Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность, экологическая пластичность и устойчивость к болезням новых сортов клевера лугового в условиях Смоленской области

ВАК РФ 06.01.06, Овощеводство

Автореферат диссертации по теме "Продуктивность, экологическая пластичность и устойчивость к болезням новых сортов клевера лугового в условиях Смоленской области"

На правах рукописи

РЕКАШУС Эдуард Сергеевич

ПРОДУКТИВНОСТЬ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ

К БОЛЕЗНЯМ НОВЫХ СОРТОВ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО В УСЛОВИЯХ СМОЛЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.06 - луговодство и лекарственные, эфирно-масличные

культуры

Автореферат диссертации па соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 о КОЯ 2011

Смоленск 2011

4859520

Диссертационная работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Смоленская государственная сельскохозяйственная академия».

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Прудников Анатолий Дмитриевич

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Беленков Алексей Иванович кандидат сельскохозяйственных наук, Бычков Геннадий Николаевич

Ведущее учреждение: ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита диссертации состоится «_f<V»

часов «¿£?» минут, на заседании диссертаци

_20 //г. в

диссертационного совета Д~~220.043.05 пр^ГРоссийском государственном аграрном университете -МСХА имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49. Учёный совет РГАУ -МСХА имени К.А. Тимирязева.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева

Автореферат разослан « » _2011 г.

и размещен на сайте университета www.timacad.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук*

профессор H.H. Лазарев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В Нечерноземье России основной товарной отраслью является молочное скотоводство. Его эффективность и устойчивость напрямую зависит состояния кормовой базы. В структуре рационов КРС важнейшее место занимают травянистые корма. Наиболее дешевый и полноценный корм дает клевер луговой и его смеси со злаками. При этом важно использовать такие сорта, которые в конкретных почвенно-климатических условиях отличаются наибольшей продуктивностью и устойчивостью. Очень часто реализовать потенциал продуктивности клевера лугового не позволяет развитие болезней. Вредоносность фитопатогеиов заключается не только в снижении продуктивного долголетия культуры, но и в ухудшении качества кормов из-за потери энергетической и питательной ценности и накопления микотоксинов. В современной научной литературе практически не освещаются результаты исследований в этом направлении.

Цель исследовании - дать сравнительную оценку экологической пластичности распространенных и новых сортов клевера лугового, пригодных для возделывания в Смоленской области, и обосновать продукционный процесс с точки зрения устойчивости его к болезням.

В связи с этим были поставлены следующие задачи.

1. Определить влияние фотосинтетического потенциала клевера лугового на накопление биомассы.

2. Выявить устойчивость сортов клевера лугового к болезням и неблагоприятным факторам среды и оценить их влияние урожайность сухого и качество корма.

3. Дать оценку сортов клевера по продукционному потенциалу, сбору сырого протеина и кормовых единиц.

4. Провести биоэнергетическую оценку технологии заготовки сенажа в полимерном рукаве с использованием изучаемых сортов.

5. Осуществить экономическую оценку технологии заготовки сенажа в полимерном рукаве с использованием изучаемых сортов.

Научная новизна исследований состоит в том, что впервые в агроклиматических условиях Смоленской области дана сравнительная оценка продуктивности и устойчивости к болезням новых отечественных и белорусских сортов клевера лугового.

Практическая значимость. Полученные данные позволят формировать устойчиво продуктивные агроценозы на основе более приспособленных и устойчивых к болезням сортов клевера лугового.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты сравнительной оценки устойчивости изучаемых сортов к наиболее распространенным в Смоленской области грибным болезням.

2. Математические модели вредоносности бурой пятнистости, антракноза, ржавчины и клеверного рака.

з

3. Обоснование пригодности для возделывания в Смоленской области таких сортов, как Марс, Тайлен и Новичок.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на: международной научной конференции «Проблемы и перспективы развития аграрного производства», Смоленск (2006 г.); 55 студенческой научной конференции Смоленского государственного университета, Смоленск (2007 г.); международной научно-практической конференции «Исследования молодых ученых - аграрному производству», Смоленск (2007 г.); внутривузовской научно-практической конференции молодых ученых «Научные разработки молодых ученых - аграрному производству», Смоленск (2008 г.); Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов высших учебных заведений Минсельхоза России в номинации «Агрономия», Москва (2008 г.); международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию профессора, заслуженного деятеля науки Российской Федерации Гордеева A.M., «Активизация роли молодых ученых - путь к формированию инновационного потенциала АПК», Смоленск (2009 г.); международной научно-практической конференции, посвященной 35-летию ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА», «Научное обеспечение аграрного производства в современных условиях», Смоленск (2010 г.); конкурсе «Инновационные проекты молодых изобретателей и рационализаторов» в номинации «Лучший инновационный проект в сфере агропромышленного комплекса», Смоленск (2010 г.); международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы животноводства и пути их решения», Смоленск (2010 г.); I научно-практической интернет-конференции «Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии», Казань (2010 г.); II молодежном инновационном конвенте Центрального федерального округа, Иваново (2010 г.); международной научно-практической конференции, посвященной 145-летшо РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, «Адаптация сельского хозяйства России к меняющимся погодно-климатическим условиям», Москва (2010 г.); конкурсе бизнес-проектов молодых предпринимателей в рамках реализации комплекса функциональных мероприятий «Содействие развитию молодежного предпринимательства» долгосрочной областной целевой программы «Развитие субъектов малого и среднего предпринимательства Смоленской области на 2009-2012 годы», Смоленск (2010 г.); Совете проректоров по научно-исследовательской работе вузов Минсельхоза России в рамках перечня тем научно-исследовательских работ, выполняемых вузами, подведомственными Минсельхозу России, за счет средств федерального бюджета по заказу Минсельхоза России в 2010 году, Москва (2010 г.); Региональном конкурсе проектов и программ в рамках III Выставки-форума научно-технического творчества молодежи «Интеллектуальный потенциал Смоленщины - 2011», Смоленск (2011 г.).

По материалам работы опубликовано 8 статей, в том числе в рекомендованных ВАК журналах - 1.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 147 страницах компьютерного текста и включает введение, 5 глав, выводы и рекомендации производству, список литературы и приложения. Диссертация включает 25 таблиц и 17 рисунков, 10 приложений. Список литературы содержит 162 источника, в том числе 15 - на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика проведения исследований

Исследования проводились в 3 полевых опытах, заложенных на опытном поле Смоленской ГСХА. Опыт 1 проводился в 2005-2007 гг., 2 - в 20072009, 3 - в 2009-2011 гг. Изучались сорта клевера лугового: Смоленский 29 (стандарт), Ранний 2, Марс, Топаз, Янтарный, Витебчанин, Стодолищенский, Новичок, Стодолич, Дымковский, Тайлен, Цудовны и Павловскй 16. Размер делянки в опытах 10-20 м2. Размещение вариантов рсндомизированное, по-вторность 4-х кратная. Посев проводился беспокровно 5.05.2005, 4.06.2007, 28.05.2009. Норма высева 8 млн. всхожих семян на 1 га. Изучение клеверов проводилось на фоне Р60К60, Двойной суперфосфат и хлористый калий вносили в подкормку весной. Использование травостоев в 1-й год жизни одно-укосное, на 2-й и 3-й год - 1 скашивание в фазу бутонизации-начала цветения, а отавы - при достижении укосной спелости.

Методика исследований включала следующие анализы и наблюдения. Агрохимический анализ почвы проводился в слое 0-20 см в начале вегетационного периода с определением: гумуса по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91); pH солевой вытяжки - потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85); гидролитической кислотности по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-91); сумму поглощенных оснований по Каппену-Гильковицу (ГОСТ 27821-88); подвижного фосфора и калия по Кирсанову А.Г. в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-91). Масса 1000 семян по ГОСТ 12042-80; чистота семян по ГОСТ 12037-81; всхожесть по ГОСТ 12038-84. Фенологические наблюдения проводились по методике ВНИИ кормов им' Вильямса. Определение площади листьев - методом высечек по Ничипоро-вичу A.A. Определение фотосинтетического потенциала посевов расчетным методом. Густота стояния травостоя и высота растений - по методике ВНИИ кормов(1986). Зимостойкость в баллах - по методике госсортсети (1985). Урожайность укосных травостоев - сплошным методом. Содержание сухого вещества в зеленой массе - по ГОСТ Р 52838-2007. Ботанический состав травостоя и структура урожая - методом весового анализа. Зоотехнический анализ кормов - на инфракрасном анализаторе кормов NIR 4250. Энергетическая питательность кормов - по формуле Аксельсона в модификации Григорьева и Волкова, Пораженность пятнистостями (кроме антракноза) - по рекомендациям ВИЗР, пораженность антракнозом - по шкале Комаровой A.A., пораженность клеверным раком - по шкале Ефимовой Г.Г. Статистическая обработка данных, корреляционный и регрессионный анализ - по Доспехову Б. А.

5

Оценка существенности различий по устойчивости травостоев к пятнисто-стям - по критерию Колмогорова-Смирнова. Вклад факторов в продукционный процесс - по методу Рокицкого П.Ф. Количественная оценка вредоносности фитопатогенов - методом расчета производных теоретических линий регрессии. Показатели энергетической эффективности - по методике биоэнергетической оценки технологии производства продукции.

Характеристика почвы опытных участков. Почва опытных участков дерново-слабоподзолистая легкосуглинистая на лессовидном суглинке. Пахотный слой 0-20 см характеризовался следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса 1,4-2,2%, рНсш,- 5,4-5,7, Нг- 1,7-2,7 мэкв/100 г почвы, S - 6,0-13,6 мэкв/100 г почвы, подвижного фосфора - 127-440 и подвижного калия - 114-148 мг/кг.

Погодные условия. В 2006 г. погодные условия были благоприятны для роста трав, хотя наблюдалось полегание посевов и отмечено поражение болезнями. В 2007 растения испытывали недостаток влаги. 2008 год характеризовался затяжной весной и влажным летом, что способствовало развитию грибных болезней и полеганию травостоев. В 2009 году отмечено также избыточное увлажнение, которое привело к полеганию побегов и развитию болезней. 2010 год характеризовался аномальной жарой и недостатком влаги.

Результаты исследований

1. Особенности роста различных сортов клевера в зависимости от года жизни. В год посева более высокие травостои, по сравнению со стандартным сортом Смоленским 29 (50-54 см), формируют скороспелые Ранний 2, Марс, Цудовны и Павловский 16 (59-64 см). Высота трав первого укоса в последующие годы жизни довольно сильно варьирует и зависит от условий увлажнения и теплообеспеченности (74-114 см). Отава раннеспелых сортов (Марс и Янтарный), как правило, выше, чем в контроле: 45-81 см против 3873 см. Медленно развивающиеся клевера (Топаз, Стодолищенский, Новичок, Стодолич и Дымковский) формируют в это время низкорослые побеги 19-30 см.

2. Густота стеблестоя в конце цикла наблюдений. Изучение динамики побегообразования показало, что превосходили контроль по устойчивости к выпадению из травостоя сорта Янтарный и Стодолич, Ранний 2, Марс, Новичок и Дымковский.

3. Структура урожая. Максимальная облиственность у изучаемых сортов клевера лугового наблюдалась в первый год жизни. На второй год этот показатель достигал наименьших значений, но в 3 год увеличивался. В первый год жизни наибольшей массовой долей листьев (97,1-100 %) характеризовались травостои сортов озимого типа развития (Стодолич, Топаз и Стодолищенский). Во второй год жизни травостои всех вариантов отличались меньшей долей стеблей в структуре урожая (45,3-64,7 %), чем в контроле (65,1 %). На третьем году жизни облиственность травостоев всех изучаемых

6

вариантов также была выше (41,9-55,2 %), чем у Смоленского 29 (40,7 %). Однако более сильными различия были между посевами стандарта и сортов позднеспелой группы (Топаза, Стодолищенского, Новичка, Стодолича и Дымковского). Повышенным содержанием генеративных побегов отличалась укосная масса сортов Янтарный и Ранний 2.

4. Развитие болезней клевера. В ходе фитосанитарного обследования посевов за все годы исследований было установлено наличие на растениях следующих возбудителей грибных болезней: бурой пятнистости (Pseudopezi-za trifolii Fuck.), черной пятнистости (Polythrincium trifolii Kze.), антракноза (Kabatiella caulivora (Kirchn.) Karak.), ржавчины (Uromyces fallens (Dcsm.) Kern.), клеверного рака (Sclerotinia trifoliorum Erikss), ложной мучнистой росы (Peronospora pratensis Syd.) и аскохитоза (Ascochyta trifolii Bond, et Trus.).

По устойчивости к клеверному раку превосходили контроль (пора-женность в пределах 0-10,5 %) или не уступали ему травостои сортов Марс, Новичок, Стодолич, Тайлен и Дымковский. Относительной восприимчивостью характеризовались сорта Стодолищенский, Цудовны, Павловский 16 Янтарный и Ранний 2 (Р до 17,7-61,5 %). Пораженность перезимовавших травостоев клеверным раком возрастала.

Бурая пятнистость была вредоносна в течение всех сроков наблюдений. Сорта Марс, Цудовны, Стодолич и Павловский 16 в условиях жаркого, сухого июля и теплого, с нормальным увлажнением августа (опыт 3, R 5,921,3 %) поражались сильнее стандарта (R 34 %), а в остальные сроки не уступали ему. Травостои Тайлена были существенно устойчивее контроля (на 5,3%). Сорт Янтарный показал неоднозначные результаты. В теплые, с нормальным увлажнением месяцы - май и июнь, он показал меньшую восприимчивость (на 26 %), чем стандарт. В остальные годы он находился на уровне контроля (R на листьях до 13,6 %, на побегах - до 30 %). Сорта Стодолищенский и Новичок при избытке влаги в июне полегали и были поражены бурой пятнистостью.(R на листьях до 10,2 %, контроль - 6,8 %), а при нормальном увлажнении или в засушливых условиях - более устойчивыми (R на листьях 2,7-9,4 %, на побегах - 10,3-11,7). Сорт Дымковский отличался большей восприимчивостью к возбудителю (R 30,5-34,3 %).

Позднеспелые сорта Стодолищенский, Новичок и Стодолич сильно поражались антракнозом (R на листьях до 34 %) в месяцы с избыточным увлажнением, но в сухую погоду Стодолищенский и Стодолич были более устойчивыми, чем Смоленский 29 (R 13-20,5 %). Сорт Дымковский в аномально жарких и сухих условиях 2010 г. отличался наибольшей восприимчивостью к антракнозу (37 %). Однозначной зависимости восприимчивости,остальных сортов к антракнозу от погодных условий не выявлено. . ~

Развитие черной пятнистости отмечалось не всегда. Ее появление и значительная вредоносность наблюдались в теплые, с нормальным увлажнением или влажные месяцы на травостоях 1-го года пользования сортов Марс

и Витебчанин (опыт 1, К. 3,1-9,9 %), а также Янтарный и Цудовны (опыт 3, Я 23,8-37 %). На второй год жизни поражался только Янтарный (до 13 %).

Развитие и вредоносность ржавчины были приурочены к теплым и засушливым или жарким периодам вегетации. Самой низкой устойчивостью к возбудителю характеризовался сорт Смоленский 29 (Я до 40,8 %). Сравниваемые с ним сорта, за исключением Марса, статистически достоверно были устойчивее контроля (Л не более 16,5 %).

За время наблюдений возбудитель ложной мучнистой росы был вредоносен в наименьшей степени. Развитие данной болезни не превышало 4,5 % и отмечалось дважды за 6 лет во вторую половину вегетационного периода при высокой влажности воздуха, выпадении росы, нормальной или повышенной температуре воздуха.

6. Фотосинтетический потенциал (ФП) Корреляционный и регрессионный анализ показал наличие тесной связи между ФП и биологическим урожаем: 59 % изменений накопления биомассы обусловлено влиянием ФП. В первый год жизни клевера лугового зависимость имела вид: у=1,61ФП+0,13; г=0,77±0,10.

Во второй год жизни эта зависимость имела вид: у=2,97ФП+0,19; г=0,86±0,06. Накопление биомассы на 74 % были обусловлены ФП Увеличение его на 1 млн. м2 ■ дней/га вызывало рост накопления сухого вещества на 2,97 т/га.

На третий год жизни зависимость выглядела так: у=2,95ФП+0,4; г=0,85±0,06.Следовательно, 72 % колебаний накопления биомассы обусловлено ФП, рост которого на 1 млн. м2 • дней/га может вызвать повышение выхода сухого вещества на 2,95 т/га.

7. Урожайность сухого вещества. По результатам трех опытов (табл. 1) Таблица 1 - Продуктивность травостоев изучаемых сортов клевера лугового

Сорт Опыт 1 Опыт 2 Опыт 3

Смоленский 29 5,95 5,46 3,90

Ранний 2 5,70 5,64 2,85

Марс 7,14 5,75 4,88

Топаз 5,34 - -

Тайлен - - 6,05

Янтарный 6,09 5,73 4,29

Витебчанин 5,61 3,76 -

Цудовны - - 5,35

Стодолищенский 4,75 3,85 5,15

Новичок 6,26 4,46 5,17

Стодолич 5,57 5,91 4,91

Дымковский 4,48 4,49 4,35

Павловский 16 - - 5,10

НСР05 0,42 0,25 0,62

статистически достоверные прибавки урожайности обеспечивал сорт Марс, который превосходил контроль на 5,3-25,1 % (табл. 1). Установлено, что превосходили Смоленский 29 по урожайности сорта: Стодолич на 8,2-25,9 %,. Тайлен, Цудовны и Павловский 16 соответственно на 55,1, 37,2 и 30,8 %. Сорт Новичок показал неоднозначные результаты. В опыте 1 его травостои были на уровне контроля, в опыте 2 ему уступали (-18,3 %), а в опыте 3 превосходили его на 32,6 %. Посевы сортов Ранний 2 и Янтарный в двух циклах наблюдений из трех достоверно от контроля не отличались. Топаз, Стодоли-щенский и Дымковский отличались меньшей продуктивностью, чем Смоленский 29, на 10,3-29,5 %.

8. Качество полученного корма. Содержание основных групп питательных веществ (табл. 2) хорошо согласуется со структурой урожая соответствующих сортов. Облиственность положительно коррелирует с содержанием сырого протеина, сырого жира, сырой золы и калия. Невысокая зольность сухого вещества (преимущественно меньше 10 %) позволяет заготавливать из зеленой массы изучаемых сортов сенаж 1 класса по ОСТ 10201-97. Таблица 2 - Средневзвешенное содержание основных групп питательных

веществ, макроэлементов (%) и кормовых единиц (к.е.) в сухом веществе

Сорт Сырой протеин Сырой жир Сырая клетчатка Сырая зола Фосфор !Я £ § '5 3 ■д 5 Ь5 X и «з 1 Содержание к.е. в 1 кг сухого вещества, кг

Смоленский 29 17,9 3,05 24,4 7,4 0,42 1,67 0,84 0,33 0,83

Ранний 2 18,8 3,31 24,4 7,8 0,44 1,84 0,83 0,34 0,84

Марс 18,0 3,16 24,4 7,3 0,43 1,68 0,84 0,32 0,84

Топаз 20,5 3,61 23,8 7,6 0,45 1,64 0,85 0,33 0,87

Тайлен 17,2 3,16 24,4 7,3 0,37 2,01 0,80 0,33 0,83

Янтарный 18,3 3,18 24,4 7,8 0,43 1,84 0,83 0,34 0,83

Витебчанин 18,7 3,47 24,4 7,7 0,45 1,65 0,84 0,32 0,84

Цудовны 19,2 3,69 24,5 8,3 0,40 2,24 0,78 0,35 0,84

Стодолищенский 18,4 3,60 23,9 8,0 0,42 1,74 0,83 0,33 0,85

Новичок 18,5 3,54 23,5 7,9 0,42 1,71 0,82 0,34 0,86

Стодолич 18,4 3,49 23,7 7,8 0,43 1,76 0,83 0,33 0,85

Дымковский 18,3 3,67 24,3 7,9 0,43 1,76 0,83 0,33 0,84

Павловский 16 19,1 3,64 24,1 8,8 0,41 2,44 0,79 0,34 0,84

Сухое вещество кормов удовлетворяло зоотехническим требованиям по содержанию фосфора, кальция и магния. Клевер луговой традиционно отли-

чается повышенным содержанием калия, особенно в отаве позднеспелых сортов. В среднем, корма из трав изучаемых сортов не уступали Смоленскому 29 по энергетической ценности.

9. Сравнительная оценка сбора сырого протеина и кормовых единиц посевами изучаемых сортов. По выходу сырого протеина с единицы площади устойчиво превосходил контроль сорт Марс, который обеспечивал прибавку 6,6-29,2 % (табл. 3). В двух циклах наблюдений из трех варианты Новичок и Стодолич были достоверно продуктивнее Смоленского 29 на 5,729,8 %. В опыте 3 существенно больший сбор сырого протеина, чем в контроле, был у сортов Тайлен, Цудовны и Павловский 16 (на 61,3 %, 58,8 % и 51,0 % соответственно).

Таблица 3 - Сбор сырого протеина и кормовых единиц с урожаем трав в

среднем за период изучения

Сорт Сбор сырого протеина, кг/га Сбор кормовых единиц, т/га

№ 1 №2 №3 № 1 №2 №3

Смоленский 29 1131 922 641 4,82 4,40 3,14

Ранний 2 1062 973 573 4,57 4,67 2,51

Марс 1346 983 828 5,99 4,73 4,02

Топаз 1035 - - 4,40 - -

Тайлен - - 1034 - - 5,02

Янтарный 1148 957 838 4,99 4,72 3,75

Витебчанин 1118 617 - 4,52 3,07 -

Цудовны - - 1018 - - 4,63

Стодолищенский 924 635 809 4,00 3,15 4,12

Новичок 1228 761 820 5,35 3,66 4,06

Стодолич 1082 975 832 4,85 4,88 4,07

Дымковский 867 -754 730- 3,68 3,69 3,55

Павловский 16 - - 968 - - 4,41

НСРоз 80 42 111 0,34 0,21 0,51

Примечание: прочерк - наблюдения не проводились.

По сбору кормовых единиц посевы сорта Марс обеспечивали статистически достоверную прибавку к контролю 7,5-28,0 %. В двух циклах наблюдений из трех варианты Янтарный, Новичок и Стодолич были существенно продуктивнее Смоленского 29 на 7,3-29,6 %. В опыте 3 существенно больший сбор сырого протеина, чем в контроле, был у сортов Тайлен, Цудовны и Павловский 16 (на 59,9 %, 47,5 % и 40,4 % соответственно).

10. Вклад агроклиматических условий и сортовых особенностей в продуктивность клевера лугового. Статистический анализ данных (рис. 1) позволил установить, что изменение урожайности посевов клевера лугового на 56 % связано с погодными и почвенными условиями и на 36 % обусловлено сортовыми особенностями. Влияние плодородия почвы и погодных условий сильнее всего отразилось на сборе сырого протеина - 66,6 %. 26,8 %

ю

колебаний данного показателя определялось сортом. Слабее всего суммарное воздействие плодородия почвы и погоды отразилось на варьировании сбора кормовых единиц (53 % дисперсии).

8,0

И Сортовые особенности Случайные факторы

Рисунок 1 - Влияние агроклиматических условий и сортовых особенностей на продуктивность клевера лугового, % (а - урожайность; б - сбор сырого протеина; в - сбор кормовых единиц)

Участие сортовых особенностей в изменении рассматриваемого показателя было более существенным (37 %), чем в случае с урожайностью и сбором сырого протеина.

11. Зависимость урожайности клеверов от развития болезней и условий онтогенеза. Взаимосвязь развития болезней и урожайности сухого вещества клевера лугового 1 года определялась в опыте 3. Было установлено, что только бурая пятнистость и ржавчина вызывали снижение урожайности сухого вещества. Зависимости урожайности сухого вещества в т/га (у) от развития болезней в % (х) имели следующий вид:

1) на развитие бурой пятнистости: у = -0,0011х2 + 0,126х - 1,585 при т]« = 0,58; 11^ = 0,34;

2) на развитие ржавчины: у = -0,0005х2 + 0,007х + 1,894 при ть = 0,59; г|2ух = 0,35;

Бурая пятнистость снижала урожайность сухого вещества на 1 % пораженное™ на 0,04 т/га. Потери урожайности при наибольшем развитии (76 %) составили 19 % (порог вредоносности 57 %). Потери сухого вещества от ржавчины отмечены при развитии болезни с 7 до 28 %. В этом случае приращение поражения на 1 % вызывало уменьшение урожайности 0,02 т/га.

Продуктивность клевера лугового при максимальном развитии ржавчины (28 %) на 11 % меньше (порог вредоносности 7 %).

Анализ данных 2008г показал, что урожайность сухого вещества (у, т/га) клевера лугового сильно зависит от развития фитопатогенов: антракноза (х, %) и бурой пятнистости (х, %):

у = 9,89 - 0,0768-х - 0,238-г; 11,.« = 0,896.

Следовательно, 80 % потерь урожайности объясняется влиянием указанных болезней. Повышение развития антракноза на 1 % снижает выход корма на 0,08 т/га, а бурой пятнистости - на 0,24 т/га. При максимальном развитии антракноза(33,9 %), и бурой пятнистости (20,2 %) на листьях недобор урожая достигал 68 %.

В 2009 году установлена зависимость урожайности сухого вещества в первом укосе) от развития бурой пятнистости (х, %): у =-0,15х +8,84; г=-0,58. 34 % колебаний урожайности можно объяснить развитием бурой пятнистости на листьях. Повышение развития этой болезни на 1 % влечет за собой снижение выхода сухого вещества на 0,15 т/га. Недобор урожая при установленном максимальном развитии (35,3 %) достигал 48 %. Во втором укосе зависимость описывалась уравнением: у=-0,0634х+2,34; 1=0,55. Следовательно, развитие бурой пятнистости определяло 30% изменений Увеличение развития бурой пятнистости на 1 % приводило к снижению продуктивности посевов на 0,06 т/га. Потери сухого вещества от наибольшего развития болезни (30,5 %) составляли 65 % от урожайности клеверов при наименьшем зафиксированном развитии (18,6 %).

В 20 Юг зависимость урожайность определялась развитием антракноза (х, %) и бурой пятнистости (г, %): у = 0,01 - 0,09х + 0,1 г; Яу х2 = 0,92. Следовательно, 85 % варьирования урожайности связано с влиянием изучаемых болезней. Развитие бурой пятнистости не оказывало отрицательного влияния на накопление сухого вещества, в то время как увеличение развития антракноза на 1 % приводило к уменьшению урожайности на 0,09 т/га.

12. Влияние развития болезней на содержание сырого протеина. Анализ зависимостей содержания сырого протеина в сухом веществе (опыт 2) листьев в % (у) от развития болезней в % (х) показал, что содержание сырого протеина в сухом веществе клевера лугового первого года пользования (у, %) зависело от развития на листьях антракноза (х, %) и бурой пятнистости (г,' %): у = 27,4 - 0,0348-х - 1,48-г; Яу хг = 0,95. Следовательно, снижение содержания сырого протеина на 92 % объясняется развитием антракноза и бурой пятнистости. Причем, рост интенсивности поражения листьев бурой пятнистостью на 1 % влечет за собой снижение содержания сырого протеина на 1,48 %, а антракнозом - на 0,03 %.

Аналогичные данные были получены в опыте 3: у = 22,19 - 0,02-х -0,08-г; ЯуХ2 = 0,77. Доля влияния развития антракноза и бурой пятнистости на снижение содержания сырого протеина составила 59 %. Увеличение развития

антракноза на 1 % вызывало потери сырого протеина на 0,02 %, а бурой пятнистости - на 0,08 %.

Во второй год пользования отмечено негативное влияние бурой пятнистости (х, %) на содержание сырого протеина (у, %): у=-0,0427х+16,7; г=0,75. При увеличении развития болезни на 1 %, содержание сырого протеина уменьшалось на 0,04 %.

13. Вредоносность клеверного рака. Гибель растений клевера в зимнего период в основном зависела от пораженности растений пользования клеверным раком. В первый год пользования возбудитель вел себя агрессивнее, чем во второй. Увеличение пораженное™ растений (х, %) на 10 %, в среднем, приводило к гибели 15,6 % растений, %): у=1,56х+5,53; г=0,75. Следовательно, 55-56 % варьирования этого показателя было обусловлено вредным воздействием фитопатогена. Во втором случае подобное увеличение пораженное™ было причиной отмирания 5,4 % растений: у=0 54х+47 19" г=0,74.

14. Экономическая оценка различных сортов клевера лугового показала (табл. 4), что наибольшей рентабельностью возделывания характеризовались сорта Марс, Тайлен, Стодолич, Новичок и Янтарный.

Сорт Опыт 1 Опыт 2 Опыт 3

Смоленский 29 28,2 19,7 17,7

Ранний 2 22,7 25,7 -0,4

Марс 48,3 24,2 41,5

Топаз 18,7 -

Тайлен - - 69,8

Янтарный 31,1 25,4 38,2

Витебчанин 22,2 -9,2 ..

Цудовны - - 64,4

Стодолищенский 13,3 -7,6 49,5

Новичок 40,8 4,4 46,2

Стодолич 28,4 27,6 41,8

Дымковский 5,9 5,7 33,6

Павловский 16 - - 60,7

бенностей выделенных сортов производству следует рекомендовать лишь Марс и Новичок. Сорт Новичок был устойчивее Смоленского 29 к болезням, и обеспечивал существенно больший выход сырого протеина. Клевер луговой Марс характеризовался более высоким сбором кормовых единиц и сырого протеина, чем стандарт. Однако внимания заслуживают варианты Марс, Тайлен и Новичок как не только энергетически и экономически выгодные, но и устойчивые к основным болезням в условиях Смоленской области.

Выводы

1. Агроклиматические условия Смоленской области пригодны для возделывания многолетней бобовой культуры клевера лугового, который способен обеспечить формирование высокого урожая корма, до 10 т/га сухого вещества, и является важнейшим видом для луговых и полевых травосмесей.

2. Эффективность кормопроизводства Нечерноземной зоны России во многом определяется выбором наиболее эффективных сортов клевера. Уровень продуктивности агроценозов клевера лугового определяется на 56 % агроклиматическими условиями и на 36 % сортом.

3. Изучаемые сорта клевера лугового заметно различались по устойчивости к различным болезням, зимостойкости и экологической пластично-стн-

По устойчивости к антракнозу выделялись клевера Марс, Таилен, Янтарный и Витебчанин.

Наименьшей восприимчивостью к бурой пятнистости характеризовались сорта Марс, Тайлен, Янтарный, Витебчанин, Стодолич и Павловский 16.

4. Наиболее вредоносными пятнистостями клевера являются антрак-ноз (х, %) и бурая пятнистость (г, %). Зависимость урожайности сухого вещества (у, т/га) клевера лугового от названных фитопатогенов имела вид:

у = 9,89 - 0,0768-х - 0,238-г; = 0,896.

При максимальном развитии антракноза (33,9 %) и бурой пятнистости (20,2 %) на листьях недобор урожая достигал 68 %.

5. Наиболее устойчивыми к клеверному раку были посевы сортов Марс, Тайлен, Новичок, Стодолич и Дымковский, пораженность которых не превышала 8,3 %. От развития клеверного рака во многом зависела гибель растений в зимний период. Во второй год жизни посевов увеличение пораженное™ растений на каждые 10 % приводило к гибели 15,6 % от числа ушедших в зиму, а в третий год жизни происходило отмирание 5,4 % зимующих особей.

6. Установлена зависимость между развитием ржавчины (х, %) и урожайностью (у, %): у = -0,0005х2 + 0,007х + 1,894 при = 0,59; п2ух = 0,35.

Увеличение развития ржавчшш на 1 % вызывало уменьшение урожайности до 0,02 т/га. , •

7. Пораженность изучаемых сортов клевера лугового, ржавчинои варьировала от очень низкой до низкой. В условиях достаточной.^ повышенной влагообеспеченности пораженность была низкой на уровне стандарта, при жаркой и сухой погоде изучаемые сорта превосходили по устойчивости стандарт.

8. Относительной восприимчивостью к возбудителю черной пятнистости отличались сорта Янтарный и Цудовны (развитие болезни достигало

37,0 %). К ложной мучнистой росе все изучаемые сорта очень высоко устойчивы.

9. Лучшей зимостойкостью (4,0-5,0 баллов) по сравнению со стандартом характеризовались сорта Ранний 2, Топаз, Янтарный, Витебчанин, Стодолич и Дымковский.

10. Установлена сильная связь между фотосинтетическим потенциалом посевов и биологическим урожаем клевера лугового (59-74 % варьирования сбора сухого вещества). В зависимости от года жизни увеличение этого показателя на 1 млн. м2 • дней/га приводило к росту биологической урожайности в пределах 1,61-2,97 т/га.

11. На дерново-подзолистых почвах разного плодородия сорт Марс превосходил Смоленский 29 по урожайности на 5,3-25,1 %. Стодолич на 8,225,9 %, Тайлен, Цудовны и Павловский 16 соответственно на 55 1 37 2 и 30,8%.

По сбору кормовых единиц посевы сорта Марс обеспечивали статистически достоверную прибавку к контролю 7,5-28,0 %. Варианты Янтарный, Новичок и Стодолич были продуктивнее Смоленского 29 на 7,3-29,6 %, а сорта Тайлен, Цудовны и Павловский 16 (на 59,9 %, 47,5 % и 40,4 % соответственно).

12. По выходу сырого протеина с единицы площади превосходили контроль сорта Марс (прибавка к контролю 6,6-29,2 %), Новичок, Стодолич (на 5,7-29,8 %), Тайлен, Цудовны и Павловский 16 (соответственно на 61 3 58,8 и 51,0%).

13. При уборке изучаемых сортов в начале фазы цветения в сухом веществе содержалось 13,9-21,3 % сырого протеина, 23,4-28,1 % сырой клетчатки и 5,1-8,2 % сырой золы. Корм отвечал зоотехническим требованиям по содержанию фосфора, кальция и магния и отличался повышенным содержанием калия, особенно в отаве позднеспелых сортов.

14. Наибольшей рентабельностью при возделывании клеверов на сенаж характеризовались сорта Марс, Тайлен, Янтарный, Стодолич и Новичок (24,2-69,8 %). Они обеспечивали получение прибыли 11074,83-24766,63 руб./га.

Рекомендации производству

Для кормопроизводства Смоленской области рекомендуются такие сорта, как Марс, Тайлен и Новичок, обеспечивающие урожайность сухого вещества в среднем до 8 т/га, сбор сырого протеина - до 1346 кг/га, кормовых единиц - до 5,99 т/га. Устойчивость посевов данных сортов к основным вредоносным болезням, позволит снизить риск контаминации кормов мико-токсинами.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Прудииков, А.Д. Сравнительная оценка продуктивности новых сортов клевера лугового в агроэкологических условиях Смоленской области / А.Д. Прудников, Э.С. Рекашус // Вестник ОрелГАУ. - 2011. -

№4(31).- С.12-14.

2. Пискунова, Н.И. Развитие основных болезней различных сортов клевера лугового как критерий экологической устойчивости / Н.И. Пискунова, А.Д. Прудников, Э.С. Рекашус // Проблемы и перспективы развития аграрного производства: Сборник материалов международной научной конференции. - Смоленск: ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА», 2007. - С. 179-180.

3. Рекашус, Э.С. Сравнительная оценка продуктивности и устойчивости к основным болезням различных сортов клевера лугового / Э.С. Рекашус // Научные разработки молодых ученых - аграрному производству: Сборник материалов внутривузовской научно-практической конференции. -Смоленск: ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА», 2008. - С.107-110.

4. Рекашус, Э.С. Тенденции развития основных болезней на клевере луговом за три года'пользования посевами / Э.С. Рекашус // Научные разработки молодых ученых - аграрному производству: Сборник материалов внутривузовской научно-практической конференции. - Смоленск: ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА», 2008. - С. 111-113.

5. Рекашус, Э.С. Влияние развития основных болезней на урожайность клевера лугового и содержание сырого протеина в корме / Э.С. Рекашус // Активизация роли молодых ученых - путь к формированию инновационного потенциала АПК: Сборник материалов международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию профессора, заслуженного деятеля науки РФ Гордеева Анатолия Михайловича. - Смоленск: ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА», 2009. - Часть 1. - С.22-25.

6. Рекашус, Э.С. Влияние развития болезней на урожайность клевера лугового 1 года жизни и содержание сырого протеина в листьях / Э.С. Рекашус // Научное обеспечение аграрного производства в современных условиях: Сборник материалов международной научно-практической конференции, посвященной 35-летию ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА»: В 2 ч.: Ч. I. -Смоленск.: ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА», 2010. - С.264-266.

7. Рекашус. Э.С. Продуктивность и устойчивость к болезням различных сортов клевера лугового первого года жизни / Э.С. Рекашус // Научное обеспечение аграрного производства в современных условиях: Сборник материалов международной научно-практической конференции, посвященной 35-летию ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА»: В 2 ч.: Ч. I. - Смоленск.: ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА», 2010. - С.266-269.

8. Рекашус, Э.С. Пораженность различных сортов клевера лугового бурой пятнистостью и ее следствие / Э.С. Рекашус // Современные проблемы биохимии и бионанотехнологии: Сборник трудов I Всероссийской Интернет-конференции. - Казань: Казанский университет, 2010. - С.133-135.

Подписано в печать 31.10.2011 г. Формат 60x84 1/,6 Бумага офсетная № 1. Печать офсетная Объем 1 п. л. Тираж 200 экз. Заказ № 9838.

Отпечатано ОАО «Смоленская городская типография», 214000, г. Смоленск, ул. Маршала Жукова, 16, тел.: 59-99-07, 38-28-65, 38-14-53. www smolprint.ru

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Рекашус, Эдуард Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Состояние кормовой базы в Смоленской области и перспективы ее развития.

1.2. Состояние семеноводства клевера лугового.

1.3. Роль сорта в современном луговодстве и кормопроизводстве.

1.4. Вредоносность микромицетов, развивающихся в посевах клевера лугового.

1.5. Изучение механизмов устойчивости растений клевера лугового к фитопатогенам.

1.6. Изучение продукционного процесса сортов клевера лугового в Нечерноземье.

1.7. Оценка устойчивости современных сортов клевера лугового к грибным болезням.

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Цель и задачи исследований.

2.2. Схемы опытов.

2.3. Характеристика почвы опытных участков.

2.4. Методика исследований.

2.5. Погодные условия в годы проведения исследований.

ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ОНТОГЕНЕЗА РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО И ИХ ФИТОЦЕНОТИЧЕСКАЯ

УСТОЙЧИВОСТЬ К БОЛЕЗНЯМ.

3.1. Особенности роста различных сортов клевера в зависимости от года жизни.

3.2. Формирование агроценозов различными сортами клевера.

3.2.1 Динамика густоты стеблестоя.

3.2.2 Засоренность посевов клевера.

3.2.3 Структура урожая.

3.3 Развитие болезней клевера.

3.4. Устойчивость различных сортов клевера в зависимости от условий онтогенеза.

ГЛАВА 4. ПРОДУКЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО И ЕГО РЕАЛИЗАЦИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ОНТОГЕНЕЗА И РАЗВИТИЯ БОЛЕЗНЕЙ.

4.1. Фотосинтетический потенциал посевов.

4.2. Урожайность сухого вещества.

4.3. Качество полученного корма.

4.4. Сравнительная оценка сбора сырого протеина и кормовых единиц посевами изучаемых сортов.

4.5. Вклад агроклиматических условий и сортовых особенностей в продуктивность клевера лугового.

4.6. Зависимость урожайности клеверов от развития болезней и условий онтогенеза.

4.7. Влияние развития болезней на содержание сырого протеина.

4.8. Последствия жизнедеятельности возбудителя бурой пятнистости в тканях листьев клевера лугового.

ГЛАВА 5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО.

5.1. Влияние сортовых особенностей и пораженности болезнями на энергетическую эффективность агроценозов клевера лугового.

5.2 Экономическая оценка различных сортов клевера лугового.

ВЫВОДЫ.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Продуктивность, экологическая пластичность и устойчивость к болезням новых сортов клевера лугового в условиях Смоленской области"

Актуальность. В Нечерноземье России основной товарной отраслью является молочное скотоводство. Его эффективность и устойчивость напрямую зависит состояния кормовой базы. В структуре рационов КРС важнейшее место занимают травянистые корма. Наиболее дешевый и полноценный корм дает клевер луговой и его смеси со злаками. При этом важно использовать такие сорта, которые в конкретных почвенно-климатических условиях отличаются наибольшей продуктивностью и устойчивостью. Очень часто реализовать потенциал продуктивности клевера лугового не позволяет развитие болезней. Вредоносность фитопатогенов заключается не только в снижении продуктивного долголетия культуры, но и в ухудшении качества кормов из-за потери энергетической и питательной ценности и накопления микотоксинов. В современной научной литературе практически не освещаются результаты исследований в этом направлении.

Цель исследований - дать сравнительную оценку экологической пластичности распространенных и новых сортов клевера лугового, пригодных для возделывания в Смоленской области, и обосновать продукционный процесс с точки зрения устойчивости его к болезням.

В связи с этим были поставлены следующие задачи.

1. Определить влияние фотосинтетического потенциала клевера лугового на накопление биомассы.

2. Выявить устойчивость сортов клевера лугового к болезням и неблагоприятным факторам среды и оценить их влияние урожайность сухого и качество корма.

3. Дать оценку сортов клевера по продукционному потенциалу, сбору сырого протеина и кормовых единиц.

4. Провести биоэнергетическую оценку технологии заготовки сенажа в полимерном рукаве с использованием изучаемых сортов.

5. Осуществить экономическую оценку технологии заготовки сенажа в полимерном рукаве с использованием изучаемых сортов.

Научная новизна исследований состоит в том, что впервые в агроклиматических условиях Смоленской области дана сравнительная оценка продуктивности и устойчивости к болезням новых отечественных и белорусских сортов клевера лугового.

Практическая значимость. Полученные данные позволят формировать устойчиво продуктивные агроценозы на основе более приспособленных и устойчивых к болезням сортов клевера лугового.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты сравнительной оценки устойчивости изучаемых сортов к наиболее распространенным в Смоленской области грибным болезням.

2. Математические модели вредоносности бурой пятнистости, антракноза, ржавчины и клеверного рака.

3. Обоснование пригодности для возделывания в Смоленской области таких сортов, как Марс, Тайлен и Новичок.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на:

- международной научной конференции «Проблемы и перспективы развития аграрного производства», Смоленск (2006 г.);

- 55 студенческой научной конференции Смоленского государственного университета, Смоленск (2007 г.);

- международной научно-практической конференции «Исследования молодых ученых - аграрному производству», Смоленск (2007 г.);

- внутривузовской научно-практической конференции молодых ученых «Научные разработки молодых ученых - аграрному производству», Смоленск (2008 г.);

- Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов высших учебных заведений Минсельхоза России в номинации «Агрономия», Москва (2008 г.);

- международной научно-практической конференции, посвященной 70-летиго профессора, заслуженного деятеля науки Российской Федерации Гордеева A.M., «Активизация роли молодых ученых - путь к формированию инновационного потенциала АПК», Смоленск (2009 г.);

- международной научно-практической конференции, посвященной 35-летию ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА», «Научное обеспечение аграрного производства в современных условиях», Смоленск (2010 г.);

- конкурсе «Инновационные проекты молодых изобретателей и рационализаторов» в номинации «Лучший инновационный проект в сфере агропромышленного комплекса», Смоленск (2010 г.);

- международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы животноводства и пути их решения», Смоленск (2010 г.);

- I научно-практической интернет-конференции «Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии», Казань (2010 г.)

- II молодежном инновационном конвенте Центрального федерального округа, Иваново (2010 г.);

- международной научно-практической конференции, посвященной 145-летию РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, «Адаптация сельского хозяйства России к меняющимся погодно-климатическим условиям», Москва (2010 г.);

- конкурсе бизнес-проектов молодых предпринимателей в рамках реализации комплекса функциональных мероприятий «Содействие развитию молодежного предпринимательства» долгосрочной областной целевой программы «Развитие субъектов малого и среднего предпринимательства Смоленской области на 2009-2012 годы», Смоленск (2010 г.);

- Совете проректоров по научно-исследовательской работе вузов Минсельхоза России в рамках перечня тем научно-исследовательских работ, выполняемых вузами, подведомственными Минсельхозу России, за счет средств федерального бюджета по заказу Минсельхоза России в 2010 году, Москва (2010 г.);

- Региональном конкурсе проектов и программ в рамках III Выставки-форума научно-технического творчества молодежи «Интеллектуальный потенциал Смоленщины - 2011», Смоленск (2011 г.).

По материалам работы опубликовано 8 статей, в том числе в рекомендованных ВАК журналах - 1.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 147 страницах компьютерного текста и включает введение, 5 глав, выводы и рекомендации производству, список литературы и приложения. Диссертация включает 25 таблиц, 17 рисунков и 10 приложений. Список литературы содержит 162 источника, в том числе 15 — на иностранных языках.