Влияние азотных удобрений на продуктивность гороха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломная робота

«Влияние азотных удобрений на продуктивность гороха»

Введение

Основной зернобобовой культурой в Украине является горох. Эта культура занимает значительные площади в Лесостепной зоне, а также на севере Степной зоны Украины, и в этих почвенно-климатических зонах обеспечивает получение достаточно высоких и стабильных урожаев [4, 5]. Но климатические условия Крымской Степи сильно отличаются от вышеназванных зон возделывания по влагообеспеченности и температурному режиму. Поэтому в исследованиях многих ученых отмечается несоответствие биологических требований гороха к условиям произрастания и параметров природной среды Крыма, особенно в фазу налива и созревания зерна [6, 7]. В ряде исследований приводятся данные по высокой осыпаемости сортов гороха[3]. Но в последние годы появились новые раннеспелые неполегающие сорта гороха, что, по мнению некоторых ученых, дает основания к возделыванию этой культуры в Крыму[7].

В Крыму эта культура возделывается на площади около 1-2 тыс. га, основной проблемой невысоких площадей является недостаточное увлажнение Крымского полуострова, вследствие чего невысокая урожайность на уровне 14-15 ц/га, а также высокая себестоимость 1 тонны зерна.

Посевной горох имеет пищевое и кормовое назначение. Его подразделяют на лущильные и сахарные сорта. У лущильных сортов в стенках боба находится жесткий пергаментный слой; их возделывают на зерно. У сахарных сортов нет пергаментного слоя, их бобы могут быть использованы в зеленом состоянии в пищу. Они возделываются преимущественно в овощеводстве.

Полевой горох (пелюшка) имеет исключительно кормовое значение, возделывается на зерно, сено и зеленый корм. Пелюшка ценна тем, что ее можно выращивать даже на бедных песчаных почвах. По этой причине горох имеет важное агротехническое значение. Созревая раньше других сельскохозяйственных культур и обогащая даже бедную азотом почву, он является хорошим предшественником для большинства сельскохозяйственных культур, кроме бобовых. Это достоинство гороха как предшественника для зерновых культур широко оценено во всем мире. Гороховую муку используют как концентрированный корм для скота. В 1 кг семян гороха содержится 1,17 кормовой единицы и 180-240 г. перевариваемого протеина, а в 1 кг зеленой массы содержат 0,13 кормовой единицы и 25 г. белка, а 1 кг соломы соответственно 0,23 и 31 [1,2].

В сельском хозяйстве Украины в настоящее время существует проблема дефицита растительного белка. Всеобщее увлечение озимыми зерновыми, подсолнечником и некоторыми другими культурами привело к тому, что структура посевных площадей в абсолютном большинстве хозяйств не сбалансирована, в структуре заготовляемых кормов ощущается огромный дефицит белка. В результате основные отрасли сельского хозяйства Украины - растениеводство и животноводство - уже много лет не могут выйти из кризиса. Решение этих проблем возможно различными путями, но одним из перспективных может быть увеличение доли бобовых культур в структуре посевных площадей, где гороху должна принадлежать ведущая роль. Горох отличается ценными в хозяйственном отношении свойствами: раннеспелостью, высокой урожайностью и высокой белковостью зерна (зрелые семена гороха содержат белка - 20-25%), повышенным содержанием крахмала (25-50%), богатым содержанием сахара, витаминами С, группы В, РР, каротином, солями калия, фосфора, кальция, способностью в симбиозе с бактериями усваивать молекулярный азот, извлекать фосфор из труднодоступных фосфорных соединений почвы. Кроме того, его разнообразно используют в кормопроизводстве, он играет положительную роль в севообороте [2, 8]. Однако в последние годы его производство стало менее рентабельным из-за высоких затрат в основном на защиту семенного материала и посевов от вредителей, болезней и сорняков.

Но несмотря на имеющийся спрос площади под зернобобовыми культурами в Крыму за последние 9-10 лет сократились в несколько раз [5]. Вызвано это в основном низкой продуктивностью основных зернобобовых культур нашей страны (гороха, сои) в условиях недостаточной влагообеспеченности и частых засух, которые обычны для Степного Крыма и южных областей Украины. Но вместо того, чтобы отказываться от возделывания зерновых бобовых культур, следовало бы подобрать более засухоустойчивые культуры и сорта, а также внести необходимые изменения в технологию возделывания культур, направленные для повышения их устойчивости к засухе.

Наиболее реальным выходом из этого положения должна стать ориентация зернового хозяйства Крыма на выращивание высококачественного зерна зернобобовых культур с высоким содержанием белка.

Во всём этом большую роль играют удобрения. Их значимость среди других агроприёмов, в связи со снижением естественного плодородия почв и интенсификацией зернового хозяйства, увеличивается. Горох характеризуется особенно повышенной отзывчивостью на улучшение условий питания, что объясняется целым рядом причин.

Во-первых, для формирования 1 т семян и соответствующего количества других органов горох потребляет, кг: N - 45 - 60, Р₂0₅ - 16 - 20, К₂0 - 20 - 30, СаО - 25 - 30 и Mg - 8 - 13, а также микроэлементы - молибден, бор и др. [9].

Во-вторых, у гороха относительно короткий период энергичного потребления питательных веществ из почвы, поэтому очень важно наличие в нужном количестве необходимых элементов питания именно в этот период.

В-третьих, одним из основных показателей качества зерна гороха является его белковость, а содержание белка в зерне определяется уровнем азотного питания, агротехники и деятельностью клубеньковых бактерий. Без удобрений получать достаточно высокие урожаи зерна с хорошим его качеством в настоящее время - просто невозможно. Поэтому даже в условиях острого экономического кризиса при выращивании гороха в Крыму, нельзя отказываться от применения удобрений, так как его урожайность снизиться до 8-10 ц/га, а содержание белка в зерне до критически низкого уровня.

Оптимизация системы удобрений возможна только на основе длительного исследования в полевых опытах реакции культуры на различные виды и нормы удобрений.

Целью данной дипломной работы является исследование влияния норм азотных удобрений на формирование урожайности гороха.

1. Обзор литературы

1.1 Ботаническая характеристика культуры

Горох относится к семейству Fabaceae, роду Pisum. В культуре рас-пространен вид - горох культурный посевной (Pisum sativum). Он включает несколько подвидов, главные из которых - горох обыкновенный посевной - с белыми цветками и светлыми семенами, и горох полевой - часто с крапчатыми семенами. Горох полевой - кормовое растение с красно-фиолетовыми цветками и темными угловатыми семенами, он менее требователен к почвам, может расти на песчаных почвах. Род Pisum не отличается многообразием форм по сравнению с другими культурами. Однако классификация его многократно менялась.

По старой классификации, признанной П.М. Жуковским [9], все формы гороха были отнесены к двум видам - горох посевной (P. sativum L) и горох полевой (P. arvense L). Однако эта классификация неоднократно пересматривалась.

По Р.Х. Макашевой [10], род Pisum L. состоит из видов: P. formosum - горох красивый (единственный многолетний вид, дикорастущий в горах); P. Ful-vum - горох красно-желтый (известен в диком состоянии); P. Syriacum - горох сирийский (в дикой флоре) и P. sativum - горох посевной (культурные и дикие формы).

В Украине возделывают преимущественно горох посевной. По современной классификации подвид посевной - ssp. sativum состоит из нескольких групп разновидностей (convar).

Основные группы разновидностей зернового гороха: convar. vulgare - обыкновенная, convar. sativum - посевная и convar. mediterranicum - средиземноморская; овощного: convar. melileucum - медово-белая и ruminatum - руминированная; кормового: convar. speciosum - красивая [11].

Для гороха характерна стержневая корневая система [8], проникающая в почву до 1,0-1,5 м, с большим числом боковых корней, которые располагаются преимущественно в верхнем плодородном слое. Именно здесь сосредоточивается до 80% корневой системы растения. На корнях, в клубеньках, находятся азотфиксирующие бактерии. Они содержатся в почве или в удобрениях (нитрагине, ризоторфине), которыми обрабатывают семена перед посевом, если высевают горох на этом участке впервые. Эти клубеньковые бактерии обладают способностью усваивать азот из воздуха и синтезировать физиологически активные вещества, в том числе витамины группы В [9].

Стебель гороха округлый, неясно четырехгранный, внутри полый, обычно полегающий, различной высоты (ниже 50 см - карликовые формы; 51-80 см-полукарликовые формы; 81-150 см - средней длины; более 150 см - высокий), зависящей от почвенно-климатических, погодных условий и технологии возделывания.

Лист сложный, имеет черешок, 2 - 3 пары листочков, попарное число усиков (3 - 5, иногда до 7), являющихся видоизмененными листочками. Сумма листочков и усиков относительно постоянная. С помощью усиков цепляется за любую опору, что стеблю позволяет расти в вертикальном положении.

Горох может иметь несколько типов листа: парноперистый, непарноперистый или акациевидный (листочков более 6). Они редко не имеют усиков, но если нет, то лист может быть безлисточковым или усатым и тогда он состоит из переходящего в многократно разветвленную главную жилку черенка, заканчивается усиками, листочков нет.

Соцветие - кисть, а у фасциированных форм - ложный зонтик [3]. На цветоносе нижнего плодущего узла сначала появляется бутон, а затем раскрывается цветок. Этот процесс идет снизу вверх по растению и растянут во времени, а поэтому одновременно имеются бутоны и цветки.

Цветки с двойным околоцветником. Венчик мотылькового типа и состоит из 5 лепестков: паруса или флага (обратноширокояйцевидной формы или суженный, а в нижней части как бы срезанный), двух весел или крыльев (удлиненносерповидной формы) и лодочки, образованной в результате срастания 2 лепестков.

Окраска венчика у сортов зернового и овощного направления белая, а кормового и сидерационного - розовая различной интенсивности: красно-пур-пурная, красно-фиолетовая, зеленовато-красно-фиолетовая и редко белая. Парус окрашен слабее крыльев. Окраску цветка определяют по крыльям [10].

Чашечка колокольчатая, сростнолистная, вздутая с верхней стороны, с 5 зубцами (2 верхних значительно шире 3 нижних). Формы с окрашенным венчиком имеют антоциановую пигментацию.

В цветке 10 тычинок (одна свободная и 9 сросшихся до половины в тычиночную трубку). Завязь почти сидячая, с семяпочками до 12 шт., столбик равен или короче завязи, у основания изогнут к ней почти под прямым углом.

Плод гороха - боб, состоит из двух створок с тремя - десятью семенами.

Семена округлые, угловато-округлые, овально-удлиненные, шаровидные, плоско - или неправильно-сдавленные. Поверхность гладкая, иногда с мелкоячеистой морщинистостью семенной кожуры или мелкими ямками на семядолях, морщинистая. Окраска светло-желтая, желто-розовая, реже зеленая, оранжево-желтая (восковая), однотонно-бурая с одинарным (фиолетовая крапчатость, пятнистость или бурая мраморность) или двойным (бурая мраморность в сочетании с фиолетовой крапчатостью или пятнистостью) рисунком. Толщина, ширина и длина в пределах 3,5-10 мм. Масса 1000 семян 100…350 г. в зависимости от сорта и условий возделывания [3].

В зависимости от наличия в створках бобов так называемого пергаментного слоя, состоящего обычно из 2-3 рядов одревесневших и 1-2 рядов неодревесневших клеток, различают лущильные и сахарные или овощные формы гороха [9]. Лущильные сорта гороха растрескиваются при пересыхании, сахарные (овощные) - не растрескиваются и труднее вымолачиваются. Их нередко используют целыми (зелеными) бобами.

Форма бобов лущильной группы разнообразны: прямая, слабоизогнутая, изогнутая, саблевидная, вогнутая, серповидная. У сахарной группы сортов, кро-ме того, различают четковидной (створки узкие, плотно облегают семена) и мечевидной (створки широкие, значительно больше диаметра семян формы). Лущильная и сахарная группы гороха легко различимы по своим зеленым бобам. Бобы сахарной группы (без пергаментного слоя) легко переламываются (даже сухие), а лущильные при наличии пергаментного слоя труднее переламываются [10].

В целом, горох - скороспелая зернобобовая культура с продолжительностью вегетационного периода - 70-140 дней. Горох - самоопыляющаяся культура, но в жаркое, сухое лето наблюдается перекрестное опыление. Азотфиксирующие бактерии на корнях начинают формироваться через 7-10 дней после появления всходов, а в период от цветения до созревания идет интенсивный их рост. При возделывании гороха нужно учитывать такие его особенности, как полегающий стебель, а также растянутые периоды цветения и созревания. У многих сортов гороха плоды при созревании растрескиваются. Эти недостатки преодолевают как агротехническими приемами, так и селекционным путем.

1.2 Биологические особенности гороха

культура горох удобрение почвенный

Требования к свету. Горох относится к длиннодневным растениям. Сорта же раннего срока созревания почти не реагируют на укорачивание дня. Большинство возделываемых в нашей стране сортов гороха относится к растениям длинного дня, поэтому период от всходов до цветения проходит более быстро в северных районах. Но период цветения - созревание в годы с избыточным увлажнением и пониженной температурой воздуха, как правило, затягивается [9].

Требования к теплу. Горох - светолюбивая культура длинного дня, при недостатке света наблюдается сильное угнетение растений.

Он сравнительно холодостоек и относительно малотребователен к теплу. Сумма эффективных температур за вегетацию составляет 1150-1800°С. Прорастают семена при 1-2°С, но всходы появляются на 20 день, часто ослабленными. Оптимальная температура - 4-5°С, при 10°С всходы появляются через 5-7 дней. Всходы легко переносят кратковременные заморозки до 4-5 градусов, что позволяет сеять горох в ранние сроки; в период плодоношения понижения температуры до минус 2-4°С губительны. Оптимальная температура в период формирования вегетативных органов 14-16°С, в период формирования генеративных органов 18-20°С, для развития бобов и налива семян 18-22°С. Если горох сеют при 20-25°С, то всходы появляются на 4-5 день.

Для нормального развития всходов достаточна температура 5°С. Всходы большинства сортов переносят заморозки до - 4 С. Все это свидетельствует о возможности и целесообразности посева гороха в ранние сроки [3].

Вегетативные органы хорошо формируются при невысокой температуре (12…16 С). Требования к теплу повышаются в период образования плодов (до 16…20 С), а во время роста бобов и налива семян - до 16…22 С. Жаркая погода (выше 26 С) неблагоприятна для формирования урожая. Сумма активных температур наиболее распространенных сортов составляет за вегетацию всего 1200…1600 С, поэтому так широк ареал гороха в нашей стране.

Требования к влаге. Горох требователен к влаге, отзывчив на полив, транспирационный коэффициент - 400-500. Влажность почвы не должна снижаться ниже 70-80% наименьшей влагоемкости[12]. У высокоурожайных сортов гороха коэффициент транспирации 500-1000, что в 2 раз больше, чем у зерновых культур. Критическим периодом по отношению к влаге является период цветение - плодообразование.

Для набухания и прорастания необходимо 100…120% воды от сухой массы семян, т.е. в 2-2,5 раза больше, чем для хлебных злаков. Потребность гороха во влаге по мере его роста постепенно возрастает и достигает наибольшей величины к началу цветения. Излишнее увлажнение горох переносит удовлетворительно, но при этом у него затягивается период вегетации. Недостаток воды снижает урожай зерна гороха. Поэтому все агротехнические мероприятия, особенно в засушливых районах, следует направить на максимальное накопление влаги на полях. Ранний посев во влажный слой почвы при выровненной поверхности поля создает условия для быстрого, равномерного набухания семян и появления дружных всходов. Недостаток влаги в почве, как отмечено в ряде работ [12,13], приводит к минимальному формированию клубеньков на корнях гороха. При снижении влажности почвы до 40% и менее (НВ), т.е. ниже влажности разрыва капилляров, существенно замедляется образование клубеньков, наблюдается их «сброс», соответственно значительно снижается количество и масса клубеньков, и как следствие снижается активный симбиотический потенциал.

В периоды бутонизации, цветения и завязывания бобов гороху требуется влага, недостаток воды в это время вызывает опадение цветков и завязей. Варьирование урожая у гороха в основном связано с изменчивостью числа бобов, сформировавшихся на единице площади. Благоприятные условия влагообеспеченности в этот период особенно важны для формирования высокого урожая.

Требования к почве. Горох предъявляет высокие требования к почвам. Лучшими почвами для гороха являются черноземные среднесвязанные суглинки и супеси с нейтральной или близкой к нейтральной реакцией почвенного раствора. Малопригодны плотные, глинистые, заболоченные, а также легкие песчаные почвы.

Он хорошо прорастает на плодородных почвах, где плотность почвы = 1,2г/смі, на черноземных, серых лесных и окультуренных дерново-подзолистых почвах среднего гранулометрического состава, характеризующихся хорошей аэрацией. На кислых и тяжелых заплывающих почвах симбиоз с азотофиксирующей микрофлорой ослаблен и растения испытывают азотное голодание. Неблагоприятны для гороха почвы с высокой кислотностью (pH ниже 4,5). Горох хорошо растёт при рН=7-8.

Горох выносит большое количество питательных веществ (с 1т - 45-60 кг азота, 16-20 кг - фосфора, 20-30 кг калия), поэтому рекомендуется вносить минеральные удобрения в соотношении 1:1:1,5. Благодаря способности многих сортов к быстрому развитию, эту культуру можно использовать в занятом пару и в промежуточных посевах. Как и другие зернобобовые с перистыми листьями, горох не выносит семядоли на поверхность, поэтому возможна сравнительно глубокая заделка семян.

Фазы роста и развития культуры. Горох - наиболее скороспелая зерновая бобовая культура. Период вегетации колеблется от 65 до 140 дней. Самоопыление происходит в фазе закрытого цветка, но в годы с жарким и сухим летом бывает открытое цветение, и может наблюдаться перекрестное опыление. Фаза цветения продолжается 10-40 дней. Вегетативный рост наиболее интенсивно протекает от бутонизации до цветения. Прирост зеленой массы достигает максимума в период плодообразования. Клубеньки на корнях формируются при образовании на растении 5-8 листьев (1,5-2 недели после появления всходов). Максимальная азотфиксация отмечена в период массового цветения.

Темпы роста гороха зависят от сортовых особенностей, от условий температуры, влажности и наличия питательных веществ.

У растений гороха отмечают фазы всходов, бутонизации, цветения и созревания. Последние фазы отмечаются по ярусам, так как цветение и созревание происходят последовательно снизу вверх по стеблю. В одно и тоже время генеративные органы, расположенные на разных ярусах, находятся на разных этапах органогенеза.

В вегетационном периоде гороха выделяют начальный и конечный этапы, когда фотосинтез отсутствует: первый этап - посев - всходы и второй - созревание, когда листья полностью пожелтели и налив семян уже закончен, но содержание влаги в семенах еще высокое.

От всходов до начала созревания в развитии гороха выделяют четыре периода, каждый из которых характеризуется важными для формирования урожая качествами.

Первый период (от всходов до начала цветения) длится у гороха 30…45 дней в зависимости от сорта и условий среды. В это время определяется густота растений. Вначале медленно, а затем все быстрее нарастает листовая поверхность, образуются и функционируют клубеньки.

Второй период (цветения и образования плодов) длится 14…20 дней. В это время быстро нарастают листовая поверхность и биомасса, продолжается и к концу периода завершается рост растений в высоту, одновременно происходят цветение и образование плодов. В конце этого периода отмечается максимальная площадь листьев и формируется основной показатель, определяющий будущий урожай, - число плодов в расчете на растение и на единицу площади. Это критический период в формировании урожая, когда из-за недостатка влаги, низкой активности симбиоза или других лимитирующих факторов может снизиться завязываемость плодов.

В течение третьего периода происходит рост плодов, которые к его концу достигают максимальных размеров. В это время определяется число семян на единице площади. Суточные приросты биомассы высоки, как и во втором периоде. В конце третьего периода отмечается максимальный за вегетацию урожай зеленой массы. Во втором и третьем периодах посев как фотосинтезирующая система функционирует с наибольшей интенсивностью. В это же время растения, особенно высокорослые, полегают.

В четвертом периоде происходит налив семян. Идет отток пластических веществ, особенно азота, из других органов в семена. Увеличение массы семян - главный процесс этого периода, завершающий образование урожая. В этот период определяется такой элемент продуктивности, как масса 1000 семян. Затем посев вступает в период созревания, когда влажность семян постепенно уменьшается [14].В зависимости от сорта и условий возделывания вегетационный период может составить 70…140 дней. Благодаря способности многих сортов к быстрому развитию эту культуру можно использовать в занятом пару и в промежуточных посевах. Как и другие зерновые бобовые культуры с перистыми листьями, горох не выносит семядоли на поверхность, поэтому возможна сравнительно глубокая заделка семян. Горох - самоопыляющееся растение, в жаркую погоду возможно частичное перекрестное опыление небольшого количества растений [3], но при выращивании его на семена пространственная изоляция не требуется.

1.3 Обработка почвы

Во всех почвенно-климатических зонах Украины система основной обработки почвы под горох должна предусматривать максимальное очищение ее от сорняков и выравнивание поля [18].

Основная обработка должна включать лущение стерни и вспашку. После ранней вспашки, особенно в южных районах, по мере появления сорняков проводят одну - три культивации с боронованием для выравнивания поверхности, рыхления почвы и уничтожения сорных растений. На слабозасоренных почвах перед вспашкой проводят одно лущение стерни на глубину 7 - 8 см дисковым лущильником ЛДГ-15. В случае появления корнеотпрысковых сорняков (бодяк полевой, осот полевой, вьюнок полевой) через две недели проводят второе лущение лемешными орудиями на глубину 10-12 см, а затем - вспашку плугами с предплужниками [10, 18].

Наибольшего эффекта в борьбе с корнеотпрысковыми сорняками после рано убираемых предшественников (озимые, ранние яровые хлеба, кукуруза на силос) достигают при сочетании обработки почвы с применением отваров или настоек (растительные вытяжки), что очень важно в эколого-биологической технологии возделывания [15]. Порядок работы при этом следующий. Поля после уборки сразу же лущат на глубину 10-12 см. После массового появления розеток сорняков (через 10-15 дней) проводят повторную обработку, а через 12-15 дней после такой обработки - чизелевание.

Если поле засорено корневищными сорняками, система обработки почвы должна быть другой: дискование вдоль и поперек тяжелыми дисковыми боронами БДТ - 7,0 на глубину 10-12 см и после появления фиолетовых шилец пырея - чизелевание, с дальнейшим повторением глубоких безотвальных обработок, истощая при этом сорняк. [6].

В степных районах Украины, где значительную часть посевов гороха размещают после кукурузы на зерно, для обеспечения более высокого качества вспашки поля после уборки предшественника следует обработать тяжелыми дисковыми боронами. Это позволяет лучше измельчить и заделать в почву корнестебельные остатки[16].

Глубина вспашки под горох зависит от местных условий. На черноземах, засоренных многолетними сорняками, следует практиковать вспашку на 25-27 см [17]. В остальных случаях надо пахать на 20-22 см [6], 18-20 см[3] или на глубину пахотного слоя.

В зонах, подверженных ветровой эрозии, с продолжительным теплым послеуборочным периодом проводится послойная обработка почвы, включающая 1-2 пожнивных рыхления плоскорезами КПШ - 9 на глубину 8-10 см и одно глубокое рыхление плоскорезами КПГ-2-150, КПГ-250 на 22-25 см. [3].

В зонах, где часто бывают летние засухи, урожаи гороха в большей степени зависят от запасов продуктивной влаги, накопленной к моменту сева. Поэтому зимой на площадях, отведенных под горох, необходимо проводить снегозадержание с тем, чтобы накопить в почве как можно больше влаги [4].

Главная цель при проведении предпосевной обработки почвы под горох состоит в создании хорошо разрыхленного мелкокомковатого слоя почвы на глубину 8-10 см и в идеальном выравнивании поля. Отклонение от этих требований технологии по глубине и качеству рыхления отрицательно влияет на соблюдение оптимальной глубины заделки семян, а невыравненность поля заранее предопределяет потери урожая при уборке.

На предпосевной обработке почвы и севе следует использовать гусеничные тракторы ДТ-75М, Т-4А и колесные тракторы типа МТЗ - 80, 82: они меньше уплотняют почву. Энергонасыщенные тракторы К-701, Т-150К, имеющие высокое удельное давление колес на почву, следует применять лишь в крайних случаях.

Горох надо высевать по возможности в более ранние сроки - как только созревает почва. Это правило надо соблюдать во всех основных зонах возделывания культуры. При раннем севе растения гороха продуктивнее используют осенне-зимние запасы влаги в почве. Разрыв между предпосевной обработкой почвы и севом должен быть минимальным. Чем он меньше, тем выше качество сева. [17].

Нормы высева гороха, применяемые в разных зонах страны, различны. Они колеблются от 0,8 до 1,4 млн. всхожих семян на гектар и зависят от многих факторов: механического состава почвы, климата, сроков сева, особенностей сорта, планируемых операций по уходу за посевами. Для зерновых сортов гороха на легких почвах оптимальной является норма всхожих семян 1 млн. шт./га, а на тяжелых 1,2 млн. шт./га [1].

При возделывании длинностебельных укосных сортов на семена оптимальные нормы всхожих семян 0,8-0,9 млн. шт./га [17]. В Центрально-черно-земной зоне Украины принята норма высева 1,2-1,4 млн. шт./га [16], в условиях Крыма - 1 млн. всхожих зерен на га (250-270 кг/га) [3]. Если предусматривается двух-трехкратное боронование посевов, норму надо увеличить на 10 - 15%. При установке сеялок на норму высева необходимо добиваться того, чтобы длина рабочей части катушек высевающих аппаратов была наибольшей, а скорость их вращения наименьшей [14].

Особое внимание следует уделять глубин е заделки семян гороха в почву. Для набухания и прорастания им требуется воды в количестве 100-120% их массы. Поскольку верхний слой после предпосевной обработки быстро пересыхает, достаток влаги обеспечивается только при глубокой заделке семян. При мелкой заделке, особенно в сухую погоду, резко снижается полевая всхожесть, хуже развивается корневая система, увеличивается повреждаемость растений при бороновании посевов. Оптимальная глубина заделки семян 6-8 см. На легких почвах или в условиях быстрого иссушения верхнего слоя, ее увеличивают до 9 - 10 см. И лишь на тяжелых почвах допустим высев на глубину 4-5 см.

Сеять следует рядовыми сеялками (СЗ - 3,6, СЗА - 3,6, СЗП - 3,6), так как они глубже, чем узкорядные, заделывают семена и меньше забиваются на влажной почве. Для лучшего заглубления сошников в почву по следам гусениц или колес тракторов ДТ-75, МТЗ всех модификаций и ЮМЗ на нижние тяги механизма задней навески целесообразно устанавливать рыхлитель. Он представляет собой балку и шарнирные секции рабочих органов от культиватора КРН - 4,2 с долотами для рыхления уплотненной трактором почвы [16] На сцепке по следам колес или гусениц устанавливают легкие или средние бороны для выравнивания поверхности за рыхлителем. Для того чтобы обеспечить большое заглубление сошников, усиливают давление пружин на штангах. В этих же целях скорость движения посевных агрегатов не должна превышать 5-6 км/ч [16].

В сухую погоду после сева необходимо прикатать кольчато-шпоровыми катками ЗКШ-6. Это способствует подтягиванию влаги в верхние слои почвы и обеспечивает более дружные ранние всходы. Поверхность почвы остается достаточно рыхлой и меньше заплывает при выпадении дождей [3]

Большой ущерб гороху могут нанести сорняки. Урожай зерна от зарастания посевов сорняками снижается на 30-40%. Наиболее простой эффективный метод борьбы с сорняками - боронование посевов. При одном довсходовом бороновании и одном - двух по всходам удается уничтожить до 60-80% однолетних сорняков. Кроме того, оно ликвидирует корку, хорошо рыхлит почву, уменьшает потерю влаги. Боронуют только в сухую погоду. До всходов почву рыхлят через четыре - пять дней после сева, когда сорняки находятся в фазе белых нитей, а у семян гороха начали образовываться корешки, но еще не появились стебельки. Боронование по всходам гороха проводят в фазе трех-пяти листьев, при массовом прорастании сорняков в дневные часы, когда растения потеряют тургор [6]. При сцеплении усиков растений боронование прекращают. Обработку ведут только поперек рядков или по диагонали, боронами с хорошо оттянутыми острыми зубьями. При этом скос зубьев должен быть направлен в сторону движения агрегата, а скорость не должна превышать 4-5 км/ч. Обычно на легких почвах применяют легкие бороны ЗБП-0,6А или сетчатые БСО-4А, а на средних и тяжелых - средние зубовые БЗСС - 1,0. В агрегатах для боронования используют трактор ДТ-75 или МТЗ - 80 и сцепку СГ-21 уменьшая тем самым удельное давление на почву колес и гусениц трактора [3].

Уборка урожая - наиболее сложная операция в технологии возделывания гороха. Перед ней не применяют, ни ретардантов, ни других химических препаратов, стимулирующих и ускоряющих созревание бобов гороха.

Установлено, что накопление сухого вещества растениями гороха завершается в зависимости от погодных условий при средней влажности зерна от 40 до 57%. [19]. Убранное в эти сроки зерно после дозревания в валках достигает максимальной массы. Во влажные годы налив зерна заканчивается, как правило, при более высоком уровне влажности - 50-70%.

Наилучшие посевные качества семян получены при скашивании гороха с влажностью зерна 40-45% [14], 35 -40% [18], когда количество спелых бобов достигает 60 - 80%. Этот период обеспечивает более надежную сохранность посевных качеств семян во время дозревания в валках, и его можно рекомендовать как оптимальный срок раздельной уборки посевов гороха.

Оптимальная продолжительность периода уборки - три-четыре дня. При таких сроках работы обеспечивается максимальный урожай и минимальные потери, получают семена высокого качества. Косовицу гороха проводят жатками ЖРБ - 4,2, косилками КС - 2,1 с приспособлениями ПБ - 2,1 и ПБА-4. [16].

В качестве посевного материала в исследованиях использовали высококачественные семена районированного в Крыму сорта гороха Дамир 3. В Реестре сортов растений Украины - с 2000 г. Сорт Дамир 3 благодаря таким свойствам и признакам, как холодостойкость (выдерживает заморозки до -6, -8 Сє в фазе 3-5 листьев), короткостебельность (высота растений 50-70 см, первые меж-доузлия короче, чем у длинно стебельных сортов в 2-3 раза, количество междоузлий - 13-14, до первого соцветия - 8), прочность и плотность стеблей, наличие большого количества усиков (повышенная сцепляемость растений усиками наблюдается уже в период образования 6-8 листьев), высокий индекс урожая (соотношение зерна и соломы) является наиболее технологичным. Сорт гороха усатого типа, высокоштамбовый. Длина растений от средней до длинной. Первые междоузлия короче, чем у длинно стебельных сортов, количество междоузлий 13-18. Характеризуется хорошей прочностью и плотностью стеблей, а также наличием большого количества усиков, что обуславливает хорошую сцепляемость растений. Устойчивость к полеганию высокая.

Такие свойства гороха сорта Дамир 3 обуславливают его пригодность для прогрессивного способа уборки - прямое комбайнирование.

Сорт гороха Дамир 3 засухоустойчив, устойчив к полеганию и болезням (пероноспороз, аскохитоз, корневые гнили). Бобы (9-11 штук, максимально 15 штук) сосредоточены в верхней части растений, созревают практически одновременно. Вегетационный период 80-90 дней. Устойчивость к осыпанию высокая. Масса 1000 зерен 250-270 г. Содержание белка 24,6-26,5%. Максимальная урожайность на Украине - 48,9 ц/га.

Элементы агротехники

Предшественники - зерновые колосовые, сахарная свекла, кукуруза.

Срок посева - наиболее ранний для региона.

Норма высева - 1,1-1,2 млн. всхожих зерен на 1 га.

Глубина посева - 5-7 см.

Прикатывание посевов.

Химическая защита от сорняков и вредителей рекомендованными препаратами.

1.4 Удобрение гороха посевного

Опыт многолетних исследований во всем мире показывает, что больше половины прироста урожайности сельскохозяйственных культур, обусловленного научно-техническим прогрессом на производстве, обеспечивается за счет применения удобрений [15]. На сегодняшний день в условиях экономического кризиса на производстве пытаются экономить средства на удобрениях или вообще отказываются от их применения, что влечет за собой снижение урожайности зерновых до 13-16 ц/га. Потребление питательных веществ идёт в течение вегетационного периода с различной степенью интенсивности.

Азот поглощается растениями в течение продолжительного периода - от всходов до созревания, но наибольшее его количество - в период бутонизации - плодообразования. По данным Чухнина Ю.А. [20], в период цветения - плодообразования поглощается около 37-40% азота от его общего потребления.

Максимальное содержание азота в растениях обычно приходится на фазу цветения, т.е. когда фиксация его клубеньковыми бактериями идёт наиболее интенсивно. После цветения относительное содержание азота несколько уменьшается. В период налива - созревания семян в растениях происходит перераспределение азота - уменьшение его в листьях и стеблях и увеличение в бобах. У гороха накопление азота за счёт фиксации из атмосферы в зависимости от условий выращивания колеблется от 42 до 78% общего потребления этого элемента из окружающей среды.

Фосфор в наибольшем количестве поступает в растения за сравнительно короткий период времени - от цветения до созревания семян. За этот период растения поглощают 60-62% фосфора от его общего содержания в растении, причём хорошему усвоению фосфора способствует симбиотическая фиксация атмосферного азота. Для гороха характерна высокая способность усваивать фосфор из труднодоступных соединений почвы. Хорошая обеспеченность калием повышает использование имеющихся в почве запасов фосфора. По тем же данным, наивысшее содержание фосфора у растений отмечается в молодом возрасте (фаза всходов - 6-7 листьев), к цветению его содержание уменьшается, а в фазу плодообразования вновь несколько возрастает. В зрелых семенах фосфора содержится в 2,5-3 раза больше, чем в соломе.

Калий в отличие от азота и фосфора наиболее интенсивно поглощается в ранние фазы вегетации. К началу цветения растения гороха поглощают до 60% калия от его общего потребления. Содержание калия в растениях постепенно уменьшается от раннего возраста к созреванию. В семенах и соломе содержание калия практически одинаковое. Недостаток калия, проявляющийся в основном на легких почвах, вызывает снижение азотфиксации и ухудшает передвижение азотистых веществ из вегетативных органов к семенам. Поэтому фосфорные и калийные удобрения следует вносить осенью под вспашку. Они улучшают развитие растений и усиливают деятельность азотфиксирующих бактерий. В жизнедеятельности растений большое значение имеет кальций. При его недостатке снижаются темпы роста, ухудшается развитие корневой системы. В отличие от азота, фосфора и калия содержание кальция в растениях увеличивается к концу вегетации.

Известно, что клубеньковые бактерии хорошо развиваются на окультуренных почвах с нейтральной или слабокислой реакцией среды и при высокой обеспеченности фосфором, калием и молибденом.

В ряде работ [1, 9, 21], отмечено положительное действие фосфорных и калийных удобрений на зернобобовые культуры, и в частности на горох. Совместное их применение по 40 - 60 кг д. в. каждого на 1 га серой лесной почвах или черноземах выщелоченных повышает содержание белка в зерне гороха на 1 - 2% и урожай культуры на 2 - 3 ц/га.

Важную роль в жизнедеятельности клубеньковых бактерий играют микроэлементы, особенно молибден. Он входит в состав таких ферментов, как нитратредуктаза, нитритредуктаза и др., принимающих активное участие в фиксировании молекулярного азота клубеньковыми бактериями, в восстановлении нитратов до аммиака, в обеспечении им растений.

В различных литературных источниках [15, 19, 22] рекомендуется проводить инокуляцию семян (применение нитрагина), при этом накопление белков увеличивается на 2 - 6% массы семян. Наибольший эффект от заражения семян бобовых нитрагином получают на хорошо обрабатываемых, незасоренных почвах, на известкованных или некислых подзолистых почвах, удобрявшихся навозом или фосфорно-калийными удобрениями. Клубеньковые бактерии требовательны к влаге, поэтому высевать инокулированные семена нужно в лучшие агротехнические сроки, не допуская пересыхания почвы. Применение нитрагина более эффективно в районах достаточного увлажнения или при орошении в засушливых условиях. Активность нитрагина резко ослабляется во времени, и поэтому его нужно применять в год производства.

Академик И.С. Шатилов [15] в своих исследованиях показывает, что максимальное потребление питательных веществ горохом приходится не на период полной спелости семян, когда мы рассчитываем вынос питательных веществ с урожаем, а на более ранние фазы вегетации. В его исследованиях максимальное потребление азота превосходит вынос с урожаем на 32,7-37%, фосфора - на 34-39,7%, калия - на 66,3-70%, кальция - на 32,4-37,8% и магния - на 50,7-58,5%. В соответствии с этим академик И.С. Шатилов рекомендует расчет доз удобрений на заданный урожай гороха производить не по выносу, а по максимальному потреблению основных элементов минерального питания.

По данным А.А. Зиганшина [18], для гороха важное значение имеет не только наличие питательных веществ в почве, но и содержание их в определенном соотношении, соответствующем биологическим требованиям культуры. На плодородных почвах желательным соотношением между азотом, фосфором и калием (N:P:K) является 1:1:1,5.

Горох использует азот неравномерно в течение вегетации. При благоприятных условиях для бобоворизобиального симбиоза большую часть азота (70-75% общего потребления) растения могут получить в результате симбиотической фиксации азота воздуха. В таком случае горох не нуждается в применении азотных удобрений, для начального развития он использует азот семядолей и почвы [21, 22, 23].

Рядом исследований [13, 22, 24] установлено улучшение формирования бобово-ризобиального симбиоза с большей азотфиксирующей активностью при внесении ризосферных бактерий рода Pseudomonas. Инокуляция бобовых псевдомонадами увеличивает урожай и количество азота в растениях [11, 13 15,]. Наибольшее повышение массы растений гороха, в том числе и зерна, а также выноса азота урожаем установлено при комплексной инокуляции клубеньковыми бактериями R. leguminosarum и бактерий Pseudomonas сравнении с ассоциативной диазотрофной бактерией Klebsiella [15].

Влияние удобрений на урожайность гороха

За счет применения промышленных минеральных удобрений обеспечивается не менее 50% прироста урожая.

Зерновые бобовые хорошо отзываются и на органические удобрения, но чаще всего им приходится использовать их последействие. Поскольку горох сам может фиксировать азот из воздуха, то, прежде всего, он нуждается в фосфорно-калийных удобрениях.

Внесение фосфорных и калийных удобрений во всех зонах возделывания гороха рассматривается как непременное условие получения высоких урожаев. Фосфор входит в состав важнейших органических соединений растительного организма: нуклеиновых кислот, аденозинтрифосфорной кислоты, фосфор является носителем энергии в растениях. Особенно большая роль принадлежит ему в начальный период развития, когда формируется корневая система. В дальнейшем, фосфор активизирует отток пластических веществ в семена, ускоряет развитие растений. Внешним признаками фосфорного голодания растений гороха является скручивание краев листочков, появление желтой или фиолетовой окраски листьев и черешков.

Калий сосредоточивается в растении в основном в молодых растущих тканях. Физиологическая его роль проявляется в большей мере в поддержании благоприятных физико-химических свойств протоплазмы: обводненности, вязкости, эластичности. Калий также участвует в синтезе белков и сахаров, активизирует передвижение и трансформацию их в растении. При резком дефиците калия на растениях могут появляться бурые пятна, отмечается деформация листьев.

В Научно-исследовательском и селекционном институте технических и зернобобовых культур в Шумлерк-Темнице ведут исследования по азотфиксации зернобобовых культур для выяснения целесообразности внесения под них минеральных азотных удобрений. На основании полевых опытов было установлено, что в начальный период развития гороха и бобов их потребность в азоте не обеспечивается полностью за счет азотфиксации, поэтому целесообразно внесение стартовой дозы порядка N_30-60. Урожайность при этом достигает 49,3-50,2 ц/га. Более высокие нормы рекомендуют только на почвах с очень низким плодородием. В настоящее время в институте ведут работы по созданию таких зернобобовых культур, которые в симбиозе с азотфиксаторами способны хорошо переносить повышенные дозы минерального азота, внесенного под предшественник [25].

В 1976-1979 годах изучали влияние азотных удобрений и густоты стояния растений на развитие и урожайность сортов гороха. Применяли дозы азота - №0, 30, 60 и 90 и густоту посева 50, 75, 100 и 125 растений на 1 мІ. Сорта разнились морфологическими свойствами, культурные были добавочно модифицированы путем изменчивого азотного питания и загущения растений[17].

В совхозе «Никулиевский» Пензенской области проводили исследования влияния азотных удобрений на урожайность гороха сорта Неосыпающийся 1.

Опыт проводился четырехкратно. Площадь делянки - 85,2 мІ, предшественник-ячмень. Удобрения были внесены перед культивацией. Варианты: 1 - контроль, 2 - полное минеральное удобрение, 3 - N₃₀, 4 - N₄₀, 5 - N₇₀,6 - P₆₀K₃₀. Наибольшая урожайность получена при внесении полного минерального удобрения. Прибавка составила 2,8 - 3,6 ц/га[25].

Исследованиями латвийского НИИ земледелия установлено, что внесение калийных и фосфорных удобрений повышает устойчивость растений гороха к аскохитозу, а при сбалансированном фосфорно-калийном питании болезнь отсутствует вообще[19].

Дозы фосфорных и калийных удобрений рассчитываются с учетом обеспеченности этими элементами почвы и выноса их планируемым урожаем. Обычно на дерново-подзолистых почвах, относящихся к 4-5-й группам обеспеченности подвижными формами фосфора и калия, для получения 2,0-2,5 т/га зерна гороха они находятся в пределах 40-60 кг/га д. в фосфора и 30-50 кг/га калия[27].

Проведённые на Ивановской государственной областной сельскохозяйственной станции исследования показывают эффективность внесения фосфорно-калийных удобрений взапас (В.И. Бодров, [20]). Кроме того, путём однократного внесения повышенных норм фосфорно-калийных удобрений взапас под горох и озимую пшеницу можно повысить урожайность пара, занимаемого горохом. Таким образом, ускоряется работа по подготовке полей после уборки гороха к посеву озимой пшеницы.

При внесении удобрений в запас были получены более высокая урожайность культур и более высокий выход протеина (на 110-120 кг/га) по сравнению с дробным.

При возделывании гороха, как и других зернобобовых культур, наиболее сложен вопрос с применением азотных удобрений. Зерновые бобовые при оптимальных условиях выращивания усваивают из воздуха с помощью клубеньковых бактерий примерно 2/3 азота от общего содержания в растении и 1/3 азота используют из почвы. Укоренилось мнение, что внесение азотных удобрений под зернобобовые приводит к снижению фиксации азота из воздуха, т.е. они становятся обычными потребителями азота, как и другие небобовые культуры. Ряд авторов отмечают положительное влияние азотных удобрений на урожайность этой культуры. В опыте Э.М. Шалыгиной [24] с повышением дозы азота с 36 до 80 кг/га горох повышал фотосинтетический потенциал посева на 25%, чистую продуктивность фотосинтеза - на 5%, а выход белка с гектара - на 197 кг.

В исследованиях Кукреша Л.В. и Лукашевич Н.П., проведённых на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве со средним уровнем плодородия, внесение минерального азота оказывало положительное влияние на урожайность гороха. При этом выявилась сортовая специфичность культуры. У большинства изучаемых сортов сохраняется тенденция увеличения урожайности с возрастанием доз внесения азота, однако различие в прибавке урожайности на фоне применения N₃₀ и более высоких доз азота в большинстве случаев несущественно. Как правило, число бобов на растении, семян в бобе и масса 1000 семян с увеличением дозы азотных удобрений с N₃₀ до N₆₀ возрастают, при более высокой дозе азота параметры этих элементов продуктивности в большинстве случаев снижаются[28].

Таблица 1.1 Влияние азотных удобрений на массу клубеньков и содержание в них азота

Отмечая положительное влияние минерального азота на урожайность гороха, большинство исследователей видят альтернативу в обеспечении симбиотической его формой за счёт повышения эффективности фиксации из воздуха. Многие учёные считают, что горох может формировать полноценную урожайность за счёт фиксации азота воздуха без внесения минеральных форм. Кроме того, по мнению многих исследователей, повышенное содержание в почве минерального азота затрудняет процесс клубеньковых образований, ингибирует процесс азотфиксации. Установлено, что ингибирование процесса нитрификации в почве повышает активность азотфиксации растений гороха. В наибольшей мере отрицательное влияние азота на процесс азотфиксации отмечается на высокоплодородных.

Фиксация атмосферного азота производится бактериями Rizobium legumi-nosarum, которые представлены различными биотипами, способными вступать в симбиоз с корневой системой бобовых культур. Способность гороха к созданию эффективного бобоворизобиального комплекса имеет сильно выраженную сортовую специфичность: от генотипов, вообще не способных образовывать клубеньки на корнях, до форм с интенсивным образованием клубеньков даже на фоне внесения повышенных дох минерального азота[27].

Эффективность азотфиксации может быть весьма высокой. По данным исследований, в условиях Великобритании горох может потреблять из воздуха до 90% необходимого для формирования полноценной урожайности азота.

Под влиянием препаратов клубеньковых бактерий активизируются процессы метаболизма, оптимизируется генеративный процесс гороха, увеличивается количество бобов на растении и число семян в них, вследствие чего возрастает урожайность семян и содержание в них белка.

Исследованиями установлено[23], что бактеризация семян ризоторфином и пастообразным сапропелевым нитрагином в среднем за три года дала прибавку урожайности семян гороха соответственно 0,21 и 0,31 т /га. Внесение жидкого нитрагина оказалось более эффективным, прибавка урожая за тот же период достигла 0,49 т /га. Рост урожайности сопровождался повышением содержания белка в семенах, что особенно заметно в варианте с применением жидкого нитрагина.

Культура клубеньковых бактерий, размноженных в стерильном торфе с частицами не более 0,25 мм; в 1 г. заводского ризоторфина содержит не менее 25 млрд. клубеньковых бактерий

Таким образом, применение Rhizobium на посевах гороха является эффективным средством повышения его урожайности.

Количество необходимого минерального азота почвы для зерновых бобовых культур находится в прямой зависимости от величины общего урожая (если считать, что они используют из почвы 1/3 азота от общего его содержания в растениях). Поэтому не каждая почва в состоянии обеспечить зернобобовые необходимым количеством минерального азота для получения высокого урожая за счёт своего плодородия.

В вегетационных и полевых опытах кафедры агрохимии ТСХА показано, что при внесении азотных удобрений относительное количество фиксированного азота зернобобовыми культурами (в% от его накопления в растении) снижается[18].

Однако если обратить внимание на абсолютное усвоение азота зернобобовыми на различных фонах азотного удобрения, то при оптимальном азотном режиме (равном примерно 1/2…1/3 нормы азота удобрений от общего выноса азота с урожаем) растения усваивали из атмосферы столько же и даже больше азота, чем без внесения азотных удобрений. При этом урожай также увеличивался.

Следовательно, при хорошей обеспеченности растений минеральными соединениями азота в начальные периоды развития и создании благоприятных условий для симбиотической азотфиксации во второй половине вегетации происходит успешное сочетание в использовании растениями азота обоих источников питания. Получается наиболее высокий урожай сухой массы и зерна, увеличивается общий вынос азота. При повышенной норме азота в среде клубеньки образовывались позже. Однако темп их развития затем возрастает и их становится даже больше, чем на бедном азотном фоне. Малые «стартовые» (20-30 кг/га) дозы азотных удобрений не давали эффекта.