Приемы возделывания смешанных посевов могара и сои на зеленую массу в условиях Саратовского правобережья (стр. 1 )

На правах рукописи

ПРИЕМы ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СМЕШАННЫХ

ПОСЕВОВ могара и сои на зеленую массу

В условиях Саратовского Правобережья

Специальность 06.01.01 – общее земледелие,

растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов 2013

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени »

Научный руководитель –

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», заведующий кафедрой «Земледелие и сельскохозяйственная мелиорация»;

кандидат сельскохозяйственных наук,

ГНУ Ершовская опытная станция

орошаемого земледелия НИИСХ Юго-Востока

Россельхозакадемии,

старший научный сотрудник лаборатории

селекции и семеноводства озимой пшеницы

Ведущая организация – Федеральное государственное бюджетное научное

учреждение «Волжский НИИ гидротехники и

мелиорации»

Защита состоится «16» марта 2013 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.05 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени » г. Саратов, Театральная площадь, д. 1.

E-mail: *****@***ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ».

Автореферат разослан « » ___________ 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В связи с жарким засушливым характером климатических условий в степной зоне Саратовского Правобережья отмечается нестабильное производство кормов. Для решения этой проблемы необходимо расширять состав кормовых культур за счет засухоустойчивых видов. Так, среди однолетних злаковых растений необходимо использовать не только широко возделываемые кукурузу, суданскую траву и сорго, но также нетрадиционные культуры – могар, пайзу, чумизу и др. Эти засухоустойчивые и нетребовательные к почвам культуры, используя обильную инсоляцию солнца и большие ресурсы тепла, способны давать устойчивые урожаи зеленой массы, превышающие продуктивность большинства традиционных кормовых культур в 2-3 раза. Ценностью этих культур является и то, что они, обладая длительной вегетацией, могут заполнить в зеленом конвейере период конца лета – начала осени, когда в степной зоне Среднего Поволжья ощущается резкий недостаток необходимых животным зеленых кормов.

Кроме нестабильного производства зеленых кормов в Саратовском Правобережье даже в летний период наблюдается заметный дефицит белка в кормовых рационах, что не обеспечивает полноценное кормление животных. Для улучшения качества зеленой массы необходимо выращивать злаковые растения в смесях с бобовыми культурами. При этом, смеси бобовых и злаковых культур не только позволяют решить проблему обогащения кормов протеином, но и повышают продуктивность кормовых посевов.

Степень изученности проблемы. Вопрос о продуктивности могара, как важного источника заготовки зеленых кормов в засушливой степной зоне Саратовского Правобережья не изучался. Анализ его кормового использования в странах Азии показал, что получаемая зеленая масса хорошо поедается животными, но имеет невысокое содержание протеина. Относительно возделывания сои на кормовые цели имеются данные ряда авторов по возделыванию смешанных посевов этой культуры с кукурузой при орошении (, 1996, , 1997, , 2004). Исследования по выращиванию могара и сои в смешанных посевах на кормовые цели в Саратовском Правобережье до настоящего времени не проводились.

В связи с этим разработка элементов технологии выращивания могара, как наиболее засухоустойчивой кормовой культуры в чистом виде и в смесях с бобовой культурой соей в богарных условиях Саратовского Правобережья имеет актуальность и производственное значение.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось научное обоснование приемов возделывания смешанных посевов могара и сои на зеленую массу в условиях Саратовского Правобережья.

Задачи исследований:

1. Изучить особенности питательного режима, структуры и биологической активности почвы при выращивании могара и сои в одновидовых и смешанных посевах.

2. Установить влияние соотношения компонентов в смесях и удобрений на показатели роста, развития и фотосинтетической деятельности растений могара и сои в одновидовых и смешанных посевах.

3. Дать сравнительную оценку продуктивности и качества зеленой массы могара и сои в одновидовых и смешанных посевах на богаре при изменяющемся соотношении компонентов и применении удобрений.

4. Определить оптимальное соотношение могара и сои в смешанных посевах при выращивании на зеленую массу в Саратовском Правобережье.

5. Дать энергетическую и экономическую оценку выращивания могара и сои в одновидовых и смешанных посевах.

Объект и предмет исследований. Объект исследований – могар Аскет и соя Соер 4. Предмет исследований – закономерности изменения процессов плодородия почвы и формирования продуктивности смешанных посевов могара и сои в степной зоне Поволжья.

Научная новизна. Впервые в зоне Саратовского Правобережья проведены комплексные исследования агробиологических особенностей могара и сои при возделывании на зеленую массу. Дана сравнительная оценка продуктивности могара и сои в одновидовых и смешанных кормовых агроценозах. Подобраны оптимальные соотношения компонентов в смесях.

Установлены особенности влияния минеральных удобрений на продуктивность, качество зеленой массы, экономическую и биоэнергетическую ценности одновидовых и смешанных посевов могара и сои на южных черноземах Саратовского Правобережья.

Теоретическая и практическая значимость работы. Установлены особенности изменения питательного режима, структуры и биологической активности южного чернозема, а также формирования продуктивности смешанных посевов могара и сои в зависимости от соотношения компонентов в смесях и внесения удобрений, необходимые для совершенствования системы кормопроизводства в степной зоне Поволжья.

Выращивание смешанных посевов могара и сои с соотношением рядов 2:1 и внесением удобрений в дозе N30Р60 в КФХ «» Лысогорского района и КФХ «» Аткарского района Саратовской области на площади 50 га позволило получить более 25 т/га высококачественной зеленой массы. Общий экономический эффект составил 420 тыс. рублей.

Положения, выносимые на защиту:

1. Особенности изменения питательного режима, структуры и биологической активности почвы при выращивании могара и сои в одновидовых и смешанных посевах.

2. Характер влияния приемов возделывания на показатели роста, развития и фотосинтетической деятельности растений могара и сои в одновидовых и смешанных посевах.

3. Сравнительная оценка урожайности и качества зеленой массы могара и сои в одновидовых и смешанных посевах при различном сочетании компонентов и применении удобрений.

Апробация и публикация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на Международных научных конференциях «Вавиловские чтения» (Саратов, ), I и II Международной научно-практических конференциях «Инновационные технологии создания и возделывания сельскохозяйственных растений» (Саратов, гг.), ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (Саратов, ).

По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 2 в журналах по списку ВАК.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 106 страницах компьютерного текста, состоит из введения, шести глав, заключения и предложений производству, содержит 24 таблицы и 10 рисунков. Приложение приведено на 36 страницах. Список используемой литературы включает 219 источников, в том числе 16 зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная часть исследований выполнялась в период гг. на опытном поле Федерального государственного бюджетного научного учреждения РосНИИСК «Россорго», расположенном в степной зоне Правобережья Саратовской области. Климат зоны – умеренно-континентальный. Среднегодовая температура воздуха +5,7°С; количество осадков – 410 мм. Почвенный покров представлен чернозёмом южным среднемощным, содержащим 4% гумуса в пахотном горизонте. Обеспеченность нитратным азотом - низкая (4-8 мг/кг), подвижным фосфором – средняя (9-15 мг/кг почвы), обменным калием – высокая (260-370 мг/кг почвы).

Схема полевого опыта включала одновидовые посевы могара и сои, а также смешанные посевы этих культур чередующимися рядами на различных фонах минерального питания (табл. 1). Повторность опыта – четырехкратная. Размещение вариантов – рендомизированное. Площадь учетной делянки – 210 м2. Применялись зональные технологии возделывания однолетних поздних кормовых культур. Предшественник – озимая пшеница.

Таблица 1 - Схема полевого опыта

Фактор А – фон питания	Фактор В – культуры и смеси
Фон 1 - без удобрений	Могар
Соя
Могар(1 ряд) + соя(1 ряд)
Могар(1 ряд) + соя(2 ряда)
Могар(2 ряда) + соя(1 ряд)
Могар(1 ряд) + соя(3 ряда)
Могар(3 ряда) + соя(1 ряд)
Фон 2 - внесение удобрений в дозе N30Р60	Могар
Соя
Могар(1 ряд) + соя(1 ряд)
Могар(1 ряд) + соя(2 ряда)
Могар(2 ряда) + соя(1 ряд)
Могар(1 ряд) + соя(3 ряда)
Могар(3 ряда) + соя(1 ряд)

Опыт выполнялся в соответствии с методикой (1985) и Рекомендациями НИИСХ Юго-Востока (1973). Агрегатный состав почвы определялись по методу (ГОСТ ), нитратный азот – в водной вытяжке с дисульфофеноловой кислотой на колориметре (ГОСТ Р); подвижный фосфор по и обменный калий по (ГОСТ ), разложение клетчатки в почве – аппликационным методом и (1963). Анализы проводились в агрохимлаборатории «Саратовская».

Фенология развития растений устанавливалась методом (1950), показатели продуктивности фотосинтеза по методике (1961), высота растений, накопление сырой и сухой надземной массы и биологическая урожайность могара и сои определялись по методике ВНИИК (1971). Сбор кормовых единиц и переваримого протеина с урожаем зеленой массы рассчитывали на основании данных химических анализов растений в лаборатории ФГБНУ РосНИИСК «Россорго» с учетом коэффициента переваримости по (1964). Содержание сырого протеина определяли по методу Къельдаля (ГОСТ Р), сахара – по методу Бертрана.

Статистическая обработка опытных данных методом дисперсионного анализа выполнялась по (1985). Биоэнергетическая и экономическая оценка рекомендуемых приемов проводились согласно методическим рекомендациям ВАСХНИЛ (1989) и РАСХН (1998).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНОГО РЕЖИМА, СТРУКТУРЫ

И БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПОЧВЫ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ

ОДНОВИДОВЫХ И СМЕШАННЫХ ПОСЕВОВ МОГАРА И СОИ

Питательный режим. По результатам исследований на фоне 1 (без удобрений) в фазу трубкования могара, когда начинается активный рост растений, наименьшее содержание нитратного азота в пахотном слое почвы было отмечено на вариантах одновидового посева могара – 5,5 мг/кг, а наибольшее – на вариантах одновидового посева сои – 7,0 мг/кг. Внесение минеральных удобрений (фон 2) улучшало обеспеченность растений нитратным азотом. Так, содержание нитратного азота в пахотном слое южного чернозема на удобренном фоне (фон 2) по сравнением с фоном без удобрений (фон 1) повысилось в фазу трубкования на вариантах одновидового посева могара – с 5,5 до 8,1 мг/кг, на вариантах одновидового посева сои – с 7,0 до 10,7 мг/кг и на вариантах смешанных посевов могара и сои – с 6,0-6,7 до 8,9-10,1 мг/кг; в фазу выметывания метелки – соответственно с 6,6 до 9,7 мг/кг; с 8,4 до 12,8 мг/кг и с 7,2-8,0 до 10,7-12,1 мг/кг почвы (табл. 2).

Таблица 2 – Питательный режим растений в фазу трубкования могара в слое 0-30 см

(среднее за гг.), мг/кг абс. сух. почвы

Культуры и смеси	Нитратный азот	Подвижный фосфор
фон 1 - без удобрений	фон 2 - с удобрениями	фон 1 - без удобрений	фон 2 - с удобрениями
Могар	5,5	8,1	13,9	17,2
Соя	7,0	10,7	14,6	18,3
Могар(1) + соя(1)	6,3	9,3	14,3	17,8
Могар(1) + соя(2)	6,5	9,8	14,4	17,9
Могар(2) + соя(1)	6,2	9,0	14,3	17,7
Могар(1) + соя(3)	6,7	10,1	14,5	18,1
Могар(3) + соя(1)	6,0	8,9	14,2	17,6
НСР05 (фактор А)	0,14	0,21
НСР05 (фактор В)	0,18	0,28
НСР05 (А+В)	0,21	0,30

Выращивание могара в смесях с соей позволяет улучшить обеспечение его растений нитратным азотом по сравнению с одновидовым посевом. Это происходит вследствие меньшего потребления азота соей, а во второй половине вегетации в связи с поступлением в почву симбиотического азота. Так, содержание нитратного азота в пахотном слое южного чернозема на фоне без удобрений (фон 1) на вариантах смешанных посевов могара и сои по сравнению с вариантом одновидового посева могара было выше в фазу трубкования - на 9,1-21,8%, в фазу выметывания метелки – на 9,1-21,2%; а на удобренном фоне (фон 2) – соответственно на 9,9-24,7 и 10,3-24,8%.

Динамика подвижного фосфора в почве была аналогична динамике нитратного азота. Также на фоне без удобрений в фазу трубкования могара наименьшее содержание подвижного фосфора в почве было отмечено на вариантах одновидового посева могара – 13,9 мг/кг, а наибольшее – на вариантах одновидового посева сои – 14,6 мг/кг. На вариантах удобренного фона содержание подвижного фосфора увеличилось в фазу трубкования на 23,7-25,3%. Также отмечалось улучшение обеспечения растений фосфором при выращивании могара в смесях с соей по сравнению с его одновидовым посевом. Это объясняется способностью сои, как и многих бобовых культур, растворять почвенный фосфор, переводя его в доступные формы. По средним данным гг. содержание подвижного фосфора в пахотном слое южного чернозема на фоне без удобрений на вариантах смешанных посевов могара и сои по сравнению с вариантом одновидового посева могара повышалось в фазу трубкования – на 2,2-4,4%, в фазу выметывания метелки – на 2,1-4,1%, а на удобренном фоне – соответственно на 2,3-5,2 и 2,2-4,4%.

Структура почвы. В течение вегетационного периода кормовых культур происходило уменьшение содержания агрономически ценных агрегатов в пахотном слое южного чернозема на всех вариантах опыта, но закономерности снижения были различными. Наибольшее снижение наблюдалось на вариантах одновидового посева могара: на фоне без удобрений - с 59,8% в фазу кущения могара до 51,4% в фазу молочно-восковой спелости, т. е. на 8,4%; а на удобренном фоне – соответственно с 59,9 до 55,7%, или на 3,8%.

На вариантах смешанных посевов могара с соей содержание агрономически ценных агрегатов в пахотном слое южного чернозема было на 5-8% выше по сравнению с вариантами одновидового посева могара на обоих фонах питания (рис. 1). Эта особенность в посевах злаково-бобовых смесей была отмечена в исследованиях (1996) и объяснялась благоприятным воздействием на структуру почвы корневой системы посева, вследствие увеличения ее общих размеров и повышения активности.

Рисунок 1 – Содержание агрономически ценных агрегатов в слое почвы 0-30 см

по вариантам опыта

Биологическая активность почвы. Наименьшая интенсивность разложения клетчатки в пахотном слое южного чернозема наблюдалась на вариантах одновидового посева могара: в фазу молочно-восковой спелости на фоне без удобрений она достигла 58%, а на удобренном фоне - 62%. На вариантах одновидовых посевов сои интенсивность разложения клетчатки была несколько выше: в фазу молочно-восковой спелости на фоне без применения удобрений она достигла 63%, а на удобренном фоне - 68%.

В исследованиях выявлено благоприятное влияние возделывания смешанных посевов на процесс разложения клетчатки. Так, на лучших вариантах смешанных посевов могара и сои с соотношением рядов 2:1 интенсивность разложения клетчатки в пахотном слое южного чернозема в фазу молочно-восковой спелости могара достигла 70% на фоне без применения удобрений и 76% на удобренном фоне, т. е. была выше по сравнению с вариантом одновидового посева могара – соответственно на 12 и 18%.

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛОЩАДИ ЛИСТЬЕВ, БИОМАССЫ

И ПРОДУКТИВНОСТИ ФОТОСИНТЕЗА В ОДНОВИДОВЫХ И

СМЕШАННЫХ ПОСЕВАХ МОГАРА И СОИ

Площадь листьев. У кормовых растений листовая поверхность играет значительно большую роль, чем у зерновых культур, так как она непосредственно составляет значительную часть выращиваемой кормовой продукции. У могара и сои, как и у всех однолетних поздних кормовых культур, развитие листовой поверхности посевов на начальных фазах замедленное. Интенсивный прирост начинался через месяц после всходов (в конце июня – начале июля) в фазу кущения могара и она достигла максимальных значений в фазу цветения могара (конец июля - начало августа) – в посевах могара – 28,4; сои – 24,5 тыс. м2/га на неудобренном фоне и соответственно 36,4 и 30,8 тыс. м2/га на фоне минеральных удобрений. После прохождения фазы цветения площадь листьев некоторое время была постоянной, а затем, начиная с фазы молочной спелости зерна, отмечалось ее снижение за счет их усыхания в нижнем ярусе, особенно заметное у сои (табл. 3).

Таблица 3 – Динамика формирования площади листьев в одновидовых и смешанных

посевах могара и сои (среднее за гг.), тыс. м2/га

Культуры и смеси	Фазы развития могара
кущение	трубкование	выметывание метелки	цветение	молочная спелость
Фон 1 - без удобрений
Могар	7,4	14,0	22,1	28,5	26,2
Соя	5,6	12,8	18,2	24,5	22,2
Могар(1) + соя(1)	6,9	13,8	19,9	26,3	24,3
Могар(1) + соя(2)	7,1	13,6	19,6	26,2	24,0
Могар(2) + соя(1)	7,5	14,1	21,9	28,0	26,0
Могар(1) + соя(3)	6,9	13,7	19,7	25,9	23,8
Могар(3) + соя(1)	7,4	14,2	21,8	28,2	26,1
Фон 2 - внесение удобрений в дозе N30Р60
Могар	9,0	18,1	28,2	36,6	34,1
Соя	7,9	16,0	23,6	30,8	28,3
Могар(1) + соя(1)	8,8	16,9	26,7	33,7	32,2
Могар(1) + соя(2)	9,0	17,1	26,4	33,4	31,9
Могар(2) + соя(1)	9,2	18,2	27,9	36,0	33,8
Могар(1) + соя(3)	8,7	17,0	26,2	33,0	31,5
Могар(3) + соя(1)	9,1	18,0	28,1	36,2	33,9
НСР05 (фактор А)	0,12	0,26	0,37	0,51	0,48
НСР05 (фактор В)	0,14	0,28	0,36	0,55	0,50
НСР05 (А+В)	0,15	0,33	0,45	0,58	0,52

Площадь листьев большинства смесей уступала по всем фазам развития площади листьев одновидового посева могара, но была выше, чем на вариантах одновидового посева сои, как на фоне без удобрений, так и на удобренном фоне. Только на вариантах смешанных посевов с соотношением рядов могара и сои 2:1 и 3:1 площадь листовой поверхности была близкой к площади листьев одновидовых посевов могара: 28,0-28,2 против 28,5 тыс. м2/га на фоне без удобрений и 36,0-36,2 против 36,6 тыс. м2/га на фоне применения минеральных удобрений в среднем за четыре года.

Сырая и сухая биомасса. Накопление сырого и сухого вещества шло практически аналогично формированию листового аппарата посевов – медленное на начальном этапе развития растений, а затем отмечалось заметное увеличение с фазы выметывания метелки могара.