Карташов Алексей Вячеславович

На правах рукописи
Карташов Алексей Вячеславович
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ СОРТОВ
СРЕДНЕВОЛОКНИСТОГО ХЛОПЧАТНИКА В УСЛОВИЯХ ВОСТОЧНОГО
ПРЕДКАВКАЗЬЯ
специальность 06.01.01 — общее земледелие
АВТОРЕФЕРАТ
диссертация на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Астрахань 2011
Диссертационная работа выполнена в Государственном научном учреждении
«Прикумская опытно-селекционная станция Ставропольского НИИСХ»
Россельхозакадемии
Научный руководитель:
Официальные оппоненты:
кандидат сельскохозяйственных наук
Абалдов Алексей Николаевич
доктор биологических наук
Шахмедова Галина Сафяровна
кандидат сельскохозяйственных наук
Токарева Надежда Дмитриевна
Ведущая организация:
ГНУ «Прикаспийский научноисследовательский институт аридного
земледелия» РАСХН
Защита диссертации состоится 23 июня 2011 года в 12-00 ч. на заседании
Диссертационного совета Д 212.009.09 при Астраханском государственном
университете по адресу: 414056, Астрахань, ул. Татищева, 20А.
Тел.: (8512) 25-03-08
25-18-18
Факс: (8512) 25-17-18
e-mail: d212.009.09@aspu.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского
государственного университета
С авторефератом можно ознакомиться на сайте АГУ: www.aspu.ru
Автореферат разослан «___»________________2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат биологических наук, доцент
2
Сорокин А.П.
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В связи с тенденциями и темпами глобальных
изменений климата, в том числе и в южных регионах России, становиться
актуальной задача поиска и внедрения в практику производства новых
сельскохозяйственных культур, наиболее приспособленных к потеплению климата.
В этом отношении хлопчатник является высокоэффективной культурой, которая
соответствует требованиям меняющегося климата и его внедрение позволит создать
сырьевую базу для развития текстильной, оборонной, медицинской и других
отраслей народного хозяйства России. Включение в севооборот культуры
хлопчатника сельхозпредприятиями степных зон юга России позволит улучшить
экологическую обстановку и снизить зависимость от импорта волокна этой ценной
культуры, а также повысить экономическую эффективность сельхозпроизводства,
обеспечить занятость сельского населения. Изучение особенностей формирования
урожая, районированных сортов средневолокнистого хлопчатника, в настоящее
время в Ставропольском крае является весьма актуальной задачей.
Цель и задачи исследования. Целью исследования данной работы являлось
изучение особенностей фотосинтетической продуктивности, получение высокого и
качественного урожая на разных фонах минерального питания у районированных
средневолокнистых сортов хлопчатника. На основе этих исследований обосновать
приемы агротехники возделывания их в степной зоне Восточного Кавказа.
Для достижения указанной цели в задачу наших исследований входило:
• изучение фенологии основных экотипов районированных сортов
средневолокнистого хлопчатника;
• установление особенностей фотосинтетической деятельности сортов
хлопчатника и влияние на них минеральных удобрений;
• выявление влияния удобрений на формирование элементов продуктивности
сортов хлопчатника;
• изучение водопотребления сортов хлопчатника на разных фонах
минерального питания;
• определение влияния различных норм минеральных удобрений на
изменение показателей урожая и качества хлопкового волокна, изучаемых сортов;
• установление экономической эффективности сортов хлопчатника на
неорошаемых землях.
Научная новизна исследований. Впервые в России в неорошаемых условиях:
- изучены особенности фотосинтетической продуктивности районированных
сортов средневолокнистого хлопчатника и влияние на изменение их показателей
различных норм минеральных удобрений;
- установлено влияние различных доз азотно-фосфорных удобрений на
урожай и качество хлопка-сырца у различных по происхождению сортов
средневолокнистого хлопчатника;
- экспериментально определена оптимальная доза азотно-фосфорных
удобрений необходимая для получения стабильных и рентабельных урожаев
хлопка-сырца с хорошим качеством волокна для сортов средневолокнистого
хлопчатника в условиях Восточного Предкавказья.
На защиту выносятся следующие положения:
3
- азотно-фосфорные удобрения увеличивают продолжительность
отдельных фаз и в целом вегетационного периода у сортов: ПОСС-2, Голиот и
ПОСС-3;
- минеральные удобрения повышают показатели фотосинтетической
продуктивности у изучаемых сортов хлопчатника;
- оптимизация минерального питания снижает показатель удельного
водопотребления изучаемых вариантов. Оптимальным по этому показателю для
всех сортов является вариант N90P90. Наиболее засухоустойчивым из изучаемых
сортов является ПОСС-3;
- азотно-фосфорные удобрения повышают урожай и качество волокна
хлопчатника;
- применение оптимальных доз минеральных удобрений в неорошаемых
условиях Восточного Предкавказья повышает уровень рентабельности
производства. Наиболее эффективным с экономической точки зрения являются
варианты N90P45 и N90P90.
Практическая значимость.
Доказано, что в условиях повышения тепло- и влагообеспеченности региона в
последние десятилетия, возможно без орошения экономически-эффективно
возделывать скороспелые сорта средневолокнистого хлопчатника в степных зонах
Восточного Предкавказья.
При этом сложившиеся на мировом рынке высокие цены на хлопковое
волокно позволяют относить хлопчатник к перспективным культурам южнороссийского земледелия.
Полученные экспериментальные данные об особенностях фотосинтетической
продуктивности районированных средневолокнистых сортов хлопчатника и
установление влияния на эти показатели, а также на величину водопотребления и
урожайности хлопка-сырца различных доз минеральных удобрений, позволили
разработать и рекомендовать производству наиболее эффективную схему удобрения
для каждого из изучаемых и рекомендованных производству сортов.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на
семинаре-совещании
ГУП
«Прикумская
опытно-селекционная
станция»
Ставропольского НИИСХ РАСХН (2010 г.); на заседаниях методического и ученого
советов ГНУ Ставропольский НИИСХ РАСХН в 2008-2010 г.г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 научные работы, в
том числе три статьи в изданиях, входящих в перечень научных и научнотехнических изданий, утвержденных ВАК России.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 138 страницах
компьютерного текста; состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений
производству; содержит 8 рисунков, 27 таблиц, 4 графика, 7 приложений. Список
используемой литературы включает 191 наименование, в том числе 11 иностранных
авторов.
4
2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. Обзор литературы
Рассматриваются тенденции мирового производства хлопкового волокна и
исторический опыт хлопководства в Российской Федерации. Обсуждаются вопросы
потепления климата в южных регионах России и улучшения условий для
возделывания теплолюбивых культур, в том числе скороспелых сортов
средневолокнистого хлопчатника. Анализируется фотосинтетическая деятельность,
водопотребление районированных в регионе сортов хлопчатника в результате
оптимизации минерального питания, а также влияние удобрений на урожай и
качество хлопкового волокна (Докучаев, 1951; Берзин, 1957; Касьяненко,
Касьяненко, Семикин, Шевцова, 1999; Абалдов, Часовской, 2000; Абдуллаев,
Каримов, 2001).
Глава 2. Условия, объекты и методы исследований
Исследования проводились на опытном поле лаборатории хлопководства
Прикумской опытно-селекционной станции Ставропольского НИИСХ РАСХН.
Опытное поле станции расположено в центральной части наиболее обширной
сухостепной зоны Ставропольского края на восточной окраине города Буденновска.
Для этой зоны с ГТК=0,7-0,9, континентальный климат является характерным.
Среднее количество осадков, которое выпадает за год - 360-400 мм. Минимальное
количество осадков - 190-200 мм, максимальное - 500-600 мм.
Среднегодовая температура воздуха + 9,9 0С. Сумма активных температур за
год колеблется в пределах 3500-3800 оС, длительность периода с положительными
температурами в среднем составляет 265 дней.
Почва опытного участка каштановая, с низким содержанием гумуса-1,7 %,
достаточно высоким содержанием подвижного фосфора в пахотном слое-19-20 мг/кг
почвы, обменного калия-400 мг/кг.
Представленные климатические и почвенные характеристики вполне
удовлетворяют требованиям культуры хлопчатника.
Двухфакторный опыт:
Фактор А - сорта.
1. ПОСС – 2 - скороспелый сорт (вегетационный период 95-110 дней)
2. ГОЛИОТ - среднеспелый сорт с сильнорассеченными пальчатыми листьями
(вегетационный период 110-115 дней)
3. ПОСС - 3 - среднепоздний сорт (вегетационный период 115-125 дней)
Фактор Б - удобрения.
Контроль б/у
1. N45P45
2. N45P90
3. N90P45
4. N90P90
Удобрения вносились весной под предпосевную культивацию.
5
Погодные условия в годы исследований существенно различались. Так в 2008
году сложились наиболее благоприятные условия для развития хлопчатника. При
средней температуре за вегетационный период 20,0 °С, сумма осадков составляла
273 мм. В 2009 году первая половина лета была засушливой, а во вторую половину
выпало несвойственное этому периоду большое количество осадков, что обусловило
более позднее наступление созревания. При этом общее количество осадков за
вегетационный период составило 310 мм, а средняя температура - 19,5 °С. В 2010
году количество осадков выпало на уровне 2008 года и составляло 263 мм, а летние
месяцы оказались более жаркими, чем в предыдущие годы исследований. Средняя
температура за вегетационный период в 2010 году составила 22,3 °С.
Метеорологические условия периода изучения в целом удовлетворяли
биологическим потребностям культуры хлопчатника. Продолжительность
безморозного периода составляла в среднем 181 день, начиналась в середине апреля
и заканчивалась в середине октября. Суммы активных температур в годы
исследований колебались в пределах 3500-3600 0С.
Для объективной оценки различных вариантов опыта был проведен ряд
исследований, учетов и наблюдений.
1. Фенологические наблюдения проводились по методике ВИР для
технических культур (1978). Отмечались следующие фазы развития: всходы,
бутонизация, цветение, начало созревания коробочек, массовое созревание. За
начало фазы принималась дата вступления в нее 10 % растений, за полную-75%
(Майсурян, 1970).
2. Биометрические учеты проводились по средствам измерения высоты
растений в динамике по фазам развития.
3. Влажность почвы определялась до глубины 1 метра через каждые 0,2 м
перед посевом и перед уборкой. Расчет запасов влаги проводили по формуле Ю.С.
Чиркова (1979).
4. Учет густоты стояния растений осуществлялся путем сплошного подсчета
растений на делянке.
5. Определение фотосинтетической деятельности растений (Никитенко, 1982),
включало:
- изучение динамики нарастания площади листьев в фазы: бутонизации,
цветения, начало и массового созревания;
- учет накопления сухой массы растений по фазам развития, путем
высушивания и взвешивания растительных проб;
- определение фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности
фотосинтеза по формуле Бриггса, Кидда, Веста (1982).
6. Урожайность хлопчатника определялась весовым методом, путем ручного
сбора и взвешивания хлопка-сырца с делянок опыта. При учете урожая определялось
количество хлопка-сырца до морозного сбора. Для изучения хозяйственно-ценных
признаков урожая изучаемых образцов – массы хлопка-сырца одной коробочки,
длины и выход волокна - проводили отборы проб в конце вегетационного периода
(с учетных растений собирали 20 коробочек со второго и третьего симподий).
Качество хлопкового волокна определялось согласно ГОСТу – 3279-76.
6
7. Математическую обработку экспериментальных данных проводили методом
дисперсионного анализа с использованием ПЭВМ.
8. Экономическая оценка проводилась по общепринятой методике.
Глава 3. Результаты исследований
3.1 Фенологические наблюдения сортов средневолокнистого хлопчатника
на разных фонах минерального питания
Посев культуры осуществляли в середине второй декады мая. В это время
температура почвы на глубине заделки семян составляла 13-15 °С.
В результате опыта было установлено, что наименьшее количество дней для
прохождения периодов развития понадобилось сортам на вариантах без удобрений.
Применение удобрений увеличивало продолжительность межфазных периодов,
замедляя наступление следующих фаз.
Продолжительность периода всходы - бутонизация у сортов составила 42-50
дней. При этом раньше всего наступление фазы бутонизации было отмечено у сортов
ПОСС-2 и Голиот на контроле и вариантах N45P45 и N45P90. У сорта ПОСС-3
бутонизация была отмечена позднее всего.
В наших исследованиях разница в наступлении цветения между сортами была
незначительна лишь в 2010 году, что связано с высокими температурами июня и
июля этого года. При этом было установлено, что на вариантах с максимальными
нормами азота у всех сортов наступление цветения было самым поздним. В целом за
три года исследований у трех сортов период бутонизация - цветение варьировал от 17
до 29 дней.
В результате опытов было отмечено, что самым длительным у всех сортов
оказался период развития от цветения до созревания, продолжительность которого
за годы исследований составляла 46-57 дней. Было установлено, что созревание
хлопчатника, так же как и предыдущие фазы развития, быстрее всего наступало у
сортов ПОСС-2 и Голиот на контроле и вариантах N45P45 и N45P90.
У сорта ПОСС-3 созревание было более поздним, чем у остальных сортов.
При этом на вариантах с максимальными нормами азота у всех сортов
продолжительность периода цветение - созревание увеличивалось на 3-5 дней.
Сорт ПОСС-2, полученный из отборов лучших форм болгарских
хлопчатников, среди изучаемых сортов является наиболее скороспелым. По
результатам исследований за 2008-2010 годы сорт ПОСС-2 подтвердил свои
скороспелые качества, средняя продолжительность вегетационного периода данного
сорта варьировала в пределах 104-113 дней.
По продолжительности вегетационного периода сорт Голиот, в родителях
которого присутствуют гены узколистных австралийских хлопчатников, является
среднеранним. Наблюдения показали, что у сорта Голиот и сорта ПОСС-2
продолжительность вегетационного периода была близкой по значению, однако у
первого он был немного дольше. Значения вегетационного периода у сорта Голиот
по годам исследований составляли 111-118 дней. Наименьшее количество дней для
созревания (98 дней) потребовалось сорту в 2010 году на варианте без удобрений, и
на вариантах N45P45 и N45P90.
7
Сорт ПОСС-3, полученный от скрещивания болгарских и узбекских образцов
хлопчатника, среди трех сортов является наиболее позднеспелым, что было
отмечено в результате проведенных опытов. Средняя
продолжительность
вегетационного периода за годы исследований на контрольном варианте у сорта
ПОСС-3 была на две с половиной недели дольше, чем на аналогичных вариантах у
сорта ПОСС-2 и на 10 дней, чем у сорта Голиот. За годы исследований
продолжительность периода вегетации у сорта ПОСС-3 колебалась от 121 до 129
дней (табл.1).
Таблица 1
Длительность фаз развития хлопчатника по вариантам опыта, дней (среднее за 2008-2010 гг.).
Сорта
Варианты
удобрений
ПОСС-2
Голиот
ПОСС-3
Контроль
N45P45
N45P90
N90P45
N90P90
Контроль
N45P45
N45P90
N90P45
N90P90
Контроль
N45P45
N45P90
N90P45
N90P90
Посев - всходы
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
Периоды развития
Всходы Бутонизация бутонизация
цветение
42
16
42
16
42
16
45
18
45
18
44
18
44
18
45
18
47
19
47
19
47
19
47
19
48
21
50
21
50
22
Цветение созревание
46
46
46
50
50
49
49
50
52
52
54
55
55
57
57
Вегетационный
период
104
104
104
113
113
111
111
113
118
118
121
121
124
128
129
Резюмируя вышеизложенное и анализируя результаты проведенных
фенологических наблюдений, можно сделать вывод о том, что возделывание
изучаемых сортов средневолокнистого хлопчатника и его вызревание с применением
данных норм удобрений возможно на сухостепной территории Ставропольского края.
3.2 Фотосинтетическая деятельность изучаемых вариантов
Наблюдения за изменениями площади листовой поверхности растений в
течение вегетационного периода проводились на трех сортах средневолокнистого
хлопчатника в фазы: бутонизации, цветения, начала и массового созревания.
В результате опытов за три года исследований было установлено, что
минимальная площадь листьев у всех сортов формировалась в фазу бутонизации и
колебалась от 1,5 тыс.м2/га у сорта ПОСС-2, до 3,1 тыс.м2/га у сорта ПОСС-3 на
вариантах без удобрений. Увеличение показателей площади листовой поверхности
проходило по фазам развития, а максимальные ее значения были отмечены в фазу
начала созревания. При дальнейшем определении площади листьев в фазу полного
8
созревания было установлено снижение показателей ассимилирующей поверхности
у всех сортов (табл. 2).
Таблица 2
Динамика формирования листового аппарата сортов хлопчатника на разных фонах удобрений
(среднее за 2008-2010 гг.)
Площадь листовой поверхности по фазам, тыс.м2/га
Кхоз.
Сорта
Варианты
бутони
цветения
начало
Полное
удобрений
зации
созревания
созревание
ПОСС-2
Контроль, б/у
1,5
5,1
11,5
10,3
0,59
N45P45
2,1
7,2
15,5
13,1
0,57
N45P90
2,7
8,9
17,7
15,9
0,61
N90P45
3,9
15,6
23,7
21,5
0,65
N90P90
5,5
22,7
31,4
29,3
0,65
Голиот
Контроль, б/у
1,2
4,0
9,0
7,3
0,95
N45P45
1,5
5,5
12,3
11,4
0,75
N45P90
2,1
7,2
15,0
13,0
0,75
N90P45
4,3
14,7
20,0
17,4
0,77
N90P90
5,4
21,1
23,3
21,8
0,79
ПОСС-3
Контроль, б/у
3,1
10,3
12,8
11,7
0,54
N45P45
3,5
12,7
17,4
15,0
0,59
N45P90
4,2
15,2
32,2
29,7
0,58
N90P45
4,5
19,3
41,2
35,3
0,55
N90P90
7,4
29,3
43,3
37,5
0,54
Максимальное увеличение площади листьев у растений хлопчатника
отмечалось в годы с наибольшим количеством осадков и наивысшим показателем
температур по декадам.
Наибольшую площадь листовой поверхности за три года сорта формировали
на варианте N90P90. Минимальная листовая поверхность была отмечена у сорта
Голиот - 23,3 тыс.м2/га, что объясняется его пальчатой формой листа. Сорт ПОСС-2
по этому показателю занимал промежуточное положение.
Лидером по величине площади листовой поверхности во все фазы развития за
три года был сорт ПОСС-3 (43,3 тыс.м2/га), значения которого на вариантах опыта
без удобрений в фазу бутонизации и цветения превышали контрольные варианты
сорта ПОСС-2 в два раза, а сорта Голиот в 2,5 раза.
По результатам измерений площади листовой поверхности был рассчитан
фотосинтетический потенциал каждого сорта с фазы бутонизации до массового
созревания хлопчатника. Анализируя значения этого показателя, важно отметить,
что его значения в годы изучения существенно отличались. Установлено, что на
величину фотосинтетического потенциала оказывает влияние не только площадь
листьев, которая отличалась по годам исследований, но и длительность
вегетационного периода, а также доза минеральных удобрений.
Кроме того, на показатель фотосинтетического потенциала оказывали влияние
сортовые различия. Минимальные значения этого показателя в 2008 году были
отмечены у сорта Голиот – 0,2-0,9 млн. м2/га в сутки, у сорта ПОСС-2 они были
выше и варьировали в пределах 0,2-1,1 млн. м2/га в сутки, а максимальный
9
фотосинтетический потенциал был отмечен у сорта ПОСС-3 – 0,4-1,3 млн. м2/га в
сутки.
Анализируя показатели фотосинтетического потенциала во влажном 2009
году, установлено изменение его значений в сторону увеличения у всех сортов как
на варианте без удобрений, так и на вариантах с удобрениями по сравнению с 2008 и
2010 годами, что связано с хорошей влагообеспеченностью и интенсивным ростом
листовой поверхности посевов (табл.3).
Таблица 3
Фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза на разных фонах
минеральных удобрений (среднее за 2008-2010 гг.)
Фотосинтетический
Чистая продуктивность
Сорта
Варианты удобрений
потенциал млн. м2/га в
фотосинтеза
сутки
г/м2 в сутки
ПОСС-2
Контроль, б/у
0,35
5,3
N45P45
0,47
4,9
N45P90
0,57
8,7
N90P45
0,88
6,8
N90P90
1,14
8,7
Голиот
Контроль, б/у
0,28
3,8
N45P45
0,42
5,2
N45P90
0,51
8,9
N90P45
0,77
10,0
N90P90
0,96
7,6
ПОСС-3
Контроль, б/у
0,54
7,9
N45P45
0,68
8,3
N45P90
1,30
8,0
N90P45
1,58
8,9
N90P90
1,83
8,5
Максимальные значения фотосинтетического потенциала на всех вариантах
опыта были отмечены у сорта ПОСС-3, что связано с более крупной по сравнению с
сортами ПОСС-2 и Голиот формой листа и более продолжительным периодом его
вегетации.
По результатам исследований за три года можно сделать вывод о том, что
значения фотосинтетического потенциала у изучаемых сортов в зависимости от
пищевого режима варьировали от 0,4 млн. м2/га в сутки до 1,8 млн. м2/га в сутки.
Установлено, что применение удобрений повышало значения этого показателя в
сравнении с контролем. Такая тенденция была отмечена у каждого изучаемого
сорта. Максимальные значения фотосинтетического потенциала у всех сортов были
отмечены на вариантах с максимальными нормами удобрений. За годы
исследований, как уже отмечалось, климатические условия существенно
отличались, что значительно повлияло на изменение значений фотосинтетического
потенциала. Наибольшие значения фотосинтетического потенциала у всех сортов
были отмечены в 2009 году, что связано с выпадением большого количества осадков
и увеличением длины вегетационного периода.
В основные фазы развития, проводились измерения сухой массы растений
хлопчатника путем взвешивания, для определения чистой продуктивности
10
фотосинтеза. В зависимости от вариантов удобрений показатели чистой
продуктивности фотосинтеза повышались на 1-3 г/м2 в сутки. При этом самые
высокие значения изучаемого показателя были отмечены на вариантах N45P90, N90P45
и N90P90. Анализ изменения значений чистой продуктивности фотосинтеза по годам
показал, что минимальные значения этого показателя были отмечены в наиболее
засушливом 2008 году.
Анализируя полученные значения чистой продуктивности фотосинтеза,
необходимо отметить, что среди сортов имели место отличия по этим показателям,
однако действие различных норм удобрений у всех изучаемых сортов повышало их
значения.
Оказывая прямое влияние на площадь листовой поверхности сортов
хлопчатника и продолжительность вегетации, погодные условия, несомненно,
влияют на величину значений чистой продуктивности фотосинтеза.
При этом в нашем опыте на величину чистой продуктивности фотосинтеза в
2010 году оказали влияние более высокие температуры по декадам в фазы цветение
- начало созревания, которые при минимальном количестве осадков уменьшив
вегетационный период, увеличили при этом значения чистой продуктивности.
У сорта ПОСС-2 минимальные значения чистой продуктивности фотосинтеза
были на варианте N45P45, а максимальные - на варианте N45P90, и N90P90 – 8,7 г/м2 в
сутки.
У сорта Голиот минимальные значения в среднем за три года были отмечены
на варианте без удобрений, максимальные - на варианте N90P45 - 10,0 г/м2 в сутки,
что является рекордным показателем среди изучаемых сортов.
У сорта ПОСС-3 в среднем за три года минимальные значения чистой
продуктивности фотосинтеза были установлены на варианте без удобрений - 7,9 г/м2
в сутки, а максимальные - на варианте N90P45 - 8,9 г/м2 в сутки.
Установлено, что применение удобрений у всех сортов увеличило показатели
продуктивности фотосинтеза. В то же время сорт Голиот, имеющий минимальную
площадь листьев и продолжительность вегетационного периода, по продуктивности
фотосинтеза оказался лидером. Так же сорт Голиот оказался наиболее отзывчивым
на применение минеральных удобрений.
3.3 Водопотребление на посевах сортов хлопчатника
В годы проведения исследований было отмечено негативное влияние
дефицита влаги на нормальное развитие растения. Так, недостаток влаги в фазу
цветения в 2008 и 2010 годах способствовал массовому опадению бутонов, что
существенно снизило урожай. Обильные осадки в фазу бутонизации 2009 года
уменьшили число опавших бутонов, что привело к увеличению общего количества
коробочек к началу созревания.
По результатам исследований было определено суммарное водопотребление
каждым сортом на разных фонах минерального питания за вегетационный период.
Минимальные значения водопотребления в 2009 году были отмечены у сорта
ПОСС-3 - 2930 м3/га, а максимальные - у сорта ПОСС-2 - 3160 м3/га. Установлено,
11
что наименьшие показатели водопотребления
среди сортов за все годы
исследований обеспечил сорт ПОСС-3.
Изучение влияния применения различных норм удобрений показало снижение
значений водопотребления у всех изучаемых сортов по сравнению с неудобренным
вариантом. Так, у сорта ПОСС-2 снижение водопотребления за счет применения
удобрений в разные годы колебалось от 10 до 130 м 3/га. У сорта Голиот снижение
водопотребления на удобренных вариантах варьировало от 50 до 140 м 3/га.
Максимальное снижение величины водопотребления за счет применения удобрений
было отмечено у сорта ПОСС-3 на 20-210 м3/га в зависимости от дозы удобрения
(табл.4).
Таблица 4
Водопотребление сортов хлопчатника на разных фонах удобрений (среднее за 2008-2010 гг.).
Сорта
Варианты
Суммарное
Коэффициент
удобрений
водопотребление за
водопотребления,
вегетацию, м3/га
мм/ц волокна
ПОСС-2
Контроль, б/у
3357
70
N45P45
3353
65
N45P90
3297
63
N90P45
3240
56
N90P90
3245
57
Голиот
Контроль, б/у
3337
72
N45P45
3297
67
N45P90
3277
65
N90P45
3233
63
N90P90
3217
58
ПОСС-3
Контроль, б/у
3327
75
N45P45
3297
67
N45P90
3243
65
N90P45
3210
56
N90P90
3185
55
НСР05 – 4,1 мм/ц
Исследованиями установлено, что наибольшее водопотребление у всех сортов
было на вариантах без удобрений и на вариантах с минимальной дозой азотнофосфорного питания, а минимальные его значения были на вариантах N90P45 и
N90P90.
По результатам исследований был проведен дисперсионный анализ
полученных данных о расходе влаги на центнер волокна. Данные анализа
показывают, что на вариантах опыта без удобрений между сортами нет
существенных отличий, коэффициент водопотребления составлял 62-65 мм. В то же
время достоверно установлено, что на снижение значений этого показателя у всех
сортов за годы исследований (НСР05=4,1) оказывали влияние удобрения. При этом
наибольшее снижение коэффициента водопотребления на центнер волокна у всех
сортов было установлено на варианте N90P90, и составляло от 55 до 58 мм в
зависимости от сорта. Так же было достоверно установлено, что наименьшим за
12
годы исследований у всех сортов коэффициент водопотребления был в 2009 году
(НСР=2,3).
По результатам измерений суммарного водопотребления сортами хлопчатника
за 2008-2010 годы можно сделать вывод о том, что сорт ПОСС-3, имеющий
большую, по сравнению с другими сортами, вегетативную массу, в том числе
площадь листьев и массу коробочек, является наиболее засухоустойчивым.
Оптимизация минерального питания культуры способствовала снижению
уровня водопотребления и более рациональному использованию имеющейся влаги
сортами средневолокнистого хлопчатника.
3.4 Влияние удобрений на урожай и качество волокна хлопчатника
Изучение урожайности сортов хлопчатника за период исследований показали,
что в разные годы на одних и тех же вариантах опыта увеличение урожая хлопкасырца было различным. В 2009 году сумма осадков за вегетационный период была
наибольшей за годы исследований, однако урожай хлопка-сырца был не самым
высоким, так как большая часть вегетационного периода была сухой и жаркой, а в
конце лета, когда растение уже сформировалось, было отмечено обильное
выпадение осадков. Избыточное увлажнение увеличило сроки вегетации и
осложнило уборку урожая.
Урожайность хлопчатника по вариантам опыта в 2009 году у сорта ПОСС-2
варьировала в пределах 10,3-12,3 ц/га, у сорта Голиот - 10,5-12,2 ц/га, а у сорта
ПОСС-3 – 11,5-13,4 ц/га.
Максимальная урожайность на всех вариантах опыта была отмечена у сортов
в 2008 году. Так, у сорта ПОСС-2 на варианте без удобрений - 15,1 ц/га (табл.5)
урожайность была максимальной, чем на аналогичных вариантах у сортов Голиот и
ПОСС-3, показатели которых были ниже и составляли 13,8 ц/га и 13,6 ц/га
соответственно.
Таблица 5
Влияние минерального питания на хозяйственно-ценные признаки и урожайность у сорта
хлопчатника ПОСС-2 (среднее за 2008-2010 гг.)
Показатели
Варианты удобрений
Контроль N45P45 N45P90 N90P45
N90P90
Урожай хлопка - сырца, ц/га
11,8
12,3
13,1
15,1
15,1
Урожай до морозного сбора, %
89
89
89
89
89
Выход волокна, %
31,4
32,9
33,0
33,8
34,1
Масса 1 коробочки, г
4,7
5,0
5,0
5,2
5,5
Масса 1000 семян, г
108
110
113
118
123
Штапельная длина волокна, мм
31,0
31,2
32,0
32,2
32,5
Тип волокна
V
V
V
V
V
НСР05=0,5 ц/га
Анализируя влияние удобрений на урожай и качество хлопка-сырца у сорта
ПОСС-2, можно отметить, что на вариантах N45P45 и N45P90 в 2008 и 2009 годах
прибавка урожая по сравнению с контролем была незначительной. Однако в 2010
13
году у сорта ПОСС-2 прибавка на этих вариантах была более существенной и
колебалась от 0,8 до 2,7 ц/га соответственно, что объясняется оптимальным
количеством эффективных температур и влагообеспеченностью вегетационного
периода. При этом максимальная урожайность за годы исследований была получена
в 2008 году у сорта ПОСС-2 - 17,7 ц/га, на варианте N90P45. В 2009 году, так же как
и в 2010 году, у сорта ПОСС-2 наибольшая урожайность была получена не на
варианте N90P45, а на варианте N90P90 - 12,3 и 17,1 ц/га соответственно. Для сорта
Голиот вариант N45P90 оказался менее эффективным, чем вариант N45P45. Урожай
хлопка-сырца на этом варианте в разные годы был выше, чем на контроле на 0,6-1,5
ц/га (табл.6). Установлено, что наибольшую прибавку к контролю на сортах Голиот
и ПОСС-2 обеспечили варианты N90P45 и N90P90. При этом в 2009 и в 2008 годах
наиболее эффективным для сорта Голиот оказался вариант N90P90, урожай хлопкасырца в этом варианте составлял 12,2 и 15,1 ц/га соответственно. В 2010 году у
сорта Голиот был получен максимальный урожай на варианте N90P45 - 16,0 ц/га.
Влияние вариантов N45P90 и N45P45 на повышение урожайности у сорта ПОСС3 было наиболее эффективным в 2010 году, прибавка урожая хлопка-сырца к
контролю составила 5,0 и 5,3 ц/га соответственно. В то же время наиболее
эффективным для сорта ПОСС-3 оказался вариант N90P45, на котором получена не
только максимальная средняя урожайность за годы исследований - 15,3 ц/га, но и
высшая среди изучаемых сортов, в 2010 году - 18,1 ц/га. Значения средней
урожайности хлопка-сырца у сорта ПОСС-3 колебались в пределах 11,7-15,3 ц/га.
Таблица 6
Влияние минерального питания на хозяйственно-ценные признаки и урожайность на сорт
хлопчатника Голиот (среднее за 2008-2010 гг.)
Показатели
Варианты удобрений
Контроль
N45P45 N45P90 N90P45
N90P90
Урожай хлопка - сырца, ц/га
11,5
12,5
12,3
14,1
14,3
Урожай до морозного сбора, %
86
85
85
80
80
Выход волокна, %
32,3
32,6
33,1
33,5
35,0
Масса 1 коробочки, г
5,2
5,5
5,5
5,7
5,8
Масса 1000 семян, г
96
100
101
105
107
Штапельная длина волокна, мм
32,3
32,7
33,0
33,7
35,0
Тип волокна
V
V
V
IV
IV
НСР05=0,5 ц/га
Самый низкий урожай до первых заморозков у всех сортов был собран в 2009
году. Так, у сорта ПОСС-3 он составил от 53 до 63 %, у сорта Голиот - 65-75 %, а у
сорта ПОСС-2 - 81-83 %.
В то же время более позднее появление первых осенних заморозков и раннее
наступление созревания сортов позволило в 2010 году обеспечить 100 % до
морозный сбор у всех изучаемых сортов. При этом уровень до морозного урожая в
2008 году колебался от 83 до 85 % у сорта ПОСС-2, у сорта ПОСС-3 он составлял
55-65 %, а у сорта Голиот - 75-83 %. По показателю до морозных сборов, лучшим за
годы исследований оказался сорт ПОСС-2, в среднем 89 % хлопка-сырца, что
14
объясняется его исключительной скороспелостью. При этом, за годы исследований
у сорта Голиот было собрано до заморозков урожая на 3-9 % меньше, чем у сорта
ПОСС-2. Минимальные значения до морозных сборов были у сорта ПОСС-3
(табл.7).
Таблица 7
Хозяйственные – ценные признаки на разных вариантах удобрений у сорта хлопчатника ПОСС-3
(среднее за 2008-2010 гг.)
Показатели
Варианты удобрений
Контроль N45P45 N45P90 N90P45
N90P90
Урожай хлопка - сырца, ц/га
11,7
14,5
14,3
15,3
15,1
Урожай до морозного сбора, %
76
75
73
71
67
Выход волокна, %
32,5
33,0
32,9
35,9
36,3
Масса 1 коробочки, г
5,8
6,0
6,0
6,3
6,3
Масса 1000 семян, г
115
125
123
128
129
Штапельная длина волокна, мм
31,0
31,3
31,4
32,0
32,5
Тип волокна
V
V
V
V
V
НСР05=0,5 ц/га
В результате опытов было установлено, что минимальные показатели
продуктивности у всех сортов, такие как урожайность, масса одной коробочки,
выход и длина волокна, были отмечены на контроле. Применение минеральных
удобрений улучшало хозяйственные качества хлопчатника, а максимальные
значения этих показателей были установлены на вариантах N90P45 и N90P90.
Вместе с тем, важно отметить, что применение повышенных норм удобрений,
особенно азотных, увеличивало продолжительность вегетационного периода,
существенно уменьшало процент до морозного сбора хлопка-сырца у сорта ПОСС-3
и снижало качество волокна этого сорта.
В результате исследований было установлено, что по величине общего
количества собранного хлопка-сырца за период исследований наибольшую
урожайность на вариантах N90P45 и N90P90 сформировали сорта ПОСС-2 и ПОСС-3 –
15,1 и 15,3 ц/га соответственно. При этом у сорта Голиот на вариантах N90P45 и
N90P90 урожай хотя и был несколько ниже, но волокно оказалось лучшего качества.
Таким образом, для нормального роста и развития сортов средневолокнистого
хлопчатника и получения максимальных урожаев хлопка-сырца высокого качества
с наибольшим количеством сырца ко всей массе растения, необходимо не только
соответствующее количество питательных элементов во все периоды роста и
развития, но и нужное соотношение этих элементов. По результатам опытов для
изучаемых сортов при возделывании в данной сухостепной зоне оптимальными
вариантами удобрения являются N90P45 и N90P90.
3.5 Биоэнергетический коэффициент посевов хлопчатника
Основным
показателем
агроэнергетической
оценки
возделывания
хлопчатника и определения целесообразности применения различных норм
минеральных удобрений, является коэффициент энергетической эффективности. По
результатам исследований показатель биоэнергетической эффективности у сортов
15
средневолокнистого хлопчатника составил 1,5-1,8. Наибольшая энергетическая
эффективность установлена у сорта ПОСС-3 на варианте N45P45. Таким образом,
введение в севооборот хозяйствами засушливых районов Ставропольского края
средневолокнистых сортов хлопчатника: ПОСС-2, Голиот и ПОСС-3, с
энергетической точки зрения является эффективным.
Глава 4. Экономическая эффективность изучаемых сортов в зависимости
от минерального питания
Минимальные затраты на производство хлопчатника у всех сортов были отмечены
на контроле, то есть вариантах без удобрений, а увеличение затрат при возделывании
хлопчатника на вариантах с удобрениями было результатом затрат средств на удобрения
и уборку. Максимальная рентабельность у всех сортов была отмечена на варианте
N90P45 и варьировала в пределах 45-61 %. При этом высший уровень рентабельности
среди сортов был отмечен у сорта ПОСС-3 – 61 %. Дальнейшее увеличение дозы
фосфорных удобрений у этого сорта оказалось нецелесообразно, поскольку уровень
рентабельности снизился. У сортов ПОСС-2 и Голиот уровень рентабельности на
варианте без удобрений был выше, чем на вариантах N45P45 и N45P90. Дальнейшее
повышение норм удобрений увеличивало рентабельность до 43-59 % (табл.8).
Таблица 8
Экономическая эффективность возделывания на разных фонах минеральных удобрений у сортов
средневолокнистого хлопчатника
Сорта
ПОСС-2
Голиот
ПОСС-3
Варианты
удобрений
Урожайность,
ц/га
Окупаемость,
кг/руб
Рентабельность, %
Контроль
11,8
0,096
43,9
N45P45
12,3
0,090
35,9
N45P90
13,1
0,092
38,3
N90P45
15,1
0,106
59,0
N90P90
15,1
0,102
53,0
Контроль
11,5
0,093
40,2
N45P45
12,5
0,092
38,1
N45P90
12,3
0,086
30,0
N90P45
14,1
0,099
49,0
N90P90
14,3
0,096
45,0
Контроль
11,7
0,095
43,0
N45P45
14,5
0,107
60,0
N45P90
14,3
0,100
51,0
N90P45
15,3
0,107
61,0
N90P90
15,1
0,10
53,0
16
В то же время у сорта ПОСС-3 на всех удобренных вариантах уровень
рентабельности был выше, чем на варианте без удобрений. В наших исследованиях
повышение уровня рентабельности при возделывании хлопчатника было связано с
увеличением урожайности.
У всех сортов она увеличивалась в результате повышения норм минерального
питания. При этом оптимальной нормой удобрений для получения наибольшей
рентабельности при возделывании всех сортов хлопчатника является вариант N90P45.
Таким образом, нами было доказано, что хлопчатник является рентабельной
культурой. Возделывание хлопчатника на юге России позволит создать
дополнительные рабочие места в сельской местности и в перерабатывающей
промышленности, обеспечить занятость рабочих в течение всего года. Высокая
стоимость
хлопка-сырца
обеспечит
повышение
рентабельности
сельскохозяйственного производства в засушливых зонах Восточного Предкавказья
и сопредельных территориях.
17
Выводы:
В результате опытов, проведенных с культурой хлопчатника, установлено:
1. Применение минеральных удобрений увеличивало длину периодов
вегетации (на 10-15 %). Однако в целом вегетационный период изучаемых сортов
колебался в пределах 104-129 дней, что позволяет возделывать средневолокнистые
сорта неорошаемого хлопчатника в степной зоне Восточного Предкавказья.
2. Использование минеральных удобрений увеличивало показатели
фотосинтетической деятельности у всех изучаемых сортов. Показатели
фотосинтетической продуктивности были максимальными у сорта ПОСС-3, а
минимальные - у сортов ПОСС-2 и Голиот. Оптимизация минерального питания
способствовала снижению суммарного водопотребления и расхода влаги на единицу
продукции.
3. Минеральные удобрения улучшают хозяйственные качества хлопкового
волокна. На вариантах N90P45 и N90P90 у всех сортов было отмечено увеличение
значений выхода волокна, массы хлопка-сырца одной коробочки, длины волокна.
4. Биоэнергетическая оценка изучаемых вариантов свидетельствует о том,
что в богарных условиях сухостепной зоны Восточного Предкавказья выращивание
районированных сортов средневолокнистого хлопчатника эффективно.
5. Показатели экономической эффективности у сорта ПОСС-3, на всех
удобренных вариантах были выше, чем на варианте без удобрений. Максимальный
уровень рентабельности хлопководства был отмечен у изучаемых сортов на
вариантах N90P45 и N90P90.
Предложения производству
1. Для повышения рентабельности сельскохозяйственного производства в
условиях засушливого климата степных районов восточной части Ставропольского
края
целесообразно
введение
в
севооборот
районированных
сортов
средневолокнистого хлопчатника: ПОСС-2, Голиот, ПОСС-3, селекции Прикумской
опытно-селекционной станции.
2. При выборе норм удобрений для получения рентабельных урожаев хлопкасырца с высоким качеством волокна у сортов: ПОСС-2, Голиот и ПОСС-3
рекомендуются варианты N90P45 и N90P90.
Список опубликованных работ
Публикации в изданиях, рецензируемых ВАК Министерства образования
и науки РФ:
1. Карташов
А.В.
Фотосинтетическая
продуктивность
сортов
средневолокнистого хлопчатника на богаре / А. В. Карташов // Научное обеспечение
развития растениеводства / теоретический и научно-практический журнал Вестник
Орел ГАУ ФГОУ ВПО Орел ГАУ, 2010. – С. 68-72.
2. Карташов А.В. Экономические перспективы неорошаемого хлопководства
на юге России / А.Н. Абалдов, А.В. Карташов // Аграрный вестник Урала. – 2010. № 9-10 (75-76). С. 91-93 (соискатель – 50 %).
3. Карташов, А.В. Влияние минеральных удобрений на урожай и качество
волокна сортов неорошаемого хлопчатника в сухостепной зоне Восточного
18
Предкавказья / А.Н. Абалдов, А.В. Карташов // Научный журнал КубГАУ
[Электронный ресурс]. Краснодар: КубГАУ, 2011. № 68. – Режим доступа: http: //
kubagro.ru/2011/05/pdf/06.pdf (соискатель - 50 %).
Публикации в других изданиях:
4.
Карташов А.В. Водопотребление сортов неорошаемого хлопчатника на
разных фонах минерального питания / А. В. Карташов // Сборник трудов молодых
ученых / ГНУ Ставропольский НИИСХ Россельхозакадемии. – Ставрополь :АГРУС,
2010. – С. 44-49.
19