Влияние способов посева на продуктивность многолетних бобовых трав на южных чернозёмах волгоградской области

На правах рукописи

Колобанов Николай Сергеевич ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ПОСЕВА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ БОБОВЫХ ТРАВ НА ЮЖНЫХ ЧЕРНОЗЁМАХ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ 06.01.09 – растениеводство

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Волгоград – 2007

Работа выполнена на кафедре Селекции, семеноводства и общей биологии в ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия в 2002 – 2005 гг.

Научный консультант:

доктор с.-х наук, профессор кафедры селекции, семеноводства и общей биологии, декан агрономического факультета ВГСХА Егорова Г.С.

Официальные оппоненты:

доктор с.-х. наук, профессор кафедры растениеводства и кормопроизводства ВГСХА В.Н.

Чурзин;

кандидат с.-х. наук, директор ГНУ «ВолгНИЦАгроминерал» Д.В. Шульга.

Ведущее предприятие:

Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия.

Защита диссертации состоится «_» _ 2007 года в часов на заседании диссертационного совета Д 220.008.01 при Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии, ауд. по адресу: 400002, г. Волгоград, пр. Университетский, 26, ВГСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГСХА.

Автореферат разослан «» _ 2007 года и размещен на сайте http://www.vgsha.ru Учёный секретарь диссертационного совета, профессор Е.А. Литвинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В создании прочной кормовой базы для животноводства важную роль играют травянистые корма. Для обеспечения животных высокобелковыми кормами необходимо расширять ассортимент возделывания кормовых культур и особенно многолетних бобовых трав.

По исследованиям Г.А. Медведева (1989), Т.Н. Дроновой (1995, 2003), С.В. Хусаинова (2000), Д.В. Шульги (2001), В.Н. Чурзина, Г.С. Егоровой, С.В. Хусаинова (2001) установлено, что наиболее полно отвечают природно-климатическим условиям Нижнего Поволжья при возделывании в полевых кормовых севооборотах люцерна посевная, эспарцет песчаный и донник желтый.

В связи с этим, особую актуальность приобретают исследования, направленные на изучение биолого-экологических особенностей роста и развития многолетних бобовых трав в одновидовых и смешанных агроценозах, обеспечивающих создание высокопродуктивных, экологически устойчивых фитоценозов и разработку основных приёмов технологии их возделывания. Результаты исследований будут способствовать созданию и дальнейшему развитию в регионе устойчивой кормовой базы.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является научное обоснование формирования высокопродуктивных агроценозов многолетних бобовых трав и разработка технологических приёмов их возделывания на кормовые цели на южных чернозёмах Волгоградской области.

Задачи исследований:

- изучить особенности роста, развития и продуктивность люцерны, эспарцета и донника в зависимости от способа посева;

- выявить эффективность внесения Р60 на фоне нитрагинизации семян на формирование симбиотического аппарата и продуктивность бобовых трав;

- изучить особенности формирования и накопления корневой массы, изменения водно физических показателей почвы в посевах многолетних трав по годам жизни в зависимости от изучаемых агроприёмов;

- провести сравнительную оценку фотосинтетической деятельности люцерны, эспарцета и донника в зависимости от приёмов возделывания;

- исследовать составляющие суммарного водопотребления в посевах многолетних трав по годам жизни;

- рассчитать экономическую и биоэнергетическую эффективность разработанной технологии возделывания многолетних трав.

Научная новизна. Для сухостепной зоны южных чернозёмов Волгоградской области научно обоснованы способы возделывания многолетних бобовых трав. Впервые исследованы особенности развития и формирования урожая в смешанных посевах (люцерна + эспарцет + донник) по годам жизни в зависимости от способа посева.

Выявлены особенности формирования и накопления корневой массы, изменение водно физических показателей почвы в агроценозах многолетних трав по годам жизни.

Определены основные показатели фотосинтетической деятельности в посевах многолетних трав.

Практическая значимость работы. Внедрение разработанных технологических приёмов возделывания многолетних бобовых трав в смешанных посевах позволит повысить и кормовую продуктивность, и агрономическую ценность посевов.

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности роста и развития люцерны, эспарцета и донника в одновидовых и смешанном посеве в зависимости от способа посева;

- эффективность внесения Р60 на фоне нитрагинизации семян на формирование симбиотического аппарата, развитие и накопление корневой массы, и продуктивность бобовых трав;

- сравнительная оценка фотосинтетической деятельности агроценозов многолетних трав;

- составляющие суммарного водопотребления в посевах многолетних трав по годам жизни;

- экономическая и биоэнергетическая эффективность разработанной технологии возделывания многолетних трав.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на региональной конференции молодых исследователей в Ставропольском ГАУ (2007 г.).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано статьи.

Структура и объём диссертации. Диссертация включает введение, 6 глав, выводы и предложения. Работа изложена на 170 страницах машинописного текста, включает 3 рисунка, таблиц и 27 приложений.

Список использованной литературы включает 134 источника, в т. ч. 7 иностранного автора.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения исследований. Решение основных задач осуществлялось проведением полевых опытов и опытно-производственных экспериментов, сопровождающихся существующими наблюдениями и исследованиями.

Экспериментальная часть работы выполнялась в Алексеевском районе Волгоградской области.

Исследования проводились в соответствии с планом научно-исследовательских работ ВГСХА в 2002 – 2005 гг.

Почва опытного участка – южный чернозём, по механическому составу легкосуглинистый, содержание гумуса – 2,98%, содержание подвижного фосфора – 18,5 мг/кг, обменного калия – мг/кг, гидролизуемого азота – 53,5 мг/кг почвы.

Плотность сложения пахотного (0…30 см) слоя равна 1,20 т/м3, плотность твёрдой фазы – 2,58 т/м3. Влажность завядания для слоя 0…100 см – 11,0%.

Объектами полевых исследований были многолетние бобовые травы: люцерна посевная, сорт Ленинская местная, эспарцет песчаный, сорт Песчаный 1251, донник желтый, сорт Колдыбанский.

Стационарные опыты были заложены по следующей схеме:

Опыт 1. Влияние видового состава и способа посева на особенности роста, развития и продуктивность многолетних трав по годам жизни.

Виды трав:

1. Люцерна посевная, 5,0 млн., всхожих семян/га 2. Эспарцет песчаный 5,0 млн., всхожих семян/га 3. Донник желтый 5,0 млн., всхожих семян/га 4. Люцерна + эспарцет + донник по 50% от нормы высева в одновидовом посеве.

Способы посева: подпокровный, покровная культура овёс – 2 млн. всхожих семян/га и беспокровный. Срок посева весенний, повторность во времени двукратная (2002, 2003 гг.).

Опыт 2. Влияние инокуляции семян на рост, развитие и формирование симбиотического аппарата у люцерны, эспарцета и донника по годам жизни.

На всех вариантах опыта проводилась обработка семян перед посевом нитрагином (влажная обработка).

Изучение эффективности инокуляции семян проводили на двух фонах минерального питания: контроль (б/у) и Р60 под основную обработку.

Полевые опыты закладывались в соответствии с методическими указаниями Б.А.

Доспехова (1985), ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса. Повторность четырёхкратная, размещение систематическое, площадь делянок 108 м2, учётная площадь 25 м2. Предшественник – озимая пшеница.

Годы исследований характеризовались высокой влагообеспеченностью, так общее количество осадков в 2002 году составило 400,0 мм, в 2003 году – 522,3 мм, в 2004 году – 568, мм, при среднемноголетнем значении – 443,0 мм.

Количество осадков за вегетационный период (май – сентябрь) в 2002 году достигало – 141,0 мм, в 2003 году – 292,3 мм, в 2004 году – 288,6 мм.

Отклонение от среднемноголетних значений в сторону снижения естественной влагообеспеченности отмечалось в 2002 году и составило 67,0 мм.

Распределение осадков по месяцам в годы исследований также имело значительные отклонения.

Полевая всхожесть в зависимости от способа посева. Полнота всходов многолетних бобовых трав – один из основных показателей создания изначальной плотности травостоя, от которой зависит их продуктивное долголетие. Известно, что для многолетних бобовых трав характерным является низкая полевая всхожесть по сравнению с другими сельскохозяйственными культурами, о чём свидетельствуют работы Медведева Г.А. (1986, 1989), Дроновой Т.Н. (1986, 1995), Чурзина В.Н. (1990), Зорина А.В. (1996), Крюкова Н.П.(1997), Блохина Л.П. (2000), Хусаинова С.В. (2000), Уханова Е.А. (2000), Башатова О.А. (2001), Шульги Д.В. (2001), Кетерер А.Я. (2001), Чурзина В.Н., Егоровой Г.С., Хусаинова С.В. (2001) и др. По данным указанных исследователей, полевая всхожесть у люцерны может колебаться от 28 до 80,3%, эспарцета от 30, до 65%, донника от 22 до 60%. Анализ приведённых показателей бобовых трав зависит от способов посева, а также и от комплекса таких условий, как типа почв, погодных условий, глубины заделки, качества посевного материала и особенно количества «твёрдых» семян.

Различие метеорологических условий в период проведения посева по осадкам и температуре оказали определённое влияние, наряду со способом посева, на полноту всходов многолетних трав (табл. 1).

Более благоприятные условия по влагообеспеченности в период посев – всходы в году по сравнению с 2003 годом обеспечили и более высокую полевую всхожесть семян. Так, на беспокровном посеве полнота всходов у люцерны составила 48,0%, эспарцета – 53,6%, донника – 37,4%, тогда как в подпокровном посеве полнота всходов у люцерны достигала 45,0%, эспарцета – 51,0% и донника – 36,0%.

В 2003 году сложились менее благоприятные условия для периода посев – всходы и полнота всходов у люцерны изменялась от 41,0% при подпокровном посеве до 42,4% в беспокровном посеве. У эспарцета этот показатель составил 43,0 и 45,0%, у донника соответственно 34,0 и 35,4%.

Таблица 1.

Полнота всходов многолетних трав в зависимости от способа посева (контроль, б/у + нитрагин) Количество Получено Полнота Способы высеянных всходов, шт/м2 всходов, % посева всхожих 2002 2003 2002 семян, шт/м Подпокров ный посев:

Люцерна 500 225 205 45,0 41, Эспарцет 500 255 215 51,0 43, Донник 500 180 170 36,0 34, Люцерна + 101 96 40,4 38, эспарцет + 250 + 250 + 126 106 50,4 42, донник 250 80 71 32,0 28, (50%) Беспокров ный посев:

Люцерна 500 240 212 48,0 42, Эспарцет 500 268 225 53,6 45, Донник 500 187 177 37,4 35, Люцерна + 109 104 43,6 41, эспарцет + 250 + 250 + 133 112 53,2 44, донник 250 88 76 35,2 30, (50%) В травосмеси полнота всходов изменялась незначительно, но закономерность по увеличению полноты всходов на беспокровном посеве сохранялась как в 2002 году, так и в году.

Полученные результаты позволяют заключить, что из факторов, влияющих на изменение полевой всхожести, на первое место следует поставить условия влагообеспеченности верхнего (2…5 см) слоя почвы, на второе – способ посева. При отсутствии осадков, вследствие различной скорости прорастания семян покровной культуры (овса) и бобовых трав, потери влаги из верхнего слоя почвы на подпокровном посеве значительно выше, что сказывается на полевой всхожести.

Наблюдения показали, что изучаемые виды многолетних бобовых трав несколько различаются по биологии начального этапа роста и развития.

Люцерна, как культура более интенсивного использования, имеет некоторые биологические особенности по отношению к эспарцету и доннику.

У люцерны, в пределах зоны вегетативного возобновления, можно выделить три яруса:

нижний, средний и верхний и три типа побегов: базитонные, мезотонные и акротонные. Побеги базитонного типа формируются в первые месяцы жизни растений и способствуют созданию крепкого скелета куста. Закладка таких побегов происходит в основном в период летне-осеннего кущения. От их числа и степени развития зависит исход перезимовки и величина урожая после перезимовки. Базитонные почки и побеги определяют продуктивное долголетие растений. Для люцерны характерна и закладка в первый год жизни мезотонных побегов, т. е. почек и побегов в нижней зоне стеблей.

У эспарцета и донника в первый год жизни, в основном, идёт закладка почек и формирование побегов в базитонной зоне кущения (подземная зона). Закладка таких побегов и почек происходит в основном в период летне-осеннего кущения. Их количество зависит от степени развития растений в первом укосе. Наблюдения показали, что внесение Р60 + нитрагин способствует повышению закладки зимующих органов вегетативного возобновления.

Наиболее значительный выпад растений люцерны, эспарцета и донника в первый год характерен для подпокровного посева. Следует отметить, что внесение Р60 по фону нитрагинизации семян несколько повышало сохранность растений. Так, в посевах 2002 года, изреживание за вегетацию у люцерны составило – 27,3%, у эспарцета – 23,7%, у донника – 30,7%.

В беспокровном посеве изреживание было значительно ниже и составило у люцерны – 13,6%, эспарцета – 17,8%, донника – 18,5%. В травосмеси (люцерна + эспарцет + донник) сохранность люцерны несколько ниже, чем в одновидовом посеве (64,4 – 69,8%). Данное положение обусловлено тем, что в первый год жизни эспарцет и донник более конкурентны по отношению к люцерне. В последующие два года динамика сохранности несколько меняется, для люцерны характерна более высокая устойчивость, как в одновидовом посеве, так и в смеси (табл.

2).

Таблица 2.

Динамика сохранности растений люцерны, эспарцета и донника по годам жизни в зависимости от способа посева (посев 2002 года, Р60 + нитрагин) Количество растений, шт/м полным всходам, % 1-ый год 2-ой год 3-ий год Сохранность к Перед уходом Способы вегетации вегетации вегетации вегетации Начало Начало всходы в зиму Конец Конец посева Подпокров ный посев:

Люцерна 235 171 116 88 73 66 28, Эспарцет 262 200 131 101 78 51 19, Донник 183 127 100 21 - - 0, Люцерна + 108 70 46 30 24 20 18, эспарцет + 130 94 58 44 28 19 14, донник 83 51 38 7 - - 0, Беспокров ный посев:

Люцерна 250 216 148 116 98 89 35, Эспарцет 275 226 150 120 80 67 24, Донник 194 158 126 25 - - 0, Люцерна + 115 94 62 43 30 26 22, эспарцет + 138 110 71 55 35 27 19, донник 92 71 56 13 - - 0, Полученные результаты (табл. 2) позволяют заключить, что в зоне исследований по плотности травостоя и по характеру изреживания люцерна в одновидовом посеве и в травосмеси характеризуется более продуктивным долголетием.

Люцерна, эспарцет и донник в год посева развиваются по яровому типу, т. е. при оптимальных условиях для развития вегетативные побеги переходят к генеративному развитию.

Исследования показали, что изменения морфологической структуры побегов в онтогенезе связано, в основном, с условиями освещенности, влагообеспеченности, биологическими особенностями культуры и может регулироваться путём применения таких приёмов, как способы посева.

Таблица 3.

Влияние способов посева на состояние растений люцерны, эспарцета, донника первого года жизни перед уходом в зиму (Р60 + нитрагин) Коли- Состояние растений перед уходом в зиму чест Доля во участия *Коли расте- В т. ч.

чество побегов и Диаметр Способы ний над побе- почек корневой посева перед зем гов и нижней шейки, ухо- ных, почек, зоны мм дом в шт/раст шт/раст кущения, зиму, % шт/м Подпокров ный посев:

Люцерна 171 5,5 3,8 30,9 4, Эспарцет 200 4,2 1,2 71,4 4, Донник 127 3,8 - 100 5, Люцерна + 70 5,7 2,5 56,1 4, эспарцет + 94 4,6 0,8 82,6 5, донник 51 4,0 0,3 92,5 5, Беспокровный посев:

Люцерна 216 7,1 3,0 57,7 5, Эспарцет 226 5,0 1,6 68,0 5, Донник 158 4,3 0,5 88,4 6, Люцерна + 94 7,0 2,7 61,4 4, эспарцет + 110 5,2 1,8 65,4 5, донник 71 4,6 0,7 84,8 5, Подпокров ный посев:

Люцерна 162 4,8 2,2 54,2 4, Эспарцет 171 5,5 1,8 67,3 4, Донник 121 3,5 - 100 6, Люцерна + 71 4,1 1,8 56,1 3, эспарцет + 79 5,8 1,1 81,0 5, донник 52 4,0 0,5 87,5 6, Беспокровный посев:

Люцерна 191 6,6 2,5 62,1 5, Эспарцет 188 6,0 2,1 65,0 4, Донник 142 4,6 1,2 73,9 5, Люцерна + 89 5,4 2,3 57,4 4, эспарцет + 93 6,2 1,8 71,0 5, донник 64 4,8 0,6 87,5 6, * – тронувшиеся в рост почки Максимальное количество почек возобновления, побегов-сосунков у люцерны и эспарцета первого года жизни закладывается на глубине 2 – 3 см от поверхности почвы. У донника почки возобновления закладываются глубже (3 – 5 см), что лучше защищает почки возобновления от воздействия неблагоприятных условий перезимовки.

Формирование почек возобновления в вегетативно-стеблевой части зоны кущения в большей степени характерно для люцерны и связано с режимом использования и влагообеспеченностью (табл. 3).

Для правильного режима использования посевов люцерны, эспарцета и донника первого года жизни при подпокровном посеве уборку покровной культуры следует проводить в фазу вымётывания метёлки у овса на высоте 12 – 15 см (эспарцет, донник). На травостоях эспарцета и донника следует ограничиться одноукосным использованием.

Вегетативное возобновление у люцерны второго года жизни после перезимовки идёт в основном за счёт побегов нижней части зоны кущения, долевое участие которых достигает до 61,8%. У эспарцета и донника отрастание после перезимовки идёт в основном за счёт надземных хорошо развитых почек и частично за счёт укороченных побегов в базитонной зоне кущения (66, – 68,4%).

Характер вегетативного возобновления в посевах третьего года жизни имеет те же закономерности, что в посевах второго года жизни, но при этом значительно возрастает количественное соотношение побегов и почек, участвующих в формировании урожая основного укоса.

Фотосинтетическая деятельность в посевах многолетних трав. Одним из основных показателей фотосинтетической деятельности растений в посевах многолетних трав, определяющих величину урожая, является площадь листьев, динамичность её формирования, величина фотосинтетического потенциала и показатель чистой продуктивности фотосинтеза.

Результаты проведённых исследований показали, что в создании сухого вещества отмечены некоторые особенности в динамике его формирования. Так, в создании сухого вещества у люцерны основная роль принадлежит листьям, тогда как у эспарцета и, особенно, донника величина сухого вещества в большей степени связана с мощностью стеблестоя.

Проведенными исследованиями установлено (табл. 4), что в одновидовом посеве площадь листьев в варианте подпокровного посева была наиболее высокой у люцерны и достигала 28,6 тысм2/га. У эспарцета второго года жизни, в среднем за 2003 – годы индекс листовой поверхности несколько ниже – 26,4 тысм2/га. Размер ассимиляционной поверхности у донника второго года жизни был наиболее низким и достигал – 23,1 тысм2/га.

Таблица 4.

Основные показатели фотосинтетической деятельности посевов многолетних трав второго года жизни за 2003 – 2004 гг. (Р60 + нитрагин) Площадь Продук Урожай листьев ФП тивность КПД** ность* Способы при посева, фото- прихо сухой скашива- тысм2 синтеза, дящей посева массы, нии, сутки г/м2сутк ФАР, % т/га тысм2/га и Подпокров ный посев:

Люцерна 28,6 879,4 3,6 4,1 0, Эспарцет 26,4 727,0 3,9 5,3 1, Донник 23,1 636,2 3,5 5,4 0, Люцерна + эспарцет + 24,0 778,0 4,4 5,7 1, донник Беспокров ный посев:

Люцерна 30,3 931,7 3,8 4,1 1, Эспарцет 27,6 759,0 4,1 5,4 1, Донник 24,5 672,7 3,7 5,5 1, Люцерна + эспарцет + 28,6 789,0 4,5 5,7 1, донник * - содержание сухого вещества:

люцерна – 21,5%, эспарцет – 24,4%, донник – 26,3%, в смеси (люцерна + эспарцет + донник) – 23,8%;

** - приход ФАР (отрастание – укос) – 60,5 КДж/см2, калорийность сухого вещества – 16,69 МДж/кг.

В беспокровном посеве индекс листовой поверхности повышался у люцерны до 30, тысм2/га, эспарцета до 27,6 тысм2/га и донника – 24,5 тысм2/га. В травосмеси размеры площади листьев обусловлены соотношением долевого участия компонентов в травосмеси, так площадь листьев в травосмеси в подпокровном посеве составляла 24,0 тысм2/га в беспокровном посеве – 28,6 тысм2/га.

Максимальные показатели площади листовой поверхности в посевах третьего года жизни также характерны для люцерны и составили – 24,3 тысм2/га в подпокровном и 24,6 тысм2/га в беспокровном посеве. Значительный выпад растений эспарцета в травостоях третьего года сказался на формировании площади листьев, которая снизилась до значений – 21,6 тысм2/га в подпокровном и 22,7 тысм2/га в беспокровном посеве.

Максимальные показатели фотосинтетического потенциала характерны для посевов второго года жизни по всем вариантам и наиболее высокие значения ФП были в посевах люцерны 879,4 – 931,7 тысм2сутки, величина ФП наиболее низкой была в посевах донника и достигала 636,2 – 672,7 тысм2сутки.

В посевах третьего года показатель ФП в посевах люцерны снижался до 789,0 – 799, тысм2сутки, в посевах эспарцета до 648,0 – 669,0 тысм2сутки, в травосмеси до 675,0 – 714, тысм2сутки.

На основании полученных показателей ЧПФ и величины урожая сухой массы, можно рассматривать показатель ЧПФ не менее важным фактором в формировании величины урожая у многолетних бобовых трав, чем листовая поверхность.

Наиболее эффективно использовали приходящую солнечную энергию травосмеси второго года жизни в смешанных посевах. КПД ФАР в этих посевах изменялся от 1,21% в подпокровном посеве до 1,24% в беспокровном посеве. На одновидовых посевах КПД ФАР достигал у люцерны 1,05%, эспарцета – 1,13%, у донника – 1,02%.

Продуктивность посевов многолетних бобовых трав по годам жизни.

В практике полевого кормопроизводства впервые изучены особенности произрастания люцерны в смеси с эспарцетом и донником (режим изреживания) и формирование урожайности указанных видов в одновидовом и смешанном посеве по годам жизни (табл. 5).

Внесение Р 60 обеспечивало наиболее высокую продуктивность травостоя, так в сумме за три года урожайность люцерны достигала в подпокровном варианте 8,40 т/га кормовых единиц и 1,32 т/га переваримого протеина, но наиболее высокая продуктивность характерна для смешанного посева, где выход кормовых единиц повышался до 8,85 т/га, переваримого протеина до 1,42 т/га и КПЕ до 13,52 т/га.

Отмеченные закономерности характерны и для беспокровного посева, где также наиболее высокая продуктивность отмечалась в травосмеси – 8,37 т/га корм. ед., 1,34 т/га переваримого протеина и 12,76 т/га КПЕ.

В целом, за годы исследований, наиболее высокая урожайность зелёной массы, сухого вещества, кормовых единиц, переваримого протеина, КПЕ характерна для подпокровного посева, в основном, за счёт более высокой продуктивности посевов в первый год жизни, где основная часть урожая формировалась за счет покровной культуры. Следует отметить, что более высокой продуктивностью отличаются травостои второго года жизни. С увеличением продолжительности пользования посевами изменяется ботанический состав, как в одновидовых посевах, так и в травосмеси, независимо от варианта посева травостой в смеси превращается в люцерново эспарцетовый, со значительным преобладанием люцерны.

Таблица 5.

Продуктивность многолетних трав в зависимости от способа посева в сумме за три года жизни Способы Урожайность зелёной посева массы по годам, т/га корм. ед., т/га Урожай, т/га Содержание «сырого» протеина 1-ый (2002 – 3-ий (2004 – 2-ой (2003 – В сумме за КПЕ* * 2003 гг.) 2004 гг.) 2005 гг.) три года * 1 2 3 4 5 6 7 б/у + нитрагин Подпокровный посев:

Люцерна 10,80 13,5 14,1 38,4 7,30 1,15 10, Эспарцет 14,2 15,3 10,7 40,2 7,24 1,13 10, Донник 14,0 12,3 - 26,3 4,47 0,76 7, Люцерна + эспарцет + 16,2 16,0 12,6 44,8 8,10 1,30 12, донник Продолжение таблицы 1 2 3 4 5 6 7 Беспокровный посев:

Люцерна 6,9 15,3 14,2 36,4 6,91 1,09 10, Эспарцет 10,6 16,1 11,5 38,2 6,87 1,07 10, Донник 10,2 13,4 - 23,6 4,01 0,68 6, Люцерна + эспарцет + 12,0 16,7 12,9 41,6 7,48 1,20 11, донник Р60 + нитрагин Подпокровный посев:

Люцерна Эспарцет 12,0 17,1 15,1 44,2 8,40 1,32 12, Донник 16,1 16,1 11,8 44,0 7,92 1,23 11, Люцерна + 15,5 13,4 - 28,9 4,91 0,84 7, эспарцет + донник 17,5 18,5 13,2 49,2 8,85 1,42 13, Беспокровный посев:

Люцерна 7,6 17,9 15,5 41,0 7,79 1,23 11, Эспарцет 11,9 17,0 13,4 42,3 7,61 1,18 11, Донник 11,3 14,2 - 25,5 4,33 0,74 7, Люцерна + эспарцет + 13,1 19,2 14,2 46,5 8,37 1,34 12, донник * - суммарная урожайность с учётом покровной культуры ** - питательность 1 кг, люцерна 0,19/30;

эспарцет 0,18/28;

донник 0,17/29;

овёс 0,19/ зелёного корма;

травосмесь 0,18/29, где: числитель – кормовые единицы, знаменатель – переваримый протеин. Нормативное содержание переваримого протеина в 1 корм. ед. для расчёта кормопротеиновых единиц (КПЕ) – 105 г.

Водопотребление в посевах многолетних трав по годам жизни.

Для зоны исследований с годовым количеством осадков за период исследований от 400 до 568,0 мм важное значение в формировании стабильных урожаев многолетних трав имеют запасы доступной влаги в метровом слое почвы (табл. 6). Показатели запасов доступной влаги в слое 0…100 см по годам жизни изменялись и достигали в 2002 году – 132,3 мм, в 2003 году – 148,6 – 135,1 мм, в 2004 году – 146,5 – 125,4 мм, в 2005 году – 136,0 мм.

Весенние запасы и осадки вегетационного периода в зоне исследований, где теплообеспеченность достаточно высокая (2900 – 31500С), являются главным инерционным фактором, определяющим не только условия для формирования основного укоса, но и условия для роста и развития во второй период вегетации. При влагозапасах после основного укоса не менее 100 мм (2003 год) возможно получение второго укоса только на посевах люцерны.

Таблица 6.

Структура суммарного водопотребления в посевах многолетних трав по годам жизни (беспокровный посев, Р60 + нитрагин – травосмесь) Показатели Первый год Второй год Третий год 2002 2003 2003 2004 2004 Запасы доступной 132,3 148,6 - - - влаги при посеве, мм Запасы доступной влаги при весеннем - - 135,1 146,5 125,4 136, отрастании, мм Запасы доступной влаги перед уборкой 75,2 110,2 57,1 45,8 24,8 26, основного укоса, мм Запасы доступной влаги перед уходом в 76,9 86,0 52,8 49,0 - зиму Используемые осадки весенне-летнего периода, мм до основного укоса 40,6 109,8 109,8 59,9 59,9 55, за вегетацию 128,1 204,6 204,6 218,4 218,4 145, Водопотребление для 97,7 148,2 187,8 160,6 160,5 164, основного укоса, мм Водопотребление за 183,5 267,2 286,9 315,9 - вегетацию, мм Доля осадков в водопотреблении 41,6 74,1 58,5 37,3 37,3 33, основного укоса, % Доля осадков в общем водопотреблении за 69,8 76,6 71,3 69,1 - вегетацию, % В травостоях первого года жизни суммарное водопотребление для формирования основного укоса составило в 2002 году – 97,7 мм, в 2003 году – 148,2 мм, доля осадков в водопотреблении основного укоса изменялась от 41,6% в 2002 году до 74,1% в 2003 году. В травостоях второго года жизни суммарное водопотребление для формирования основного укоса достигало в 2003 году – 187,8 мм, в 2004 году – 160,6 мм. Доля осадков в суммарном водопотреблении основного укоса достигала в 2003 году – 58,5%, в 2004 году – 37,3%.

В травостоях третьего года суммарное водопотребление изменялось от 160,5 мм (2004 год) до 164,8 мм (2005 год), доля осадков соответственно достигала 37,3 и 33,6%.

Осадки второй половины вегетации на посевах многолетних трав используются менее эффективно, они практически не участвуют в формировании второго укоса, но их роль очень важна, так как они участвуют в закладке органов вегетативного возобновления, определяющих продуктивность травостоев в последующие годы.

Формирование и накопление корней в посевах многолетних трав. Наблюдения показали, что в формировании корневой системы изучаемых видов наблюдается периодичность, связанная с ростом главного корня. Так, в первый год в подпокровном посеве наиболее интенсивно развивается главный корень, тогда как боковые корни в верхнем слое почвы образуются в незначительном количестве.

В беспокровном посеве формирование боковых корней отмечалось с начала интенсивного роста главного корня.

На второй год жизни у всех культур первый ярус боковых корней залегает с глубины см, второй с 20…25 см. Боковые корни верхнего яруса наиболее развиты у донника.

В первый год жизни наибольшую корневую массу накапливает донник, так в слое 0… см она достигала – 2,40 т/га, в слое 25…50 – 1,20 т/га. У люцерны накопление корней составило соответственно 1,90 и 0,90 т/га, у эспарцета – 2,10 – 0,80 т/га.

Во второй год жизни темпы прироста корневой массы наиболее высокими были у люцерны и достигали 3,80 т/га в слое 0…25 см и 2,55 т/га в слое 25…50 см, у эспарцета соответственно 3,55 и 2,45 т/га, у донника – 3,10 и 2,05 т/га.

К концу третьего года жизни накопление корневой массы в слое 0…25 см составило у люцерны – 4,20 т/га, в слое 25…50 см – 2,70 т/га, у эспарцета – 3,80 и 2,00 т/га.

В травосмеси первого года накопление корневой массы в слое 0…25 см достигало – 2, т/га, в слое 25…50 см – 1,10 т/га, второго года соответственно 4,25 и 2,75 т/га, третьего года - 4, и 2,60 т/га.

За счёт пожнивно-корневых остатков под люцерной второго года остаётся на гектаре:

азота – 117,5 кг, фосфора – 25,4 кг, калия – 42,0 кг. Под эспарцетом соответственно: 114,0 кг, 28, кг и 33,0 кг. Под донником содержание азота составило – 82,4 кг/га, фосфора – 25,7 кг/га и калия – 41,2 кг/га. В травосмеси содержание азота повышалось до 126 кг/га, фосфора – 32,2 кг/га, калия – 47,6 кг/га.

К концу третьего года содержание в пожнивно-корневых остатках азота более высоким было под люцерной (127,7 кг/га), фосфора в травосмеси (29,3 кг/га), калия под люцерной (44, кг/га).

Водно-физические показатели почвы в посевах многолетних трав. В исследовании выявлены определённые закономерности в изменениях плотности сложения и процессах оструктуривания почвы по годам жизни и в зависимости от видового состава. Так, в первый год жизни положительные изменения в плотности сложения характерны для донника и эспарцета (1,20 т/м3), при 1,23 т/м3 под люцерной.

Во второй год жизни плотность сложения в пахотном слое (0…30 см) снижалась до 1, т/м под донником и эспарцетом, до 1,21 т/м3 под люцерной.

К третьему году плотность сложения под всеми культурами несколько повышалась (1,22 – 1,24 т/м3).

Выявлены положительные изменения в процессах оструктуривания почвы. Так, сумма агрономически ценных агрегатов (0,25…10,0 мм) к концу третьего года достигала под люцерной – 69,8%, эспарцетом – 73,1%, травосмеси – 72,2%, при 65,5%, 67,5% и 67,7% - под посевами первого года. Отмечалось и повышение содержания водопрочных агрегатов ( 0,25 мм), которое составило к концу третьего года под люцерной – 56,6%, эспарцетом – 60,0%, травосмесью – 60,1%, при коэффициенте структурности соответственно – 2,31, 2,71 и 2,60.

Формирование клубеньков в посевах многолетних трав. В опытах семена перед посевом обрабатывали специализированными штаммами ризоторфина влажным способом.

Появление первых клубеньков в посевах первого года у люцерны отмечалось на 8 – день после всходов, у эспарцета и донника на 6 – 8 день.

В посевах второго и третьего года появление клубеньков отмечалось в начале отрастания, при температуре почвы 5…7оС.

Применение Р60 по фону нитрагинизации активизирует процесс образования активных клубеньков, как в первый, так и в последующие годы жизни.

Максимальное количество активных клубеньков в первый год отмечалось в беспокровном посеве у эспарцета и донника – 35 – 36 шт/раст, при 27 шт/раст у люцерны.

Во второй год жизни количество активных клубеньков максимальных значений достигало у донника (65 – 78 шт/раст), у эспарцета до 54 шт/раст, у люцерны до 32 шт/раст.

У люцерны третьего года процесс образования активных клубеньков не снижался ( шт/раст), тогда как у эспарцета их количество значительно снижалось (28 шт/раст).

Экономическая и энергетическая эффективность технологии возделывания многолетних трав. Расчёт показателей экономической эффективности возделывания многолетних трав в одновидовых посевах и в смеси проведены по годам жизни на основе определения производственных затрат по ценам 2004 года.

Стоимость продукции (зелёная масса) оценивали по содержанию в продукции кормовых единиц и нормативной стоимости 1 т овса по ценам 2004года.

Наиболее высокий чистый доход получен при выращивании травосмеси 4215 р/га на посевах второго года и 2935 р/га на посевах третьего года. Уровень рентабельности соответственно составил 439,0 и 329,7%.

Коэффициент энергетической эффективности наиболее высоким был в смеси и составил на посевах второго года – 6,9 (Р60) и 7,0 в посевах третьего года.

ВЫВОДЫ В условиях сухостепной зоны чернозёмных почв Волгоградской области наиболее 1.

устойчивые и продуктивные травостои многолетних бобовых трав формируются в смешанных посевах с участием люцерны посевной, эспарцета песчаного и донника жёлтого с нормой высева по 2,5 млн. всхожих семян на гектар каждого компонента.

Полнота всходов многолетних трав – один из основных показателей создания 2.

изначальной плотности травостоя, от которой зависит его продуктивное долголетие. Полнота всходов зависит от способа посева, а также от комплекса метеорологических условий. По годам посева полнота всходов в подпокровном посеве достигала у люцерны 41,0 – 45,0%, у эспарцета 43,0 – 51,0%, у донника 34,0 – 36,0%. В беспокровном посеве она повышалась у люцерны до 48,0%, у эспарцета до 53,6%, у донника до 37,4%.

В травосмеси полнота всходов изменялась незначительно, но закономерность по 3.

увеличению полноты всходов на беспокровном посеве сохранялась как в 2002 году, так и в году и составила у люцерны 41,6 – 43,6%, у эспарцета 44,7 – 53,1%, у донника 30,4 – 35,2%.

Люцерна, эспарцет и донник при весеннем беспокровном посеве развиваются по 4.

типу многолетников ярового типа, но при этом структура растений на протяжении онтогенеза у изучаемых видов изменяется с учётом биологических особенностей культуры. Эти изменения выражаются в росте и степени развития побегов, а также в количественном соотношении их в пределах растения, что имеет важное значение для формирования продуктивного долголетия травостоев изучаемых видов.

Использование овса в качестве покровной культуры для многолетних бобовых 5.

трав, требует строгого выполнения рекомендаций по норме высева покровной культуры и сроков её уборки (2,0 млн. всхожих семян/га, фаза вымётывания, высота скашивания 0,08 – 0,10 м в вариантах люцерна и эспарцет и 0,12 – 0,15 м в варианте с донником).

Выпад растений в год посева в подпокровном посеве за вегетацию составил у 6.

люцерны до 28,0%, у эспарцета до 26,5%, у донника до 32,3%. Наиболее высокий выпад происходит до уборки покровной культуры.

В беспокровном посеве сохранность растений к полным всходам составляла у люцерны 86,3 – 87,7%, у эспарцета 80,1 – 82,0%, у донника 70,1 – 81,3%.

Внесение Р60 по фону нитрагинизации несколько повышало сохранность растений.

У эспарцета и донника в формировании урожая после перезимовки и после 7.

основного укоса принимают участие в основном побеги и почки нижней части зоны кущения (коронки), которые закладываются в период летне-осенней вегетации и, по отношению к люцерне, этот период у них более продолжительный, что определяет в основном одноукосный режим использования в богарных условиях.

В отличие от эспарцета и донника в формировании основного укоса у люцерны принимают участие вегетативные органы нижней части зоны кущения (базитонные) и почки нижней части вегетативно-стеблевой зоны (мезотонные).

8. Люцерна, по сравнению с эспарцетом и донником, обладает более низкими темпами изреживания во второй и третий год жизни. Внесение Р60 несколько повышает устойчивость бобовых к процессу изреживания.

К концу третьего года сохранность к полным всходам в подпокровном посеве составила у люцерны – 28,1%, у эспарцета – 19,5%, в смеси соответственно 18,5 и 14,6%. В беспокровном посеве сохранность повышалась у люцерны до 35,6%, эспарцета – 24,4%, в травосмеси соответственно 22,6 и 19,6%.

9. Более высокие показатели индекса площади листьев в период укосной спелости (фаза начала цветения) характерны для беспокровного посева второго года и достигали у люцерны 30, тысм2/га, у эспарцета – 27,6 тысм2/га, у донника – 24,5 тысм2/га, в травосмеси – 28,6 тысм2/га.

Продуктивность фотосинтеза более высокой была в травосмеси – 5,7 г/м2сутки, при КПД ФАР – 1,24%.

10. В сухостепной зоне чернозёмных почв Волгоградской области в первый год жизни более высокая урожайность характерна для подпокровных посевов за счёт покровной культуры.

В сумме за три года выход кормовых единиц на контроле (б/у) достигал на травостоях люцерны – 7,30 т/га, эспарцета – 7,24 т/га, донника – 4,47 т/га, в травосмеси – 8,10 т/га. Внесение Р60 обеспечивало повышение продуктивности соответственно до 8,40;

7,92;

4,91 и 8,85 т/га кормовых единиц.

В беспокровном посеве при внесении Р60 суммарная продуктивность составила у люцерны 7,79 т/га кормовых единиц и 1,23 т/га «сырого» протеина, у эспарцета соответственно 7,61 и 1, т/га, у донника 4,33 и 0,74 т/га, при 8,37 т/га кормовых единиц и 1,34 т/га «сырого» протеина в травосмеси, при этом травостой в смеси превращается в люцерново-эспарцетовый, с значительным преобладанием люцерны.

11. С возрастом травостоя возрастает использование влаги из более глубоких слоёв почвы, что обеспечивает стабильность урожаев многолетних трав в годы с экстремальными условиями.

Суммарное водопотребление в травостоях первого года жизни для формирования основного укоса достигало – 148,2 мм.

В травостоях второго и третьего годов жизни суммарное водопотребление для формирования основного укоса составляло 160 – 180 мм, доля осадков в суммарном водопотреблении изменялась от 33,6 до 58,5%.

Наиболее низким коэффициент водопотребления был в травосмеси на травостоях второго года и составил 32,9 – 43,5 мм/т сухого вещества.

12. Общий запас пожнивно-корневых остатков в слое 0…50 см составил под люцерной до 6,90 т/га, эспарцетом до 6,00 т/га, донником до 5,15 т/га, при 7,00 т/га в травосмеси.

За счёт пожнивно-корневых остатков остаётся в почве до 127,7 кг/га азота, до 32,2 кг/га фосфора, до 47,6 кг/га калия.

13. Включение многолетних бобовых трав в полевые кормовые севообороты оказывает положительное влияние на процессы оструктуривания. К концу третьего года коэффициент структурности составил под люцерной – 2,31, под эспарцетом – 2,71, при 2,60 в травосмеси.

Содержание водопрочных агрегатов под люцерной повышалось до 56,5%, под эспарцетом до 60%, под донником до 56,5%, в травосмеси до 60,1%.

14. Экологическая адаптация к температуре почвы у клубеньковых бактерий достаточно высокая, их образование отмечалось при температуре почвы 5…7оС.

Применение Р60 на фоне обработки семян нитрагином положительно отражалось на численности активных клубеньков. Наибольшее их количество отмечалось у донника второго года – 78 шт/раст, при 54 шт/раст у эспарцета и 32 шт/раст у люцерны.

15. Более высокие значения Кээ характерны для посевов второго и третьего года жизни, где он достигал 6,3 у донника и 7,0 в травосмеси.

Условно чистый доход достигал до 4215 р/га в варианте травосмеси. Уровень рентабельности по вариантам изменялся от 256,2 до 439,0%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ В условиях сухостепной зоны чернозёмных почв Волгоградской области более 1.

эффективны подпокровные посевы люцерны, эспарцета и донника в смеси с нормой высева каждого компонента по 2,5 млн. всхожих семян на гектар.

Использование овса в качестве покровной культуры требует строгого выполнения 2.

рекомендаций по норме высева покровной культуры и сроков её уборки (2,0 млн. всхожих семян/га, фаза вымётывания, высота скашивания 0,12 – 0,15 м).

Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. Егорова, Г.С. Влияние способов посева на продуктивность многолетних бобовых трав в первый год жизни на южных черноземах Волгоградской области. / Г.С. Егорова, Н.С. Колобанов // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки / МГОУ. - М, 2006 - С. 9 - 11.

2. Егорова, Г.С. Особенности возделывания многолетних бобовых трав на южных черноземах Волгоградской области. / Г.С. Егорова, Н.С. Колобанов // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. / Волгогр. гос.

с.-х. акад. - Волгоград, 2006.- № 4 (4). - С. 18 - 21.

3. Егорова, Г.С. Особенности возделывания многолетних бобовых трав на черноземных почвах Волгоградской области. / Г.С. Егорова, Н.С. Колобанов. // Вестник АПК.- 2006.- № 11. – С.

22 - 23.

4. Егорова, Г.С. Продуктивность смеси многолетних бобовых трав в сухостепной зоне черноземных почв Волгоградской области. / Г.С. Егорова, Н.С. Колобанов // Сборник научных трудов региональной конференции Всероссийского совета молодых ученых и специалистов аграрных образовательных и научных организаций Южного Федерального округа: «Молодежная аграрная наука: состояние, проблемы и перспективы развития», посвященной 120-летию со дня рождения Н. И. Вавилова. / Ставропольский ГАУ. - Ставрополь, 2007. – С. 21 – 22.

Подписано в печать.

Формат 60х84 1/16 Уч.-изд. л.1.0 Тираж 100 Заказ._ Бумага писчая. Печать трафаретная.

Типография ФГОУ Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии 400002, Волгоград, пр. Университетский,