Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

1.3. Урожайность и биолого-экологические особенности возделывания рапса в условиях сунтарского агроландшафта

Ценной биологической особенностью ярового рапса является аминокислотный состав белка, повышенная урожайность зеленой массы, хорошая переваримость и его способность интенсивно отрастать после скашивания или стравливания. Рапс содержит незаменимых аминокислот больше, чем горох: в 1 кг рапса содержится около 0,16 кормовых единиц и 30 г протеина, что вдвое больше, чем в белке подсолнечника и кукурузы. Высокопитательная зеленая масса рапса широко применяется для получения зеленого корма, силоса, сенажа и как пожнивная, поукосная культура.

В условиях Центральной Якутии на 1 кормовую единицу приходиться 70–80 г. перевариваемого белка при зоотехнической норме 105–110 г. что приводит к перерасходу кормов, удорожанию производимой продукции и снижению воспроизводству животных[32]. Рапс яровой является перспективной кормовой культурой с высокой питательностью зеленой массы. Поэтому недостаток протеина может быть компенсирован посевами высокобелковых кормовых культур как яровой рапс.

До сих пор не изучены биолого-экологические особенности возделывания рапса при минеральном режиме питания с учетом биологической продуктивности Сунтарского агроландшафта.

Целью наших исследований является изучение влияния минерального режима питания на рост, развитие, урожайность и продуктивность ярового рапса в условиях Сунтарского агроландшафта.

Материалы и методика. Обьектом изучения является рапс яровой. Рапс яровой (Brassica napus L.) – cорт Восточно-Сибирский, холодостойкое растение длинного дня. Семена рапса начинают прорастать при температуре +3...–4 °С, всходы переносят заморозки до –5 °С, взрослые растения выдерживают температуру до –8 °С, могут вегетировать при +2...+3 °С. По данным И.А. Федорова яровой рапс сорт Восточно-Сибирский при раннем сроке сева (29 мая) наращивал за лето в сумме двух укосов 515,6 центнеров с гектара, урожай отавы составлял 63,3 % от суммарного урожая. В благоприятных условиях Якутии он дает два укоса[33].

Биологическая продуктивность Сунтарского агроландшафтного района по данным Л.С. Ивановой[34], установленная по периоду активной вегетации растений с учетом выпадающих осадков пониженная (80 баллов). Важным фактором при выращивании сельскохозяйственных культур является влагообеспеченность. В условиях Сунтарского агроландшафтного района годовое количество осадков с введением поправок к показаниям осадкомера здесь составляет 317 мм, в период активной вегетации растений достигает 135 мм. В пространственном распределении осадков внутри агроландшафтного района выделяется две части: западная часть, где выпадает 310–378 мм (в Вилюйске, Сангаре) и восточная часть, где количество составляет 326 мм (Батамай). Увлажнение территории зависит не только от количества выпадающих осадков, но и от испаряемости. Коэффициент увлажнения для террасированной равнины Сунтарского агроладшафта равен 0,19–0,23 т.е., климат характеризуется как засушливый. В условиях Сунтарского агроландшафтного района в период активной вегетации культур запасы влаги в пахотном слое в период всходов растений можно считать достаточными (29–36 мм). В течение лета почва постепенно иссушается и к концу июля – началу августа в слое 0–20 см составляет лишь 11–12 мм. В корнеобитаемом слое почвы (0–50 см) условия увлажнения почвы ухудшаются до начала второй декады сентября. Перед установлением снежного покрова продуктивная влага почвы (0–50 см) обычно составляет 19–21 мм.

Климат террасированной равнины Сунтарского агроладшафта континентальный. Абсолютная минимальная температура воздуха в среднем –61…–64 °С, максимальная – 35–38 °С. Продолжительность безморозного периода в воздухе составляет 56–85 дней. Сумма среднесуточных температур выше 10 °С в среднем достигает 1376 °С, что достаточно для выращивания зерновых, картофеля. В теплый период на рост и развитие растений отрицательно влияют низкие ночные температуры и заморозки. Интенсивность низких ночных температур зависит от мезоформ рельефа и изменение интенсивности заморозка в зависимости от местоположения составляет от 0 до –6 °С[35]. В террасированной аллювиальной равнине в период посева и всходов основных культур (I декада июня) наблюдается 3 случая заморозка на поверхности почвы за 10 лет
с интенсивностью –4, –5 °С, которые могут повредить всходы сельскохозяйственных культур, особенно эти условия опасны для рапса. Сроки наступления мягкопластичного состояния почвы отмечаются в зависимости от местоположения пашен от 13 до 18 мая.

Преобладающие почвы на увалах первой и второй надпойменных террас Сунтарского агроладшафта представлены мерзлотными лугово-черноземными, черноземно-луговыми и черноземами почвами. Они имеют слабощелочную реакцию среды, высокий валовый запас азота, фосфора и калия, но подвижных форм азота и фосфора недостаточно для растений. Растения испытывают недостаток влаги, особенно в засушливые годы.

Таким образом, террасированная равнина Сунтарского агроландшафта по термическим условиям умеренно-теплая, по увлажненности – засушливая, по обеспеченности растений подвижными формами основных питательных элементов по мезоформам рельефа – разная. Растения в первую очередь испытывают недостаток азотных и фосфорных удобрений, особенно в первой половине лета.

В условиях Сунтарского агроландшафта проведен полевой опыт по влиянию различных доз минеральных удобрений на рост, развитие урожайность зеленой массы рапса с учетом влагообеспеченности вегетационных периодов. Площадь опытных делянок составила – 100 кв. м, учетная 50 кв. м, защитные полосы между делянками – 2 м. Повторность – четырехкратная. Из минеральных удобрений использовали мочевину (карбамид), двойной суперфосфат (46,8 % д.в.) и хлористый калий (60 % д.в.). Схема опыта и дозы минеральных удобрений представлена в таблицах. Полив осуществлялся поливной установкой ДДН-70. Влажность почвы в течение вегетации поддерживалась в пределах 70 % Н.В. Поливная норма 400 м3/га. Обработка почвы проведена по рекомендации ЯНИИСХ для полевых кормовых культур[36].

Исследования в Сунтарском агроландшафте проводились на мерзлотно-таежной палевой переходной почве. Опытный участок в слое почвы 0–20 см содержал гумуса – 4,0 %, нитратного азота – 79,4 мг/кг, подвижного фосфора – 105,6, калия – 124,8 мг на кг почвы. Реакция почвенной среды близка к нейтральной и является оптимальной для выращивания рапса и овса.

Наблюдения и учеты проведены по общепринятой методике ВНИИ кормов[37]. Метеорологические условия в Сунтарском агроландшафтном районе (1988–1990 гг.) в разные годы проведения исследований имели значительные отличия между собой. Вегетационный период 1988 года был благоприятным для развития и формирования урожая большинства сельскохозяйственных культур. Отличительной особенностью вегетационного периода 1989 года был недостаток влаги в июле, короткий безморозный период, сильные суточные колебания температур воздуха и почвы с частыми слабыми заморозками. Характерной особенностью 1990 года были засуха и частые суховейные явления. Таким образом, за период исследований самым неблагоприятным годом для формирования роста и развития, урожайности рапса является 1990 год.

Результаты исследований. Полевые исследования в условиях Сунтарского агроландшафта установили, что рост и развитие растений рапса во многом зависит от минерального режима питания и вегетационных периодов. Наблюдения за линейным ростом и по фазам развития рапса показали, что в первые фазы развития рапс растет медленно (табл. 1). В фазу цветения суточный прирост в высоту составил 2,2–2,7 см независимо от различных доз минерального питания. В последующие фазы развития увеличение линейного роста было стабильным, и составило в среднем 4,2–4,7 см.

В среднем за годы исследований наибольшая высота растений ярового рапса отмечена при внесении N180P120K120 до 95 см. Установлено, что накопление зеленой массы рапса в разные фазы развития происходило неравномерно. В зависимости от величины вносимых удобрений и погодных условий в период стеблевания розетки – стручкование рапс формирует урожай от 63 до 82 %. При среднем уровне минерального питания накопление зеленой массы рапса происходит более равномерно во все периоды развития, начиная с фазы стеблевания до розетки.

Следует отметить, что повышенный уровень питания (N180P120K120) усиливают прибавку урожая за сутки в поздние фазы развития растений (цветение – стручкование). При этом суточный прирост зеленой массы рапса в период цветение-стручкование составил в среднем 54 г/м2.

Результаты исследований по оптимизации минерального питания рапса приведены в табл. 2. Урожайность рапса значительно варьировала в зависимости от режима минерального питания и тепло-влагообеспеченности вегетационного периода. В среднем за годы исследований максимальная урожайность зеленой массы рапса получена при среднем уровне минерального питания N135P120K120 – 248,3 ц/га. При этом прибавка урожая составила 95,1 ц/га зеленой массы или 62 %. В оптимальных условиях 1988 года рапс обеспечил наибольший урожай зеленой массы (228,5 ц/га) при внесении средних доз минеральных удобрений.

Таблица 1

Прирост зеленой массы и линейный рост растений рапса в Сунтарском агроландшафте за 1988–1990 гг.

Удобрения

Годы

Фазы развития растений

Прирост зеленый массы в период, г/м2

Суточный прирост зеленой массы в период, (г/м2)

Стеблевание розетки

Цветение

Стручкование

Зеленая масса, г/м2

Высота, см

Зеленая масса, г/м2

Высота, см

Зеленая масса, г/м2

Высота, см

Стеблевание розетки – цветение

Цветение – стручкование

Стеблевание розетки – цветение

Цветение – стручкование

Контроль – без удобрений

1988

1989

1990

511

104

183

21

18

18

1431

653

742

41

39

37

2025

1242

1332

89

84

85

920

549

559

594

589

590

102

61

62

54

54

54

Среднее

266

19

942

39

1533

86

676

591

75

54

N90P60K60

1988

1989

1990

711

447

200

20

16

18

1536

1238

795

41

38

38

2506

2144

1727

92

90

91

825

791

595

970

906

932

91

88

66

88,1

82

85

Среднее

453

18

1190

39

2126

91

737

936

82

85

N135P60K60

1988

1989

1990

560

820

360

20

18

19

1568

1824

1360

48

43

44

2186

2469

1960

89

88

87

1008

1004

1000

618

645

600

112

111

111

56

59

54

Среднее

580

19

1584

45

2205

88

1004

621

111

56

N180P120K120

1988

1989

1990

942

788

824

26

24

22

1562

1403

1440

51

48

48

2436

2293

2292

96

95

94

620

615

616

874

890

852

68,8

68,3

68,4

79,4

80,9

77,4

Среднее

851

24

1468

49

2340

95

617

872

68

79

Примечание. Средний период стеблевание розетки – цветение – 9 дней, цветение – стручкование – 11 дней.

Таблица 2

Урожайность зеленой массы рапса в Сунтарском агроландшафтном районе (1988–1990 гг.), ц/га

Удобрения

1988 г.

1989 г.

1999 г.

Средняя урожайность рапса

Прибавка урожая, кг/га

урожайность

прибавка

урожайность

прибавка

урожайность

прибавка

Контроль – без удобрений

202,5

124,1

133,2

153,2

P60K60

209,2

6,7

131,7

7,6

142,1

8,9

161,0

7,8

N90K60

204,9

42,4

172,0

47,9

174,4

41,2

183,7

30,5

N90P60

243,2

40,7

159,3

35,2

163,1

29,9

188,5

35,3

N90P60K60

250,6

48,1

214,4

90,3

172,7

39,5

212,5

59,3

N90P90K60

235,6

33,1

230,3

106,2

197,8

64,6

221,2

68,0

N135P60K60

218,6

16,1

246,9

122,8

196,0

62,8

220,5

67,3

N180P60K60

237,2

34,7

227,8

103,7

218,9

85,7

227,9

74,7

N135P60K120

198,5

29,9

218,7

94,6

210,1

76,9

227,0

67,2

N135P90K120

211,0

28,5

235,0

110,9

215,0

81,8

227,0

73,8

N135P120K60

182,5

30,0

219,8

95,7

216,2

83,0

222,8

69,6

N135P120 K120

230,0

27,5

262,0

137,9

252,9

111,9

248,3

95,1

N180P120K120

243,6

41,1

229,3

105,2

229,2

96,0

234,0

80,8

НСР05

24,6

 

26,2

 

22,4

 

24,4

 

Установлено, что рапс положительно реагировал на фосфорные удобрения. При этом 1 кг д.в. фосфора обеспечил гораздо больший урожай, чем азот и калий. Внесение 1 кг д.в. минеральных удобрений способствовало накоплению фосфора – 76 кг, азота – 46 кг и калия – 12 кг зеленой массы рапса. В условиях 1988 года большой разницы в урожаях между вариантами не наблюдалось, что обычно происходило в годы с благоприятными погодными условиями.

В 1989 году сильные суточные перепады температур на поверхности почвы и заморозки до середины июля (5, 11, 27 июня, 9 августа) отрицательно повлияли на всходы мелкосеменных культур, в том числе на рапс. В результате урожайность рапса была несколько ниже, чем обычно. Тем не менее, действие разных доз минеральных удобрений на урожайность рапса четко прослеживается. При средних дозах удобрений 1 кг д.в. азота способствует повышению урожая зеленой массы на 97,7 кг, фосфора – 70,7, калия – 91,8 кг. Повышение дозы калия до 120 кг д.в. на фоне N135Р120 обеспечивает максимальную урожайность зеленой массы рапса (262,0 ц/га).

При этом каждый 1 кг д.в. калия увеличивает урожайность зеленой массы на 70,3 кг. Увеличение дозы азота выше 135 кг д.в. на гектар не способствует прибавке урожая зеленой массы рапса, что доказано статистической достоверностью. Из двойных сочетаний минеральных удобрений в прохладном вегетационном периоде предпочтительнее внесение N90K60, обеспечивающее урожайность зеленой массы до 172,0 ц/га.

Для формирования урожайности рапса самым неблагоприятным годом оказался 1990 год. Засуха, частые суховейные явления с относительной влажностью 14–18 % отрицательно сказались на росте и развитии растений рапса. Урожайность зеленой массы рапса в контроле без удобрения составила лишь 133,2 ц/га. При этом внесение средних норм двойных сочетаний минеральных удобрений повысило урожайность зеленой массы в пределах существенной наименьшей разницы. Достоверные прибавки урожая обеспечили повышенные дозы минеральных удобрений. Так, максимальная урожайность в условиях 1999 года получена при внесении N135P120K120 – (252,9 ц/га). При этом 1 кг д.в. калия обеспечил прибавку урожая на 61 кг.

Таким образом, что в условиях Сунтарского агроландшафта 1 кг д.в. основных элементов питания наиболее эффективен в годы с прохладным вегетационным периодом. При благоприятных условиях вегетационного периода эффективность азота усиливается, при дефиците влаги возрастает эффективность калия на фоне N135P120.

Как видно из табл. 3, питательная ценность зеленой массы рапса зависела условий возделывания и биологических особенностей растений. Так, по мере увеличения доз азотного питания (135–180 кг д.в.) обеспеченность 1 кормовой единицы переваримым протеином возрастает от 210 до 231 г, что превышает зоотехническую норму в 2 и 2,2 раза. Продуктивность зеленой массы рапса при минеральном режиме повышенная, и составила по сбору обменной энергии от 9,0 до 9,4 МДж, по содержанию кормовых единиц от 69 до 0,72 и переваримого протеина от 138 до 162 г в 1 кг сухого вещества.

Таблица 3

Питательная ценность зеленой массы рапса в зависимости
от различных доз и сочетаний минеральных удобрений в условиях Сунтарского агроландшафта, (среднее за (1988–1990 гг.)

Удобрения

В 1 кг сухого вещества

Обеспеченность 1 корм. ед.
переваримым
протеином, г

Кормовых единиц

Переваримого протеина, г

Обменной энергии, МДж

Яровой рапс

Контроль – без удобрений

0,69

138

9,3

200,0

P60K60

0,69

122

9,3

176,8

N90P60K60

0,70

147

9,4

210,0

N135P90K120

0,72

162

9,5

225,0

N135P120K120

0,65

139

9,1

213,8

N180P120K120

0,70

162

9,4

231,4

По данным Н.Г. Григорьева (1987) зеленые корма хорошего качества в 1 кг сухого вещества содержат 9,0–10,0 МДж обменной энергии, посредственные 8,0–9,0, низкого качества – менее 8,0. Питательная ценность зеленой массы ярового рапса имела хорошее качества, и могла обеспечить потребность животных с продуктивностью 2500–3000 л молока.

Выводы. В условиях Сунтарского агроландшафта в среднем за годы исследований максимальная урожайность зеленой массы ярового рапса получена при среднем уровне минерального питания N135P120 K120 – 248,3 ц/га, с прибавкой урожая до 95,1 ц/га зеленой массы или 62 %. При этом следует отметить, что эффективность азота усиливается при благоприятных условиях вегетационного периода и при дефиците влаги возрастает эффективность калия на фоне N135P120. Исследованиями установлено, что накопление зеленой массы рапса в разные фазы развития происходило неравномерно. В зависимости от величины вносимых удобрений и погодных условий в период стеблевания розетки – стручкование яровой рапс формирует урожай от 63 до 82 %. Доказано, что повышенный уровень питания (N180P120K120) усиливают прибавку урожая за сутки в поздние фазы развития растений (цветение – стручкование). При этом суточный прирост зеленой массы рапса в период цветение-стручкование составил в среднем 54 г/м2.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074