Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СТИМУЛИРОВАНИЯ РОСТА И РАЗВИТИЯ РЫЖИКА ЯРОВОГО НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при выращивании масленичных агрокультур, в частности рыжика ярового на серых лесных почвах.

В настоящее время актуальной задачей при выращивании масленичных культур является повышение их продуктивности. Таким образом, постепенно возрождается незаслуженно забытого масленичного растения - рыжика (Camelina Cativa Crantz), площади под которыми в середине XX в. в России достигали 350-400 тыс. га (Воскресенская Г.С. Рыжик - М.: Сельхозгиз, 1952. - 47 с.).

Агрономическая ценность рыжика состоит в том, что он нетребователен к почвам, хорошо переносит почвенную и воздушную засуху, способен давать урожай семян и масла в широком спектре условий. Как и рапс, рыжик имеет две формы жизни - яровую и озимую (Семенова Е.Ф., Буянкин В.И., Тарасов А.С. Масляничный рыжик: биология, технология, эффективность. - Новочеркасск: Темп, 2005. - 88 с.).

Следует отметить, что рыжик привлекает внимание благодаря свой неприхотливости и скороспелости, высокой и стабильной урожайности. Поэтому за последние 15 лет площади занимаемыми рыжиком в России, выросли до 150 тыс. га (Беляк В.Б. Методические рекомендации по возделыванию и семеноводству рыжика. - М.: Россельхозакадемия, 2004. - 40 с.; Лупова Е.И. Особенности технологии и перспективы возделывания рыжика ярового // В книге: Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных ресурсосберегающих технологий в АПК. Материалы Международной научно-практической конференции. Рязань, 2017. - С. 265-270).

Яровой рыжик в Нечерноземной зоне, включая Рязанскую область, является не традиционной культурой наряду с другими масленичными, как лен масленичный, сурепицей, видами горчицы. Расширение площадей к посеву этой культуры сдерживается отсутствием разработанных рекомендаций по технологии возделывания на серых лесных почвах Центрального Нечерноземья, которое становится актуальным.

Основные посевы находятся в Сибири и Поволжье. В результате расширение площадей посева на других почвах повышается медленными темпами.

Известен способ стимулирования роста и развития масленичных культур, включающий предпосевную обработку семян и вегетирующих растений водным раствором регулятора роста, при этом в качестве регулятора роста используют препарат Вэрва, извлеченный из древесной зелени пихты способом эмульсионной экстракции, а обработку проводят одно - двухкратно за вегетационный период при дозе препарата 4-5 г/га по действующему веществу (Патент RU №2378817, А01С 21/00 от 20.01.2010).

Известный способ относится к выращиванию масленичных агрокультур, в частности подсолнечника и рапса. Применение нового высокоэффективного натурального препарата, не всегда приводит автоматически к проявлению тех или иных положительных биоэффектов. Эффекты их применения могут проявляться лишь в определенных условиях, связанных с конкретными агрокультурами, погодными условиями, целями выращивания агрокультур, сроками обработок и т.д. Кроме того, способ несколько усложнен тем, что получают препарат эмульсионным способом извлечения низкомолекулярных компонентов из растительного сырья, например, применение измельченной древесной зелени пихты и т.п.

Известен способ борьбы с сорной растительностью в биологическом земледелии, включающий загущенный сплошной посев трав в звене севооборота с повышенной нормой высева, скашивание, уборку биомассы и перепашку поля, при этом осуществляют посев однолетней культуры амаранта с нормой высева 2,5-3 кг/га и в фазе начала цветения опрыскивают растения спиртовой бардой в количестве 150-200 л/га, после чего травостой скашивают и запахивают на зеленое удобрение (Патент №2233056, А01В 79/02 от 27.07.2004).

В способе аналога можно отметить следующие недостатки: в период максимального развития (фазы цветения) надземную массу опрыскивают отходом спиртового производства, имеющего кислую реакцию среды, что несколько подкисляет почву. Последующая культура в севообороте - озимая пшеница. Высеваемая узкорядным или сплошным способом зерновая культура также подавляет развитие сорной растительности. При последующем посеве рыжика ярового рост сорной растительности может возобновляться в случае отсутствия оптимальной нормы высева семян рыжика ярового, что не учитывает и по увеличению урожайности культуры, и наоборот, превышение нормы высева рыжика ярового приводит к излишку расходу семян, ухудшаются посевные качества семян, усиливается опасность полегания культуры и пораженности болезнями. Кроме того, в кислых почвах образуются химические соединения малодоступные растениям. Все это снижает урожайность возделываемого рыжика ярового, а в целом снижает качество масленичного продукта.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к изобретению по совокупности существенных признаков является способ снижения засоренности посевов в биологическом земледелии, включающий посев культуры с высокими аллелопатическими свойствами, при этом в паровом поле высевают культуру рыжика озимого в смеси с однолетним клевером шабдар в соотношении 2:1, а в фазе отрастания посевы опрыскивают водным раствором, в котором вводят смесь Абита-Пик с гуматом калия по 2 кг каждого компонента на 1 гектар, запахивая надземную биомассу в фазе цветения как сидерат (Патент RU №2631330, А01В 79/02 от 21.09.2017).

Однако для получения стабильных урожаев семян культуры рыжика недостаточно применения однолетнего клевера, который воздействует на сорные растения, подавляет их развитие при взаимном влиянии корневых выделений этих видов растений с обоснованием норм посева преимущественно рыжика как более конкурентоспособной, средств защиты посевов, т.к. при хорошем росте не учитывается оптимальная норма всхожести семян на гектар, усиление опасности полегания культуры. Кроме того, технология выращивания семян урожайность получения масленичных семян рыжика ярового недостаточно высока на серых лесных почвах Центрального Нечерноземья, что связано со строением почвы.

Эффективность урожая во многих случаях зависит от интенсификации технологических процессов с целью наиболее полного удовлетворения биологически возделываемых сельскохозяйственных культур в конкретных почвенно-климатических условиях. Поэтому изучение по сортоиспытанию формирования урожая и качества масленичных зерен рыжика ярового, различного по биологии развития районированного и перспективного сорта ярового рыжика сорта «Юбиляр» при разных нормах высева семян и доз удобрений на заданную урожайность позволит предложить производству наиболее продуктивное технологическое выращивание ярового рыжика сорта «Юбиляр», в частности на серых лесных почвах на примере Рязанской области для нового перспективного сорта «Юбиляр» внесенного в Государственный реестр селекционных достижений, допущенного к использованию в Российской Федерации среди перечисленных в нем 7-ми сортов ярового рыжика. Он выведен в Пензенском НИИСХ и создан для условий Среднего Поволжья, а также допущен к использованию с 2011 года.

Следует учитывать, что для отдельных зон, и в частности для Центрального Нечерноземья, урожайность в среднем может достигать 1,8-2,0 т/га, содержание жира в семенах вирирует в пределах 38,9-40,1%, протеина 31,8%, содержание эруковой кислоты в массе 3,3%. Поэтому для зоны Центрального Нечерноземья на примере Рязанской области - задача актуальна.

В природе внешние условия постоянно изменяются, поэтому растения могут влиять друг на друга посредством выделения в почву и в воздух особых химических веществ, которые в самых малых количествах оказывают угнетающее влияние на соседние растения.

Заявленное изобретение направлено на решение следующей задачи -повышение урожайности масличных культур, их качества путем снижения норм высева, но с получением высоких урожаев культуры и повышения плодородия почвы, получение экологически безопасной продукции.

Для решения поставленной задачи в известном способе стимулирования роста и развития рыжика ярового на серых лесных почвах Центрального Нечерноземья, включающем посев культур с высокими аллелопатическими свойствами, высев культуры рыжика, уход за посевом, согласно изобретения в качестве предшественника используют культуру в виде озимой пшеницы в чистом виде, затем весной после пахоты в период агрономической «спелости почвы» проводят ее выравнивание и прикатывание гладкими водоналивными катками, затем осуществляют полную замену посевом однолетней культуры рыжика ярового с нормой высева 7 млн. зерн/га, соответственно при дозе внесения минеральных удобрений N₁₃₅P₆₀K₆₀ на глубину заделки 2 см для предложенной культуры рыжика ярового с усвоением подвижных элементов питания, усиливая их доступность растениям, при этом глубина заделки семян 1,5-2 см сплошным рядовым способом, затем повторно осуществляют после посева прикатывание, а уборку осуществляют при полном созревании семян.

Опыты были заложены на опытной агротехнологической станции ФГБОУ ВО РГАТУ (УНИЦ «Агротехнопарк») Рязанской области на серых лесных почвах. Серые лесные почвы - типичные для Нечерноземной зоны России, по совокупности морфологических признаков и свойств занимают переходное положение от дерново-подзолистых почв к черноземным почвам лесостепи.

Объект исследований - сорт ярового рыжика «Юбиляр» вошедший в Государственный реестр селекционных достижений и допущенный к использованию с 2011 года в России: почва серая лесная, сорные растения и биоценоз в целом.

Сорт Юбиляр имеет стебель прямоточный, округлый, гладкий, высотой 40-80 см. Листья не рассеченные, зеленого цвета. Цветки мелкие, желтые имеют четыре чашелистика, направленные вверх. Плод многосемечковый, стручок длиной 10 мм грушевидной формы, со слегка вдавливаемыми створками. Семена красно-коричневого цвета, с неглубокой бороздкой. Масса 1000 семян 2,1-2,4 грамм. Сорт «Юбиляр» раннеспелый. В зависимости от изменчивости погодных условий вегетационный период может меняться от 75 до 85 дней. Короткий период вегетации является одной из основных биологических особенностей рыжика.

Продолжительность самого вегетационного периодов складывается из нескольких периодов развития растений. Условно его можно разделить на три части: «посев-всходы» - количество дней от посева до полных всходов; «всходы-цветение» - количество дней от даты полных всходов до массового цветения; «цветение-созревание» - количество дней от массового цветения до наступления фазы полной спелости.

Таким образом, в целом это зависит от сорта рыжика ярового и условий произрастания. При этом в условиях избытка влаги и пониженной температуры воздуха происходит увеличение продолжительности вегетационного периода, и, наоборот, в условиях засухи период от всходов до созревания резко снижается.

Опыты проводились на участке, почва которого характеризовалась средним содержанием фосфора, в среднем по опытам 15,2 мг/100 г почвы и калия 14,5 мг/100 г почвы. В среднем по слою 0-40 см, содержание гумуса в почве 2,6-3,5%; рН - 5,2-5,6.

Все наблюдения, учеты и анализы проводили по общепринятым методикам и стандартам. Учтены наблюдения в период вегетации, проведены на основе «Методики государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1985). Математическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа по Р. Фишеру в изложении Б.А. Доспехова (1985) на ПЭВМ.

Полевой опыт заложен в четырехкратном повторении. Фактор А - сроки посева: 1 декада мая, 2 декада мая. Фактор В - норма высева: 5; 6; 7; 8 млн. всхожих семян на 1 гектар.

Агротехнические мероприятия по возделыванию рыжика ярового выстраивались в соответствии с существующими зональными рекомендациями.

Предшественником ежегодно была озимая пшеница. Подготовка почвы в опытах перед посевом включала в себя лущение стерни, зяблевую вспашку на глубину пахотного слоя. Весной - ранневесенней боронование, далее -культивация 10-12 см, непосредственно перед посевом рыжика повторно культивация 2.4 см.

Следует отметить, что на хорошо выровненной с осени зяби и паровых участках после проведения ранне-весеннего боронования других обработок до посева можно не проводить. Однако в отдельные годы, как показывает опыт, на этих предшественниках могут вегетировать зимующие и многолетние сорняки. В этом случае возникает необходимость проведения промежуточной культивации на глубину 4 - 5 см в агрегате с боронами.

Под вторую предпосевную культивацию вносили удобрения в дозе N₁₃₅P₆₀K₆₀ (фон). Применялись аммиачная селитра, нитрофоска, сульфат калия в пересчете на действующее вещество. Посев культуры проводился на глубину 1,5 - 2 см в установленные опытом сроки, сплошным рядовым способом. После посева обязательно повторное прикатывание водоналивными катками (ЗККШ-6).

В период вегетации были проведены обработки пестицидами против вредителя крестоцветных культур - крестоцветной блошки. Для уничтожения крестоцветной блошки в период' всходов до появления четырех настоящих листьев проводилась обработка инсектицидом Фастак 0,15 л/га с нормой расхода рабочей жидкости 250 л/га. Фунгицидные обработки в посевах рыжика ярового не проводились. Уборка проводилась механизировано - Тарион-2010. Высота среза находилась на уровне 6-8 см.

Продолжительность межфазовых периодов у растений рыжика ярового тесно связана с метеорологическими условиями 2015-2018 годов за период от посева до созревания. Погодные условия за годы исследований существенно влияли на прохождение растением фенофаз. Полный цикл развития от начала всходов до созревания у рыжика ярового в опыте составлял 66-72 дня (см. таблица 1).

Короткий период вегетации является одной из хозяйственно-важных биологических особенностей рыжика. Быстрое и дружное созревание рыжика позволяет использовать уборочную технику в середине июля, когда основные сельскохозяйственные культуры находятся еще в фазе молочной спелости.

Сорт «Юбиляр» во все годы исследований характеризовался как засухоустойчивый. Это позволяет быстро получать всходы, что является особенно важным в условиях засушливой весны, также облегчает подработку семян.

В годы исследований всходы культуры были дружными: первые проростки появились на 7-8 день. Образование настоящих листьев у рыжика начиналось через 5-6 дней после всходов, и это было характерно для всех норм высева. В первые 18-25 дней развитие растений шло достаточно медленно. Начало цветения растений отмечалось через 30-33 дня после всходов и продолжалось 12-18 дней, в зависимости от изучаемых факторов.

Фенологические наблюдения за ростом и развитием культуры показали, что повышенные нормы высева до 8 млн. шт. всхожих семян/га удлиняли вегетационный период культуры на 3-7 дней по сравнению с нормой высева 5-6 млн. шт./га, отодвигая сроки уборки культуры. Норма высева также увеличивала продолжительность межфазных периодов в среднем на 2-4 дня.

Увеличение норм высева с 5,0 до 8,0 млн. шт. всхожих семян/га уменьшало сохранность растений в среднем на 1,85-6,8%.

При высоких нормах высева конкуренция между растениями рыжика ярового в посевах возрастала, изреживание усиливалось. Агроценоз рыжика способен к саморегулированию за счет внутренней ценотической конкуренции.

Результаты опытов показывают, что для получения стабильно устойчивого урожая рыжика необходимо иметь к уборке не менее 420 растений, а оптимальный густотой считать 400-450 растений на 1 м².

Дальнейшее увеличение нормы высева, выше 8 млн. шт. всхожих семян/га, приводило к формированию сильно загущенного стеблестоя, что в конечном итоге снижало урожайность и качество семян.

Растения рыжика ярового отличаются различной интенсивностью роста и развития. При различных нормах высева складываются неодинаковые световые и температурные условия, а также водный режим растений.

При повышении нормы высева количество стручков на растении рыжика снижалось. Формирование как изреженного, так и чрезмерно загущенного стеблестоя приводило к интенсивному непродуктивному ветвлению и стручкообразованию. Масса 1000 семян в значительной степени зависела от нормы высева и погодных условий в период налива семян. С увеличением нормы высева масса 1000 семян уменьшалась; разница данного показателя между вариантами 5 и 8 млн. шт./га - на 0,3-0,4 грамма.

Урожайность рыжика зависела, в основном, от показателей структуры: густоты посевов, массы семян и количества семян с одного растения, в среднем за 2015-2018 гг.

Высота стеблестоя отличалась по годам исследований и зависела от метеоусловий года, норм высева и составляла 70,8-79,9 см. В 2016 году высота растений оказалась более низкой - 61,7-77,1 см; в 2017 году более высокой - 76,0-92,1 см. Разница по годам исследований составила 14,7-16,0 см.

Засоренность посевов зависела, прежде всего, от влагообеспеченности вегетационного периода, предпосевной обработки почвы, сроков посева и норм высева. В 2015-2018 годах сложились благоприятные условия для развития сорняков. Поэтому посевы рыжика ярового были засорены достаточно сильно. Тем не менее, следует отметить, что рыжик, особенно во вторую половину вегетации, хорошо подавляет сорную растительность. Агроценоз рыжика способен к саморегулированию за счет внутренней ценотической конкуренции. Начиная с фазы цветения, количество сорняков стало снижаться, хотя их масса продолжала увеличиваться до фазы молочной спелости. При этом видовой состав сорняков существенно не изменялся.

В исследованиях доминирующими сорняками являлись овсюг полевой (Avena fatua), виды горцев (Polygonumspp), марь белая (Chenopodium album), щирица запрокинутая (Amarantus retroflexus), лебеда раскидистая (Atriple patula), просо куриное (Echinochloa crusgalli).

Общее количество сорной растительности в исследованиях оставалось относительно постоянной величиной и зависело, в основном от сроков посева. В среднем количество сорных растений в условиях агротехнологической опытной станции составило около 26,5-48,3 шт./м².

Таким образом, снижение нормы высева семян вело к увеличению степени засоренности посевов. Максимальное количество сорняков отмечалось при низкой норме высева (5,0 млн. шт./га). При увеличении нормы высева засоренность снижалась на всех вариантах опыта. Низкое количество сорняков наблюдалось при норме высева 7,0-8,0 млн. шт./га. Так, ко времени проведения учета засоренности на вариантах с нормой высева 7-8 млн. шт. семян/га были обнаружены погибшие растения сорняков, по всей видимости, не выдержавших конкуренции со стороны культурных растений.

Количество многолетних сорняков, по годам исследований, находилось на одном уровне (в пределах 3,0-4,2 шт./м²) и практически не зависело от норм высева и сроков посева.

Урожайность рыжика в проведенных исследованиях зависела от погодных условий вегетационного периода, а также от применения изучаемых приемов агротехники (см. табл. 2).

Существенное влияние на получение урожайности оказывали нормы высева культуры. Максимальное количество семян было получено на посевах с нормой высева 7,0 и 8,0 млн. семян/га (14,7 ц/га) первого срока посева, в первой декаде мая.

Таким образом, для сорта «Юбиляр» было установлено, что оптимальная норма высева рыжика ярового следует считать 7,0 млн. всхожих семян на гектар.

Завышение нормы до 8,0 млн. шт./га существенно не увеличило урожайность культуры и приводит к излишнему расходу семян, что приводит к удорожанию получаемой продукции, ухудшались посевные качества семян, усиливалась опасность полегания культуры и поражения болезнями. Кроме того, следует учитывать ток факт, что при внесении доза минеральных удобрений растений оптимально будет при N₁₃₅P₆₀K₆₀ для плодородия почвы и эффективного поглощения растениями. Биологические особенности культуры и устойчивость к стрессовым факторам внешней среды позволяют рекомендовать данный сорт Юбиляр для внедрения на серых лесных почвах, согласно использования норм высева 7,0 млн. шт./га, а значит, позволит повысить урожайность семян рыжика ярового, получить стабильный урожай на посевной площади.