ОСНОВНЫЕ ПРИЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ОДНОЛЕТНИХ БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ В ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
|
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 3
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1. АГГОТЕХНИЧЕСКАЯ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ И ХОЗЯЙСТВЕННАЯ
ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ТРАВОСМЕСЕЙ ИЗ ОДНОЛЕТНИХ ТРАВ 6
1.2. ВЛИЯНИЕ СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ НА УЮЖАЙНОСТЬ СМЕШАННЫХ АГРОЦЕНОЗОВ 14
2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 25
2.1. МЕСТО и УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ опытов 25
2.2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 28
3. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ ТРАВ 31
3.1. ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ РАЗВИТИЯ ОДНОЛЕТНИХ ТРАВ 31
3.2. ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ 33
3.3. ПРОДУКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ КУЛЬТУР 38
4. ФОРМИРОВАНИЕ БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАБОРА, СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ
И СРОКОВ УБОРКИ 45
4.1. ВЛИЯНИЕ НАБОРА И СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ
НА ФОРМИРОВАНИЕ ГУСТОТЫ СТОЯНИЯ ОДНОЛЕТНИХ СМЕСЕЙ 45
4.2. ЦЕНОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ ТРАВ
В БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ АГРОЦЕНОЗАХ 47
4.3. ПРОДУКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ СМЕСЕЙ
в ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ 56
5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА 69
ВЫВОДЫ 82
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 84
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 85
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1. АГГОТЕХНИЧЕСКАЯ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ И ХОЗЯЙСТВЕННАЯ
ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ТРАВОСМЕСЕЙ ИЗ ОДНОЛЕТНИХ ТРАВ 6
1.2. ВЛИЯНИЕ СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ НА УЮЖАЙНОСТЬ СМЕШАННЫХ АГРОЦЕНОЗОВ 14
2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 25
2.1. МЕСТО и УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ опытов 25
2.2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 28
3. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ ТРАВ 31
3.1. ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ РАЗВИТИЯ ОДНОЛЕТНИХ ТРАВ 31
3.2. ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ 33
3.3. ПРОДУКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ КУЛЬТУР 38
4. ФОРМИРОВАНИЕ БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАБОРА, СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ
И СРОКОВ УБОРКИ 45
4.1. ВЛИЯНИЕ НАБОРА И СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ
НА ФОРМИРОВАНИЕ ГУСТОТЫ СТОЯНИЯ ОДНОЛЕТНИХ СМЕСЕЙ 45
4.2. ЦЕНОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ ТРАВ
В БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ АГРОЦЕНОЗАХ 47
4.3. ПРОДУКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ СМЕСЕЙ
в ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ 56
5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА 69
ВЫВОДЫ 82
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 84
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 85
ПРИЛОЖЕНИЯ
Актуальность темы. Развитие животноводства и повышение его продуктивности сдерживается не столько недостатком кормов, сколько несбалансированностью их по белку и сахару, что является причиной значительного перерасхода кормов и повышенными затратами на единицу животноводческой продукции.
Решать данную проблему следует путем возделывания смешанных агроценозов бобовых и злаковых культур, которые позволяют обеспечить не только высокие и устойчивые урожаи высококачественной зеленой массы, но и получать неполегаемый травостой и создавать благоприятные условия для последующих культур севооборота.
Из многочисленных факторов эффективности смешанных посевов, влияющих на величину и качество урожая зеленой массы, подбор компонентов, густота стояния и сроки уборки смесей, состоящих из биологически разнотипных культур, требуют дальнейшего изучения и постоянного совершенствования.
Цель и задачи исследований. Разработать научные основы и практические меры повышения продуктивности однолетних бобово-злаковых агроценозов с включением гороха, люпина узколистного, вики яровой, пелюшки, ячменя и овса, обеспечивающих поступление высококачественной зеленой массы на выщелоченном черноземе Среднего Поволжья.
Программой исследований предусматривалось решение следующих задач:
• выявить особенности формирования урожая однолетних трав в одновидовых и смешанных посевах;
• изучить фотосинтетическую деятельность посевов;
• определить трансформацию ботанического состава травостоя в зависимости от соотношения компонентов и сроков уборки;
• установить влияние соотношения и набора компонентов агроценоза на конкурентную способность растений и биологическую эффективность возделывания смешанных агроценозов;
• определить действие видового состава, соотношения компонентов и сроков уборки агроценоза на продуктивность и питательную ценность корма;
• дать экономическую и энергетическую оценку изучаемым приемам формирования однолетних бобово-злаковых агроценозов.
Научная новизна. В условиях лесостепи Среднего Поволжья изучены факторы формирования устойчиво продуктивных агроценозов из бобовых и злаковых трав. Впервые установлены коэффициенты конкурентной способности и биологической эффективности агроценозов. На основе корреляционно-регрессионного анализа определены закономерности формирования устойчиво-продуктивных однолетних бобово-злаковых травостоев с оптимальным соотношением бобовых и злаковых культур.
Практическая значимость. На основании результатов исследований разработаны однолетние бобово-злаковые агроценозы, обеспечивающие получение с гектара 4,05-4,56 т кормовых единиц, 0,54-0,51 т переваримого протеина и 50,27-60,42 ГДж/га обменной энергии. Установлена необходимость уборки зеленой массы смесей в фазу цветения, позволяющая получать корм с обеспеченностью кормовой единицы переваримым протеином 126-135 г, количеством сырой клетчатки в 1 кг сухого вещества 27,43-27,93%, сахаро-протеиновым отношением 1,03-1,24, обеспеченностью энергии переваримым протеином 10,26-10,88 г и урожайностью зеленой массы 26,9-28,6 т/га.
Основные положения, выносимые на защиту:
• агроэкологическая оценка однолетних трав;
• биологические и экологические основы создания двухвидовых травостоев в условиях адаптивного кормопроизводства;
• экономическая и биоэнергетическая оценка смешанных агроценозов в зависимости от набора, соотношения компонентов и сроков уборки.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на ХХХХП научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Пенза, 2003); на научно-практической конференции «Проблемы АПК и пути их решения» (Пенза, 2003); на 1-й региональной конференции молодых ученых «Новые и редкие растения Северного Кавказа» (Владикавказ, 2003); на научно-практической конференции «Пути решения проблемы стабилизации урожая и качества продукции зерновых и кормовых культур» (Кинель, 2004); на научно-практической конференции «Проблемы охраны природных ландшафтов и биоразнообразия России и сопредельных стран» (Пенза, 2004); на Международной научно-практической конференции «Проблемы рационального использования растительных ресурсов» (Владикавказ, 2004).
Публикации в печати. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы, 17 рисунков и 31 приложение. Список литературы включает 207 источников, в том числе 5 иностранных.
Решать данную проблему следует путем возделывания смешанных агроценозов бобовых и злаковых культур, которые позволяют обеспечить не только высокие и устойчивые урожаи высококачественной зеленой массы, но и получать неполегаемый травостой и создавать благоприятные условия для последующих культур севооборота.
Из многочисленных факторов эффективности смешанных посевов, влияющих на величину и качество урожая зеленой массы, подбор компонентов, густота стояния и сроки уборки смесей, состоящих из биологически разнотипных культур, требуют дальнейшего изучения и постоянного совершенствования.
Цель и задачи исследований. Разработать научные основы и практические меры повышения продуктивности однолетних бобово-злаковых агроценозов с включением гороха, люпина узколистного, вики яровой, пелюшки, ячменя и овса, обеспечивающих поступление высококачественной зеленой массы на выщелоченном черноземе Среднего Поволжья.
Программой исследований предусматривалось решение следующих задач:
• выявить особенности формирования урожая однолетних трав в одновидовых и смешанных посевах;
• изучить фотосинтетическую деятельность посевов;
• определить трансформацию ботанического состава травостоя в зависимости от соотношения компонентов и сроков уборки;
• установить влияние соотношения и набора компонентов агроценоза на конкурентную способность растений и биологическую эффективность возделывания смешанных агроценозов;
• определить действие видового состава, соотношения компонентов и сроков уборки агроценоза на продуктивность и питательную ценность корма;
• дать экономическую и энергетическую оценку изучаемым приемам формирования однолетних бобово-злаковых агроценозов.
Научная новизна. В условиях лесостепи Среднего Поволжья изучены факторы формирования устойчиво продуктивных агроценозов из бобовых и злаковых трав. Впервые установлены коэффициенты конкурентной способности и биологической эффективности агроценозов. На основе корреляционно-регрессионного анализа определены закономерности формирования устойчиво-продуктивных однолетних бобово-злаковых травостоев с оптимальным соотношением бобовых и злаковых культур.
Практическая значимость. На основании результатов исследований разработаны однолетние бобово-злаковые агроценозы, обеспечивающие получение с гектара 4,05-4,56 т кормовых единиц, 0,54-0,51 т переваримого протеина и 50,27-60,42 ГДж/га обменной энергии. Установлена необходимость уборки зеленой массы смесей в фазу цветения, позволяющая получать корм с обеспеченностью кормовой единицы переваримым протеином 126-135 г, количеством сырой клетчатки в 1 кг сухого вещества 27,43-27,93%, сахаро-протеиновым отношением 1,03-1,24, обеспеченностью энергии переваримым протеином 10,26-10,88 г и урожайностью зеленой массы 26,9-28,6 т/га.
Основные положения, выносимые на защиту:
• агроэкологическая оценка однолетних трав;
• биологические и экологические основы создания двухвидовых травостоев в условиях адаптивного кормопроизводства;
• экономическая и биоэнергетическая оценка смешанных агроценозов в зависимости от набора, соотношения компонентов и сроков уборки.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на ХХХХП научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Пенза, 2003); на научно-практической конференции «Проблемы АПК и пути их решения» (Пенза, 2003); на 1-й региональной конференции молодых ученых «Новые и редкие растения Северного Кавказа» (Владикавказ, 2003); на научно-практической конференции «Пути решения проблемы стабилизации урожая и качества продукции зерновых и кормовых культур» (Кинель, 2004); на научно-практической конференции «Проблемы охраны природных ландшафтов и биоразнообразия России и сопредельных стран» (Пенза, 2004); на Международной научно-практической конференции «Проблемы рационального использования растительных ресурсов» (Владикавказ, 2004).
Публикации в печати. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы, 17 рисунков и 31 приложение. Список литературы включает 207 источников, в том числе 5 иностранных.
1. Сравнительная оценка однолетних культур показала, что бобовые травы в
зависимости от фазы уборки по уровню урожайности можно расположить в
следующем порядке: вика - 11,87-22,07 т/га; люпин - 11,03-20,47 т/га; пелюшка
- 10,93-20,33 т/га; горох - 10,77-20,07 т/га. Среди злаковых трав наибольшую
урожайность зеленой массы сформировал ячмень 8,67-16,03 т/га.
2. Наибольшую площадь листьев 40,73-40,85 тыс. м /га, ФП - 2,53-2,61 млн. м х дней/га сформировали агроценозы овса, а максимальную чистую продуктивность фотосинтеза - посевы вики яровой, убранной в фазу образования бобов 2,29 г/(м х сутки).
3. Наибольшими показателями продуктивности характеризуется вика, убранная в фазу образования бобов: выход сухого вещества составляет 4,06 т/га, кормовых единиц - 2,99 т/га, переваримого протеина - 0,52 т/га и обменной энергии-38,71 ГДж/га.
4. Продуктивность смешанных агроценозов зависит от правильного подбора видов, соотношения компонентов и сроков уборки. Наибольшую продуктивность обеспечила травосмесь вика + ячмень (75+25%) при уборке в фазу цветения и образования бобов: выход сухого вещества составил 5,05 и 6,55 т/га; кормовых единиц 4,05 и 4,61 т/га; переваримого протеина 0,54 и 0,51 т/га и обменной энергии 50,27 и 61,00 ГДж/га соответственно.
5. Высокими кормовыми достоинствами характеризуются бобово-злаковые травосмеси при соотношении бобовых и злаковых компонентов 75+25% и уборке в фазу цветения: обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином 126 г, количество клетчатки на 1 кг СВ - 27,9%, СПО - 1,23 и обеспеченность 1 МДж энергии переваримым протеином - 10,16 г.
6. Ценотические особенности однолетних культур в бобово-злаковых агроценозах определяются биологическими свойствами видов и соотношением компонентов в смесях. Среди бобовых трав наибольший коэффициент конкурентноспособности отмечен при соотношении компонентов 75+25% у вики - 1,66
единицы, затем следует пелюшка 0,73, горох 0,63 и люпин 0,20. С уменьшением доли бобового компонента в смеси его конкурентноспособность снижается в среднем в 2,6-6,2 раза, a CR злакового компонента соответственно повыша-ется в 3,4-3,7 раза. Наиболее агрессивным злаковым компонентом является овес, коэффициент конкурентноспособности которого в агроценозе вика + овес при соотношении 25+75% в фазу цветения составляет 4,27, что на 20,6% больше, чем в смеси с ячменем.
7. В среднем за 3 года исследований наибольший коэффициент биологи-ческой эффективности отмечен при соотношении компонентов 75+25% в фа-зу цветения 1,43. Наибольшая величина LER получена в смеси вика + ячмень (75+25%) в фазу цветения 1,44-1,94. Величина биологической эффективности находится в сильной обратной зависимости от конкурентноспособности злакового компонента агроценоза (г = -0,79).
8. Химический состав однолетних бобово-злаковых смесей изменяется в зависимости от соотношения компонентов и фазы уборки. Содержание про-теина увеличивается с повышением доли бобового компонента в смесях в среднем на 4,2-8,6%. Концентрация сырой клетчатки увеличивается по фазам уборки на 18,3-23,3%. Содержание сахара снижается по мере развития агроценозов с 13,04% в фазу бутонизации до 9,37% в фазу образования бобов.
9. Наибольший выход обменной энергии 61,0 ГДж/га и биоэнергетический КПД 3,93 получен в смеси вика + ячмень при соотношении компонентов 75+25%) и уборке в фазу образования бобов.
10. Наиболее рентабельно возделывание смесей вика + ячмень и пелюшка + ячмень с соотношением компонентов 75+25%, убранные в фазу цветения, уровень рентабельности которых составил 48,7% и 40,4% соответственно.
зависимости от фазы уборки по уровню урожайности можно расположить в
следующем порядке: вика - 11,87-22,07 т/га; люпин - 11,03-20,47 т/га; пелюшка
- 10,93-20,33 т/га; горох - 10,77-20,07 т/га. Среди злаковых трав наибольшую
урожайность зеленой массы сформировал ячмень 8,67-16,03 т/га.
2. Наибольшую площадь листьев 40,73-40,85 тыс. м /га, ФП - 2,53-2,61 млн. м х дней/га сформировали агроценозы овса, а максимальную чистую продуктивность фотосинтеза - посевы вики яровой, убранной в фазу образования бобов 2,29 г/(м х сутки).
3. Наибольшими показателями продуктивности характеризуется вика, убранная в фазу образования бобов: выход сухого вещества составляет 4,06 т/га, кормовых единиц - 2,99 т/га, переваримого протеина - 0,52 т/га и обменной энергии-38,71 ГДж/га.
4. Продуктивность смешанных агроценозов зависит от правильного подбора видов, соотношения компонентов и сроков уборки. Наибольшую продуктивность обеспечила травосмесь вика + ячмень (75+25%) при уборке в фазу цветения и образования бобов: выход сухого вещества составил 5,05 и 6,55 т/га; кормовых единиц 4,05 и 4,61 т/га; переваримого протеина 0,54 и 0,51 т/га и обменной энергии 50,27 и 61,00 ГДж/га соответственно.
5. Высокими кормовыми достоинствами характеризуются бобово-злаковые травосмеси при соотношении бобовых и злаковых компонентов 75+25% и уборке в фазу цветения: обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином 126 г, количество клетчатки на 1 кг СВ - 27,9%, СПО - 1,23 и обеспеченность 1 МДж энергии переваримым протеином - 10,16 г.
6. Ценотические особенности однолетних культур в бобово-злаковых агроценозах определяются биологическими свойствами видов и соотношением компонентов в смесях. Среди бобовых трав наибольший коэффициент конкурентноспособности отмечен при соотношении компонентов 75+25% у вики - 1,66
единицы, затем следует пелюшка 0,73, горох 0,63 и люпин 0,20. С уменьшением доли бобового компонента в смеси его конкурентноспособность снижается в среднем в 2,6-6,2 раза, a CR злакового компонента соответственно повыша-ется в 3,4-3,7 раза. Наиболее агрессивным злаковым компонентом является овес, коэффициент конкурентноспособности которого в агроценозе вика + овес при соотношении 25+75% в фазу цветения составляет 4,27, что на 20,6% больше, чем в смеси с ячменем.
7. В среднем за 3 года исследований наибольший коэффициент биологи-ческой эффективности отмечен при соотношении компонентов 75+25% в фа-зу цветения 1,43. Наибольшая величина LER получена в смеси вика + ячмень (75+25%) в фазу цветения 1,44-1,94. Величина биологической эффективности находится в сильной обратной зависимости от конкурентноспособности злакового компонента агроценоза (г = -0,79).
8. Химический состав однолетних бобово-злаковых смесей изменяется в зависимости от соотношения компонентов и фазы уборки. Содержание про-теина увеличивается с повышением доли бобового компонента в смесях в среднем на 4,2-8,6%. Концентрация сырой клетчатки увеличивается по фазам уборки на 18,3-23,3%. Содержание сахара снижается по мере развития агроценозов с 13,04% в фазу бутонизации до 9,37% в фазу образования бобов.
9. Наибольший выход обменной энергии 61,0 ГДж/га и биоэнергетический КПД 3,93 получен в смеси вика + ячмень при соотношении компонентов 75+25%) и уборке в фазу образования бобов.
10. Наиболее рентабельно возделывание смесей вика + ячмень и пелюшка + ячмень с соотношением компонентов 75+25%, убранные в фазу цветения, уровень рентабельности которых составил 48,7% и 40,4% соответственно.