Создание высокопродуктивных агрофитоценозов кормового назначения в посевах однолетних полевых культур (стр. 1 )

Создание высокопродуктивных агрофитоценозов кормового назначения в посевах однолетних полевых культур

На правах рукописи

Создание высокопродуктивных агрофитоценозов кормового назначения в посевах однолетних

полевых культур

Специальность 06.01.09 – «Растениеводство»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Немчиновка – 2009

Работа выполнена в Государственном учреждении Рязанский научно-исследовательский и проектно-технологический институт агропро-мышленного комплекса в гг. (ГУ Рязанский НИПТИ АПК).

Научный руководитель: – доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Официальные оппоненты: – доктор сельскохозяйственных наук

;

кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент

Ведущая организация: – Рязанский государственный университет

имени .

Защита состоится « 1 » декабря 2009 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 006.049.01 при Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны (НИИСХ ЦРНЗ) Московская область, Одинцовский район, п. Немчиновка-1, ул. Калинина, дом 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИСХ ЦРНЗ.

Автореферат разослан « 28 » октября 2009 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важным направлением успешной реализации национального проекта «АПК России» является совершенствование отрасли кормопроизводства, за счет повышения продуктивности и качества кормовых культур, снижения затрат труда и антропогенных ресурсов на их производство.

При производстве кормов из однолетних растений наиболее дешевым, продуктивным и качественным кормом в полевом кормопроизводстве является продукция смешанных посевов. Благодаря многообразию культур, обладающих различными кормовыми достоинствами, они дают возможность производить корма с заданными параметрами качества. Различное отношение культур растительного сообщества к почвенно-климатическим факторам позволяет стабилизировать продуктивность кормосмесей по годам. В правильно подобранных смешанных посевах проявляется позитивное аллелопатическое взаимодействие компонентов растительного сообщества, требующее в ряде случаев меньших затрат антропогенной энергии на получение единицы продукции.

Проведение исследований такого рода представляет несомненный интерес в научном и прикладном плане, что и определяет их актуальность при решении задач в кормовой отрасли.

Цель исследований – обосновать особенности формирования урожайности и качества однолетних кормовых растений и разработать эффективные приемы их возделывания в чистых посевах и видосмесях.

В задачи исследований входило:

- изучить особенности роста и развития кормовых культур в одновидовых и смешанных посевах;

- исследовать фотосинтетическую деятельность растений при посеве в чистом виде и в смеси;

- определить продуктивность одновидовых посевов и сложных видосмесей по урожайности зеленой и сухой массы;

- установить кормовую ценность получаемой биомассы в монокультуре и видосмесях;

- проанализировать состояние засоренности чистых и смешанных посевов кормовых культур;

- дать экономическую и энергетическую оценку возделывания кормовых культур в одновидовых и смешанных посевах.

Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые в условиях юга Центрального Нечерноземья на основании сравнительного анализа биологических параметров кормовых смесей и монокультур дано научное обоснование преимуществ возделывания смешанных посевов.

Разработаны и предложены производству варианты технологий выращивания сложных видосмесей однолетних культур для получения силоса, обеспечивающие высокую, стабильную продуктивность и качество корма с меньшими затратами антропогенной энергии. Результаты исследований прошли производственную проверку в ОНО ОПХ «Подвязье» ГУ Рязанского НИПТИ АПК Россельхозакадемии и ряде других хозяйств Рязанской области на площади 200 га.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на региональных научно-практических конференциях и семинарах ученых, руководителей и специалистов с.-х. Рязанской области (2005, 2006, 2007, 2008, 2009 гг.), ученых советах Рязанского НИПТИ АПК.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК; материалы исследований автора вошли в методические пособия «Энергосберегающие технологии выращивания кормов в Рязанской области», 2006 г. и «Регистр ресурсо-энергосберегающих технологий производства продукции растениеводства для Рязанской области», 2007 г.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 157 страницах компьютерного набора, состоит из введения, 4-х глав, выводов и рекомендаций производству, содержит 21 таблицу, 6 рисунков, 30 приложений. Список литературы включает 194 источника.

Условия и методика проведения исследований.

Исследования выполнены в отделе кормопроизводства Рязанского НИПТИ АПК в соответствии с планом НИР и ОКР Россельхозакадемии по заданию – 04.17., этапу – 04.17.02., по теме – 04.17.02.01. «Усовершенствовать технологию выращивания многолетних и однолетних травосмесей для получения силоса».

Почва опытного участка темно-серая лесная, тяжелосуглинистая. Содержание гумуса - 4,7%; Р2О5 – 100; К2О – 120 мг на 1 кг почвы; гидролитическая кислотность – 3,7 мг/экв.; сумма обменных оснований – 35 мг/экв. на 100 г почвы; показатель рН – 5,2.

Метеорологические условия в годы проведения исследований существенно различались как по количеству и равномерности распределения выпавших осадков за период вегетации, так и по среднемесячным температурам воздуха.

Общее количество осадков за период вегетации в 2005 году составило 192 мм, в 2006 году – 189 мм, в 2007 году – 156 мм при среднемноголетнем показамм. Осадки выпадали преимущественно в критические для развития растений периоды: в июне-июле, поэтому недостаток влаги в весенние месяцы годов существенного негативного влияния на формирование урожая кормовых культур не оказал.

В целом вегетационные периоды в годы исследований можно охарактеризовать следующим образом: 2005 год – очень теплый и достаточно влажный с относительно сухим августом; 2006 год – довольно засушливый с влажным августом и 2007 год – существенный недостаток влаги в мае – июне, достаточно влажный и теплый июль и относительно сухой август.

В числе вариантов опыта были посевы кукурузы – гибрид Катерина; подсолнечника – Кубанский 903, бобов кормовых – Мария, суданской травы – Приалейская, сои – Магева и их трехкомпонентные смеси. Посев монокультур и видосмесей проводили в первой декаде мая, сеялкой СН-16. За контроль принят однокомпонентный посев кукурузы. Предшественником культур и видосмесей была озимая пшеница. Агротехника посевов в чистом виде – общепринятая для региона. Схема опыта представлена в нижеследующих таблицах автореферата.

Повторность – трехкратная, площадь делянки – 50 м2., учетная площадь 25 м2. Метод размещения вариантов систематический.

Минеральные удобрения в дозе N30Р30К30 кг. д.в. на 1 га вносили перед второй культивацией.

Закладка опыта и сопутствующие исследования проводились в соответствии с методикой полевого опыта по Доспехову (1985) и методическим указаниям проведения полевых опытов с кормовыми культурами, разработанными во ВНИИ кормов им. Вильмса (1983). Учеты, наблюдения, аналитические исследования выполнялись в соответствии с ГОСТами.

В процессе работы выполнены следующие наблюдения и анализы:

- учет густоты растений в фазу полных всходов и перед уборкой, на площадках 0.25 м2 в двукратной повторности;

- фенологические и фитометрические наблюдения по методике Госкомиссии по сортоиспытанию (1983);

- параметры фотосинтетической деятельности по методике (1972);

- динамика накопления сырой массы и сухого вещества по фазам развития путем взвешивания 10 растений каждого вида внутри каждого варианта;

- количество сухого вещества методом высушивания при температуре 105ºС до постоянной массы в двукратной повторности;

- учет засоренности по методикам МСХА (Захаренко, 2000) в начале вегетации растений и перед уборкой урожая;

- учет урожая сплошным методом с последующим взвешиванием з/массы на весах; анализ снопового материала по пробным снопам;

- статистическая обработка результатов исследований проведена методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985);

- химический анализ растительных образцов проводили в агрохимической лаборатории института в соответствии с существующими ГОСТами;

- расчеты содержания кормовых единиц в урожае сделаны на основе химического анализа растений с учетом коэффициента жироотложения и переваримости питательных веществ по (1964);

- валовую энергию в сухом веществе рассчитывали по формуле:

ВЭ = 23.9П+39.8Ж=20.0К=17.5БЭВ;

- обменную энергию определяли по валовой с учетом содержания сырой клетчатки по формуле:

ОЭ = 0.73*ВЭ (1 – К* 1.05).

Энергетическую оценки возделывания видосмесей и монокультур делали с использованием методических рекомендаций РАСХН и ОГАУ (Коринец с соавт., 1985; Захаренко, 1994; Алабушев с соавт., 1997; Лухменев с соавт., 1998);

- расчет экономической эффективности результатов исследований осуществляли исходя из элементов технологической схемы и фактической продуктивности агробиоценоза (М.:Минсельхоз РФ, 2003).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Полнота всходов и сохранность кормовых культур в одновидовых и смешанных посевах.

Полевая всхожесть растений и сохранность их к уборке определяется особенностями культуры, взаимовлиянием компонентов и погодными условиями периода вегетации.

В смешанных посевах в сравнении с одновидовыми у кукурузы отмечалось увеличение как полевой всхожести с 73,3 до 83,3%, так и сохранности растений с 86,4 до 99,1%; у суданской травы, подсолнечника и кормовых бобов выявлена тенденция к снижению с 88,3% до 84,5%; с 87,6 до 84,4% и с 86,5 до 84,3% соответственно. Полевая всхожесть сои практически не изменилась: 84,2% в чистом и 84,9% в смешанном посеве (таблица 1).

Таблица 1. Полевая всхожесть и сохранность растений в чистых и

смешанных посевах кормовых культур ( гг.)

Вариант	Количество высеянных семян, шт/м2	Полевая всхожесть семян, %	Количество растений, шт/ м2	Сохранность растений, %
всходы	перед уборкой
Кукуруза	9	73,3	6,6	5,7	86,4
Суданская трава	200	88,3	176,6	172,3	97,6
Подсолнечник	30	87,6	26,3	25,3	96,2
Соя	55	84,2	46,3	43,3	93,5
Кормовые бобы	40	86,5	34,6	31,7	91,6
Суданская трава Подсолнечник Кормовые бобы	100	82,0	82,0	80,3	97,9
20	81,5	16,3	15,3	93,8
30	84,3	25,3	24,0	94,8
Кукуруза Подсолнечник Кормовые бобы	6	83,3	5,0	5,0	98,5
30	86,7	26,0	24,6	94,6
30	84,3	25,3	23,7	93,7
Суданская трава Подсолнечник Соя	100	86,0	86,0	84,0	97,6
20	81,5	16,3	15,7	96,3
55	86,0	47,3	45,3	95,8
Кукуруза Подсолнечник Соя	6	83,3	5,0	5,0	99,1
30	87,7	26,3	25,0	95,1
55	83,6	46,0	43,3	94,1

Фотосинтетическая деятельность возделываемых культур.

Анализ фотосинтетической деятельности кормовых культур показал, (таблица 2), что максимальная площадь листьев в чистом посеве формируется у кукурузы в фазу молочно-восковой спелости (52,7) и суданской травы (22,1) в фазу выметывания метелки; подсолнечника – в фазу цветения (56,3), сои (14,8) и кормовых бобов (29,8) – к началу образования бобов, тыс. м2.

Наиболее высокие показатели площади листьев были в смеси сои, подсолнечника и суданской травы – 62 тыс. м2/га, смеси бобов кормовых, подсолнечника и суданской травы – 59,1 тыс. м2/га. Эти результаты можно объяснить максимально выраженной ярусностью компонентов видосмесей.

Анализ данных по чистой продуктивности фотосинтеза свидетельствует о значительных различиях этого показателя по видам культур - от 4,4 у сои до 7,4 г/м2 сутки у подсолнечника и относительно близких значениях в видосмесях - от 7,0 до 7,8 г/м2 сутки.

Расчеты аккумулированной в урожае ФАР показали, что между культурами в чистом посеве при получении урожая наиболее высокие показатели отмечены у подсолнечника и кукурузы – 88,4 и 86,4 ГДж/га соответственно, а самые низкие – у бобовых культур.

Таблица 2. Показатели фотосинтетической деятельности посевов кормовых культур,

в среднем за гг.

Вариант	Максимальная площадь листьев, тыс. м2 на га	Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 в сутки	Приход ФАР за период вегетации, ГДж/га	Коэффициент усвоения ФАР, % за период факт. вегетации
Кукуруза	52.7	7.3	856	1.01
Суданская трава	22.1	5.4	694	1.11
Подсолнечник	56.3	7.4	702	1.25
Соя	14.8	4.4	685	0.75
Кормовые бобы	29.8	5.5	681	0.78
Кормовые бобы Подсолнечник Суданская трава	59.1	7.6	701	1.71
Кормовые бобы Подсолнечник Кукуруза	51.5	7.0	701	1.73
Соя Подсолнечник Суданская трава	62.4	7.8	705	1.65
Соя Подсолнечник Кукуруза	55.4	7.3	705	1.66

В сложных смесях количество аккумулированной ФАР в полтора – два раза выше, чем в посеве в чистом виде, т. е. усвоение растениями ФАР было значительно лучше. Об этом же свидетельствуют и коэффициенты усвоения ФАР за фактическую вегетацию.