Формирование высокопродуктивных агрофитоценозов многолетних и однолетних кормовых культур в лесостепи Среднего Поволжья (стр. 1 )

На правах рукописи

ТИМОШКИН ОЛЕГ АЛЕКСЕЕВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ

АГРОФИТОЦЕНОЗОВ МНОГОЛЕТНИХ И ОДНОЛЕТНИХ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР В ЛЕСОСТЕПИ

СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность: 06.01.01 – общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

доктора сельскохозяйственных наук

Пенза – 2011

Работа выполнена в ГНУ Пензенский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный консультант:	доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный работник сельского хозяйства РФ
Официальные оппоненты:	заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РМ
член-корреспондент АН РТ, доктор сельскохозяйственных наук
Ведущее предприятие:	ГНУ Мордовский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится ___ апреля 2011 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.01 при ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» 0.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Автореферат разослан « » февраля 2011 года

Учёный секретарь

диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Увеличение производства кормов, улучшение их качества и энергонасыщенности в настоящее время является важнейшей задачей сельского хозяйства Среднего Поволжья.

Роль полноценного кормления в продуктивности животных составляет 55-60%, недостаток в рационах обменной энергии, белка, сахара и жира на 15-20% ведет к недоиспользованию их энергетического потенциала на 30-50%, увеличению неэффективных затрат кормовых ресурсов на 25-30% и повышению себестоимости продукции на 30-40% (, 2009).

В настоящее время в целом по стране дефицит сырого протеина в зернофураже составляет 1,68 млн. т или 37% от потребности. Низкими показателями качества отличаются объёмистые корма. При заготовке растительного сырья доля бобово-злаковых смесей составляет всего 52%, вследствие чего в сене и силосе содержится менее 10% сырого протеина, в сенаже – 12%, что значительно (на 20-40%) ниже нормы. В 1 кг сухого вещества содержится 8,4-8,6 МДж обменной энергии, что на 20-30% ниже нормы (ВНИИ кормов, 2008).

В связи с этим важнейшим условием ликвидации дефицита белка и доведения содержания сырого протеина до 13-14 %, а обменной энергии до 10-11 МДж на 1 кг сухого вещества является повышение качества кормов.

Важное значение приобретает поиск научно обоснованных способов сокращения дефицита кормов, сбалансированных по белку и сахарам, организация адаптивного кормопроизводства за счет увеличения удельного веса бобовых трав с повышенной азотфиксацией, которые наиболее полно используют биоклиматические ресурсы региона и обеспечивают получение не менее 1,5 т белка с 1 га, содержания скота на культурных высокопродуктивных пастбищах, значительного расширения посевных площадей под зернобобовыми культурами с использованием ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий возделывания.

При современном состоянии сельского хозяйства России существенную долю в структуре сельскохозяйственных угодий занимают временно неиспользуемые и эрозионно-опасные земли. Склоновые эродированные и эрозионно-опасные земли занимают в разных подзонах лесостепи Поволжья от 50 до 60 и более процентов пашни. Площадь эродированных почв в Пензенской области составляет 635,4 тыс. га или 21,2%, в том числе пашни 531,1 тыс. га (17,7%), эрозионно-опасных земель – 924,6 тыс. га или 30,9% от площади сельскохозяйственных угодий.

Для предотвращения дальнейшей деградации таких земель необходимо разработать технологии их консервации и восстановления плодородия. Возделывание многолетних трав – наиболее эффективный способ сохранения и повышения плодородия почвы. Однако с учетом большого разнообразия компонентов агроландшафтов (склоны различной экспозиции, состав почв, их кислотность, микроклимат и т. д.) требующих восстановления, необходимо использовать различные виды многолетних трав или создавать сложные агрофитоценозы. Такой способ консервации и восстановления деградированных почв предполагает и возможность использования получаемой продукции на кормовые цели.

Диссертационная работа является частью исследований плана научно-исследовательских работ ГНУ Пензенский НИИСХ Россельхозакадемии: (№ государственной регистрации 01.20«Семенная продуктивность многолетних бобовых трав при различных технологиях возделывания в условиях лесостепной зоны Поволжья»; (№ государственной регистрации 01.9«Разработать ресурсосберегающую, экологически безопасную зональную технологию возделывания кормовых бобов на основе обработки семян, посевов микроэлементами и стимуляторами роста, создания смешанных посевов с зерновыми культурами, предуборочной обработки посевов десикантами»; (№ государственной регистрации 01.20«Создать долголетние самовозобновляющиеся ценозы пастбищного типа для условий лесостепи Поволжья».

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в научно-теоретическом обосновании формирования высокопродуктивных агрофитоценозов многолетних трав для сенокосного, пастбищного использования, залужения временно неиспользуемых и эрозионно-опасных земель, однолетних кормовых культур, разработке и совершенствовании технологий их выращивания, обеспечивающих стабилизацию кормовой базы и биологизацию земледелия в лесостепи Среднего Поволжья.

Программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

·  определить трансформацию ботанического состава травостоя и ценотическую активность многолетних трав в смешанных травостоях в зависимости от набора компонентов, их соотношения, минерального питания;

·  определить продуктивность, энергетическую и питательную ценность многолетних трав в зависимости от компонентов, норм высева, фона питания, экспозиции склоновых земель;

·  установить оптимальные нормы высева и фон минерального питания при возделывании многолетних бобовых трав на кормовые цели и семена;

·  выявить влияние минеральных удобрений, микроэлементов и регуляторов роста на кормовую и семенную продуктивность козлятника восточного;

·  разработать основные приемы адаптивной ресурсосберегающей технологии возделывания кормовых бобов, обеспечивающих создание высокопродуктивных и экологически устойчивых агрофитоценозов;

·  изучить влияние приемов агротехнологии на формирование симбиотического аппарата, показатели фотосинтетической активности многолетних и однолетних кормовых культур;

·  установить влияние набора и соотношения компонентов многолетних и однолетних агрофитоценозов на конкурентную способность и биологическую эффективность возделываемых смесей;

·  выявить влияние многолетних и однолетних кормовых культур на накопление корневой массы и элементов питания в пахотном слое почвы и агрофизические свойства чернозема выщелоченного;

·  дать агроэнергетическую и экономическую оценку эффективности приемов адаптивной ресурсосберегающей технологии возделывания многолетних и однолетних кормовых культур.

Научная новизна. В результате многолетних исследований на основе учета агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей растений разработаны теоретические и практические основы формирования высокопродуктивных агрофитоценозов многолетних и однолетних кормовых культур в лесостепи Среднего Поволжья.

Установлены высокопродуктивные многолетние фитоценозы для пастбищного использования. Подобраны смеси многолетних трав для залужения временно неиспользуемых и эрозионно-опасных земель. Разработаны основные приёмы технологии возделывания новых сортов многолетних бобовых трав. Изучено формирование и активность фотосинтетического и симбиотического аппарата козлятника восточного и кормовых бобов в зависимости от приемов возделывания. Установлены коэффициенты конкурентной способности и биологической эффективности многолетних и однолетних смесей.

Разработаны приемы возделывания и управления продукционным процессом кормовых бобов: подбор адаптированных сортов, оптимальные способы посева, нормы высева, фон бактериального и минерального питания, применение регуляторов роста и микроудобрений для обработки семян и некорневой подкормки растений, предуборочная обработка посевов десикантами, создание смешанных посевов с зерновыми и кормовыми культурами с целью получения высоко­качественной продукции при наименьших затратах материальных и энерге­тических ресурсов.

Выявлена положительная роль многолетних и однолетних кормовых культур в накоплении элементов питания в корневой массе пахотного слоя, установлено их влияние на улучшение агрофизических свойств чернозёма выщелоченного.

Дано агроэнергетическое и экономическое обоснование эффективности приемов адаптивной технологии возделывания многолетних и однолетних кормовых культур.

Основные положения, выносимые на защиту:

·  агроэкологические и биологические основы формирования высокопродуктивных агрофитоценозов кормовых культур в лесостепи Среднего Поволжья;

·  адаптивные ресурсосберегающие технологии возделывания многолетних и однолетних культур;

·  формирование симбиотической и фотосинтетической деятельности козлятника восточного и кормовых бобов;

·  обоснование формирования продукционного процесса кормовых бобов путём подбора наиболее адаптированных сортов, оптимальных способов посева, норм высева, фонов бактериального и минерального питания, применения регуляторов роста и микроудобрений для обработки семян и некорневой подкормки растений, предуборочная обработка посевов десикантами;

·  особенности формирования смешанных агрофитоценозов однолетних культур с участием биологически разнотипных культур;

·  влияние кормовых культур на накопление корневой массы и элементов питания в пахотном слое и агрофизические свойства чернозёма выщелоченного;

·  агроэнергетическая и экономическая оценка приемов адаптивной ресурсосберегающей технологии возделывания многолетних и однолетних кормовых культур.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. На основании многолетних исследований производству рекомендованы приёмы создания долголетних пастбищных смесей, обеспечивающих получение с гектара 5,4-8,1 т кормовых единиц, 0,8-1,8 т протеина и 50-85 ГДж обменной энергии. На эрозионно-опасных землях с целью предотвращения дальнейшей деградации почв, консервации временно неиспользуемых земель рекомендуются смеси многолетних трав, обеспечивающие за 5 лет пользования снижение объёмной массы почвы с 1,18 до 1,14 г/см3, увеличение общей скважности – с 51,6 до 55,5%, при высокой ценотической активности культурных видов – 66-74%.

Разработанные приёмы технологии возделывания новых сортов многолетних бобовых трав при возделывании на кормовые цели обеспечивают получение 6,6-7,3 т/га сухого вещества, 5,7-6,0 т/га кормовых единиц и 0,8-1,2 т/га переваримого протеина; на семена – 0,72 т/га эспарцета песчаного, 0,37-0,42 т/га козлятника восточного, 0,19-0,22 т/га люцерны.

Применение рекомендуемых приемов технологии возделывания козлятника восточного сорта Гале позволяет получать 11,6-12,7 т/га сухого вещества, 8,8-9,7 т/га кормовых единиц, 1,5-1,8 т/га переваримого протеина, 0,66-0,75 т/га семян козлятника. За счет симбиотической азотфиксации экономиться 0,8-0,9 т/га азотных удобрений.

Примени­тельно к местным почвенно-климатическим условиям определены наиболее адаптированные сорта кормовых бобов зернового направления (Пензенские 16, Мария и Узуновские) и сенажного (Пензенские 16 и Узуновские), способных формировать 7,1-7,2 т/га сухого вещества и 2,24-2,28 т/га зерна. Внедрение разработанных приемов возделывания кормовых бобов обеспечивает получение урожая высококачественного зерна – 2,94-4,1 т/га, сухого вещества – 9,6-9,8 т/га. Применение пектина, эпина и гумата К/Na с микроэлементами для обработки семян и подкормки растений в фазы бутонизации и цветения обеспечивает повышение урожайно­сти кормовых бобов на 1,54-1,90 т/га сухого вещества, зерна – 0,39-0,64 т/га, содержание протеина – 1,47-2,32%.

Разработанные ресурсосберегающие приемы технологии возделывания культур обеспечивают биологизацию и экологизацию полевого и лугового кормопроизводства, воспроизводство плодородия почвы, экономию материально-технических средств и получение высококачественной продукции.

Разработаны, апробированы в производственных условиях и внедрены в хозяйствах Пензенской области. Результаты исследований автора вошли в региональные рекомендации производству: Советы хлеборобам (рекомендации к весеннему севу 2001 года) (Пенза, 2001); Рекомендации по проведению весенне-полевых работ (Пенза, 2002); Краткий справочник агронома (Пенза, 2002); «Концепция развития кормопроизводства Пензенской области на период гг.» (Пенза, 2004); Возделывание кормовых бобов в Пензенской области: Практическое руководство (Пенза, 2005).

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на ежегодных отчётах ГНУ Пензенский НИИСХ ( гг.); Международных и Всероссийских научно-практических конференциях: «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Москва, 2001, Пущино, 2007); «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур) (Пенза, 2002, 2003, 2004, 2008); «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (Ульяновск, 2002); «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2002); «Инновационные технологии в сельском хозяйстве» (Пенза, 2006); «Биологизация земледелия в Нечернозёмной зоне России» (Брянск, 2006); «Селекция и семеноводство полевых культур» (Воронеж, 2007); «Научные основы семеноводства и агротехнологий сельскохозяйственных культур в условиях Евро-Северо-Востока РФ» (Саранск, 2007); «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения сельскохозяйственной продукции» (Саранск, 2007); «Агроэкологическое производство сельскохозяйственной продукции» (Пенза, 2007); «Повышение эффективности растениеводства
и животноводства
– путь к рентабельному производству» (Казань, 2008); «Повышение устойчивости производства сельскохозяйственных культур в современных условиях» (Орёл, 2008); «Производство растениеводческой продукции: резервы снижения затрат и повышения качества» (Минск, 2008); «Экологические функции агрохимии в современном земледелии» (Москва, 2008); Съезд общества почвоведов им. (Ростов-на-Дону, 2008); «Повышение эффективности использования земель сельскохозяйственного назначения» (Пенза, 2009); «К 100-летию Пензенского научно-исследовательского института сельского хозяйства» (Пенза, 2009); «Эрозия почвы: Проблемы и пути повышения эффективности растениеводства» (Ульяновск, 2009); «Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока России» (Саранск, 2010); «Инновационные разработки молодых учёных – АПК России» (Казань, 2010); «Зональные особенности научного обеспечения сельскохозяйственного производства» (Саратов, 2010); «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» (Ульяновск, 2010).

Под руководством автора защищены две кандидатские работы.

Публикация в печати. Автором опубликовано 80 научных работ, в том числе по материалам диссертации 71 научная работа, из них 11 статей в изданиях по перечню ВАК РФ.

Структура и объём диссертации. Обзор научной литературы совмещен с изложением и обсуждением собственных экспериментальных данных. Диссертация состоит из введения, 9 глав, выводов и рекомендаций производству. Работа изложена на 288 страницах компьютерного текста, содержит 92 таблицы, 34 рисунка и 156 приложений. Список литературы включает 672 источника, в том числе 54 иностранных авторов.

Все экспериментальные исследования выполнены автором самостоятельно и в совместных опытах с сотрудниками ГНУ Пензенский НИИСХ: ст. научными сотрудниками, канд. с.-х. наук , , аспирантами , , Потехиным выражаю искреннюю благодарность за помощь в работе.

Выражаю глубокую благодарность и признательность , научному консультанту, доктору сельскохозяйственных наук, профессору, Заслуженному работнику сельского хозяйства РФ за неоценимую помощь в процессе выполнения и завершения работы над диссертацией.

содержание работы

Условия, объект и методика проведения исследований

В лесостепной зоне Среднего Поволжья реализация возможной урожайности сельскохозяйственных культур тесно связана с метеорологическими факторами, среди которых наряду с приходом солнечной радиации и тепловым режимом большое значение имеет влагообеспеченность посевов. Территория региона располагает значительными радиационными (3,0-3,5 млрд. ккал./га ФАР) и тепловыми ресурсами (сумма температур свыше 10° – °С). Приход ФАР и тепло не являются лимитирующими факторами для роста и развития растений. Радиационные ресурсы в зоне проведения исследований можно рассматривать как важный, недостаточно используемый резерв повышения урожайности кормовых культур. Осадков за год выпадает 450-500 мм, из них за период вегетации – 250-280 мм. Гидротермический коэффициент (ГТК) 1,1-1,0. Безморозный период – 125-142 дня.

Основные агроклиматические показатели свидетельствуют о том, что в годы проведения исследований ( гг.) наблюдались значительные колебания условий увлажнения и температурного режима. Средняя продолжительность активной вегетации культур (период со среднесуточной температурой больше 10°С) находилась в пределах 132-159 дней, сумма положительных температур больше 10°С изменялась от 2052°С до 2558°С, сумма осадков за вегетацию – от 49 до 450 мм. Гидротермический коэффициент (ГТК) варьировал в среднем за период вегетации от 0,1 до 2,1. 2010 г. – экстремально засушливый (ГТК=0,1); 1998, 1999, 2001, 2002 гг. (ГТК<0,9) были недостаточно увлажненные; 2003 г. (ГТК=1,0) – умеренно увлажненный. Остальные годы исследований характеризовались как достаточно увлажненные (ГТК>1,0).

Экспериментальная работа выполнялась на опытном поле Пензенского научно-исследовательского института сельского хозяйства, учебно-опытном хозяйстве Пензенской государственной сельскохозяйственной академии, производственная проверка проводилась в хозяйствах Пензенской области.

Решение поставленных задач осуществлялось постановкой и проведением одно - двух и трехфакторных полевых опытов, сопровождавшихся сопутствующими наблюдениями, учетами и анализами.

За годы исследований выполнены следующие опыты:

1. Продуктивность многолетних агрофитоценозов при пастбищном использовании в зависимости от компонентов смеси, их норм высева, фона минерального питания ( гг.).

Фактор А – культуры: козлятник восточный сорт Магистр, люцерна изменчивая сорт Камелия, овсяница луговая сорт Пензенская 1, кострец безостый сорт Пензенский 1, райграс пастбищный сорт Веймар.

Фактор В – нормы высева компонентов.

Фактор С – фон минерального питания: 1. Без удобрений; 2. N30P30K30; 3. N60P60K60; 4. N90P90K90.

Скашивание зелёной массы (имитация стравливания) проводили при достижении высоты 15-18 см в фазу стеблевания бобового компонента с последующим прикатыванием посевов катками – 3 цикла. Удобрения вносили под основную обработку почвы и ежегодно в виде подкормок рано весной.

2. Разработать эффективные методы консервации временно неиспользуемых и эрозионно-опасных земель на склонах различной экспозиции, обеспечивающие устранение деградации и увеличение сбора кормов ( гг.).

Фактор А – экспозиция склона: 1. юго-восточная; 2. северо-западная.

Фактор В – типы залежи: 1. косимая (интенсивно используемая); 2. некосимая

Фактор С – виды залежи: 1. естественная незасеваемая (контроль); 2. клевер двухукосный сорт Пеликан; 3. клевер одноукосный сорт Присурский; 4. эспарцет песчаный сорт Петушок; 5. люцерна сорт Камелия; 6. козлятник восточный сорт Магистр; 7. кострец безостый сорт Пензенский 1; 8. эспарцет + кострец; 9. люцерна + кострец; 10. козлятник + кострец.

Опыт заложен в пределах водораздела Сура-Шукша (на юго-восточном и северо-западном склоне). Крутизна северо-западного склона 3–40, юго-восточного 4–50. Почвы среднесмытые. При закладке залежей в качестве контроля использован их естественный (без подсева трав) вариант. Нормы высева трав в смесях: бобового компонента – 75%, злакового – 40% от нормы высева в чистом виде.

3. Приёмы возделывания многолетних бобовых трав на кормовые цели и семена ( гг.).

Фактор А – нормы высева: козлятник восточный – 2, 4, 6 млн. всхожих семян на 1 га; эспарцет песчаный – 2, 4, 6 млн. всхожих семян на 1 га; люцерна синегибридная – 3, 6, 8 млн. всхожих семян на 1 га.

Фактор В – фон минерального питания: 1. Без удобрений; 2. N30Р60К60 и Р60К60 (в подкормку в последующие годы).

Способ посева – рядовой, норма высева 6 млн. всхожих семян на гектар, козлятника и эспарцета, 8 млн. люцерны; широкорядный, норма высева 4 и 2 млн. козлятника и эспарцета, 6 и 3 млн. люцерны.

Объект исследований: козлятник восточный сорт Магистр, люцерна изменчивая сорт Камелия, эспарцет песчаный сорт Петушок.

4. Формирование агроценоза козлятника восточного сорта Гале в зависимости от доз минеральных удобрений, микроудобрений и стимуляторов роста ( гг.).

Схема опыта представлена в тексте.

Фосфорно-калийные удобрения (двойной суперфосфат и хлористый калий) вносили под основную обработку почвы, азотные (аммиачная селитра) - под культивацию весной. Норма высева на кормовые цели 4 млн. всхожих семян на гектар, способ посева рядовой, на семена - 1 млн. всхожих семян (междурядье 45 см). Обработку семян ризоторфином (штамм ризобий 0706), молибденово-кислым аммонием (150 г на гектарную норму высева семян), гуматом натрия и экостом проводили в день посева; обработку травостоя козлятника в фазу бутонизации - начало цветения водными растворами молибденово-кислого аммония (0,2%), гумата натрия (0,05%) и экост (0,001%).

5. Приемы формирования агроценозов кормовых бобов: подбор адаптивных сортов, способ посева, нормы высева, фон питания, обработка семян и посевов регуляторами роста и микроудобрениями, предуборочная обработка посевов десикантами ( гг.).

5.1 Влияние различных норм высева и фонов питания на продуктивность и симбиотическую активность кормовых бобов.

Фактор А – Удобрения: 1. Ризоторфин (фон), 2. Фон + N30P30K30,

3. Фон + N60P60K60

Фактор В – Норма высева семян: 0,4 млн., 0,5 млн., 0,6 млн., 0,7 млн., 0,8 млн. всх. семян на 1 га.

5.2 Влияние способа посева и норм удобрений на продуктивность и симбиотическую активность кормовых бобов.

Фактор А – Способ посева: 1. Рядовой (15 см), 2. Широкорядный (45 см)

Фактор В – Фон питания: 1. Контроль (без удобрений), 2. Ризоторфин (фон), 3. Внесение NPK на 3,0 т/га зерна, 4. Фон+NPK на 3,0 т/га,

5. Фон+NPK на 3,5 т/га, 6. Фон+NPK на 4,0 т/га.

Семена кормовых бобов обрабатывали ризоторфином – 400 г на гектарную норму высева семян (штамм ризобий 0418). Фосфорные и калийные удобрения вносили в виде двойного суперфосфата и хлористого калия, азотные - аммиачной селитры.

5.3 Агроэкологическое изучение сортов кормовых бобов.

1. Пензенские 16; 2. Орлецкие; 3. Исток; 4. Узуновские; 5. Мария.

5.4 Влияние предпосевной обработки семян регуляторами роста и микроудобрениями на продуктивность кормовых бобов сорта Пензенские 16.

1. Контроль (без обработки); 2. ЖУСС; 3. ЖУСС-2; 4. ЖУСС-3;

5. ЖУСС-5; 6. Эпин; 7. Аквамикс; 8. Мелафен; 9. Гумат К/Na

с микроэлементами; 10. Байкал ЭМ-1; 11. Пектин

5.5 Влияние некорневой подкормки регуляторами роста и микроудобрениями на продуктивность кормовых бобов сорта Пензенские 16.

Обработка вегетирующих растений: 1. Контроль (без обработки); 2. Гумат Nа; 3. Аквамикс; 4. ЖУСС-2; 5. Гумат К/Na с микроэлементами.

Срок некорневой подкормки: 1. Фаза начала бутонизации;

2. Фаза начала цветения; 3. Фаза начала бутонизации и начала цветения.

5.6 Влияние предуборочной обработки посевов десикантами на урожай и качество семян кормовых бобов.

Способ посева. 1. Рядовой (15 см); 2. Широкорядный (45 см)

Десикация посевов. 1. Контроль (без обработки) двухфазный обмолот; 2. Реглон супер (3 л/га); 3. Глифос (3 л/га); 4. Аммиачная селитра (15%).

6. Влияние набора и соотношения компонентов в смеси, срока уборки на продуктивность однолетних монопосевов и поливидовых агроценозов.

Состав агроценоза: 1. Вика +овёс; 2. Бобы + овёс; 3. Бобы + ячмень; 4. Бобы + суданка; 5. Бобы + кукуруза.

Соотношение компонентов в смеси: 1. 40+70%; 2. 55+55%; 3. 70+40 %.

Срок уборки: 1. Фаза цветения – начало плодообразования кормовых бобов; 2. Фаза зелёных нижних бобов кормовых бобов.

Для формирования смесей использовали следующие культуры и сорта: кормовые бобы сорт Пензенские 16, ячмень сорт Вариант, овёс сорт Аллюр, суданская трава сорт Лунинская, вика яровая сорт Орловская 4, кукуруза трёхлинейный гибрид Катерина СВ.

Опыты закладывали и проводили в соответствии с методическими указаниями (1985), ВНИИ кормов им. (1987), Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1971, 1985), ВАСХНИЛ (1989), МСХА им. (1995) и других научных учреждений. Повторность трех-четырехкратная, размещение вариантов систематическое, площадь делянки 10-50 м2.

Почва опытного участка – чернозем выщелоченный среднемощный, среднесуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое 6,2-6,3%, рНсол – 5,5-6,2, высокая емкость поглощения – 35,51-35,62 мг. экв. на 100 г почвы, НГ – 7,12-7,86 мг-экв./100 г, степень насыщения основаниями – 80,8-82,3%, высокое содержание легкогидролизуемого азота – 85-97, повышенное содержание подвижного фосфора – 165-176, обменного калия – 133-152 мг на 1 кг почвы.

В пахотном слое содержится доступных форм молибдена – 0,10-0,12 мг/кг (низкое содержание), бора – 1,9 (высокое), меди – 0,42 (низкое), цинка – 0,48 мг/кг почвы (низкое).

Фенологические наблюдения за фазами роста и развития, изучение динамики роста растений, накопление зеленой и сухой биомассы, ботанический состав, структура урожая, засоренность, учет урожая и другие сопутствующие исследования проводили по методике Госсортсети (1971) и рекомендациям ВНИИ кормов им. (1987).

Наблюдения за формированием симбиотического аппарата– по методике (1991).

Показатели фотосинтетической деятельности растений в посевах определяли по методике (1961, 1973), чистая продуктивность фотосинтеза – по формуле, предложенной L. Bridds, F. Kidd, C. West, (1920).

Конкурентную способность и биологическую эффективность определяли согласно Методического руководства по исследованию смешанных агрофитоценозов (1996).

Учет урожая зеленой массы проводили сплошным поделяночным способом с одновременным определением ботанического состава на основании анализа снопового материала.

Биохимический анализ растений проводили в лаборатории массовых анализов ГНУ Пензенский НИИСХ, содержание микроэлементов – в ФГУ Государственный центр Агрохимической службы «Пензенский».

Аминокислотный анализ зерна – кислотно-щелочным гидролизом, далее на аминоанализаторе LKB-4101; витамины – калориметрически, микроэлементы – в солянокислой вытяжке, тяжелые металлы – в азотнокислой вытяжке методом атомно-абсорбционной спектрометрии, йод – титрометрически.

Содержание нитратов – потенциометрически с помощью ионселективного электрода на ионометре ЭВ-74 (Методические указания … ред. кол. и др., 1981).

Учет корневой массы в слое 0-30 см – методом почвенного монолита с последующей отмывкой (, 1964).

Влажность почвы и содержание продуктивной влаги определяли в метровом слое термостатно-весовым методом по горизонтам через каждые 10 см.

Плотность почвы – с помощью режущего бура-цилиндра до глубины 50 см послойно через 10 см. Структурный состав почвы (сухое и мокрое просеивание) – методом в пахотном и подпахотном слоях почвы.

Выход кормовых единиц и переваримого протеина с урожаем – расчетным методом на основании данных химических анализов растений (Методические указания по оценке качества и питательных кормов, 2002) с учетом коэффициента переваримости по (1970).

Концентрацию обменной энергии в сухом веществе кормовых бобов рассчитывали на основе процентного содержания сырой клетчатки (СК) и сырого протеина (СП) в сухом веществе корма по формуле: ОЭ МДж/га СВ=13,4-0,14·СК%+0,03·СП% (Справочник по кормопроизводству, 1994).

Математическую обработку экспериментальных данных проводили методами корреляционного, дисперсионного анализов (, 1985) на ПЭВМ с использованием Excel 2000, Statistica 5.5, Statgraphics Plus 5.0.

Экономическая эффективность рассчитывалась по технологическим картам с использованием типовых норм. Агроэнергетическая оценка технологий выращивания кормовых культур проводилась в соответствии с методическими рекомендациями, разработанными учеными ВИК (1995, 1996), ТСХА (1995), (1986, 1991), РАСХН (2007), ВНИИЭСХ (2010).

Результаты исследований

Продуктивность многолетних агрофитоценозов

при пастбищном использовании

Для жвачных животных проблема улучшения условий кормления в летний период наиболее эффективно решается за счёт организации содержания скота на культурных высокопродуктивных пастбищах. Пастбищный зелёный корм самый дешёвый, так как при пастбищном содержании скота затраты на его производство снижаются на 50-70% за счёт исключения работ по скашиванию травы, её перевозке, раздаче, экономии концентратов.

Козлятник восточный благодаря пластичности и адаптивности получил широкое распространение в Поволжье в качестве одной из самых ранних и поздних культур зелёного конвейера, для приготовления сена, сенажа, витаминно-травяной муки и гранул. Козлятник обладает важным свойством – пастбищевыносливостью, что крайне важно при создании культурных пастбищ, так как клевер ползучий и мятлик луговой без орошения в условиях Среднего Поволжья не обеспечивают необходимый уровень продуктивности – 4,5-5 тыс. кормовых единиц.

Подбор компонентов для смесей и их норм высева оказал значительное влияние на варьирование урожайности зелёной массы многолетних трав. Среди бинарных смесей более урожайной оказалась смесь козлятник восточный + кострец безостый, сбор зелёной массы составил 24,7 т/га. Минимальный урожай сформировался в смеси козлятник восточный + райграс пастбищный – 19,6 т/га (табл. 1).

Из трёхкомпонентных смесей более продуктивными оказались смеси с участием козлятника. Урожай зелёной массы злаковой смеси райграс + овсяница + кострец составил 15,8 т/га. При замене райграса козлятником (с нормой высева 45% от полной) сбор зелёной массы увеличился на 2,7 т/га и составил 18,5 т/га. При дальнейшем увеличении нормы высева козлятника до 60 и 75% от полной с одновременным снижением таковой у овсяницы выход зелёной массы увеличился на 1,8 и 4,2 т/га. Таким образом, при насыщении трёхкомпонентных смесей бобовым компонентом их продуктивность достоверно повышается. Наибольшая продуктивность многолетних трав во всех вариантах опыта получена на второй год пользования. Высокая ценотическая активность козлятника в смесях сохраняется и на пятый год пользования, доля участия его в урожае составила от 28 до 53%, что подтверждает свойство козлятника выносить пастбищное использование.

Таблица 1 – Сбор зелёной массы пастбищных фитоценозов, т/га ( гг.)

Видовой состав,, норма высева (от полной)	Фон удобрений	Год пользования	В среднем
1-й	2-й	3-й	4-й	5-й
Люцерна 75% Кострец 40%	Без удобр.	16,7	25,4	22,4	21,4	15,5	20,3
N30Р30К30	17,9	28,5	24,7	23,7	17,1	22,4
N60Р60К60	20,4	35,8	29,8	29,0	20,4	27,1
N90Р90К90	23,6	53,0	38,5	39,7	26,6	36,3
Козлятник 75% Кострец 40%	Без удобр.	17,5	26,7	24,6	26,7	27,8	24,7
N30Р30К30	18,8	28,7	26,3	28,6	29,5	26,4
N60Р60К60	20,5	35,8	31,5	34,9	35,5	31,6
N90Р90К90	23,5	47,6	43,1	46,9	46,8	41,6
Козлятник 75% Райграс 40%	Без удобр.	14,4	14,8	22,1	21,2	25,7	19,6
N30Р30К30	16,3	17,3	25,1	23,8	28,0	22,1
N60Р60К60	19,1	22,2	30,2	29,0	33,3	26,8
N90Р90К90	22,1	30,5	39,2	38,1	42,7	34,5
Козлятник 75% Овсяница 40%	Без удобр.	18,2	24,4	23,5	26,7	30,9	24,7
N30Р30К30	20,4	27,0	25,6	29,3	33,7	27,2
N60Р60К60	23,8	32,3	29,7	34,1	38,3	31,6
N90Р90К90	30,0	41,2	35,3	42,2	47,3	39,2
Козлятник 45% Овсяница 70% Кострец 5%	Без удобр.	18,0	20,0	18,5	18,8	17,1	18,5
N30Р30К30	19,3	22,1	20,1	20,6	18,7	20,2
N60Р60К60	22,2	28,6	25,0	25,8	22,3	24,8
N90Р90К90	27,0	38,1	32,8	34,2	29,4	32,3
Козлятник 60% Овсяница 55% Кострец 10%	Без удобр.	17,1	22,0	20,6	21,3	20,3	20,3
N30Р30К30	18,7	25,3	23,1	24,0	22,5	22,7
N60Р60К60	22,1	29,4	26,5	27,8	26,0	26,4
N90Р90К90	26,3	38,3	35,2	36,4	33,5	33,9
Козлятник 75% Овсяница 40% Кострец 15%	Без удобр.	16,8	21,1	24,2	24,5	27,2	22,7
N30Р30К30	18,0	23,3	26,3	26,9	30,0	24,9
N60Р60К60	21,1	29,8	30,1	32,3	35,4	29,7
N90Р90К90	25,9	38,7	36,2	40,6	44,6	37,2
Райграс 50% Овсяница 40% Кострец 35%	Без удобр.	11,4	17,9	15,0	17,1	17,6	15,8
N30Р30К30	12,6	20,1	16,7	19,1	19,5	17,6
N60Р60К60	14,6	25,2	20,2	23,4	23,5	21,4
N90Р90К90	19,0	35,7	28,8	32,9	32,0	29,7
НСР05, А – травосмесь т/га В – удобрения АВ – взаимодействие	0,73	1,39	0,88	0,94	1,05
0,42	0,84	0,72	0,76	0,81
1,47	2,78	1,54	1,84	1,96

Применение минеральных удобрений значительно повысило сбор зелёной массы. Так, при внесении N30Р30К30 сбор зелёной массы в среднем за 5 лет пользования увеличился на 6,9-12,6%, дальнейшее увеличение дозы удобрений повысило урожайность на 27,9-36,3% и 58,5-87,7%. Наибольшая прибавка при внесении удобрений получена в смеси райграс + овсяница + кострец – 13,9 т/га или 87,7%.