 - Экономическая эффективность возделывания зернобобовых культур по предлагаемой технологии (1997 - 2006 гг.)

Культура

Урожайность, т/га

Затраты, руб./га

Стоимость продукции, руб./т

Чистый

доход, руб./га

Рентабельность, %

Нут

2,0

2776

6100

3324

120

Соя

1,7

2910

6800

3890

133,7

Анализ затрат совокупной энергии показывает, что наиболее затратной и более рентабельной зернобобовой культурой является соя, уровнем рентабельности 133,7%.

Сравнительная экономическая оценка по фактической стоимости только одной проставки на комбайн показывает положительный результат 534 тыс. рублей со сроком окупаемости 0,21 года (табл. 24).

Таблица 24 - Экономическая оценка эффективности применения

конструкции проставки на зерноуборочном комбайне

Показатель

Условные

обозначения

Единица

измерения

Численное

значение

Стоимость изготовления проставки

Сн.конст

руб.

11312

Стоимость дополнительной продукции от снижения потерь зерна за сезон

Сдоп

руб.

32500

Снижение дробления зерна за сезон

С′доп

т.

23300

Эксплуатационные затраты за сезон по новой конструкции

Иэ

руб.

2382

Годовой экономический эффект

Эг

руб.

534140

Срок окупаемости конструкции

Ток

лет

0,21

Зернобобовые культуры обеспечивают условно чистый доход на 1 га и на 1 руб. затрат выше, чем зерновые культуры.

Энергоэкономическая оценка различных технологий возделывания зернобобовых культур показывает, что предлагаемая нами поверхностная технология является энергосберегающей.

ВЫВОДЫ

1. Анализ метеорологических условий в годы проведения экспериментов и данных сортоучастков Волгоградской области за 1987-2007 гг. показал, что своевременные и дружные всходы нута могут быть получены при сумме среднесуточных температур за период посев-всходы в зоне черноземных почв – 2100С, в Заволжье и в Нижне-Волжском НИИ сельского хозяйства  на светло-каштановых почвах – 185 0С - 182 0С.

2. Изучение влияния способа посева и норм высева на густоту стояния растений нута в условиях светло-каштановых почв показало, что при сплошном рядовом посеве и наименьшей норме высева 250 тыс. шт./га получены наиболее высокие показатели полевой всхожести – 75,2% и сохранности растений к уборке – 88,4 %.

При широкорядном способе посева преимущества имела также наименьшая норма высева – 140 тыс. шт./га. Полевая всхожесть при этом наиболее высока – 66,2 %, а сохранность – 87,3 %.

3. В результате анализа элементов структуры урожая на сплошном рядовом и широкорядном посевах доказано преимущество малых норм высева. При этом отмечено максимальное количество бобов и зерна на растении, а также продуктивность растений и масса 1000 зерен.

4. При введении нового сорта нута для семеноводческих целей важным показателем  является коэффициент размножения семян – Кр. Экспериментальным путем подтверждено увеличение коэффициента размножения семян в разреженных посевах при широкорядном способе: при снижении густоты с 400 тыс. шт./га до 140 тыс. шт./га коэффициент размножения увеличился с 8,8 до 18,1. При сплошном рядовом посеве сохранилась та же тенденция. Наибольший показатель 14,9 % также отмечен при наименьшей густоте – 250 тыс. шт./га.

5. Изучение сортов нута в богарных условиях за 2001-2004 гг. показало, что независимо от агроклиматических условий года наиболее урожайными оказались сорта: Волгоградский 10, Приво 1, Волгоградский 5 и Волгоградский 36, принятый за стандарт. Уровень урожайности составил 1,12 – 1,21 т/га.

6. При изучении влияния способа посева и ширины междурядий на урожайность зерна сои установлено: при широкорядном способе посева преимущество имел вариант с шириной междурядий - 0,45 м и урожайностью 1,3 т зерна с гектара. Близкий уровень получен при ширине междурядий - 0,7 м. Уменьшение ширины междурядий до 0,3 м ведет к снижению урожайности до 1,2 т/га. При квадратно-гнездовом способе посева оптимальным является вариант с размещением 0,45 х 0,45 м, на котором также получена урожайность зерна сои на уровне 1,3 т/га.

7.  Теоретически доказано, что повреждение и микротравмирование семян при обмолоте зернобобовых существенно зависят от их влажности. Наибольшее микротравмирование (48,7-54,9%) наблюдается при влажности семян ниже 10 и выше 20%. Оптимальная влажность по критерию минимума травмирования составляет 14-16%.

8. Разработанная технология минимальной обработки почвы без оборота пласта по выращиванию нута и сои позволяет на протяжении 10 лет получать стабильные урожаи с высокой урожайностью  и экономией при этом значительных финансовых средств. Комплексный критерий эффективности для предложенной технологии превышает более чем в 160 раз существующую технологию.

9. Разработано и доказано, что применение стационарных молотилок для легкоповреждаемых культур и молотильно-сепарирующих устройств в виде проставок позволяет получать высококачественные семена зернобобовых культур как для семеноводческих, так и для производственных целей, без микро- и макротравмирования семян.

10. Разработаны и практически реализованы условия, при которых уборку зернобобовых культур комбайнами семейства «Дон» необходимо проводить при влажности бобов 11,5-14,0%, при минимальной частоте вращения молотильного барабана - 360-500 мин-1, с молотильными зазорами - на входе 33-35 мм, на выходе 21-23 мм.

11. Усовершенствована технология раздельной уборки нута и сои, преимущественно для селекционных целей, согласно которой скошенную массу складируют и сушат под навесом, затем с помощью специальной стационарной молотилки с эластичными рабочими органами обмолачивают при оптимальной влажности зерна.

12. Разработано, экспериментально подтверждено и рекомендовано производству, что для комбайна СК-5А «Нива» условию минимума потерь в виде дробления семян и недомолота бобов при указанной оптимальной влажности отвечают: частота вращения молотильного барабана - 600-800 мин-1; молотильные зазоры на входе 30-32 мм, на выходе 14-16 мм; сочетание материалов рабочих элементов (бич - планка) - резина - резина или сталь - резина. При отсутствии эластичных рабочих элементов частоту вращения барабана снижают до 600 мин-1.

13. Результаты исследований с годовым экономическим эффектом более 534, 0 тыс. рублей приняты к внедрению в сельскохозяйственных и фермерских хозяйствах, ОПХ и АПК Волгоградской, Астраханской  областей и Республики Калмыкия.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения стабильных урожаев зернобобовых культур рекомендуем принять технологию возделывания нута и сои без оборота пласта, используя для обработки почвы тяжелые бороны типа БДТ.

2. При закладке семеноводческих посевов предлагаем для нута сплошной рядовой способ с наименьшей нормой высева 250 тыс. шт./га и с шириной междурядий 0,45 м и для сои широкорядный способ посева с нормой высева 140 тыс. шт./га.

3. Предлагаем применять молотильно-сепарирующие устройства, исключающие дробление и травмирование зерна в интервале влажности от 14 до 50 % при уборке урожая зернобобовых культур.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

в рецензируемых журналах ВАК

  1. Пындак, В.И. Повышение эффективности средств обмолота нута / В.И. Пындак, В.Н. Павленко// Тракторы и сельхозмашины.-2000.- №6.-С. 24-25.        
  2. Павленко, В.Н. Рабочие органы для глубокого рыхления почвы /В.Н. Павленко, В.И. Пындак// Изобретатели - машиностроению.-2001.- №2.- С. 28-29.
  3. Пындак, В.И. Повышение качества обмолота нута комбайнами «Нива»/ В.И. Пындак, В.Н. Павленко// Тракторы и сельхозмашины.- 2006.- №10.- С. 26-27.        
  4. Пындак, В.И. Щадящий обмолот фасоли/В.И. Пындак, В.Н. Павленко// Сельский механизатор.- 2006.- №12.- С.14-15.        
  5. Павленко, В.Н. Особенности формирования сортообразцов фасоли обыкновенной в сухостепной зоне каштановых почв Нижнего Поволжья / В.Н. Павленко, В.М. Кононов, Л.П. Андриевская// Доклады РАСХН.- 2007.- №2.- С. 15-16.
  6. Пындак, В.И. Перспективная технология возделывания семян кукурузы /В.И. Пындак, В.Н. Павленко,  А.И. Салдаев// Достижения науки и техники АПК.- М.,  2007.- №7.- С. 21-22.                
  7. Павленко, В.Н. Урожайность озимой пшеницы в севообороте с нутом/ В.Н. Павленко, А.М. Хабаров,  А.В. Балашов// Плодородие.-2007.- №6(39).- С. 7-8.        
  8. Павленко, В.Н. Оптимальная схема обработки почвы под нут/ В.Н. Павленко, А.Е. Новиков// Плодородие.- 2007.- №6(39). - С. 8-9.        
  9. Павленко, В.Н.  Ресурсосберегающая технология возделывания  широкорядных пропашных культур/ В.Н. Павленко, А.Е. Новиков// Плодородие.- 2007.- №6(39).- С.32.        
  10. Павленко, В.Н. Инерционные технологии обмолота зерновых и зернобобовых культур/ В.Н. Павленко, А.К. Скворцов,  С.В. Иленёва//  Вестник РАСХН.-2007.- №6.- С. 6-7.        
  11. Пат. № 2291606, РФ С 2А 01 С 1/00. Способ возделывания сахарной кукурузы на зерно/ Павленко В.Н., Овчинников А.С., Пындак В.И., Амчеславский О.И.. - Зарегистрировано 20.01.2007 г.        
  12. Пындак,  В.И. Особенности возделывания сои на орошаемых землях Нижнего Поволжья / В.И. Пындак, В.Н. Павленко// Зерновое хозяйство.- 2008.- №1-2.- С. 10-12.
  13. Цепляев, А.Н. Исследования модернизированного молотильного аппарата для обмолота бобовых культур/ А.Н. Цепляев, В.Н. Павленко// Плодородие.- 2009.-№1(46).- С.38-40.        
  14. Пындак, В.И. Глубокая чизельная обработка почвы в условиях орошения/ В.И. Пындак, В.Ф. Лобойко, В.Н. Павленко// Доклады РАСХН. – 2009. - №2 .- С. 54-55.
  15. Балашов, В.В. Бактериальные удобрения на посевах нута/ В.В. Балашов, В.Н. Павленко, А.В. Балашов, С.В. Тронев// Плодородие. – 2009.- №2(47). – С. 3233.
  16. Павленко, В.Н. Способ возделывания сельскохозяйственных культур - АС № 1604194 СССР/ В.Н. Павленко, В.М. Кононов, Л.Е. Дорофеев, И.А. Пименов// Бюлл. «Изобретения», 1990.- № 41.- С. 1-4.        
  17. Павленко, В.Н. Молотильный барабан-АС № 1824085 СССР/ В.Н. Павленко, В.М. Кононов// Бюлл. «Изобретения», 1993.- № 24.- С. 1-5.        
  18. Пат. № 2173512 РФ с 2А 01 F12/18. Молотильное устройство/Павленко В.Н., Пындак В.И.- Опубл.  2001.- С. 1-9.        

Статьи, опубликованные в журналах и сборниках научных трудов

       1. Балашов, В.В. Влияние режимов работы молотильного аппарата на механические повреждения семян нута /В.В. Балашов, В.Н. Павленко// Сб. науч. трудов/ ВСХИ.- Волгоград, 1990.- С. 77-81.        

       2.  Строков, В.Л. О выборе параметров конструкции молотильного устройства/ В.Л. Строков, В.Н. Павленко// Материалы Всесоюзн. научно-технич. конф./ ВСХИ.- Волгоград, 1990.- С. 112-114.

3. Балашов, В.В. Способы и нормы посева нута на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья/ В.В. Балашов, В.Н. Павленко, А.И. Куликов, В.И. Сафронов// Сб. науч. трудов/ ВСХИ.- Волгоград, 1990.- С. 55-59.

         4.  Строков, В.Л. Разрушение плодов нута при взаимодействии с рабочими органами сельскохозяйственных машин в сельском хозяйстве /В.Л. Строков, В.Н. Павленко, И.А. Ляпкосова// Сб. науч. трудов/ ВСХИ.- Волгоград, 1991.- С. 63-65.        

       5.  Балашов, В.В. Основная обработка почвы под нут /В.В. Балашов, В.Н. Павленко// Сб. науч. трудов/ ВСХИ.- Волгоград, 1991.- С. 71-74.

6  Строков, В.Л. О минимуме энергозатрат на деформацию почвы твердым телом /В.Л. Строков, В.Н. Павленко// Сб. науч. трудов/ ВСХИ.- Волгоград, 1991.- С. 134-136.        

               7. Павленко, В.Н. Совершенствование технологии посева и повышение эксплуатационно-технологических средств обмолота нута  /В.Н.Павленко, В.И. Пындак, В.В. Балашов// Бюлл. «Волгоградский клуб докторов наук». – Волгоград, 2000.- №9.- С. 26-28.        

       8. Павленко, В.Н. Совершенствование и повышение эффективности технологии посева и средств обмолота нута /В.Н. Павленко, В.И. Пындак// Науч. -технич. конференция /ВГСХА.- Волгоград, 2001.- С. 97-99.

9. Павленко, В.Н.        Совершенствование технологии и технических средств возделывания и обмолота нута (автореферат)/ В.Н. Павленко// Заседание диссертационного совета/ ВГСХА. - Волгоград, 2001. – С.1-24.        

       10.  Павленко, В.Н. Влияние биостимуляторов на продуктивность озимых и яровых культур /В.Н. Павленко, Н.Ю. Петров, А.В. Мельников, Т.И. Мельникова// Сб. матер. Всерос. научн. - практ. конф. «Проблемы плодородия почв на современном этапе развития»/ ПГСХА.- Пенза, 2002.- С. 176-178.        

       11. Павленко, В.Н.  Перспективные технологии возделывания и обмолота нута /В.Н. Павленко// Сб. науч. трудов «Проблемы агропромышленного комплекса»/ ВГСХА.- Волгоград, 2003.- С. 143-145.

       12.  Павленко, В.Н. Технология и средства возделывания нута (монография)/В.Н. Павленко, Н.Ю. Петров, А.В. Мельников// Волгоградская ГСХА.- Волгоград, 2003.- С. 52-158.        

13.  Павленко, В.Н. Особенности получения гибридных семян кукурузы в богарных условиях Волгоградской области / В.Н. Павленко, Н.Ю. Петров, Л.И. Лобойко, В.Н. Жутаев// Сб. матер. международ. науч. - практ. конф/ ВГСХА.- Волгоград, 2004.- С. 17-18.        

       14.  Ряднов, А.И. Операционные технологии механизированных работ в растениеводстве для условий Нижнего Поволжья (учебное пособие)  УМО ВУЗов РФ/ А.И. Ряднов, В.Н.Павленко// Волгоградская ГСХА.- Волгоград, 2004.- С. 9-75.        

       15. Павленко, В.Н. Технология хранения и переработки с/х продукции (учебная программа)/ В.Н. Павленко, В.А. Сухов, Н.Ю. Петров, А.Н. Сухов// Волгоградская ГСХА.- Волгоград, 2004.- С. 12-20.

       16. Золотых, Н.В. Введение в профессиональную педагогическую деятельность (учебное пособие) УМО МИНСЕЛЬХОЗ РФ/ Н.В. Золотых, В.Н. Павленко, Т.Ю. Шевченко// Волгоградская ГСХА.- Волгоград, 2009.- С. 31-74.        17. Пындак, В.И. Проблемы ресурсосбережения и плодородия почвы при возделывании кормовых культур в условиях орошения в Нижнем Поволжье /В.И. Пындак, В.Н. Павленко// Сб. матер. Всерос. науч.- практ. конф./ Нижне-Волжский НИИСХ.- Волгоград, 2005.- С. 93-94.        

       18. Павленко, В.Н. Механизированная технология возделывания нута в Нижнем Поволжье/В.Н.Павленко, П.И. Кузнецов// Технологические основы экономического развития сельского социума РАСХН/ Прикасп. НИИ арид. зем.- М.,  2005.- С.425-428.        

19. Павленко, В.Н.        Повышение эффективности основной обработки и подготовки почвы под нут  /В.Н.Павленко// Сб. матер. Всерос. науч. - практ. конф./ ВНИИЗБК.- Орел, 2006.- С. 282-289.        

       20. Павленко, В.Н. Прогрессивные технологии уборки нута /В.Н. Павленко, Н.Ю. Петров, Ю.В. Бобылев// Сб. матер. Всерос. науч. - практ. конф./ ВНИИЗБК.- Орел, 2006.- С. 289-298.        

21.Павленко, В.Н. Рекомендации по проведению весенне-полевых работ в хозяйствах Волгоградской области в 2006 г. / В.Н. Павленко, В.И. Балакшина, Е.М. Богданенко, А.И.Болдырь, И.Б. Борисенко// Нижне-Волжский НИИСХ.- Волгоград, 2006.- С. 27-29.        

       22. Павленко, В.Н. Вопросы совершенствования технологии возделывания нута на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья/ В.Н. Павленко// Сб. науч. трудов/ ВНИИОЗ.- Волгоград, 2006.- С. 211-214.        

       23. Павленко, В.Н. К вопросу совершенствования технологии возделывания сои в условиях Нижнего Поволжья/В.Н. Павленко// Сб. науч. трудов/ Мещерский филиал ВНИИГИМ.- Рязань, 2006.- №2.- С. 381-384.

       24. Павленко, В.Н. Программирование урожайности сои при ее возделывании на каштановых почвах в  условиях орошения/В.Н. Павленко// Сб. науч. трудов/  Мещерский филиал ВНИИГИМ.- Рязань, 2006.- №2.- С. 152-155.        

25.  Павленко, В.Н. Ресурсосберегающая технология возделывания нута/ В.Н. Павленко, П.И. Кузнецов// Вестник ВГСХА/ВГСХА.- Волгоград, 2007.- №1.        

26. Скворцов, А.К. Инерционный обмолот /А.К. Скворцов, В.Н. Павленко, С.В. Иленёва, Р.В. Шарипов//  Сб. материалов междунар. науч. - практ. конф./ ВГСХА.- Волгоград, 2007.                

27. Павленко, В.Н.  Новые технологии и технические средства производства продукции АПК/ В.Н. Павленко// Сб. международ. научно-практ. конф., посвящ.65-летию Победы в Сталинград. битве/ ВГСХА.- Волгоград, 2008.        

28. Павленко, В.Н. Высокоперспективная ресурсосберегающая технология возделывания широкорядных пропашных культур/ В.Н. Павленко// Сб. материалов научно-практ. конф./ ВГСХА.- Волгоград,2008.- С. 190-193.

29. Павленко,  В.Н.        Проблемы и перспективы повышения урожайности и потребительских свойств зернобобовых культур/ В.Н. Павленко// Сб. материалов научно-практ. конф./ВГСХА.- Волгоград, 2008.- С. 212-214.        

30. Павленко,  В.Н.        Новые технологии и технические средства производства продукции АПК/ В.Н. Павленко// Материалы Международ. науч.-прак. конференции, посвящ. 65-летию Победы в Сталинградской битве. 4-8 февраля  2008г./ВГСХА. - Волгоград, 2008.- Т1.- С. 330-332.        

       31. Цепляев, А.Н. Теоретическое определение предельных усилий, действующих на зерновку бобовых культур/ А.Н. Цепляев, В.Н. Павленко//  Известия.- 2009.- №1(13).- С.94-98.        

       

Редактор Т.В. Черкашина

Компьютерная верстка Т.А. Ситниковой

Подписано в печать  13.05.09 г.

Усл.-печ. л. 4,25. Тираж 100. Заказ 1521

Издательско-полиграфический комплекс ВГСХА «Нива»

400002, г. Волгоград, Университетский пр-т, 26







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.