CC BY
20
УДК 633.853.494
ПРОДУКТИВНОСТЬ АГРОЦЕНОЗА ЯРОВОГО РАПСА (BRASSICA NARUS OLEIFERA ANNUA, METZGER) В ПАРОВОМ ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СРОКАХ ПОСЕВА И НОРМАХ ВЫСЕВА В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
В. А. Гущина, доктор с.-х. наук, профессор;
А. С. Лыкова, аспирант
ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. 8412-628-367; e-mail: [email protected]
Регулируя нормы высева и сроки посева ярового рапса, можно в зависимости от условий года получать максимальную урожайность семян при высоком содержании в них белка и масла с оптимальным соотношением жирных кислот.
Ключевые слова: рапс, сроки посева, нормы высева, севооборот, урожайность, качество маслосемян.
В последние годы возрастает роль масличных культур, которые содержат ценнейшие непредельные жиры, необходимые человеку, и являются источниками возобновляемой биологической энергии [4].
Рапс имеет большое продовольственное, кормовое, техническое, агротехническое и экологическое значение. Он является одной из важнейших масличных культур. В настоящее время в мировом земледелии площади под рапсом составляют около 30 млн. га. Расширение его посевных площадей в России имеет широкие перспективы, прежде всего для увеличения производства растительного масла, годовое потребление которого должно вырасти с 8,8 до 13,2 кг на душу населения [1, 8].
Продовольственная ценность масла, полученного из семян сортов «00» - типа, обусловлена большим содержанием олеиновой, линолевой и других ненасыщенных жирных кислот, необходимых человеку, но не образующихся в его организме [6].
В качестве корма широко используются рапсовый жмых и шрот, полученный после извлечения масла. Зеленая масса отличается высоким содержанием сырого протеина и охотно поедается разными видами животных [9].
Рапсовое масло приобретает все большее значение в качестве альтернативы
нефти как при производстве биодизельного топлива, так и в чистом виде. Это позволяет частично сократить потребление невозобновляемого запаса природной нефти и снизить нагрузки СО2 на окружающую среду. Установлено, что 1 га хорошо развитых посевов рапса выделяет в атмосферу около 10...11 млн. литров кислорода, уступая только сахарной свекле [11]. Растения интенсивно поглощают тяжелые металлы и радионуклиды из почвы, причем подавляющее их большинство накапливается в зеленой массе и лишь малая часть - в семенах [10].
В технологии возделывания рапса важными элементами являются выбор оптимальных сроков посева и нормы высева.
Исследования проводили на опытном поле ФГУП «Учхоз «Рамзай» Пензенской ГСХА на черноземе выщелоченном среднесуглинистом с содержанием гумуса 6,9 %, подвижного фосфора и обменного калия -88.90 и 160.175 мг/кг почвы соответственно, рНкс| 5,2...5,7.
Полевой опыт закладывали при систематическом размещении вариантов в четырехкратной повторности в соответствии с общепринятой методикой. Предшественник - озимые. Площадь делянки - 3,2 м 2. Способ посева - рядовой с междурядьями 15 см. Глубина заделки семян 2.3 см. Объ-
ектом исследований являлся рапс яровой (Вгаээюа narus oleifera annua, Metzger) сорта Ратник. Семена для посева обработаны инсектицидным протравителем Круйзер.
Изучали шесть норм высева: от 1,5 до
4,0 млн. всхожих семян с интервалом 0,5 млн. шт./га и три срока посева, причем первый совпадает с посевом ранних яровых культур, последующие - через 7-10 дней от предыдущего.
Метеоусловия в 2008 г. сложились достаточно благоприятно. В первой декаде мая, когда проводили ранний посев, осадков выпало в 1,5 раза больше среднемноголетних, температура была несколько выше, что и отразилось на появлении дружных всходов на пятые сутки, ГТК в данной фазе составил 2,1. Каждый следующий срок посева сопровождался выпадением осадков в пределах 18.29 мм, ГТК - 1,7 и
2,3 соответственно. Достаточное количество влаги и тепла (ГТК - 1,6) позволило развиться хорошей розетке листьев на первом сроке посева. Период появления розетки во втором сроке затянулся из-за установившейся жаркой погоды (ГТК - 0,7). Формирование розетки на третьем сроке происходило при избыточном увлажнении (ГТК - 3,4).
В фазу стеблевания растений при раннем сроке посева выпало 25,4 мм осадков, средняя температура составила 24,6 °С, ГТК - 1,3. На втором сроке эта фаза проходила при избыточном увлажнении (45,0 мм) и теплой погоде (22,1 °С, ГТК - 2,9). На позднем посеве ГТК составил 1,1. Бутонизация на ранних посевах протекала при обильном количестве осадков (56,6 мм) и средней температуре 19,9 °С (ГТК - 3,5). При последующих сроках ГТК составил 1,6 и 2,3. Цветение рапса на всех вариантах совпало с влажным периодом (ГТК - 1,4. 1,6). Созревание семян проходило дружно, т. к. в этот период отмечен дефицит осадков и жаркая погода (ГТК - 0,2.0,8).
В 2009 г. за период вегетации рапса выпало 264,6.268,4 мм осадков, при сумме положительных температур 1685,8.
1860,2 °С. Однако в период посева первых двух сроков осадков выпало в 6,7 раза меньше нормы, и всходы из-за недостатка влаги в верхнем слое почвы появились только после выпадения осадков в третьей декаде мая на двадцать первые и шестнадцатые сутки. Обильные осадки и прохладная погода создали благоприятные условия для появления всходов уже на одиннадцатые сутки на третьем сроке посева. Таким образом, дружность всходов определялась степенью увлажнения по-
севного слоя почвы. Период розетка листьев - стеблевание при всех сроках характеризуется как избыточно влажный (ГТК 1,8.2,9), а стеблевание - бутонизация -слабо засушливый (ГТК 1,3). В фазу цветения растений при раннем сроке сева ГТК составил 1,2, во втором и третьем сроках -0,8. Период созревания характеризовался пониженным температурным режимом (15,3.
17.2 °С) и изобилием осадков (76,3.99,4 мм), что затянуло созревание семян по отношению к 2008 г. на 6.8 дней.
Полнота всходов определяет густоту стояния растений и зависит от метеоусловий, складывающихся в период посев-всходы.
В 2008 г. в условиях более прохладной весны и при наличии осадков поверхностный слой почвы не иссушался и полнота всходов при всех сроках посева была практически одинаковой - 84,5.86,0 % (таблица). Относительно невысокий ее уровень (73,2.74,0 %) отмечен в 2009 г. при ранневесеннем посеве, т. к. часть семян, попавших во влажный слой почвы, проросла, но для дальнейшего развития проростков влаги было недостаточно, и всходы не появились из-за повышенной чувствительности мелкосемянной культуры к иссушению верхнего слоя почвы. На последующих сроках полнота всходов колебалась от 84,3.85,1 %.
За период вегетации рапса происходит частичная гибель растений от самоизрежи-вания, повреждения вредителями, от угнетения сорняками, механических повреждений, а также от складывающихся метеорологических условий.
Относительная степень изреживания посевов тем больше, чем сильнее они загущены. В 2008 г. при норме высева 1,5 млн. всхожих семян на 1 га полнота всходов на всех сроках сева составила 85,5.
86,0 % при сохранности растений 80,0.
82.2 %. Увеличение нормы высева в 2,5 раза практически не повлияло на полноту всходов (84,5.85,0 %), но сохранность растений снизилась до 68,0.71,3 %. Максимальная сохранность в этом году наблюдалась на первом сроке сева, при последующих посевах она значительно снижалась.
В изреженных посевах раннего срока 2009 г. была отмечена лучшая сохранность, но с увеличением нормы высева она снижалась с 82,8 до 72,0 %. При одинаковой густоте всходов второго и третьего сроков сохранность к уборке по мере увеличения нормы высева снижалась с 79,8 до 68,5 %.
Нива Поволжья № 4 (13) ноябрь 2009 7
Полнота всходов, сохранность и выживаемость растений рапса в зависимости от сроков посева и норм высева
Срок посе- ва Норма высева, млн. шт./га Полнота всходов, % Сохранность растений, % Число растений на 1 м2, шт. Выживае- мость, %
в период всходов перед уборкой
2008 г. 2009 г. 2008 г. 2009 г. 2008 г. 2009 г. 2008 г. 2009 г. 2008 г. 2009 г.
I 1,5 84,9 73,7 82,0 82,8 127,4 110,6 104,9 91,5 69,9 61,0
2,0 85,1 73,2 81,3 81,8 170,2 146,4 138,4 119,8 69,2 59,9
2,5 84,5 74,0 79,2 79,0 213,5 185,0 169,3 146,2 67,7 58,5
3,0 84,7 73,5 77,2 78,1 254,1 220,5 196,2 172,2 65,4 57,3
3,5 85,2 73,4 74,4 75,3 298,2 256,9 222,0 193,4 63,4 55,3
4,0 85,0 73,4 71,3 72,0 340,0 293,6 242,4 211,4 60,6 52,9
II 1,5 86,0 84,9 81,1 79,8 129,0 127,4 104,0 101,8 69,3 67,9
2,0 86,0 84,6 80,3 77,2 172,0 169,2 138,1 130,6 69,1 65,3
2,5 85,7 84,7 78,4 75,0 214,3 211,8 168,0 158,8 67,2 63,5
3,0 85,2 85,0 76,1 73,3 255,6 255,0 194,5 186,9 64,8 62,3
3,5 85,1 85,0 72,0 71,7 297,9 297,5 214,5 213,3 61,3 60,9
4,0 84,9 84,8 70,0 68,4 339,6 339,2 237,7 232,0 59,4 58,0
III 1,5 85,7 84,2 80,0 79,5 128,6 126,3 102,8 100,4 68,5 66,9
2,0 85,3 85,1 79,0 78,0 170,6 170,2 134,8 132,8 67,4 66,4
2,5 85,0 84,9 77,2 76,4 212,5 212,3 164,1 162,2 65,6 64,9
3,0 85,0 85,2 73,4 73,8 255,0 255,6 187,2 188,6 62,4 63,0
3,5 84,8 84,3 71,0 70,3 296,8 295,1 210,7 207,5 60,2 59,3
4,0 84,5 84,3 68,0 68,5 338,0 337,2 229,8 231,0 57,5 57,8
Выживаемость растений рапса в годы исследований при втором и третьем сроках посева была практически одинаковой (69,3.57,5 %), однако максимум отмечен на первом сроке посева 2008 г., но при увеличении нормы высева она снижалась с
69,9 до 60,6 %.
Продолжительность вегетационного периода растений ярового рапса зависит не только от погодных условий года, но и от сроков посева и норм высева семян. В результате исследований отмечено, что при посеве в более поздние сроки период вегетации культуры сокращается. Параллельно сокращению вегетационного периода по срокам продолжительность его удлиняется с увеличением густоты стояния растений. Так, в 2008 г. при первом сроке сева и увеличении норм высева семян вегетационный период растений увеличивается с 101 до 109 дней. Продолжительность периода вегетации от меньшей нормы высева к большей на последующих сроках посева составила 97.104, 93.98 дней. В 2009 г. период вегетации рапса затянулся из-за влажной погоды при созревании семян. Длина вегетационного периода при ранневесеннем сроке посева составила 115. 122 дня, при втором сроке - 107.112 и 101.106 дней при позднем посеве. Удлинение вегетационного периода на загущенных посевах отодвигает срок уборки рапса к первой декаде сентября.
В первый период после всходов рост растений рапса замедленный, и именно в это время они угнетаются сильнорослыми сорняками, которые создают конкуренцию культурным растениям, потребляя влагу и элементы питания, увеличивают численность вредителей, затрудняют уборку урожая, а следовательно, снижают урожайность, масличность и белковость семян.
Число сорняков при изучаемых нормах высева в значительной степени определяется погодными условиями. Наибольшее их количество (88.142 шт./м2) отмечено в 2008 г. в период розетки листьев на первом сроке посева. В 2009 г. засоренность агроценоза рапса уменьшалась в 1,6.1,9 раза, на что повлияла сухая, жаркая погода в первой и второй декадах мая. Перед следующим сроком посева провели вторую культивацию, которая снижала засоренность на начальных этапах развития рапса в 1,5 раза в 2008 г. и в 1,2 раза в 2009 г. по отношению к предыдущему сроку. Наименьшее количество сорняков (35.61 шт./м2) отмечено на третьем сроке в 2009 г., т. к. провели ещё одну обработку почвы.
В посевах рапса 2008 г. к уборке из многолетних сорняков преобладали осот розовый и вьюнок полевой, значительно меньше встречалось малолетников: из
ранних яровых - марь белая, из поздних -щирица запрокинутая и обыкновенная, щетинник сизый, куриное просо. В 2009 г. ос-
новная масса сорняков состояла из малолетних.
На засоренность посевов значительное влияние оказывает густота стояния растений. Исследованиями установлено, что в среднем за два года с увеличением норм высева от 1,5 до 4,0 млн. шт./га семян общее количество сорняков на 1 м уменьшается в 2,2.2,5 раза в зависимости от сроков посева. Максимальное количество сорняков перед уборкой отмечено в 2008 году. При ранневесеннем посеве число малолетников снижается с 49,0 до 16,0 шт./м2, многолетников - с 59 до 17 шт./м , на втором сроке - на 30 и 25 % по отношению к предыдущему и при более позднем посеве - в
1,3 и 1,5 раза.
Изменение густоты стояния растений и сроков посева значительно отражается на формировании элементов продуктивности рапса. В 2008 г. при посеве рапса из расчета 1,5 млн. шт./га всхожих семян на каждом растении заложилось 5,1 ветвей первого порядка. На последующих сроках их количество снизилось до 4,5...4,2 шт. соответственно. При позднем посеве вегетативное развитие растений слабеет, поэтому они быстро переходят в генеративную фазу. При увеличении нормы высева происходит загущение растений и ветвление снижается. Число ветвей первого порядка к более позднему сроку посева снизилось от 3,6 до
2,9 шт. при норме высева 4,0 млн. семян/га.
В 2009 г. густота стояния на первом сроке была меньше чем в последующие сроки сева, и составила 91,5.211,4 шт./м2. В результате растения имели больше ветвей первого порядка (4,6...3,8 шт./раст.), но их было меньше, чем в 2008 г., что отразилось на прохождении основных фаз роста и развития в условиях укороченного светового дня. Число ветвей первого порядка на втором и третьем сроках сева при увеличении нормы высева от 1,5 до 4,0 млн. шт./га всхожих семян уменьшилось от 4,3 до 2,9 шт./раст. Одновременно с уменьшением ветвей первого порядка снижалось и количество стручков на растении. Так, в 2008 г. на раннем сроке посева количество стручков снижалось с 28,2 до 19,5 шт., на позднем - с 26,0 до 16,9 шт. Наибольшее же их количество образовалось в 2009 г. на изреженных посевах первого срока (27,5.
18,2 шт./раст.). У растений последующих сроков наблюдалось снижение количества стручков с 27,2 до 17,7 шт./раст. Аналогичная тенденция отмечается и по количеству семян в стручке. Больше их закладывалось при ранневесеннем посеве как в 2008 г.
(14,5.21,0 шт.), так и в 2009 г. (13,6.20,4 шт.). Масса 1000 семян на более поздних посевах 2008 г. уменьшалась по мере увеличения нормы высева с 2,94 до 2,59 г. При всех сроках сева в 2009 г. семена были мельче (2,96.2,77 г), чем на первом сроке сева в 2008 г. (3,10.2,98 г).
Урожайность является конечным выражением процессов роста и развития растений. В 2008 г. рапс, посеянный одновременно с ранними яровыми культурами, при норме высева 2,0.2,5 млн. шт./га дал наибольшую урожайность семян - 2,20.2,15 т/га (рисунок). На тех же нормах высева позднего срока посева урожайность семян снизилась соответственно до 1,65 и 1,61 т/га. Увеличение или уменьшение норм высева рапса при всех сроках посева приводило к снижению урожайности рапса. Так, при раннем и позднем сроках увеличение нормы высева семян до 4,0 млн. шт./га снизило урожайность на 0,32 т/га. Уменьшение нормы высева до 1,5 млн. шт./га снижало урожайность рапса при ранневесеннем сроке сева до 1,90 т/га, на последующих сроках до 1,60 т/га. Наивысшую урожайность семян в 2009 г. 1,78.1,74 т/га обеспечили те же нормы высева по всем срокам посева.
Высокая потенциальная урожайность рапса сочетается с высоким содержанием масла (45.48 %) и белка в семенах (22.25 %) [5]. Химический состав масличных культур в значительной степени изменяется в зависимости от погодных условий и агротехники. Процесс биосинтеза, а также накопления масла и белка в семенах ярового рапса идет с момента оплодотворения до полного созревания семян. Жир и белок образуются и накапливаются одновременно, чем больше содержится масла в семенах рапса, тем меньше будет их белковость [3].
Наибольшее количество масла в 2008 г. сформировалось в семенах раннего срока посева (46,79.46,97 %), сокращение межфазных периодов на поздних посевах способствовало меньшему его накоплению (46,24.46,59 %). Если в 2008 г. маслич-ность семян с повышением нормы высева уменьшалась с 46,79 до 46,24 %, то белковость возрастала (21,97.23,04 %). В 2009 г. посевы всех сроков вегетировали в условиях укороченного светового дня, что снизило содержание масла в семенах до 42,33.43,58 %, но белка накопилось больше, чем в 2008 г.
Однако масличность не является определяющим фактором продуктивности рапсового поля. Снижение масличности ком-
Нива Поволжья № 4 (13) ноябрь 2009 9
2,5
1,5
и
0
1 >5 (б * О
а.
>
0,5
3 срок 2008 г I 3 срок 2009 г 2 срок 2008 г
I 2 срок 2009 г і 1 срок 2008 г
II срок 2009 г
Норма высева, млн. шт./га
Урожайность ярового рапса в зависимости от сроков посева и норм высева, 2008-2009 гг.
пенсируется повышением урожая семян, а следовательно, и выходом масла с 1 га. Наибольший выход чистого растительного масла (1,03 и 1,01 т/га) обеспечили в 2008 г. нормы высева 2,0...2,5 млн. шт./га в первый срок посева, что на 0,27 т/га больше, чем в 2009 г. В среднем за два года максимальный сбор белка 0,48 и 0,49 т/га дали те же нормы высева.
Пищевые и энергетические особенности рапсового масла зависят от жирнокислотного состава, что и послужило основанием для определения содержания жирных кислот в семенах рапса.
На жирные кислоты из климатических факторов наибольшее влияние оказывает тепло. В условиях теплого климата в растительном масле увеличивается содержание насыщенных кислот, в условиях же холодного климата в составе масла повышается содержание ненасыщенных кислот [7], что подтверждено и нашими исследованиями.
Для жирнокислотного состава масла ярового рапса сорта Ратник характерно низкое содержание эруковой кислоты (С 22:1). В зависимости от сроков посева и норм высева содержание данной кислоты в 2008 г. находилось в пределах 0,08.0,12 %, что отвечает требованиям ГОСТ 8988-2002 [2] при употреблении растительных масел в
пищу и соответствует видосортоспецифич-ности данного признака.
Содержание насыщенных жирных кислот при различных сроках посева и нормах высева не изменялось. Количество миристиновой кислоты (С 14:0) колебалось в пределах - 0,07.0,11 %, пальмитиновой (С 16:0) - 4,37.4,45 %, стеариновой (С 18:0) - 1,08.1,13 %, эйкозано-вой (С 20:0) - 0,27.0,34 % и бегеновой (С 22:0) - 0,18.0,25 %.
Ненасыщенные жирные кислоты в рапсовом масле представлены пальмитолеи-новой (С 16:1 - 0,12.0,16 %), олеиновой (С 18:1 - 64,35.64,42 %), линолевой (С 18:2 -19,64.19,78 %), линоленовой (С 18:3 -8,73.8,81 %), гондоиновой (С 20:1 -
0,76.0,83 %).
Содержание жирных кислот в семенах ярового рапса в основном зависело от гидротермических условий года и, в меньшей степени, от приемов возделывания. Полученное масло на 84,03.84,18 % состоит из полезных олеиновой и линолевой кислот и относится к группе лучших пищевых масел.
Таким образом, возделывание ярового рапса на маслосемена может стать одним из важнейших путей увеличения сборов высококачественного растительного масла и кормового белка, причем оптимальной
2
нормой высева является 2,0.2,5 млн. всхожих семян на гектар.
Литература
1. Артемов, И. В. Рапс - масличная и кормовая культура / И. В. Артемов, В. В. Кар-пачев. - Липецк: ОАО «Полиграфический комплекс «Ориус», 2005. - 144 с.
2. ГОСТ 8988-2002 «Масло рапсовое. Технические условия». - М., 2003. - 15 с.
3. Гущина, В. А. Формирование продуктивности и качества маслосемян ярового рапса в зависимости от норм высева /
В. А. Гущина, Е. В. Жеряков // Нива Поволжья. - 2008. - № 2 (7). - С. 10-13.
4. Куанышкалиев, А. Т. Влияние сроков, способов посева и норм высева на урожайность льна масличного в Саратовском Правобережье / А. Т. Куанышкалиев, В. Б. На-рушев // Вестник Саратовского госагроуни-верситета им. Н. И. Вавилова. - 2009. -№ 2. - С. 23-25.
5. Кшникаткина, А. Н. Нетрадиционные культуры - резерв в решении проблемы растительного сырья для биотоплива / А. Н. Кшникаткина // Нива Поволжья. -2008. - № 1 (6). - С. 9-11.
6. Милащенко, Н. З. Технология выращивания и использование рапса и сурепицы / Н. З. Милащенко, В. Ф. Абрамов. - М.: Агропромиздат, 1989. - 223 с.
7. Никонова, Г. Н. Содержание и соотношение жирных кислот в масле семян ярового рапса в лесостепи ЦЧР / Г. Н. Никонова // Зерновое хозяйство. -2008. - № 1-2. - С. 14-16.
8. Осипова, Г. М. Рапс в Сибири (морфобиологические, генетические и селекционные аспекты) / Г. М. Осипова. - Новосибирск, РАСХН. Сиб. отделение. СибНИИ кормов, 1998. - 168 с.
9. Пирогов, О. А. Биолого-хозяйственная оценка сортов ярового рапса с позиции специализированного использования / О. А. Пирогов, Е. Р. Шукис, Г. Г. Дегтяренко // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2008. - № 3 (41). - С. 9-14.
10. Федотов, В. А. Рапс России / В. А. Федотов, С. В. Гончаров, В. П. Савенков. -Москва: Агролига России, 2008. - 336 с.
11. Шпаар, Д. Рапс и сурепица (Выращивание, уборка, использование) / под общ. ред. Д. Шпаара. - М.: ИД ООО «РЬУ АГРОДЕЛО», 2007. - 320 с.
Нива Поволжья № 4 (13) ноябрь 2009 11
