Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Особенности роста и развития люпина желтого

Методика и условия проведения исследований

Цели и задачи исследований

Цель изучения: выполнить агроэкологическую оценку люпина узколистного и люпина желтого в условиях Ярославской области для решения вопроса о перспективах его возделывания

В задачи исследований входит:

В полевых условиях -

- изучить особенности роста и развития люпина узколистного и желтого (наступление фаз развития, продолжительность межфазных периодов);

- изучить динамику формирования урожая люпина узколистного

(динамика высоты растений, динамика формирования площади листьев, динамика накопления сухой массы);

- изучить накопление в почве корневых остатков, формирование клубеньков;

- оценить продуктивность люпинов по зеленой массе;

- оценить семенную продуктивность люпинов (структура урожая, урожайность зерна);

В лабораторных условиях -

- дать оценку качества урожая люпинов (содержание сырого протеина, клетчатки, сырой золы, жира);

- определить алкалоидность семян (впервые!)

- определить содержание и рассчитать вынос азота, фосфора, калия урожаем и на единицу товарной продукции;

- оценить размеры поступления пожнивно-корневых остатков и азота вместе с ними в почву;

- дать экономическую оценку возделывания культуры в зависимости от нормы высева;

- дать оценку изменчивости изученных показателей в зависимости от погодных условий (сравнить с данными предыдущих лет исследований)

Общая характеристика полевого опыта

Исследования проводятся на опытном поле НИЛ РТЗ технологического факультета ФГБОУ ВПО «Ярославская ГСХА».

Опыт мелкоделяночный, заложен в пятикратной повторности.

Опытная культура - люпин однолетний узколистный сорта «Снежеть», желтый Пересвет и Престиж.

Размер учетной площади делянки 1.5 * 2 = 3м².

Количество рядков на одной делянке: 10.

Посев производился вручную в 3-ей декаде мая, сплошной, рядовой, с междурядьем 15 см и глубиной заделки 2-3 см.

Непосредственно перед посевом использовали бактериальный препарат люпиновый ризоторфин 367А.

Семена получены из ВНИИ люпина (г. Брянск), в 2013 году использовали семена собственного производства.

Схема опыта:

Изучаются факторы:

1 – вид люпинов

2 – норма высева семян (1,4 и 1.8 млн.шт./га)

3 – предпосевная обработка семян ризоторфином.

План расположения опыта:

Характеристика опытной культуры

Сорт «Снежеть»

Включен в Госреестр по Северо-Западному, Центральному и Волго-Вятскому регионам. Растение прямостоячее, индетерминантное. Лист светло-зелёный - зелёный. Верхушечный листок короткий - средний, узкий. Цветок белый, окраска кончика лодочки желтая. Зерно белое, без орнаментации. Масса 1000 зерен средняя,167 г. Содержание белка в семенах 34,9%, в сухом веществе - 21,7%, на уровне стандарта Кристалл. По данным оригинатора, содержание алкалоидов в семенах низкое, стабильное, вне зависимости от почвенно-климатических условий. Устойчив к растрескиванию бобов. Средняя урожайность сухого вещества за годы испытаний в Северо-Западном регионе составила 39,0 ц/га, выше стандарта на 4,7 ц/га, Центральном - 56,4 ц/га, на уровне стандарта, Волго-Вятском - 40,9 ц/га, выше стандарта на 6,0 ц/га. Средняя урожайность семян в этих регионах - 16,4 ц/га, 21,8 ц/га и 16,8 ц/га, на уровне стандарта. Вегетационный период от всходов до созревания семян 92-118 дней. Фузариозным увяданием и ржавчиной поражался слабо, вирусным израстанием средне. Сорт «Пересвет» преимущественно зернового направления использования, обычного ветвистого морфотипа. Стебель вначале имеет следы антоциана, в дальнейшем антоциан исчезает, и вегетативные органы приобретают светло-зеленую окраску. Цветки лимонно-желтые, кончик лодочки темно-фиолетовый, семена серые, крапчатые, округлой формы. Масса 1000 семян 110г. Растение средней высоты. Сорт ультраскороспелый, имеет быстрый начальный рост, отличается дружным созреванием, вегетационный период составляет 85-96 дней. Урожайность зерна составляет 25-30 ц/га. Содержание белка в зерне составляет 40-43%, алкалоидов 0,02- 0,03%. Посевы сорта Пересвет не следует размещать на участках, где под предшествующую зерновую культуру вносились гербициды из группы производных сульфонилмочевин (Секатор, Фенизан, Дифезан, Логран, Ленок). Престижвнесен в Государственный реестр селекционных достижений с 2009 года. Сорт универсального типа использования, обычного ветвистого морфотипа, имеет хорошую облиственность, темно-зеленую окраску листьев и стеблей, темный бутон, желтые цветки, округлые серо-крапчатые с ярко выраженным белым серпом семена. Масса 1000 семян 110-115 г. Высота растений 70-90 см, продолжительность периода вегетации 90-95 дней. Содержание белка в зерне 40 - 42%, алкалоидов – 0,03%.

Условия проведения полевых исследований

Почва опытного участка дерново-среднеподзолистая среднесуглинистая поверхностно глееватая среднеокультуренная.

Таблица 2.4. 1 Агрохимическая характеристика почвы опытного участка

Мощность пах. слоя	рН _KCL	Гумус, % (по Тюрину)	Легкогидр. азот (по Тюрину), мг/кг	Р₂О₅ (по Кирсанову), мг/кг	К₂О (по Масловой), мг/кг
22-24 см	5,5-5,6	2,87	68-78	163-186	158-175

По данным многих исследователей показано, что при таком уровне обеспеченности подвижными фосфатами и калием применение минеральных удобрений удобрений малоэффективно, в наших исследованиях удобрения не вносили.

Климат Ярославской области умеренно-континентальный, с теплым летним периодом и умеренно холодной зимой. Сумма осадков в среднем за год составляет 600-630 мм, за период при температуре не ниже 10^ОС – 200-350 мм. Сумма активных температур по области находится в пределах 1600^ОС -1970^ОС. В течение вегетационного периода наблюдается частое чередование периодов избыточного увлажнения, засух и резких перепадов температур. Выпадение осадков неравномерное.

Методика исследований

1) Установление фаз развития растений – визуально. В течение вегетационного периода проводились следующие наблюдения: установление сроков наступления фаз развития люпина, установление всхожести семян, визуальные наблюдения за состоянием растений;

2) Определение густоты стояния растений.

Густота стояния растений - это число растений на 1 м². В нашем опыте использовали сплошной метод учета [23];

3) Определение динамики накопления биомассы.

Отбор проб растений проводим по календарным срокам (по декадам).

Образцы растений отбирали с пробных рядков на делянках двух повторений опыта. В лаборатории каждый снопик взвешивали в сыром и высушенном виде и таким образом определяли его массу в воздушно-сухом состоянии в разные фазы;

4)определение площади листьев методом высечек.

4) Учет урожая – сплошным методом, в фазу полной спелости на семена;

5) Определение жира методом обезжиренного остатка (по Сокслету);

6) Определение фосфора после мокрого озоления ванадомолибдатным методом;

7) Определение калия после мокрого озоления пламенно-фотометрическим методом;

8) Определение сырого протеина по Кьельдалю;

9) Математическая обработка дисперсионным методом в компьютерной программе Disant;

Особенности роста и развития люпина желтого

В процессе роста и развития растения люпина последовательно проходят фазы, различающиеся между собой внешними морфологическими признаками, и формируются различные элементы продуктивности. Всего у люпина насчитывается 12 этапов органогенеза, соответствующих 8-ми фенофазам: прорастание семян, фаза листовой розетки, фаза стеблевания, фаза бутонизации, фаза цветения, фаза сизого боба, фаза блестящего боба, фаза спелого боба.

Прорастание семян. Для прорастания семян требуется воды в 1,5-2 раза больше веса семян. При достаточной влажности почвы и температуре не ниже 10° С семена набухают в течение 1 - 2 суток. Однако часть семян у L. angustifolius. может приобретать свойство «твердокаменности», которое

препятствует поступлению воды в семена, и они длительное время могут оставаться во влажной почве в непроросшем состоянии.

Большинство авторов считают, что главной причиной твердокаменности семян является их пересушивание во время хранения, при котором происходит пересыхание пектиновых веществ палисадного слоя клеток эпидермиса семенной кожуры, причем этот процесс может быть обратимым и необратимым [45].

Момент прорастания семян принято считать за начало онтогенеза

растения, он соответствует 1 этапу органогенеза. Продолжительность периода посев - всходы в зависимости от почвенно-климатических условий и глубины заделки семян колеблется в среднем от 7 до 16 дней и не зависит от сортовых различий.

Фаза листовой розетки. Наступает после появления полных всходов с момента образования двух настоящих свернувшихся листочков, укрывающих точку роста стебля, соответствует II этапу органогенеза. У основания конусаинарастания формируются листья и междоузлия стебля. В пазухе листьев закладываются пазушные почки боковых побегов, формируется габитус растения в целом.

Фаза стеблевания. В разные годы в зависимости от климатических и сортовыхособенностей длится от 9 до 23 дней и соответствует III - IV - V этапам органогенеза. На третьем этапе органогенеза происходит увеличение размеров конуса нарастания, начинается рост главного стебля и формирование оси соцветия. На четвертомтом этапе органогенеза происходит формирование генеративной сферы растения. У основания верхушечного конуса нарастания в пазухах листовых зачатков закладываются конусы нарастания ветвей второго порядка. На пятом этапе формируются органы цветка.

Фаза бутонизации. Характеризуется появлением бутонов на центральной кисти и длится до начала цветения в течение 8-15 дней и соответствует VI -VII -VIII этапам органогенеза.

На шестом этапе происходит микро - и макроспорогенез; на седьмом - формирование мужского и женского гаметофитов (двухъядерной пыльцы и зародышевого мешка семяпочки). На восьмом этапе происходит процесс опыления внутри бутона. В фазу бутонизации отмечены максимальные суточные приросты люпина: 2,6 - 2,8 см/сутки.

Фаза цветения и плодообразования. Наступает с начала раскрытия первого цветка на первой мутовке главной кисти и заканчивается образованием бобов на центральной кисти, длится 9-13 дней и соответствует IX этапу органогенеза. Цветение происходит после того, как произошло опыление в нераскрытом бутоне. Период цветения может затянуться за счёт цветения боковых ветвей.

Фаза сизого боба или зернообразование. Наступает после цветения при образовании тёмно-зелёных бобиков, длиной 2 - 4 см, густо покрытых волосками, придающими бобам сизовато-серебристый оттенок. В эту фазу рост главного стебля в высоту приостанавливается. Дальнейший прирост урожая зеленой массы идёт за счёт роста боковых ветвей и налива зерна. Фаза сизого боба длится от 16-23 дней и соответствует X этапу органогенеза, который характеризуется начальной дифференциацией зародыша семени, образованием проэмбрио и закладкой семядолей и конуса нарастания почечки семени. К концу X этапа происходит полный налив зерна, и бобы приобретают свойственную им форму.

Фаза блестящего боба или зеленой спелости. Соответствует XI этапу органогенеза. В эту фазу зерно приобретает надлежащую форму, на кожуре семян появляется свойственный им рисунок, семядоли зеленые, зародышевый корешок из зеленого превращается в белый, что указывает на физиологическую зрелость семян. В этот период идёт усиленная аттракция питательных веществ из створок в семена. Тёмно-зеленая окраска бобов меняется на зеленую и светло-зеленую, бобы блестят. На XI этапе органогенеза происходит формирование зародышевых листьев в почечке. В этой фазе заканчивается прирост биомассы. В это время наиболее целесообразно убирать люпин на силос и запахивать на зеленое удобрение.

Фаза спелого боба. Соответствует ХII этапу органогенеза и связана с созреванием семян. В это время происходит окончательный отток питательных веществ в семядоли от всех органов растения, в том числе из створок боба и семенной кожуры. Бобы становятся плоскими с ярко очерченными местами расположения семян. В сухую погоду растения люпина полностью засыхают, и наступает пора уборки [14].

1.1.1 Требования культуры к условиям произрастания

Требования к теплу. Желтый люпин- довольно теплолюбивое растение, хотя в первой половине вегетации люпин не требователен к теплу, семена прорастают при 3-5°С, всходы переносят кратковременные заморозки …-3…-6°С. Вегетативные органы хорошо растут при 7-12°С, для развития плодов требуется более высокая температура. Люпин особенно требователен к теплу в период налива семян и созревания, при температуре ниже 14°С эти процессы приостанавливаются, вегетация сильно затягивается. За вегетационный период растениям люпина белого требуется сумма активных температур – 2600-2800°С, желтого – 2400-2600°С, узколистного – 1800-2000°С,для современных скороспелых сортов с ограниченным ветвлением на 200-500°С меньше [3].

По мере развития селекции, создания все более скороспелых сортов и совершенствования их агротехники вегетационный период у них постоянно сокращается, а соответственно уменьшается суммарная потребность в тепле за вегетационный период. Уже к настоящему времени созданы скороспелые термо- и фотонейтральные сорта с детерминированным ветвлением, которые позволяют продвинуть границу люпиносеяния все больше на север.
Минимальная температура прорастания семян у большинства видов люпина низкая, всего 1-2⁰С. Оптимальная температура составляет 4-6⁰С. При этом К. И. Саввичев (1961) отмечает, что низкая температура воздуха во время всходов люпина способствует сокращению периода всходы-цветение. Во время стеблевания и ветвления люпин предпочитает умереннотеплые температуры.
Цветение проходит наиболее интенсивно и эффективно при умеренной температуре воздуха (15-25°С). При более высоких температурах и отсутствии влаги повышается стерильность пыльцы.
Период созревания семян значительно сокращается при повышенной температуре. При низких температурах и высокой влажности он существенно удлиняется [5].

Значительную роль в продвижении однолетних люпинов на север играет такжже их устойчивость к низким температурам. По данным Н.И.Шарапова (1949) однолетние виды могут выдержать следующие понижения температуры: L.albus - до -4°С, L.luteus - до -6°С, L.angusti-folius - до -7°С. Barbacki (1960) cообщает, что виды люпина могут выдерживать более сильные заморозки: для белого люпина - до -6°С, для желтого - до -8°С и для узколистного - до -9°С⁰[3].

Требования к влаге. Общий расход воды на создание единицы сухого вещества (коэффициент водопотребления) составляет за вегетацию – 350-400. Однако, эта величина зависит от периода развития растений и условий влагообеспеченности. Потребление влаги посевом постепенно возрастает с момента всходов до фазы сизых бобов [5].

Люпин — растение влаголюбивое. Период бутонизация — цветение критический для него. При недостатке влаги в этот период не только снижается урожай семян, но могут полностью опасть цветки или завязавшиеся бобы. Обилие осадков после цветения способствует ветвлению и сильно затягивает вегетационный период. Для набухания и прорастания семян требуется более 120% воды от их сухой массы. Критическая ситуация в развитии посева может возникнуть в период посева – всходов, если весна сухая, с сильным ветром. В этом случае верхний слой почвы быстро иссушается. Запоздание с посевом, неравномерная заделка семян, отсутствие прикатывания могут привести к поздним, недружным и изреженным всходам, урожайность резко снижается[7].
Оптимальная влажность почвы на уровне 60-80% от полной влагоемкости играет существенную роль в формировании азотфиксирующих клубеньков, способствует накоплению повышенного содержания протеина и снижению содержания алкалоидов. Сильное переувлвжнение почвы приводит к угнетению клубеньковых азотфиксирующих бактерий и корневой системы, что также снижает продуктивность растений[4].
Требования к свету. Люпин – светолюбивое растение. Размещение более 100 растений на 1м² способствует быстрому отмиранию нижних слабоосвещенных листьев. Современные сорта люпина быстрее растут и развиваются в условиях длинного дня. Люпин по Н.И.Шарапову (1935) в сравнении с другими культурами наиболее эффективно использует фотосинтетически активную радиацию. Коэффициент использования ФАР у люпина 4,79%, тогда как у ржи - 2,42, пшеницы -2,68, овса - 2,74, вики - 1,98. Это связано с высокой фотосинтетической активностью растений и высокой калорийностью содержащихся в растениях белков и масла [5].

Люпин положительно реагирует на удлинение светового дня и отрицательно на его сокращение. Однако у сортов разного эколого-географического происхождения выявлены характерные особенности. Преобладание в спектральном составе света длинноволновых лучей способствует ускорению развития растений.
Отчетливо реагируют растения люпина также на интенсивность освещения. При повышенной интенсивности света растения быстрее росли, формировали более развитую корневую систему и давали повышенный урожай. Содержание алкалоидов в семенах при этом снижалось. Высокая интенсивность света сказывается на растениях еще более эффективно, чем удлинение светового дня [8].

Требования к почве и удобрениям. Люпин желтый способен нормально расти и формировать высокий урожай на бедных песчаных почвах. Это объясняется уникальными биологическими особенностями этого растения: способностью формировать мощную, глубоко проникающую корневую систему, усваивать труднорастворимые фосфаты почвы и использовать азот воздуха благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями. Кроме того, люпин желтый – одно из немногих бобовых растений, способных успешно развиваться и фиксировать азот на кислых почвах. Люпин узколистный и особенно люпин белый требуют более связных и плодородных почв. Активный симбиоз у них отмечается при рН=6. При этом отношение люпина к реакции почвы меняется с возрастом растений. В ранние периоды развития оптимальной реакцией почвы является рН 4,6-5,0, а после цветения - нейтральная рН 6,0-7,0.
Вопрос об оптимальной для люпина реакции почвенной среды связан с отношением люпина к содержанию в почве кальция. Особенно отрицательно люпин реагирует на известь при недостатке в почве магния и других микроэлементов [24]. Поэтому поля, где в севооборот включен люпин, целесообразно известковать мукой, содержащей магний, который нейтрализует отрицательное действие извести [27]. Кроме того, люпин нежелательно размещать на недавно произвесткованных участках [14].
Основная особенность люпина как бобовой культуры, как уже отмечалось, - симбиоз с клубеньковыми бактериями, которые фиксируют свободный азот атмосферы. Поэтому обеспеченность элементами питания люпина тесно связана с жизнедеятельностью клубеньковых бактерий (Rhizobium lupini). Особенно чувствительны бактерии к избытку минерального азота. При его больших дозах азотфиксирующая способность резко снижается. Немаловажное значение имеет и химическая природа удобрений. Натриевая селитра оказывает тормозящее действие уже при концентрации 1:2000, калийная селитра - 1:10000, азотнокислый и сернистый аммоний - 1:20000.Что касается органических форм азота (мочевина и др.), то они почти не снижают образования клубеньков, а почвенный гумус в ряде случаев стимулирует жизнедеятельность бактерий. Наибольшей эффективности процесс азотфиксации достигает к фазе цветения растений. Для его усиления применяют специальные препараты, содержащие наиболее эффективные штаммы клубеньковых бактерий (ризоторфин)[18].

Воспользуйтесь поиском по сайту: