Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Роль бобовых и злаковых культур в производстве кормового белка и программирование белковой продуктивности агрофитоценозов в Предуральском регионе Нечерноземной зоны России
ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство
Автореферат диссертации по теме "Роль бобовых и злаковых культур в производстве кормового белка и программирование белковой продуктивности агрофитоценозов в Предуральском регионе Нечерноземной зоны России"
^ На правах рукописи
ЧЧ4
ОСОКИН Иван Васильевич
РОЛЬ БОБОВЫХ И ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР В ПРОИЗВОДСТВЕ КОРМОВОГО БЕЖА И ПРОГРАММИРОВАНИЕ БЕЖОВОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ В ПРЕДУРАЛЬСКОМ РЕГИОНЕ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ
06.01.09.— Растениеводство
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
Новосибирск—1998
Работа выполнена в Пермской сельскохозяйствегаюй академии имени академика Д.Н. Прянишникова
Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ. докт<
сельскохозяйственных наук, профессор С.Ф.Тм винский;
доктор сельскохозяйственных наук, професс< М.Е. Черепанову
доктор сельскохозяйственных наук, чле корреспондент АЕН Г.Н.Калюк.
Ведущая организация — Уральский научно — исследовательский инстиг сельского хозяйства
Защита состоится «¿У1998 г. в Й) часов на заседай! диссертационного совета Д 120.32.01 при Новосибирском государственж аграрном университете по адресу: 630039, Новосибирск 39, ул. Добролюбов 160
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского ГАУ
Автореферат разослан " с • :<,. 1998 г.
Ученый секретарь /?_ П
диссертационного совета В.В.Токарев
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Низкая эффективность животноводства в России является следствием того, что оно развивалось недостаточно интенсивно.
Основной путь интенсификации производства продуктов животноводства -создание устойчивой кормовой базы и организация полноценного сбалансированного кормления. Из-за недостатка кормов и несбалансированности их по энергии и протеину потенциальная продуктивность животных используется на 50-60% ( В.Г.Игловиков, Д.В.Якушев, 1991). Поэтому можно согласиться с А.А.Бабичем (1991), что при решении продовольственной проблемы корень зла кроется главным образом и кормах и белке.
В связи с интенсификацией живо тноводства во всем мире все большую остроту приобретает проблема обеспечения потребностей сельскохозяйственных животных в белке. И в нашей стране проблема белка привлекает внимание ученых и специалистов сельского хозяйства. В свое время бывший министр сельского хозяйства СССР В.К. Месяц (1983) призывал значительно активизировать научные исследования по белковой проблеме, вести их по всем направлениям. Эта задача остается актуальной и в настоящее время, о чем говорят решения научной сессии РАСХН в июле 1993 г.
На огромной территории России, с ее разнообразием природных условий, пути решения белковой проблемы должны разрабатываться но природным зонам, на что ориентирует и научно-техническое направление "Белок кормовой". Наша работа направлена на научное решение проблемы белка в Уральском регионе Нечерноземной зоны России, одном из крупнейших промышленных районов, где велика потребность в продуктах животноводства и особенно важно интенсивное ведение этой отрасли.
Работа выполнена в координации с Почвенным институтом имени В.В. Докучаева по научно- техническим заданиям: в 1970 -1975 гг. 03.01 "Разработать научные основы повышения плодородия почв и их рационального использования", в 1976-1980 гг. 03.05.01 "Разработать теоретические основы и практические приемы регулирования круговорота и баланса питательных веществ в условиях интенсивной химизации на основных типах почв СССР ", в 1981-1985 гг. 02.02. 01 " Обосновать рациональный круговоро т и баланс питательных веществ в интенсивном земледелии с учетом динамики почвенного плодородия и эффективного использования удобрений". В тематическом плане научных исследований Пермского СХИ номер государственной регистрации темы 77029404.
Цель и задачи исследования. Цель исследования - изучить возможность управления величиной урожая и его белковой питательностью путем регулирования обеспеченности агрофитоценозов азотом и на зтой основе разработать методику программирования производства кормовог о растительного белка .
Задачами исследования предусматривалось:
1. Определение возможности повышения урожайности бобовых культур (клевера и гороха) и сбора белка в их урожае за счет внесения умеренных доз минерального азота или полного обеспечения их азотом удобрений .
2. Сравнение бобовых культур с аналогичными по продолжительности жизни и использованию злаковыми по урожайности, сбору белка и энергетической эффективности при удобрении минеральным азотом.
3. Определение величины фиксации атмосферного азота бобовыми культурами и влияния их на баланс азота в почве при разных уровнях обеспечения минеральным азотом.
4. Определение энергетической и белковой продуктивности и энергетической эффективности севооборотов с различными агрофитоценозами при различных способах расчета возмещения выноса азота урожаями и различных уровнях его возмещения азотными удобрениями.
5. Изучение устойчивости урожаев различных полевых культур, энергетической н белковой продуктивности севооборотов в климатических условиях центрального Пре-дуралья.
6. Определение параметров и разработка методики программирования белковой продуктивности севооборотных агрофитоценозов.
Научная новизна. В условиях Предуральского региона Нечерноземной зоны России впервые изучена сравнительная продуктивность и дана энергетическая оценка возделывания бобовых (горох, клевер) и злаковых (ячмень, тимофеевка, ежа) культур без применения азотных удобрений и с использованием умеренных и высоких доз азотных удобрений. Дана количественная оценка усвоения атмосферного азота бобовыми культурами, показано влияние азотных удобрений и плодородия почвы на усвоение атмосферного азота и баланс азота в почве.
В стационарном опыте с агрофитоценозами севооборотов экспериментально проверена методика расчета потребности в азоте, предложенная В.Н. Прокошевым и Н.А Корляковым (1971,1975), и в развитие ее разработана методика программирования белковой продуктивности агрофитоценозов. В опытах с различными агрофитоценозами определены нормативы, необходимые для программирования белковой продуктивности.
Впервые в климатических условиях центрального Предуралья экспериментально изучена устойчивость урожаев, энергетической и белковой продуктивности севооборотных агрофитоценозов.
Защищаемые положения. 1. Влияние азотных удобрений на усвоение атмосферного азота бобовыми культурами и баланс азота в почве. 2. Оптимальные и предельные дозы внесения азотных удобрений под бобовые и злаковые культуры. 3. Равнозначность источников азота (биологического, органического и минерального) для производства растительного белка. 4. Энергосберегающая роль биологического азота бобовых культур в повышении продуктивности агрофитоценозов. 5. Нормативы выносе азота урожаями, расхода его на формирование урожая в расчете на 1000 кормо-протеиновых единиц суммарной продуктивности агрофитоценозов и нормативы продуктивности фиксации атмосферного азота горохом и клевером, используемые при программировании производства растительного белка. 6.Уровни устойчивости урожаеЕ зерновых культур и трав, сборов белка и энергетической продуктивности агрофитоценозов в условиях центрального Предуралья и влияние на них оптимальных доз азотных удобрений.
Практическая значимость в реализация результатов исследований. Устанонле на необходимость дифференцированного подхода к применению азотных удобрение на бобовых культурах. На дерново-подзолистых почвах с содержанием легкогидроли-зуемого азота меньше 80 мг / кг для повышения урожайности зерна гороха и сборг белка возможно внесение небольшой дозы азота 30 кг/га. На почвах более богатых
азотом внесение азотных удобрений под горох нецелесообразно. Подкормка клевера в одновидовом посеве или в смеси с тимофеевкой азотными удобрениями нецелесообразна. Однако под покровную культуру возможно внесение 30 кг/га д.в азотных удобрений без больших отрицательных последствий для клевера.
Ячмень эффективнее гороха использует азотные удобрения для формирования урожая и увеличения содержания белка в урожае .В итоге при внесении 90 кг/га минерального азота сбор сырого белка в урожае ячменя на дерново-подзолистой почве увеличился в 2,5 раза, а на дерново-глееватой почве в 1,5 раза по сравнению с фосфорно-калийным фоном и приблизился к сбору белка в урожае гороха, неудобрявшегося азотом.
Многолетние ( 1970-1983 гг.) наблюдения за клевером в разных опытах показали, что несмотря на наблюдающиеся в отдельные годы изреживания и даже гибель клевера под покровом или при перезимовке, в условиях Предуралья его средняя урожайность за ряд лет не опускалась ниже 3,0 т/га сухого вещества, а сбор сырого белка ниже 560 кг/га В годы с нормальными метеорологическими условиями без применения азотных удобрений клевер обеспечивает урожайность 4,5-5,5 т/га сухого вещества и сбор сырого белка 800-900 кг/га . Поэтому выращивание клевера в Предуралье является важным элементом интенсивного энергосберегающего растениеводства.
Однако для повышения интенсивности кормопроизводства в дополнение к клеверу целесообразно возделывать злаковые травы( тимофеевку, ежу сборную, кострец безостый), которые эффективно могут использовать высокие до 360 кг/га дозы минерального азота. При внесении 360 кг/га азота ежа сборная обеспечила среднюю урожайность 8,7 т/га сухого вещества ( в 1,6 раза больше клевера) и сбор сырого белка 1586 кг/га (в 1,8 раза больше клевера).
Включение в агрофитоценозы севооборотов бобовых культур позволяет экономить дорогостоящие и энергоемкие азотные удобрения при производстве растительного белка. Наличие в полевых севооборотах клевера или гороха с викой на 28% площади позволило экономить соответственно 53 и 20 % азотных удобрений для достижения одинаковой белковой продуктивности с севооборотами без бобовых культур.
Нами установлено, что средняя концентрация переваримого белка в расчете на кормовую единицу достигает уровня близкого к нормативному только в агрофитоненозах полевых севооборотов включающих бобовые культуры .В агрофитоценозах севооборотов без бобовых, насыщенных зерновыми, даже высокие дозы азотных удобрений не поднимают концентрацию переваримого белка в продукции до нормативного уровня.
Результаты исследований позволяют рекомендовать хозяйствам Предуралья подбор культур для высокопродуктивных севооборотных агрофитоценозов, предельное возмещение выноса азота плановыми урожаями за счет азотных удобрений, методику программирования белковой продуктивности агрофитоценозов и нормативы, используемые в этой методике.
Результаты данной работы вошли в " Рекомендации по агротехнике полевых культур в колхозах и совхозах Пермской области" (Пермь, 1975), в " Рекомендации по внедрению достижений науки и передовой практики в совхозах и шлхозах Пермской области на 1976-1977 годы" (Пермь, 1976), в аналогичные рекомендации на 1978-1980 гг.(Пермь, 1978), в "Научные основы системы земледелия
Пермской области на 1981-1985 гг." (Пермь, 1982), в рекомендации " Технология выращивания многолетних и однолетних трав в Пермской области на основе программирования урожая и их белковая и энергетическая продуктивность" (Пермь, 1993).
Результаты исследований используются при изучении курсов "Растениеводство" и "Кормопроизводство" в Пермской и Ижевской сельхозакадемиях . В Пермской сельхозакадемии автор работы читает спецкурс " Анализ и программирование производства кормового растительного белка в животноводческих хозяйствах" объемом 10 часов для студентов агрономического факультета. Издана лекция " Проблема кормового белка и пути увеличения производства растительного белка в Уральском Нечерноземье" (Пермь, 1990) для студентов агрономического, зоотехнического факультетов и слушателей факультетов повышения квалификации.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всесоюзном научно-производственном совещании по технологии возделывания зернобобовых культур (г. Орел, 1973), на научно-производственной конференции по эффективному использованию минеральных удобрений(г. Киров, 1975), на Всесоюзном совещании по круговороту и балансу азота в системе почва-удобрение-растение-водг (г. Пущино, 1977г.), на заседании Координационного совета по решению задания 03.05 "Осуществить дальнейшую разработку теории повышения плодородия и рационального использования почв, прогнозирования изменений почвенного плодородия и методов управления им (г. Москва, 1978), па расширенно? сессии отделения ВАСХНИЛ по НЧЗ РСФСР " Достижения науки и передовогс опыта на дальнейшую интенсификацию кормопроизводства и рациональное кормление крупного рогатого скота в НЧЗ РСФСР " (г. Свердловск, 1978), ш научно-методическом совещании по кормопроизводству (г. Новгород, 1980), ш научно-производственной конференции по программированию урожаев сель скохозяйственных культур (г. Казань, 1981), на Всесоюзной научной конферен ции " Проблемы развития науки на Урале до 1990 - 2000 гг. в свете решенш XXVI съезда КПСС (г. Свердловск, 1981), на XXII научно-производственно! конференции профессорско-преподавательского состава Ижевского СХИ (г Ижевск, 1984), на XXIX научной конференции Свердловского СХИ (г. Сверд ловск, 1986), на координационном совещании по заданию 02.02.01 " Обоснован рациональный круговорот и баланс питательных веществ в интенсивном земле делии с учетом динамики почвенного плодородия и эффективного использова ния удобрений (г. Пущино, 1986), на Всесоюзном семинаре " Пути повышени: производства растительного кормового белка " (г. Москва, ВДНХ, 1987), на 4-о( научной конференции почвоведов, агрохимиков и земледелов Волго-Вятскоп экономического района "Генезис пахотных почв Нечерноземья и регулирование их плодородия путем химизации, мелиорации и агротехнических приемов" (г Горький, 1987), на 3-ей научно-производственной конференции "Итоги научны исследований и внедрения метода программирования урожайности" (г. Москва
1987), на научно-производственной конференции по развитию кормопроизвод ства в Пермской области (г. Пермь, 1988), на региональной научно-техническо] конференции " Плодородие почвы в интенсивном земледелии " (г. Boлгoгpa^
1988), на совещании-семинаре заведующих кафедрами растениеводства и земле делия сельскохозяйственных вузов СССР (г. Симферополь, 1991), на научно производственной конференции "Рациональное использование земельных ре
сурсов России" (г.Киров, 1993), на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Пермского СХИ (г. Пермь, 1973, 1975, 1977, 1979, 1980,1982,1983,1991, 1996).
Публикации. По результатам исследований в издательстве "Наука", Пермском и Татарском книжных издательствах, в изданиях Пермского СХИ и некоторых других вузов , а также в различных других изданиях опубликовано 37 работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 661 стр., включая 425 стр. текста, содержит 165 таблиц, И рисунков и 150 приложений. Состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы, включающего 761 наименование, в том числе 24 на иностранных языках.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. История и состояние проблемы кормовой» белка. Показаны значение белка в кормлении животных и потребность их в кормовом белке. Установлено, что в расчетах за нормативный уровень содержания переваримого белка в кормах следует считать 1 Юг на 1 кормовую единицу.
Проанализирована в историческом плане фактическая обеспеченность кормов белком в СССР, в России и ее экономических районах. Показаны пути решения проблемы кормового белка. Пути повышения концентрации белка в растительных кормах рассматриваются прежде всего с точки зрения обеспеченности растений азотом и возможностей разных растений трансформировать азот в белок. Поэтому рассмотрена роль биологического азота бобовых культур в производстве растительного белка, отношение бобовых к минеральному азоту, влияние минерального азота на белковую продуктивность злаковых и других небобовых культур, а также различных агрофитоценозов.
2. Условия, объекты и методы проведения исследований. Главная особенность климата Предуральского региона Урала по сравнению с другими районами Нечерноземной зоны России- его континенталыюсть, обусловленная расположением Урала в глубине материка. О большей континепталыгости климата говорит, в частости, вероятность засух и суховеев. В Предуралье она составляет 24-24,9%. Преобладающая часта пашни Предуралья относится к лесолуговой зоне, в которой проводились и все наши опыты. В этой зоне продолжительность периода активной вегетации (с температурой 10° и выше) 114-120 дней, беззаморозкового периода 90-110 дней, сумма активных температур в пределах 1600-1800°. Осадков выпадает 400-600 мм в год. Высота снежного покрова колеблется от 50 до 80 см. Держится снежный покров 150-170 дней (Агроклиматические ресурсы Пермской области, 1979).
В почвенном покрове пашни Предуралья преобладают дерново-подзолистые почвы и только 8-14% занимают дерново-карбонатные, 10-14% -светло-серые и серые лесные почвы. По механическому составу почвы суглинистые или глинистые.
Опыты проводили на опытном поле Пермского сельхозинститута в учхозе "Липовая гора" и совхозе "Ленинский" Верещагинского района Пермской области в 1970-1984 гг. В 1970-1979 гг. объектами исследований были клевер, ти-
мофеевка, ежа, горох, ячмень и звенья из этих культур и следующей за ними пшеницы. Опыты с этими культурами проведены в два maria. На первом этапе в 1970-1975 гг. изучали влияние умеренных доз азотных удобрений на бобовые и злаковые культуры. В опытах участвовала аспирантка А.Р.Кутакова. На этом этапе было проведено четыре полевых опыта. Схемы опытов видны в таблицах 1,3,5. Опыты кроме закладок 1970 года были трехфакторными: фактор А-фон РК, фактор В-культура, фактор С-доза азота. Факторы располагались на расщепленных делянках. В закладках 1970 г. фоны РК размещались без повторений, а на них размещались двухфакторные опыты с теми же факторами В и С.
На втором этапе в 1975-1979 гг. изучали влияние высоких доз азотных удобрений на бобовые и злаковые культуры. В исследованиях участвовал аспирант А.И.Сухорада. На этом этапе проведено два полевых, один вегетационно-полевой и один вегетационный опыт. Опыты двухфакторные: фактор А-кулътура, фактор В-доза азота. Расположение факторов в полевых опытах на расщепленных делянках. Схемы опытов видны в таблицах 7,9.
Расчет доз внесения удобрений проводили на получение урожайности трав 8 т/га воздушно-сухого вещества. Дозы NPK устанавливали по выносу их урожаем клевера и гороха, имеющими более высокий вынос но сравнению со злаковыми культурами. Причем в закладках 1975 и 1976 гг. при расчете доз РК учитывали поступление их из почвы, а в закладках 1977 и 1978 гг. минеральными удобрениями покрывали весь вынос. По годам дозы на клевере и еже были следующими: 1975г. Рз5о К]2б, 1976г. Р240 Km, 1977г. Р«о К340. На горохе и ячмене дозы РК: 1976г. Рпо Кеб, 1977-1978 гг. Рзоо Кш. Поступление азота из почвы учитывали только в закладке 1975г. Варианты с дозами азота в этом году покрывали вынос на 50-200%, что составляло от 110 до 440 кг/га. В закладках других лет варианты покрывали вынос на 25-150%. Дозы азота в этих закладках на многолетних травах составили от 120 до 720 кг/га, на однолетних от 100 до 600 кг/га.
В 1976-1984 гг. объектами исследований были агрофитоценозы различных полевых и кормового севооборотов, отличавшиеся не только составом культур, не и уровнем насыщенности азотными удобрениями. Мы закладывали севообороты с развертыванием в пространстве всеми полями и в четырехкратной повторно-сти. Большинство севооборотов заложены в 1976г., а освоены в 1977 году. Один севооборот заложен в 1979г., освоен в 1980 году. Всего проведено четыре нолевых опыта с агрофитоценозами севооборотов.
Опыт 7- " Продуктивность агрофитоценозов семипольных севооборотов различных видов при одинаковой насыщенности азотом". Опыт проведен в течение полной ротации севооборотов с 1977 по 1983 год. Плановая продуктивность севооборотов 3500 к. ед./га. Насыщенность азотом для получения концентрации переваримого белка 1 Юг в 1 к. ед. составила 130 кг/га. В севооборотах эта пасы шеиность обеспечивалась биологическим, органическим (азот навоза) и мине ральньш азотом. С навозом во все севообороты вносили 150 кг/га азота в пар; или в среднем 21 кг на 1га пашни.
Схемы севооборотов и средняя насыщенность минеральными удобрениям! следующие:
•зернотравянопаровой севооборот А 1. нар., 2. рожь, 3. пшеница с подсевок клевера лугового, 4. клевер 1 г.п., 5. клевер 2 г.п., 6. ячмень, 7. овес, Nsi Poi К9);
•зернотравянопаровой севооборот Б 1. пар, 2. рожь, 3. пшеница с подсевом ежи сборной, 4. ежа ] г.п., 5. ежа 2 т.п., 6. ячмень, 7. овес, Nh» Р л К/,i; •зернопаровой севооборот H 1. пар, 2. рожь, 3. пшеница, 4. горох на зеленую
массу, 5. ячмень, 6. вика на зерно, 7. овес, Nei Р91 К91; •зернопаронроианшой севооборот Г 1. пар, 2. рожь, 3. пшеница, 4. ячмень, 5.
подсолнечник, 6. ячмень, 7. овес, N109 Р91 К91. Опыт 8 - "Продуктивность агрофитоценозов в зернопаропроиашном севообороте при разной насыщенности минеральным азотом". Севооборот заложен в 1976г. В 1979-1982 гг. в проведении опыта участвовал аспирант И.Ш.Фатыхов. В этот Период в схему удобрения севооборота внесены некоторые изменения, поэтому результаты опытов приведены только за эти последние годы ротации. Продуктивность севооборота запланирована на получение 4000 к. ед./га. Варианты насыщенности севооборота минеральным азотом возмещали вынос плановыми урожаями на 75,150 и 200% . Схема севооборота аналог ична севообороту Г в опыте 7. В пару севооборота вносили по 42т/га навоза. Средняя насыщенность фосфором и калием минеральных удобрений- по 91 кг/га, азотом минеральных удобрсний-66,131 и 176 кг/га соответственно вариантам возмещения планового выноса.
Опыт 9 - "Продуктивность агрофитоценозов в зернотравяном севообороте при разной насыщенности минеральным азотом". Схема севооборота : 1. горох на зеленую массу, 2. рожь, 3. пшеница, 4. ячмень, 5. овес. Севооборот освоен в 1980г. До 1982г. в проведении исследований принимал участие аспирант И.Ш.Фатыхов. Плановая продуктивность севооборота 4000 к. ед./га. Изучалось четыре уровня возмещения планового выноса азота минеральными удобрениями 37,5; 75; 112,5 и 150% . После уборки гороха вносили навоз 30т/га. Средняя насыщенность фосфором и калием - тоже но 91 кг/га, азотом 39, 78, 117 и 156 кг/га соответственно уровням возмещения выноса.
Опыт 10 - "Продуктивность агрофитоценозов в кормовом травянонропашном севообороте при разных уровнях удобрения". Этот опыт также был заложен в 1976г. В 1978-1980 гг. я проведении опыта участвовала аспирантка Н.Д.Пономарева. В 1978 г. в схему опыта были внесены изменения, поэтому мы приводим результаты опыта только за эти годы. Плановая продуктивность севооборота 6000 к. ед./га. В севообороте три уровня удобрения: иа первом уровне азотные удобрения вносили только в выводные ноля на возмещение 80 % выноса, иа втором уровне минеральный азот возмещал 100 % планового выноса урожаями культур за исключением выноса клевером, на третьем уровне -150 %. Схема севооборота: 1. подсолнечник на зеленую массу, 2. рожь на зеленую массу, поукосно картофель, 3. вико-овсяная смесь с подсевом клевера, 4-5. клевер, 6. свекла кормовая, 7. кукуруза, 8. выводное поле костреца безостого, 9. ныводное ноле ежи сборной. Навоз вносили под подсолнечник и кукурузу по 60 т/га. Средняя насыщенность навозом по всему севообороту 13 т/га, по севообороту без выводных полей 17т/га (выводные ноля в годы исследований в чередование не вводили). Насыщенность минеральными элементами равнялась па 3 уровне N20 Рзо Кзо, на 2 уровне Nw Pss К122, на 3 уровне Nns Рш Кда.
В опытах применяли сорта, районированные в соответствующие годы в Пермской области. Приемы аг ротехники соответствовали системе земледелия в Пермской области.
Опыты закладывали на различных почвенных разностях, распространенных i Предуралье. Большая часть опытов была заложена на дерново-мелкоподзолистых и дерново-слабоподзолистых тяжело- и срсднссуглинистью почвах средней и хорошей окультурепности. Только опыт с умеренными дозами азота на горохе и ячмене, выращиваемыми на зеленую массу, располагался на дерново-грунтово-глесватой почве повышенного плодородия с содержанием гумуса от 3 до 7,7 % и легкогидролизуемого азота 86-114 мг/кг. А нолевые опыты S и 10 располагались на дерново-бурой почве. Эти почвы выделяются пермскими почвоведами (Н.Я. Коротаев, 1962), в общероссийской классификации их нет. Пермские почвоведы относят их к дерново-карбонатному типу. Дерново-бурые почвы по агрохимическим показателям пахотного слоя мало отличаются от дер-новослабо- и мелкопдзолистых почв, но имеют более благ оприятные физически« свойства. Перед закладкой опытов почвы произвесткованы.
Метеорологические условия в годы проведения опытов сильно отклонялись от средних многолетних значений. Такие колебания температуры и осадкол свойственны климату Прсдуральского района. При среднсмноголетнем гидро-термичсском коэффициенте (ГТК) в районе г. Перми за май-сентябрь 1,4 за li лет опытов он колебался от 0,5 до 2,4. ГТК менее 1,0 характеризует засушливые условия, менее 0,7 -очень засушливые (Л.Н. Лосев, 1988). Экстремальным для Прсдуралья очень засушливым был 1981 г. с ГТК 0,5. В этом столетии он был пока единственным. В годы опытов с ГТК 0,9 и 1,0 было еще два года 1974 и 1975. Два года было очень влажных с ГТК 2,3 и 2,4 - ло 1978 и 1984 п . Пять лет (1971, 1973, 1976, 1980, 1983) были влажными с ГТК 1,6-1,8. Остальные годы были по увлажнению близкими к среднемноголетнему уровню с ГТК 1,2-1,5. Но некоторые из нормальных и влажных по характеристике всего вегетационного периода годов в отдельные месяцы, особенно в мае и июне, были засушливыми. Например, в 1973 г. средний за вегетацию ГТК равен 1,6 , но в мае он был равен 0,2 , в июне 1,0 , то есть вполне можно отнести такой год к засушливым.
Все нолевые опыты, а также вегстационно-полевой и вегетационный опыт закладывали в четырехкратной повторности. Опыты 7 и 9 с севооборотными аг-рофитоценозами заложены методом латинского квадрата. Площадь делянок в полевых опытах составляла по опытам: общая 43-180 м-, учетная 20-100 м2. Всге-тационно-нолевой опыт закладывали в сосудах без дна высотой 0,25 м, квадратного сечения со стороной 0,5 м. Стенки сосудов представляли собой полиэтиленовую пленку. Сосуды располагались вплотную друг к другу в двух траншеях. Набивали их просеянной землей, вынутой из траншей.
Вегетационный опыт закладывали в металлических эмалированных сосудах Мигчерлиха, вмещавших 5 кг сухой почвы.
Наблюдения, учеты и анализы растений и ночв в опытах проводили но общепринятым методикам, изложенным Л.В. Петербургским (1968), в Методике полевых опытов с кормовыми культурами (ВНИИК, 1971), в Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971).
Содержание сырого белка рассчитывали умножением содержания общего азота па коэффициент 6,25 в соответствии с ГОСТ 13496.4-84. Содержание кормовых единиц рассчитывали пользуясь коэффициентами жироотложения О. Кельнера поданным биохимического состава урожая (А.П. Дмитроченко и др., 1972). По биохимическому составу урожая рассчитывали и содержание валовой энергии, пользуясь формулой, рекомендованной В.М. Крыловым и др. (1987). Выход
условных кормонротеиновых единиц (к.-п. ед.) рассчитывали по формуле, предложенной Н.П. Александровым и А.И. Ткгпошшковым (Справочник по кормопроизводству, 1982).
Усвоение атмосферного азота горохом и клевером определяли методом сравнения количества азота в целых растениях бобовой и злаковой культуры за вычетом азота семян (Е.П. Трепачев и др., 1970). При энергетической оценке культур и севооборотов использовали рекомендации волгоградских ученых (Энергетическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур, 1985) и Отделения но Нечерноземной зоне РЛСХН (Энергетическая оценка технологий в земледелии, 1994). Статистическую обработку результатов исследований проводили по алгоритмам в изложении Б.А. Доспехова (1968, 1985) на ЭВМ и вручную с использованием микрокалькуляторов.
3. Белковая продуктивность бобовых (горох, клевер) и злаковых (ячмень, тимофеевка) культур при умеренных дозах минерального азота
3.1 Горох и ячмень на зерно. Повышенная доза фосфора 120 кг/га не привела к повышению урожайности и белковой продуктивности гороха и ячменя по сравнению с дозой 60 кг/га (табл. 1). Самая высокая урожайность гороха в среднем за три года получена при внесении 60 кг/га минерального азота. Однако высокая прибавка урожая от дозы азота 60 кг/га по сравнению с дозой 30 кг/га получена была только в 1970 г., когда наблюдался дефицит влаги в июне-июле, то есть а период активной азотофиксашш гороха. В 1971 и 1972 годах преимущество дозы 60 кг/га было не существенным. Поэтому оптимальной дозой минерального азота на горохе надо признан, 30 кг/га, а предельной 60 кг/га.
1. Урожайность и сбор сырого белка в урожае гороха и ячменя при разных до-
зах азотных удобрений. Средние за 1970-1972 гг.
Дозы азо- Урожайность зерна, Содержание белка в Сбор белка в урожае
та, кг/1 а т/га зерне, % зерна и соломы, кг/га
горох ячмень горох ячмень горох ячмень
Фон РьоКбо
0 1,44 1,26 17,5 8,0 338 126
30 1,66 1,74 17,5 9,6 411 211
60 1,74 2.01 17,3 10,8 425 275
90 1,62 2,14 18,2 ил 438 320
Средние но фону 1,62 1,79 17,6 9,9 403 232
Фон Рт Кб»
0 1,50 1,19 17,9 8,0 354 116
30 1,58 1,65 17,8 8,6 372 177
60 1,66 1,98 18,2 10,1 420 259
90 1,59 2,16 18,2 11,8 402 348
Средние по фону 1,58 1,74 18,0 9,6 387 224
НСРо.5 частных различий по урожайности: фонов РК 0,62; культур 0,62; азота 0,08
Самая высокая урожайность ячменя получена при внесении азотных удобрений 90 кг/га д.в. Однако эта доза гоже не во все годы имела преимущество перед дозой азота 60 кг/га.
Азотные удобрения в стартовых дозах не повлияли на содержание белка в зерне гороха. Содержание белка в зерне ячменя повышалось по мере увеличения доз азота.
Сбор сырого белка в урожае подтверждает, что на горохе оптимальной была доза азота 30 кг/га на фоне РеюКбо, которая обеспечила прибавку 73 кг/га. Дальнейшее увеличение доз азота незначительно повышало сбор белка.
В урожае ячменя при внесении 90 кг/га азота сбор белка приблизился к сбору в урожае гороха без внесения азотных удобрений. В этом опыте мы не выявили предельную дозу внесения азотных удобрений на ячмене по сбору белка.
Азотные удобрения снижали показатели усвоения атмосферного азота горохом и увеличивали дефицит баланса азота в почве но мере увеличения их доз (табл. 2). Дефицит баланса азота в почве иод горохом при внесении азотных удобрений имеет почти тог же уровень, что и дефицит баланса азота нод ячменем.
Продуктивность фиксации атмосферного азота горохом на фосфорно-калийном фоне в среднем равна 24 кг азота на 1 т зерна или 15 кг на 1 т сухого вещества суммарного урожая зерна и соломы. При внесении 30 кг/га минерального азота продуктивность азотфиксации снизилась соответственно до 19 и И) кг/т.
На контрольных вариантах коэффициент энергетической эффективное™ (Кээ) возделывания гороха и ячменя был одинаков 3,5. При внесении на фоне РбоКг.о под горох N30, а под ячмень N60 он повысился соответственно до 3,6 и 3,8. Внесение под ячмень N90 привело к снижению Кээ до 3,4. Поэтому оптимальной дозой азота па ячмене надо считать 60 кг/га. Затраты антропогенной энергии на производство 1кг белка гороха в варианте ТЧзоРьоКбо составили 39 МДж, а белка ячменя в варианте КооР«)Кг,о- 66 МДж.
2. Усвоение атмосферного азота горохом и условный баланс азота в почве под г орохом и ячменем при разных дозах азо тных удобрений на фоне РвоКво. __1970-1972 гг. _
Дозы азота, кг/га Величина азотфик-сации, кг/га Коэфф. азотфик-сации, % Продуктивность азотфиксации, кг Баланс азота, кг/га
на 1т зерна на 1т с.в. зерна и соломы иод горохом иод ячменем
0 37 50 24 15 -5 -15
30 33 37 19 10 -21 -28
60 22 24 12 7 -33 -40
90 15 15 8 5 -43 -46
В 1972 и 1973 гг. учитывалась урожайность пшеницы, следовавшей после гороха и ячменя. В последействии на пшенице существенных прибавок урожая от доз азотных удобрений не получено. Не влияли азотные удобрения, внесенные под предшественники и на содержание сырого белка в урожае пшеницы. Но и
урожайность, и содержание белка » пшенице было значительно выше после гороха, чем после ячменя.
В звене "горох-пшеница" при внесении под горох NsoPr.oKéo за два года получено 494 кг переваримого белка и 4510 кормо-протеиновых единиц (к.-п. ед.) с 1га. В звепс "ячмень-шиеиица" при внесении NsûPwjÏUî, получено 284 кг перена-римого белка и 2560 к.-п. ед. с 1 га.
3.2. Горох и ячмень на зеленую массу. На дерново-грунтово-глееватой почве горох и ячмень убирали на корм в фазу молочно-восковой спелости зерна ячменя и полного налива семян в нижних бобах гороха. Эти почвы отличаются от дерново-подзолистых не только более высоким содержанием гумуса и легкогид-ролизуемого азота, но и лучшей обеспеченностью влагой. В этих условиях даже в контрольных вариантах без азота ячмень дал более высокую урожайность чем горох (в среднем за 1972-1974 гг. на фоне РвоКм соответственно 5,43 и 4,13 т/га сухого вещества). Горох слабо реагировал на внесение азотных удобрений. Высокая прибавка урожая от 90 кг/га азота была получена только в 1973 году. На ячмене оптимальной была доза азота 60 кг/га. При увеличении дозы фосфора до 120 кг/га урожайность обеих культур не повышалась.
Содержание сырого белка в урожае гороха и ячменя изменялось от доз азота гак же как в опыте 1. По сбору сырого белка с 1 га ячмень при внесении N90 (680 кг/га на фоне РвоКло) приближался к гороху без внесения азота (709 кг/га).
Азотные удобрения отрицательно влияли на фиксацию атмосферного азота горохом и в этом опыте. Продуктивность азотфиксации без внесения азотных удобрений равнялась 18 кг/т с.в.
3.3. Клевер и тимофеевка при внесении азотных удобрений под покровную культуру. Урожайность покровной культуры-пшенипы повышалась при внесении азотных удобрений (табл. 3).
3. Урожайность культур и сбор сырого белка при разных дозах азота под ио-
кровную культу ->у
Дозы Средняя уро- Урожайность за два года Сбор сырого белка в урожае,
азота. жайн. пшени- польз., т/га с.в. Средняя за кг/га.
кт/га цы, т/га зерна 1971 -1975 гг.
1970-1973 тт. клевера тимофеевки пшешшы клевера тимо(}>еевки
Фон РбоКм ..„.•,
0 1,82 6,43 2,79 274 ИЗО 151
30 2,46 5,83 3,22 394 1034 173
60 2,51 5,93 3,52 436 1073 201
90 2,50 5,65 3,46 480 1023 216
Фон РцоКйо
0 1,96 6,99 3,15 284 1203 182
30 2,39 6,12 3,43 384 1108 194
60 2,68 5,82 3,57 480 1022 208
90 2,61 5,76 3,65 528 995 213
НСРо5 част. разл. по урожайности: РК 0,20 5,61
азота 0,31 0,57
Прибавки урожая от доз азота 60 и 90 кг/га были несущественными по отношению к дозе 30 кг/га. Но наибольший сбор белка в урожае пшеницы был получен при внесении 90 кг/га азота. Покровная культура при внесении азотных удобрений сильно угнетала клевер на первом году жизни, что отразилось на его урожайности за два года пользования. Б вариантах с азотными удобрениями она была существенно ниже урожайности в вариантах без азота. Снижение урожайности клевера было почти одинаковым при всех дозах азота. Поскольку суммарный сбор белка в урожае пшеницы и клевера при внесении азотных удобрений не снизился, можно считать целесообразным внесение под покровную пшеницу 30 кг/га азота.
Внесение азотных удобрений под покровную культуру положительно влияло на урожайность тимофеевки и сбор белка в ее урожае.
4. Усвоение атмосферного азота клевером при внесении азотных удобрений
под покровную культуру на фоне РбоК<ю. Среднее по закладкам _1970,1972 и 1973 гг._
Дозы За пер- За два года жизни За три года жизни
азота, вый год усвоено, продукт. усвоено, продукт. коэффиц.
кг/га жизни, кг/га азотфикс., кг/га азотфикс.; азотфикс,,
кг/га кг/т кг/т %
0 53 196 42 250 36 81
30 44 168 42 256 40 79
60 29 158 41 240 36 75
90 18 149 44 222 34 70
Азотные удобрения, внесенные под покровную культуру, отрицательно повлияли на усвоение атмосферного азота клевером в первые два года жизни (табл.4). К третьему году жизни отрицательное влияние азотных удобрений затухало и в сумме за три года жизни количество усвоенного атмосферного азота в контрольном варианте и при внесении 30 кг/га д.в. азотных удобрений было одинаковым, а при внесении 60 и 90 кг/га д.в. только немного меньше. Следует отметить, что при снижении количества фиксированного азота па единице площади, продуктивность азот-фиксации, то есть количество фиксированного азота на единицу урожая, оставалась почти на одном уровне.
3.4. Клевер и тимофеевка и чистом и смешанном посевах при подкормке азотом.
В этом опыте выпала тимофеевка еще на нервом году жизни в закладке 1971 г., поэтому ее средняя урожайность приведена по двум закладкам, урожайность клевера и клеверо-тимофеечной смеси приведена по трем закладкам (табл.5). Но клевер и в чистом посеве, и в смеси с тимофеевкой в закладке 1973 года выпал после перезимовки на втором году пользования, поэтому средняя урожайность из трех закладок на втором году пользования намного ниже, чем на первом, и не подвергнута математической обработке. По закладкам математическая обработка урожая проводилась на обоих годах пользования и приведена в диссертации.
Урожайность клевера в чистом и смешанном посеве при подкормке азотными удобрениями оставалась на одном уровне. Урожайность тимофеевки возрастала по мере увеличения дозы азотных удобрений и при внесении ежегодно но 90
кг/га д.в. в сумме за два года достигла урожайности клевера. Подкормка фосфором на фоне основного внесения 60 кг/га фосфора не повышала урожайность трав.
5. Урожайность клевера и тимофеевки в чистом и смешанном посевах при
подкормке азотными удобрениями, т/га сухого вещества
Дозы Клевер (средняя Клевер+тимофе-
азота. по закладкам евка (те же за- Тимофеевка (средняя но за-
кг/га в 1971-1973 гг.) кладки) кладкам 1972-1973 гг.)
год сумма за
1 г.п. 2 г.п. 1 г.п. 2 г.п. 1 г.п. 2 г.п. 2 года
Без подкормки фосфором
0 4,73 2,73 4,96 3,11 1,57 1,65 3,22
30 4,67 2,63 5,05 3,22 2,45 3,21 5,66
60 4,70 2,84 5,08 3,29 3,29 3,70 6,99
90 4,69 2,70 4.76 3,20 3,78 3,96 7,74
На фоне подкормки Рво
0 4,76 2,66 5,20 3,13 1,58 1,78 3,36
30 4,88 2,81 5,00 3,38 2,42 2,86 5,28
60 4,78 2,68 5,12 3,32 3,17 3.63 6,80
90 5,00 2,73 5,19 3,29 4,05 4,00 8,05
НСР05 частных различий
дляР 0,48 0,48 1,95
для 0,31 0,31 0,91
Содержание сырого белка в урожае клевера при подкормке азотными удобрениями оставалось на одном уровне (табл. 6).
6. Содержание и сбор сырого белка в урожае клевера и тимофеевки в чистом и _смешанном посеве при подкормке азотными удобрениями_
Дозы Среднее содержание белка в Сбор белка за два года пользо-
азота, кг/га за урожае второго года пользования, % вания, кг/га
два года клевер клевер+ тимоф. тимофеевка клевер клевер+ тимоф. тимофеевка
Без подкормки фосфором
0 16,5 12,3 6,7 1358 1295 201
60 16,0 13,4 7,1 1305 1339 399
120 15,9 13,5 7,5 1323 1343 517
180 15,9 13.6 8,7 _ 1332 1262 681
На фоне подкормки Рбо
0 15,6 12,2 6,9 1297 1283 217
60 15,5 12,5 6,3 1358 1282 346
120 15,8 12,4 6,3 1318 1311 478
180 15,6 14,0 7,0 1402 1328 678
В урожае клеверо-тимофеечной смеси на втором году пользования наблюдалась тенденция к увеличению процента белка при возрастании доз азотных удобрений, поскольку к этому году возрастала доля тимофеевки в урожае. На первом году пользования и в урожае клеверо-тимофеечной смеси содержание белка оставалось при этом на одном уровне.
В урожае тимофеевки при подкормке минеральным азотом содержание белка возрастало. Однако увеличение содержания белка было небольшим и процент белка в урожае тимофеевки оставался примерно в два раза ниже, чем в урожае клевера.
Сбор сырого белка в урожае клевера и клеверо-тимофеечной смеси был примерно одинаковым как по видам агрофитоценоза, так и по дозам азота. В урожае тимофеевки даже при внесении за два года 180 кг/га азота сбор белка был в два раза ниже, чем в урожае клевера.
Подкормка клевера азотными удобрениями отрицательно влияла на усвоение атмосферного азота и на баланс азота в почве. Условный баланс азота в почве под клевером трех лег жизни становился отрицательным при ежегодном внесении в подкормку по 60 и 90 кг/га минерального азота, в то время как в вариантах без подкормки азотом прибыль азота отставляла 70 и 61 кг/га.
Средняя продуктивность азотфиксации клевера по вариантам двух опытов без подкормок, но с внесением под покровную культуру NsoPeoKio равна 40 кг азота на одну тонну сухого вещества урожая.
Выращивание клевера в чистом виде и в смеси с тимофеевкой без подкормки обеспечило одинаковую энергетическую эффективность (Кээ 16,8-16,9 , энергоемкость 1 т сухого вещества урожая 1,1; 1 тысячи к. ед. 1,3 ГДж). Правда по энергоемкости производства белка клевер в чистом виде был эффективнее (6,0МДж на 1 кг белка против 6,8 МДж в клеверо-тимофеечной смеси). Кээ выращивания тимофеевки без подкормки минеральными удобрениями равен 13,9; энергоемкость производства 1 т с.в.- 1,3 ГДж, 1 кг сырого белка 21 МДж. При ежегодной подкормке минеральным азотом 90 кг/га Кээ тимофеевки снизился до 6,2 , энергоемкость производства 1 т с.в. повысилась до 2,9 ГДж, 1 кг белка- до 33,5 МДж. Таким образом выращивание тимофеевки без подкормки азотными удобрениями не выгодно из-за низкой урожайности и очень низкого сбора белка, а выращивание с подкормкой азотом малоэффективно из-за высокой энергоемкости производства единицы урожая и белка.
4. Белковая продуктивность и показатели фотосшпстической деятельности бобовых (горох, клевер) и злаковых (ячмень, ежа) трав при высоких дозах минерального азота
4.1. Клевер луговой и ежа сборная. При подкормке клевера минеральным азотом до 240 кг/га урожайность клевера оставалась почти на одном уровне. При дальнейшем увеличении доз азота урожайность клевера существенно снижалась (табл. 7). Урожайность ежи повышалась пропорционально увеличению доз минерального азота до 480 кг/га. В этом варианте ежа дала урожайность в 1,8 раза выше урожайности клевера без иодкормки азотом.
В вегетационно-полевом опыте, где клевер и ежа удобрялись по той же схеме и проводился полив, урожайность ежи увеличивалась при внесении даже
720 кг/га азота и достиг ла 1380 г/м- (13,8 т/га), что в 2,7 раза выше урожайности клевера.
Дозы минерального азота 360 кг/га и выше способствовали повышению содержания сырого белка в зеленой массе клевера. При внесении 240 кг/га азота ежа выровнялась по содержанию белка с клевером контрольного варианта.
7. Среднегодовая урожайность и содержание сырого белка в урожае клевера и _ ежи при подкормке высокими дозами азота. 1977-1979 гг._
Дозы азота, кг/га Урожайность Средневзвешенное содержание белка, % с.в.
клевера ежи
т/га % к контролю т/га % к контролю клевера клевер ежа
0 5,34 100 1,30 24 16,8 10,3
120 5,19 97 4,40 82 17,0 14,0
240 4,92 92 6,96 130 17.6 16,2
360 4,31 81 8,71 163 18,3 18,3
480 4,09 77 9,40 176 19,2 19,8
720 2,21 41 8,85 166 21,0 20,2
НСР05 частных различий
но культуре 1,46-5,57
но дозам N 0,74-1,12 0,9-0,9 1,4-2.2
При предельной дозе азота 480 кг/га средневзвешенное содержание сырого белка в зеленой массе ежи достигло 19,8 % сухого вещества, что на 3 % выше содержания белка в клевере без подкормки.
За годы проведения двух закладок опыта клевер накопил максимальное количество сырого белка в год 886 кг/га, или переваримого белка 620 кг/га в контрольном варианте без подкормки азотом. Ежа при подкормке предельной дозой азота накопила в урожае 1855 кг/га сырого белка, или 1206 кг/га переваримого, что в два раза больше сбора белка в урожае клевера (табл. 8).
8. Среднегодовой сбор белка в урожае клевера и ежи при подкормке высокими
дозами азота. 1977-1979 гг.
Дозы азота, кг/га Клевер Ежа
сырой белок, кг/га переваримый сырой белок сырой белок. переваримый сырой белок прибавка перевар, белка на 1кг азота
кг/га %к конт. кг/га кг/га % к конт. клевера
0 886 620 100 135 88 14 -
120 887 621 100 622 404 65 2,6
240 855 598 96 1126 732 118 2,7
360 782 547 88 1586 1031 166 2,6
480 775 542 87 1855 1206 194 2,3
720 443 310 50 1788 1162 187 1,5
НСР05 140-229 168-259
Окупаемость 1 кг минерального азота сбором переваримого белка держалась на одном уровне 2,6-2,7 кг при дозах 120-360 кг/га. При внесении 480 кг/га азота окупаемость его понизилась. Поэтому оптимальной дозой подкормки травостоев ежи азотом следует считать 360 кг/га.
Этот вывод подтверждает и расчет энергетической эффективности выращивания ежи. При внесении 360 кг/га азота энергоемкость производства 1кг сырого белка была самой низкой 32 МДж. Но даже в этом варианте энергоемкость производства сырого белка в урожае ежи была в два раза выше энергоемкости белка в урожае клевера.
По энергоемкости производства 1 т сухого вещества и Кээ на еже более эффективны дозы азота 120-240 кг/га. Следует отметить, что выращивание ежи даже при подкормке азотом 480 кг/га более эффективно, чем выращивание без азотных удобрений (Кээ соответственно 2,8 и 2,4). Кээ выращивания клевера в контрольном варианте равен 7.
Фотосинтетический потенциал клевера при внесении 120 и 240 кг/га азота оставался на одном уровне с контрольным вариантом, а чистая продуктивность фотосинтеза снижалась. Это является косвенным свидетельством того, что интенсивность фотосинтеза клевера при питании минеральным азотом не сохранялась на том же уровне, как при симбиотрофном питании. Расчет по данным ве-гетационно-полевого опыта показал, что при подкормке 120 и 240 кг/га минерального азота азотфиксация была минимальной (коэффициент азотфиксации 10-15% при 91 % в контроле).
4.2. Горох и ячмень на зеленую масс>ч Внесение высоких доз азотных удобрений не повышало урожайность зеленой массы гороха (табл. 9). Но в отличие от клевера урожайность его и не снижалась даже при внесении 600 кг/га минерального азота. Увеличение содержания сырого белка в урожае гороха произошло при дозе азота 300 кг/га и оставалось на том же уровне при внесении 400 и бООкг/га азота.
9. Урожайность и белковая продуктивность ячменя и гороха при высоких до-
зах азота. 1976-1978 гг.
Дозы азота, кг/га Урожайность, т/га Содержание сырого белка в урожае, % с. в. Сбор сырого белка в урожае, кг/га
горох ячмень горох ячмень горох ячмень
0 4,80 4,34 20,3 8,5 974 415
100 4,92 6,18 21,3 10,0 1046 643
200 4,57 7,01 20,7 11,6 944 821
300 4,54 6,83 22,5 12,4 1019 852
400 4,58 7,04 21,7 14,1 990 998
600 4,65 6,63 22,2 14,5 1025 978
НСР05
для культ. 0,56-3,2 — — — —
для азота 0,63-0,65 1,6 1,2 101 119
В контрольном варианте не было существенной разницы в урожайности зеленой массы гороха и ячменя. Урожайность ячменя повышалась при внесении 100
и 200 кг/га азота, но при дальнейшем увеличении дозы азота оставалась практически на одном уровне. При внесении 200 кг/га азота с 1 га ячменя получено примерно в 1,5 раза больше сухого вещества чем с 1 га гороха в контрольном варианте. Содержание сырого белка в урожае ячменя увеличивалось до дозы азота 400 кг/га и достигло 14,1 % сухого вещества, то есть 70 % уровня содержания белка в урожае гороха контрольного варианта. Это показывает, что злаковая зерновая культура, убираемая в фазу молочно-восковой спелости зерна, не способна увеличивать долю белка в урожае до уровня зернобобовой культуры в отличие от злаковой травы, убираемой в фазу выхода в трубку.
Существенных изменений сбора сырого белка в урожае гороха при внесении азотных удобрений не произошло. Сбор сырого белка в урожае ячменя увеличивался до дозы азота 400 кг/га и достиг в этом варианте уровня сбора белка в урожае гороха (соответственно 998 и 974 кг/га).
Расчеты по данным вегетационного опыта, проведенного в 1976 и 1977 гг. с горохом и ячменем, показали, что азотные удобрения снижали величину усвоения атмосферного азота горохом и приводили к дефициту баланса азота в сосудах при внесении 2,7-4 г минерального азота на сосуд.
При внесении азотных удобрений у гороха снижался фотосинтетический потенциал и несколько увеличивалась чистая продуктивность фотосинтеза в результате чего урожайность и оставалась на одном уровне. У ячменя повышение урожайности при дозе азота 200 кг/га произошло за счет увеличения фотосинтетического потенциала.
Расчет затрат антропогенной энергии на выращивание и уборку зеленой массы показал, что ячмень как и горох эффективнее выращивать без азотных удобрений. Причем эффективность ячменя выше, чем эффективность гороха по Кээ (5,8 и 5,0) и по энергоемкост и производства 1 т сухого вещества (3,1 и 3,7 ГДж соответственно). Но по энергоемкости производства 1кг белка горох намного эффективнее чем ячмень (соответственно 18 и 32 МДж).
Поскольку при внесении 200 кг/га азота урожайность ячменя возросла в 1,6 раза, а сбор сырого белка почти в 2 раза эту дозу можно считать допустимой при выращивании ячменя для заготовки зерносенажа на дерново-подзолистых почвах. Коэффициент энергетической эффективности при этом оставался довольно высоким равным 3,7.
5. Урожайность и белковая продуктивность культур в севооборотах с разной насыщенностью биологическим и техническим азотом
5.1. Урожайность культур в севооборотах и ее зависимость от метеорологических условий. В полевом опыте 7 с четырьмя севооборотами, одинаково обеспеченными азотом, для получения шипового выхода кормовых единиц предполагалось получить урожайность зерновых 2,6 т/га зерна, урожайность трав 5 т/га сухого вещества. Средняя урожайность зерновых за 7 лет ротации получена во всех севооборотах не ниже этого уровня (табл. 10). По средней урожайности зерновых выделился зеркопаропропашный севооборот Г, в котором она равнялась 2,91 т/га, существенно выше чем в остальных севооборотах.
Хотя севообороты имели одинаковую насыщенность азо том, но дозы азотных удобрений под отдельные культуры были не одинаковыми. Влияли на урожайность и предшественники. Поэтому у всех терновых культур в некоторых сево-
оборотах урожайность имела существенные различия с остальными севооборотами. В среднем но опыту наиболее урожайными были рожь и ячмень обеспечившие в среднем за ротацию получение 3,24 и 3,14 т/га зерна. Пшеница и овес с урожайностью 2,34 и 2,4 т/га значительно уступали им. Наименьшая урожайность зерна была у вики 1,17 т/га.
10. Средняя урожайность зерновых и трав в семипольных севооборотах полевого опыта 7, т/га зерна (у трав сух. вещ.) 1977-1983 гг.
Культуры Севообороты HCPos Сред, но севооборотам Коэф-фиц. вариации урож., %
А с клевером Б с ежой Вс гор, и викой Г с под-солнеч.
Рожь 3,32 3,01 3,24 3,38 0,28 3,24 16
Пшеница 3,12 2,48 2,43 2,32 0,29 2,34 22
Ячмень 3,10 2,90 3,44 2.94/3,33 0,28 3,14 27
Овес- 2,38 2,27 2,42 2,55 0,10 2,40 31
Вика 1,17 — — —
Зерновые в ср. 2,73 2,67 2,62 2,91 0,07 2,73 23
Ср. урож.трав 4,26 5,40 3,82 5,86 1,08 —
Урожайность зерновых но годам ротации очень сильно колебалась. Двухфак-торный дисперсионный анализ (факторы-севообороты и годы) показал, что у яровых зерновых 51-70 % изменений урожайности обусловлено условиями годов, а у ржи 39 %. Наименьшей устойчивостью урожаев по годам в условиях Преду-ралья отличается овес. Его устойчивость при коэффициенте вариации (V) 31% характеризуется как низкая. У пшеницы и ячменя устойчивость урожаев средняя, у ржи высокая.
Среди трав наиболее высокую урожайность, выше плановой, обеспечили подсолнечник (сев. Г) и ежа (сев. Б). Клевер (сев. А) и горох (сев. В) дали урожайность ниже планировавшейся. У всех трав была низкая устойчивость урожайности но годам. Все-таки несколько выше была устойчивость у гороха, подсолнечника и ежи (V 34,33 и 36 %). Очень низкой была устойчивость урожаев у клевера (V 55 %).
В зернопаропропашном севообороте опыта 8 плановая урожайность зерновых в среднем получена в варианте с возмещением выноса азота азотными удобрениями на 150 % (табл. 11). Существенная прибавка урожайности зерновых в этом варианте по сравнению с контрольным получена за счет ржи и овса. У пшеницы и ячменя прибавки урожая при увеличении дозы азота были не существенными. Плановая урожайность подсолнечника в этом севообороте не была получена. Причем подсолнечник практически не отзывался на увеличение насыщенности севооборота техническим (минеральным) азотом.
11. Урожайность основной продукции культур зернопаропронашного севооборота при разной насыщенности его техническим азотом, т/га. 1979-1982 гг.
Планов. Насыщенность азотом, % выноса НС1>05
Культуры урожай- 75 150 200 для
ность контр. урожайность 01 клон, от контр. урожайность ОТКЛОН. от контр. азота
Рожь 2,5 2,59 3,37 0,78 3,30 0,71 0,51
Пшеница 2,5 2,39 2,67 0,28 2,24 -0,15 0,51
Ячмень 3,5 3,14 3,45 0,31 3,07 -0,07 0,51
Подсолнечник 8,0 5,05 5,22 0,17 5,38 0,33 0,48
(сух. вещ.) Ячмень 3,5 3,36 3,62 0,26 3,22 -0,14 0,51
Овес 3,0 1,80 2,36 0,56 2,02 0,22 0,51
Зерновые в 3,0 2,66 3,10 0,44 2,77 0,11 0,23
среднем
НСР05 ДЛЯ зер- 0,47
новых
В зернотравяном севообороте опыта 9 плановая урожайность получена только у гороха при контрольной насыщенности севооборота азотом 37,5 % выноса (табл. 12). У остальных культур плановая урожайность не была получена. Существенная прибавка урожайности при насыщенности севооборота азотом 112,5 % выноса по сравнению с контрольным получена только на ржи. Не было существенной разницы и в урожайности разных зерновых культур. Такое поведение культур в этом севообороте объясняется неблагоприятными физическими свойствами и водным режимом почвы, на которой располагался опыт, что подробно обосновывается в диссертации.
12. Урожайность основной продукции культур зернотравяного севооборота
при разной насыщенности техническим азотом, т/га. 1980-1984 гг.
Культуры Плановая урожайн. Насыщенность азотом, % выноса НСР05 для азота
37,5 75 112,5 150
Горох,(сух. вещ.) 3,6 3,99 4,11 4,51 4,28 0,59
Рожь 2,5 1,82 2,07 2,13 2,10 0,30
Пшеница 2,5 2,06 2,03 2,07 1,92 0,30
Ячмень 4,0 2,26 2,32 2,39 2,24 0,30
Овес 3,0 2,09 2,06 2,01 1,90 0,30
Зерновые в сред. 3,0 2,07 2,12 2,15 2,04 0,15
НСР05 Для зерн. 0,67
В кормовом севообороте полевого опыта 10 на первом уровне удобрения, где вынос азота урожаями возмещался в основном за счет азота навоза и биологического азота бобовых (технический азот был внесен по 90 кг/га только в выводные поля костреца и ежи) получено 5,06 т/га сухого вещества (табл. 13). Самая высокая средняя урожайность культур получена на третьем уровне, где в дополнение к биологическому и органическому азоту вносили технический азот на возмещение 150% планового выноса урожаями небобовых культур.
13. Урожайность культур кормового севооборота при разных уровнях удоб-__рения, т/га е.в. 1978-1980 гг.__
Культуры Уровни удобрения НСР05 для удобрений
i контр. 2 3
урожайность отклонен, от контр. урожайность отклонен, от контр.
Подсолнечник 4,51 6,57 2,06 6,89 2,38
Рожь на зел.м. 1,30 2,40 1,1 2,56 1,26
Картофель 4,17 5,39 1,22 5,44 1,27
Вика+овес 4,19 4,78 0,59 4,84 0,65 0,71
Клевер 1 г.п. 4,48 4,90 0,42 4,58 0,10
Клевер 2 г.п. 5,05 5,22 0,17 4,92 -0,13
Свекла корм. 6,58 7,81 1,23 9,26 2,68
Кукуруза 2,58 3,47 0,89 3,70 1Д2
Кострец 6,88 8,79 1,91 10,30 3,42
Ежа 5,78 7,52 1,74 8,88 3,10
НСРо5ДЛЯ культ. 1,18
Ср. по севообор. 5,06 6,31 1,25 6,80 1,74 0,25
Увеличение средней урожайности на третьем уровне произошло главным образом за счет кормовой свеклы и злаковых трав, у которых получена существенная прибавка урожая по сравнению со вторым уровнем. Практически не изменилась урожайность при увеличении насыщенности севооборота удобрениями у клевера и вико-овсяной смеси.
5.2. Энергетическая и белковая продуктивность севооборотов. По энергетической продуктивности, выражаемой выходом кормовых единиц и валовой энергии, семипольные севообороты с одинаковой плановой насыщенностью азотом, рассчитанной по методике В.Н. Прокошсва и H.A. Корлякова (1971, 1975), различались мало (табл. 14). Так по выходу кормовых единиц только зернопаро-пропашной севооборот Г существенно превысил контрольный севооборот с клевером. Остальные севообороты не имели существенных различий с контрольным. По сбору сырого белка все севообороты были равными обеспечив сбор его в пределах 557-598 кг/га.
Все это подтверждает равнозначность разных источников азота для получения урожаев в севооборотах и возможность их взаимной замены в планировании продуктивности севооборотов.
Но разные способности стержневых культур севооборотов накапливать белок обусловили неодинаковую среднюю концентрацию переваримого белка в севооборотах. Севообороты с бобовыми культурами имели по этому показатели-, преимущество. Особенно низкой была концентрация переваримого сырою белка в севообороте Г с подсолнечником 84 г/к. сд. Поэтому этот севооборот обеспечил и самый низкий выход кормо-нротеиновых единиц.
Недостатком зернотравянопарового севооборота с клевером является низка; устойчивость сбора сырого белка по годам ротации (коэффициент вариант 32%), что обусловлено низкой устойчивостью урожаев самого клевера.
Фактический расход азота на формирование продуктивности агрофитоцено зов равнялся 35-43 кг на 1000 к.-п. ед.
14. Сравнительная продуктивность семипольных севооборотов с одинаковой
плановой насыщенностью азотом. Средняя за 1977-1983 гг.
Показатели продуктивности Севообороты HCPos
А Б В Г
с клевером с ежой с горохом и викой с подсолнечником
Выход к. ед., тыс./га 3,53 3,77 3,54 4,00 0,29
Коэфф. вариации выхода к. ед., % 26 27 23 24
Сырой белок, кг/га 557 567 598 568 84
Коэфф. вариации сбора бедка, % 32 24 24 26
Концентрация перевар, белка, г/к. ед. 101 94 104 84
Выход к.-п. ед., тыс./га 3,24 3,22 3,35 3,05
Расход азота на 1000 к.-п.сд., кг 35 40 37 43
Выход валовой энергии в урожае, ГДж/га 84,1 88,5 41,7 98,5
Затраты энергии на вы-ращ. культур, ГДж/га 18,8 23,8 23,8 26,7
Коэфф. эиергет. эф. 4,5 3,7 3,8 3,7
Энергоемкость производства, ГДзс
1000 к. ед. 5,3 6,3 6,7 6,7
1000 к.-п. ед. 5,8 7,4 7,1 8,8
1 т сырою белка 34 42 40 47
Типичными для Предуралья являются зернотравяные севообороты, поэтому норматив расхода азота при планировании насыщенности их азотом можно считать равным 35-40 кг/1000 к.-п. ед.
По энергетической эффективности агрофитоценозов выделился зернотравя-нопаровой севооборот с клевером, в котором значительная часть продуктивности формировалась за счет биологического азота клевера. Зсрнопаровой севооборот с горохом и викой по коэффициенту энергетической эффективности и энергоемкости производства 1000 к. ед. был одинаков с севооборотами без бобовых культур. Но по энергоемкости производства 1 т белка и 1000 к.-п. ед. он был несколько эффективнее последних.
При расчетной продуктивности зернопаропропашного севооборота в опыте 8 4 тыс. к. ед./га фактически в среднем за 4 года получено 3,99 тыс. к. ед./га при возмещении выноса азота урожаями на 150 %. Однако средняя концентрация переваримого белка в этом варианте равна только 88 г/к. ед., поэтому выход кор-мо-протеиновых единиц составил только 3,19 тыс./га.
В зернотравяном севообороте полевого опыта 9 фактическая продуктивность агрофитоценозов составила 3,45 тыс. к. ед./га при возмещении выноса азота плановыми урожаями 112,5 % (плановая продуктивность 4 тыс. к. ед./га). Планировавшаяся продуктивность не получена из-за низкой урожайности культур, что обсуждалось в параграфе 5.1. Но в этом севообороте средняя концентрация белка в урожае равнялось 106 г/к. ед., что близко к ожидавшейся. Поэтому выход
к.-п. единиц составил 3,32 тыс./га, то есть даже выше, чем в зернонаропропаш-ном севообороте.
Вынос элементов питания в расчете на 1000 к.-п. ед. в этих севооборотах колебался в пределах: азота 26-31 кг, фосфора 6,5-10,3 кг и калия 22-36 кг.
Планировавшаяся продуктивность кормового севооборота 6 гас. к. ед./га была получена на втором уровне удобрения (табл. 15).
15. Продуктивность кормового травянопронашног о севооборота при разной насыщенности минеральными удобрениями. Средняя за 1978-1980 гг.
Показатели Без выводных полей С выводными полями
продуктив- Насыщенность удобрениями НСРо?
ности РиКп №иРт №оР.<о Ы92Р85 №З?Р128
К',26 Кда К.30 1С] 22 К183
К. ед., тыс./га 4,64 5,69 5,88 4,86 6,04 6,47 0,24
Сырой белок, кг/га 783 1101 1219 761 1071 1250 —
Переваримый сы- 532 737 805 510 708 823 25
рой белок, кг/га
Концентр, неревар. 115 130 137 105 117 127 _
белка, г/к. ед.
Кормо-лрот ед.. 4,85 6,72 7,32 4,64 6,42 7,47
тыс./га
Вынос на 1000 к.-п. — —
ед., кг:
азота 26 28 27
фосфора 7,3 7,0 6,8
калия 28 27 26
Расход азота на 36 39 40 33 36 36
1000 к.-и. ед., кг
Правда, если исключить из подсчета выводные поля костреца и ежи, то близкая к плановой продуктивность достигнута только на третьем уровне удобрения. Поскольку в урожае кормового севооборота даже на контрольном первом уровне удобрения была высокая средняя концентрация нереваримого белка, уже в этом варианте в основном за счет органического и биологического азота получено 77 % ожидавшегося при планировании выхода кормо-протеиновых единиц, а без выводных полей полностью за счет органического и биологического азота-81% ожидавшегося. А при внесении минерального азота на третьем уровне удобрения получено 124 % плановой продуктивности в кормо-протеиновых единицах.
Вынос элементов питания урожаем в расчете на 1000 к.-п. ед. в этом севообороте укладывался в те пределы, которые выявились в опытах 8 и 9. Расход азота на 1000 к.-п. ед. продуктивности севооборота был близок к этому показателю в зернотравянопаровых севооборотах опыта 7.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
1. На дерново-мелкоподзолистой среднесуглинистой ночве с содержанием гумуса 1,6-2 % и средней обеспеченностью легкогидролизусмым азотом (58-73 мг/ ЮООг) зерновой горох положительно реагировал на внесение азотных '
удобрений. В относительно благоприятные годы для повышения урожайности достаточной была доза азота 30 кг/га. В неблагоприятный год преимущество имела доза 60 кг/га.
На дерново-грунтово-глееватой почве повышенного плодородия с содержанием гумуса 3-7,7 % и легкогидролизуемош азота 90-120 мг/ 1000 г влияние азотных удобрений па урожай зеленой массы гороха было не стабильным по годам, но в среднем за три года существенные прибавки получены при внесении 60 и 90 кг/га минерального азота.
При внесении высоких доз минерального азота (100-600 кг/га) на дерново-подзолистой почве урожайность зеленой массы гороха не повышалась и не снижалась оставаясь на уровне 4,6-4,9 т/га сухого вещества.
2. Азотные удобрения и в умеренных (до 90 кг/га д.в.), и в высоких (100-600кг/га д. в.) дозах не влияли на содержание сырого белка в урожае гороха.
3. При выращивании ячменя на зерно за счет азотных удобрений более высокая урожайность ячменя 2,14 т/га получена при внесении минерального азота 90 кг/га.
На дерново-грунтово-глееваз~ой почве при уборке на зеленую массу у ячменя получена одинаковая прибавка от доз азота 60 и 90 кг/га. На этой почве он превосходил по урожайности горох даже без внесения азотных удобрений. На фоне РбоКбо получено 5,43 т/га с. в. ячменя и 4,13 ч/га с. в. гороха.
4. При внесении высоких доз минерального азота на дерново-подзолистой почве урожайность зеленой массы ячменя увеличивалась до дозы 200 кг/га. При этой дозе урожайность сухого вещества ячменя была почти в полтора раза выше, чем урожайность сухого вещества гороха. Уступая по урожайности горох превосходил ячмень по сбору белка при внесении под последний умеренных доз азота. Но при внесении 400 кг/га минерального азота ячмень достиг уровня гороха по сбору сырого белка (998 кг/га).
5. Горох повышал урожайность и содержание белка в урожае следующей за ним пшеницы. Поэтому в среднем по двум закладкам опыта на дерново-подзолистой почве звено севооборота "горох-пшеница" при внесении под горох ¡ЧтоРбоКбо обеспечило получение 4,51 тыс. к-н. ед./га, а звено "ячмень-пшенина" при внесении под ячмень ИбоРбоКбо- 2,56 тыс. к.-н. ед./га.
На дерново-груш ово-глееватой почве при внесении ЬЧоРбоКбо в звене "горох-пшеница"- получено 9,75 тыс. к.-п. ед., а в звене "ячмень-пшеница"- 7,53 тыс. к,-п. ед. с 1 га.
6. Внесение азо тных удобрений под покровную культуру приводило к угнетению клевера под покровом, к снижению его урожайности на первом году пользования. Однако под влиянием азотных удобрений повышалась урожайность и белковость покровной культуры, а вследствие этого и продуктивность звена севооборота (пшеница-клевер 2 лет пользования-шденица).
7. Подкормка одновидовмх посевов клевера минеральным азотом до 220240 кг/га не повышала его урожайность, а выше этой дозы приводила к резкому снижению урожайности. При подкормке умеренными дозами минерального азота до 90 кг/га оставалась на одном уровне и урожайность клеверо-тимофеечной смсси .
8. Содержание сырого белка в урожае клевера повысилось только при внесении в подкормку 330-360 кг/га минерального азота и более. Однако сбор белка при этом не повышался вследствие снижения урожайности.
В урожае клеверо-тимофеечной смеси ири подкормке минеральным азотом до 90 кг/та повышение содержания сырого белка наблюдалось только на втором году пользования.
9. Подкормка тимофеевки азотом по 90 кг/га в год позволила получить за два года пользования урожайность на уровне 8 т/га сухого вещества, почти закую же, какую дал клевер в одновидовом посеве и в смеси с тимофеевкой. Однако сбор иеревари^мого белка в этом урожае тимофеевки составил только 409 кг, тогда как в урожае клевера без внесения азотных удобрений 951 кг, а в урожае клеверо-тимофеечной смеси - 790 кг с 1 га.
10. В звене севооборота "клевер два гола - пшеница" получено 14,27 тыс. к.-п. ед./га без внесения азотных удобрений, в аналогичном звене с клеверо-тимофеечной смесью - 13,25 тыс. к.-п. ед./га при внесении в подкормку за два года 120 кг/га азота и в звене с тимофеевкой - 6,35 тыс. к.-п. ед./га ири внесении в подкормку 180 кг/га азо та.
11. Урожайность ежи сборной в полевом опыте при подкормке минеральным азотом повышалась до дозы 480 кг/га, а в вехетационно-нолевом опыте при орошении даже до дозы 720 кг/га. Причем рост урожайности до дозы азота 360 кг/га шел почти прямолинейно. При подкормке 480 кг/га азота урожайность ежи в 1,8 раза превзошла урожайность клевера.
12. Содержание сырого белка в урожае ежи увеличивалось в нолевом опыте также до дозы азота 480 кг/га , а в вегетационно-полевом - до дозы 720 кг/га. При дозе азота 220-240 кг/га ежа выравнялась по содержанию белка с клевером. При этом средневзвешенное содержание белка в еже этого варианта и клевере без подкормки азотом составило 17,1 % сухого вещества.
По сбору сырого белка с 1 га ежа при подкормке азотом 480 кг/га превзошла клевер в два раза и достигла уровня 1855 кг/га в среднем по двум закладкам опыта.
13. Клевер отличался от злаковых многолетних трав - тимофеевки и ежи более высоким коэффициентом энергетической эффективности и более низкой энергоемкостью 1т сухого вещества и 1т белка.
Горох и ячмень при выращивании как на зерно, так и на зеленую массу были близки но коэффициенту энергетической эффективности и энергоемкости 1т урожая. Но по энергоемкости 1т белка горох был эффективнее ячменя примерно в два раза в вариантах без азотных удобрений.
14. Выращивание ежи без внесения азотных удобрений энергетически малоэффективно. Внесение на её посевах минерального азота в дозах до 480 кг/га повышало энергетическую эффективность возделывания.
Внесение азотных удобрений под горох и ячмень в оптимальных дозах не снижало энергетическую эффективность возделывания этих культур.
15. Азотные удобрения снижали величину фиксации атмосферного азота горохом и клевером. Особенно сильное снижение азотфиксации было при дозах минерального азота 60,90 кг/га и выше. На обеих культурах при увеличении доз азотных удобрений увеличивались потери азота из почвы и баланс азота не только в почве, но и в хозяйстве становился все более дефицитным.
16. В полевом опыте с семипольными севооборотами имеющими одинаков у 1С насыщенность азотом, в среднем за 7 лет ротации севооборотов во всех их получена урожайность зерновых и трав близкая к запланированной. Однако по годам ротации урожайность существенно колебалась. Урожайность зерновых ха-
растеризовалась средней устойчивостью (коэффициент вариации 23 %), урожайность зеленой массы гороха, подсолнечника и ежи сборной- низкой устойчивостью (коэффициент вариации 33-36 %) и урожайность клевера лугового - очень низкой устойчивостью (коэффициент вариации 55 %).
17. По выходу кормовых единиц в урожае полевых семипольных севооборотов с клевером, ежой и однолетними бобовыми, составившему 3,53-3,77 тыс. к. ед./га, существенной разницы не было. В севообороте с подсолнечником получено 4 тыс. к. ед./га, что существенно выше, чем в севообороте с клевером.
Все севообороты характеризовались средней устойчивостью выхода кормовых единиц (коэффициент вариации 23-27 %).
18. В зернопаропропашном севообороте при планировавшемся выходе кормовых единиц 4 тысячи с 1 га в среднем за 4 года получено 3,99 тыс. к. ед. при возмещении минеральным азотом 150 % планового выноса.
В пятипольном зернотравяном севообороте наибольший выход кормовых единиц 3,45 тысячи с 1 га получен при возмещении планового выноса азота минеральными удобрениями на 112,5 %, но увеличение его по сравнению с возмещением выноса азота на 75 % не существенно, В кормовом травянопропашном севообороте близкий к планировавшемуся выход кормовых единиц 6,04 тысячи с 1 га получен при возмещении планового выноса азота минеральными удобрениями на 100 %. При возмещении выноса азота на 150 % получено существенное увеличение выхода кормовых единиц до 6,47 тысячи с 1 га.
В полевых севооборотах увеличение насыщенности минеральным азотом до оптимального уровня уменьшало коэффициент вариации как выхода кормовых единиц, так и сбора сырого белка.
19. Концентрация переваримого сырого белка в продукции семипольных севооборотов с одинаковой насыщенностью азотом ни в одном из них не достигла нормативного уровня 110 г/к. ед. Поэтому планировавшийся выход 3,5 тыс. к.-п. ед./га получен не был. Самый низкий выход кормо-протеиновых единиц 3,05 тысячи был получен в севообороте с подсолнечником, а самый высокий 3,35 тысяч с 1 га - в севообороте с горохом и викой. В севооборотах с клевером и ежой получен одинаковый выход кормо-протеиновых единиц (3,24 и 3,22 тыс./га).
20. В продукции зернопаролропашного севооборота без бобовых культур концентрация переваримого сырого белка даже при максимальной насыщенности минеральным азотом 200 % планового выноса не достигла нормативного уровня, поэтому планировавшийся выход 4 тыс. к.-п. ед./га получен также не был
В продукции зернотравяного севооборота с горохом наибольшая концентрация переваримого белка 106 г/к. ед. получена при насыщенности минеральным азотом 112,5 Уо планового выноса. Поскольку эта концентрация близка к нормативной, выход кормо-протеиновых единиц был несколько выше, чем в зернопаропропашном севообороте 5ез бобовых.
В продукции травянопропашного севооборота достигнута очень высокая концентрация переваримого белка 117 г/к. ед. при насыщенности минеральным азотом 100 % планового выноса и 127 г/к. ед. при насыщенности 150 %. Поэтому и выход кормо-пгротеиновых единиц превысил планировавшийся и достиг соответственно 6,42 и 7,47 тысячи с 1 га.
21. По энергетической эффективности выращивания культур выделился зернотравя-нопаровой севооборот с клевером, в котором 37 % расхода азота покрыва-
лось биологическим азотом. Зернопаровой севооборот с горохом и викой, в котором биологический азот покрывал только 13 % расхода азота по коэффициенту энергетической эффективности и затратам антропогенной энергии на тысячу кормовых единиц мало отличался от севооборотов без бобовых культур. Но по энергозатратам на 3 т сырого белка и на 1 тысячу кормопротеиновых единиц он был значительно эффективнее севооборотов с ежой и подсолнечником.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В Предуральском регионе Нечерноземной зоны РФ для повышения урожайности зерновых и кормовых культур с целью экономии азотных удобрений и снижения затрат антропогенной энергии в севооборотные агроценозы следует вводить не менее 20-28% бобовыч трав и зернобобовых культур, среди которых ведущее место принадлежит клеверу и гороху.
2. При выращивании клевера в одновидовых посевах и в смеси со злаковыми травами азотные удобрения рекомендуется применять только под покровную зерновую культуру в небольшой дозе 30 кг/га д.в. для повышения ее урожайности.
При выращивании гороха на почвах слабой окультуренности для повышения урожайности и сбора белка возможно применение небольшой дозы азотных удобрений 30 кг/га д.в.
3. Азотные удобрения для повышения урожайности, содержания и сбора белка в урожае рекомендуется прежде всего использовать на многолетних -злаковых травах. На еже сборной даже по энергетическим затратам эффективно использование азотных удобрений в дозах до 240 кг/га д. в. При этой дозе можно получить в 1,3 раза больше сухого вещества и сырого белка, чем в урожае клевера.
При выращивании ячменя на зерно целесообразно вносить 60 кг/га минерального азота, а при его выращивании на кормовую массу с зерном молочно-восковой спелости - до 100 кг/га.
4. При применении азотных удобрений в умеренных дозах до 90 кг/га д. в. дозу фосфора выше 60 кг/га вносить нецелесообразно.
5. В севооборотных агрофитоценозах, включающих многолетние бобовые и злаковые травы и однолетние бобовые культуры, для расчета доз удобрений и программирования производства кормового растительного белка рекомендуется использовать следующие нормативы:
а) вынос урожаем в расчете на 1 тысячу кормо-протеиновых единиц азота 27-28 кг Р205 6,8-7,0 кг и К20 21-27 кг;
б) продуктивность азотофиксации гороха 24 кг азота на 1 т зерна без применена азотных удобрений, 19 кг/т при внесении стартовой дозы азотных удобрений или 15-1 £ кг азота на 1т сухого вещества урожая надземной массы; продуктивность азотофиксации клевера 40 кг азота на 1 т сухого вещества;
в) суммарный расход азота (биологического, органического и минерального) нг формирование урожая в расчете на тысячу кормо-протеиновых единиц 35 - 40 кг.
ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Эффективность предпосевного внесения азотных удобрений под клевер и тимофеевку // Вопросы кормопроизводства: Труды / Пермский СХИ. -1976. -Т. 109. - С.112-320 {в соавторстве).
2. Зависимость усвоения атмосферного азота клевером от доз азотных удобрений // Эффективное использование минеральных удобрений: Труды / НИИСХ Северо-Востока. - Киров,1976. - С. 176-178(в соавторстве).
3. Влияние азотных удобрений на урожай и азотофиксирующую способность бобовых культур (клевера и гороха): Отчет о ПИР (заключит.).-Инв. № Б432298. -Пермь, 1975. Сб.реф: НИР и ОКР. -1976. -Реф.21.07.025.
4. Сравнительная продуктивность клевера и ежи при высоких дозах азотных удобрений в условиях вегетациошю-полевого опыта // Вклад молодых ученых и специалистов в развитие сельскохозяйственного производства в честь 60-летия рождения ВЛКСМ: Тезисы докладов на IV зональной научно-производственной конференции молодых ученых и специалистов сельского хозяйства 27-28 декабря 1978г. -Тюмень, 1978 (в соавторстве).
5. Сравнительное влияние азотных удобрений на урожай гороха и ячменя и их аминокислотный состав // Влияние агротехники и удобрений па урожайность и качество кормовых культур: Труды / Пермский СХИ.-1979. -Т. 127. -С. 21-31 (в соавторстве).
6. Сравнительная продуктивность звеньев севооборота с бобовыми и злаковыми культурами при внесении азотных удобрений // Влияние агротехники и удобрений на увеличение производства и улучшение качества зерна, кормов и картофеля: Труды / Пермский СХИ. -1979. -Т. 146. -С. 13-22 (в соавторстве).
7. Сравнительная продуктивность клевера и ежи при высоких дозах азотных удобрений и баланс азота в сосудах // Труды I Пермский СХИ. -1979. -Т. 146. -С.23-29 (в соавторстве).
8. Увеличивать производство протеина и каротина //Уральские нивы, - 1980.-№ 1 .-С.41 -42 ( в соавторстве).
9. Влияние однолетних и многолетних бобовых культур на баланс азота в почве // Круговорот и баланс азота в системе почва - удобрение - растение - вода. -М.: Наука, 1979. -С. 18-22 (в соав торстве).
10. Продуктивность кормовых культур на разных фонах плодородия // Продуктивность и качество продовольственных и кормовых полевых культур в зависимости от агротехники и удобрений: Межвуз. сб .науч. тр. - Пермь, 1981. -С. 3-12 (в соавторстве).
11. Сравнительное влияние бобовых и злаковых культур на продуктивность севооборо тов при одинаковой их насыщенности азот ом // Там же. -С. 52 - 60 (в соавторстве).
12. Продуктивность зерновых культур при разной насыщенности зерпонаро-пропашного севооборота минеральным азотом // Некоторые свойства почв Среднего Предуралья и пути эффективного использования минеральных удобрений : Межвуз. сб. науч. тр. -Пермь, 1981. -С. 76-83 (в соавторстве).
13. Сравнительная продуктивность клевера и ежи при высоких нормах азо та II Там же. -С. 84-91 (в соавторстве).
14. Зернобобовые культуры // Научные основы системы земледелия Пермской области на 1981-1985гг,- Пермь: Кн. изд-во, 1982,-С. 136-137.
15. Однолетние травы //Там же. -С. 183-185.
16. Программирование урожайности //Там же. - С.213-221 (в соавторстве).
17. Продуктивность зернового севооборота при разной насыщенности мине ральным азотом в условиях Предуралья: Информ. листок Пермского ЦНТК 1983.-№ 55,- 4 с. (в соавторстве).
18. Баланс питательных веществ в земледелии Предуралья и роль удобрений снижении дефицита кормового белка // Повышение плодородия почв и проду* тивности сельского хозяйства при интенсивной химизации .-М.: Наука ,1983 С.99-109 (в соавторстве).
19. Водопотребление кормовых культур при изменении насыщенности севс оборота минеральными удобрениями в Предуралье II Повышение продуктивж сти природных и сеянных кормовых угодий: Межвуз. сб. науч. тр. (к 60-летш кафедры растениеводства) Пермь, 1983. -С. 14-23 (в соавторстве).
20. Коэффициенты водопотребления зерновых культур при разных норма удобрений в условиях Предуралья II Приемы повышения урожайности и качесч ва семян зерновых культур: Межвуз. сб. науч. тр. -Пермь, 1983. -С. 73-80 (в соа} торстве).
21. Определение потребности в азо ге для получения запланированного сбор кормовых единиц и переваримого протеина в севооборотах Нечерноземной зс ны // Программирование урожаев сельскохозяйственных культур : Труды / Во; гоградский СХИ. -1984. -Т.87. -С. 44-53 (в соавторстве).
22. Определение потребности в азоте для получения запланированного сбор кормовых единиц й переваримого протеина в севооборотах Нечерноземной зс ны // Программирование урожаев сельскохозяйственных культур : Сб. науч. тр вып. 13. -Казань: Татарское кн. изд-во, 1984.-С.51-55 (в соавторстве).
23. Продуктивность и биологическое качество культур кормового еевооборс та при разных нормах удобрений II Разработка приемов повышения урожайн< сти и питательной ценности кормовых культур: Межвуз. сб. науч. тр. -Перм: 1985. -С. 3-13 (в соавторстве).
24. Программирование урожайности сельскохозяйственных культур в Пред; ралье (Методические рекомендации в помощь лектору, преподавателю народ!к го университета).-Пермь: Обл. организация общества "Знание", 1987. -45 с. I соавторстве).
'25. Программирование сборов кормового белка в Нечерноземной зоне Урах II Итоги научных исследований и внедрения методов программирования ур< жайности: Тезисы III научно-производственной конференции по программир< ванию урожайности, 16-20 июня 1987г., Москва, ТСХА. -М., 1987. -С. 185-187.
26. Урожайность культур и сбор белка в севооборотах с разным соотношеш ем биологического и минерального азота II Приемы интенсивных технологи возделывания кормовых культур и картофеля на Урале : Межвуз. сб. науч. тр. Пермь, 1987. -С. 5-15.
27. Пути решения проблемы белка в кормах области // Материалы научи* практической конференции по развитию кормопроизводства в Пермской обла ти, 29 февраля -1 марта 1988г. -Пермь, 1988,- С. 49-53.
28. Эффективное сочетание биологического и минерального азота в севооб' рогах для сбора кормового растительного белка // Региональная научи техническая конференция "Плодородие почв в интенсивном земледелии": Тез: сы докладов .-Волгог рад, 1988. -С. 50-51.
29. Продуктивность севооборота при разной насыщенности азотом // Приемы интенсификации кормопроизводства в Нечерноземье Урала: Межвуз. сб. науч. тр. -Пермь: Пермский СХИ, 1989. -С. 4-11 (в соавторстве).
30. Урожайность культур и концентрация белка в продукции полевых севооборотов при разной насыщенности их азотом И Эффективность отдельных элементов интенсивной технологии зерновых в Нечерноземье: Сб. научных трудов / Горьк. с.-х. ин-т. -Горький, 1990. -С. 39-45.
31. Проблема кормового белка и пути увеличения производства растительного белка в Уральском Нечерноземье: Лекция. -Пермь: Пермский СХИ, 1990.-48 е.
32. Продуктивность зернотравяного севооборота во второй ротации при интенсивном возделывании культур I! Интенсивные приемы повышения продуктивности кормопроизводства в Предуралье: Межвуз. сб. науч. тр. -Пермь, 1991. -С. 79-85 (в соавторстве)
33. Экологические аспекты производства растительного кормового белка II Рациональное использование земельных ресурсов России: Тезисы докладов научно-производственной конференции I Кировский СХИ. -Киров, 1993. -С. 47-48.
34. Технология выращивания однолетних и многолетних трав в Пермской области на основе программирования урожая и их белковая и энергетическая продуктивность. Рекомендации / Управление сельского хозяйства администрации Пермекой области. -Пермь, 1993. -47 с. (в соавторстве).
35. Погода и урожайность зерновых культур в Предуралье II Материалы юбилейной научной конференции профессорско-преподавательского состава, посвященной 50-летию института (9-11 ноября 1993г., г. Ижевск). Часть 1. Агрономия. -Ижевск: Экспертиза, 1995.-С. 14-16.
36. Погода и урожайность зерновых культур в Предуралье II Агрометеорологические условия и агротехнические факторы повышения урожайности зерновых культур в Предуралье: Сб. науч. тр. / Пермская СХА, 1996.-С. 3-8.
37. Энергетическая эффективность производства белка бобовыми и злаковыми культурами II Пермский аграрный вестник.-1996,- Вып.1.- С. 86-87.
Подписано в печать 16 03.98 Формат 60х841А(;. Напечатано с оригинал-макета. Усл. печ. л. 1,75. Тираж 100 экз.
Техническая редакция "Пермского медицинского журнала" 614000, Пермь, ул. Большевистская, 85
Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Осокин, Иван Васильевич, Пермь
л../ g-. ylfM
•i.V. ¡I
7/ / /хг. а
ПЕРМСКАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Д«Н, ПРЯНИШНИКОВА
На правах рукописи
Осокин Иван Васильевич УДК 633.2:636.085,13:631»81Л:631»816:631.847Л
РОЛЬ БОБОВЫХ И ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР В ПРОИЗВОДСТВЕ КОРМОВОГО БЕЛКА И ПРОГРАММИРОВАНИЕ БЕЛКОВОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ В ПРЕДУРАЛЬСКОМ РЕГИОНЕ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ
Специальность 06*01,09 - растениеводство
Диссертация на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук
Пермь - 1997
лшши
б
ГЛАВА I. ИСТОРИЯ И СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОРМОВОГО БЕЛКА 13
1.1. Значение кормового белка, его потребность и обеспеченность кормов белком 13
1.2. Пути решения проблемы кормового белка 31
1.3. Белковая продуктивность бобовых культур и
их реакция на применение минерального азота 39 Белковая продуктивность злаковых и других небобовых культур в связи с применением минерального азота 73
1.5. Продуктивность агрофитоценозов в севооборотах в связи с насыщенностью биологическим и минеральным азотом 95
ГЛАВА 2» УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 112
2.1. Почвенно-климатические условия Предуральского региона Нечерноземной зоны России 112
2.2. Направление работы и задачи исследований 115
2.3. Объекты и условия исследований 120
2.4. Методика исследований 136 ГЛАВА 3, БЕЛКОВАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ БОБОВЫХ (ГОРОХ, КЛЕВЕР) И
ЗЛАКОВЫХ (ЯЧМЕНЬ, ТИМОФЕЕВКА) КУЛЬТУР ПРИ УМЕРЕННЫХ ДОЗАХ МИНЕРАЛЬНОГО АЗОТА 142
3Л* Урожайность и сбор белка в урожае бобовых
и злаковых культур 142
3.2. Усвоение атмосферного азота клевером и горохом при разных дозах азотных удобрений и влияние
их на баланс азота в почве 186
3.3. Продуктивность звеньев севооборота с бобовыми
и злаковыми культурами 224
ГЛАВА 4. БЕЛКОВАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ И ПОКАЗАТЕЛИ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ БОБОВЫХ (ГОРОХ, КЛЕВЕР) И ЗЛАКОВЫХ (ЯЧМЕНЬ, ЕЖА) ТРАВ ПРИ ВЫСОКИХ ДОЗАХ МИНЕРАЛЬНОГО АЗОТА 243
4.1. Урожайность и сбор белка в урожае бобовых
и злаковых трав 243
4.2. Показатели фотосинтетической деятельности бобовых и злаковых трав 278
4.3, Влияние азотных удобрений на баланс азота в почве под бобовыми и злаковыми травами и на усвоение бобовыми атмосферного азота 286
4.4, Энергетическая оценка бобовых и злаковых культур в связи с применением минерального
азота 289
ГЛАВА 5. УРОЖАЙНОСТЬ И БЕЛКОВАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ КУЛЬТУР
В СЕВООБОРОТАХ С РАЗНОЙ НАСЫЩЕННОСТЬЮ БИОЛОГИЧЕСКИМ И МИНЕРАЛЬНЫМ АЗОТОМ 303 5Л, Теоретическая концепция управления производством (программирования) растительного кормового белка 303 5*2, Урожайность культур в севооборотах 305 5,3« Содержание белка и биологическое качество
урожая культур 323
5.4, Энергетическая и белковая продуктивность
севооборотов 348
5*5, Баланс питательных веществ в севооборотах 339 5»б. Энергетическая эффективность использования биологического и минерального азота в
севооборотах 409
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 417
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 423
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 4гб
ПРИЛОЖЕНИЯ 50?
ПРЕДИСЛОВИЕ
Диссертационная работа выполнена на кафедре раетешевод-ства Пермского сельско хозяйственного института имени академика Д.Е» Прянишникова в период с 1970 но 1994 гг., в том числе ае*. левая экспериментальная часть шшолшема е 1970 ш© 198% гг.
Автор приносит искраивав благодарность за поддержку и консультации светло! вамвтк учителям: заслуженному деятелю науки Р€$€Р» доктору сельскохозяйственных наук» профессору 1*1« Ирокшаеву и доктору сельскохозяйственных наук» профессору Н,А. Корлякову.
Автор благодарит также за участи® в проведении экспериментов аепкрантов ха#едра А.Р. Кугакову, А.1. бухераду, Е.Д.Пономареву» I.i. #атыхова» младших научных сотрудников Г.А. Без-шсмкову, 1.1. Кузнецову, А.А. Садвгалову, дощента В.А. йегу-вина, лаборантов аналитической лаборатории кафедры, сотрудников аналитической научно-исследовательской лаборатории института, лаборанта кафедры вычислительной техники 1.В* Макарову и большую группу студентов агрономического и агрохимического факультетов. Автор благодарен всем сотрудникам кафедры растекне-водетва и оштного юля института за содействие в выполнении работа.
- 6 -
©В1Д1Ш1
АКТУАЛЬНОСТЬ. Материальны! уровень жизни народа в решающей степени зависит ©т развития сельского хозяйства» нескольку три четверти всех товаров в розничном товарооборот© изготавливаются из продукции сельского хозяйства. Сшме половины из них составляют вредевельствендое тохаре (Карлов» I9SI; Е&рлшк, 1981). Структура питания россиян» а значит ш структура производства, нуждается в улучшении. Даже в предпоследний год существования СССР» когда производство продуктов животноводства находилось на самом высоком уровне (Народное хозяйство..., 1991) ереднедуше-во© потребление мяса составило 861» молока и мшц * Ш% от нормы» рекомендованной Институтом питания АМН СССР (Макеенко, I9S2), в то время как потребление хлеба достигло 11%%» сахара ш растительного масла » 112% норш. Поел© провозглашения самостоятельности России и перехода к. ршочной экошошке потребление продуктов животноводства резко снизилось. 1© мшши В* Ми» лэсердова (1993) по уровн® душевого ветреблеввя мяса и молока мы отброшены к 1965 году.
В© многом такая ситуация ©вязана о низкой эффективность© нашего жвветвеведства. Внеокая себестоимость животноводческой продукции ведёт к убыточности животноводства во многих хозяйствах. А производство убыточно! продукций» естественно» сокращается* Низкая эффективность животноводства является следетви-©к того, что наше животноводство развивалось недостаточно интенсивно. 1о мвеввв А.Т. Мвевха (приводится во Краевово£,198б) основной муть интексификащии производства продуктов животноводства - создание устойчивой кормовой базы ш организация вол-нощеиного сбалансированного кормления. 1з**за недостатка кормов
м несбалансированности их и© энергии и протеину потенциальная продуктивность животных используется на 50*40% (йрловиков, Якушев, 1991). Еоэтому можно согласиться е АЛ* Бабичем (1991), что при решении продовольственной проблемы корень зла кроется главным образом в кормах и белке»
1 настоящее вреш в связи е интенсификацией животневодст** ва во всём мире всё большую остроту приобретает ироблема обеспечения потребностей сельскохозяйственных животных в белке. Так ю данник #А0» в 1980 г* для нужд животноводства требева** лось 432 млн тонн белка,, на 1990 р, прогнозировалась ястреб«* ность 524 млн тонн. В связи е этим в последние годы за рубежом, в первую ©чередь в высокоразвитых странах, изыскиваются пути и средства для решения этой проблемы (Лвяннскнй и др., 1987).
I в нашей стране проблема белка привлекла внимание учёных и специалистов сельского хозяйства» 1 своё вреш бывши! министр сельского хозяйства СССР В»К. Месяц (I9S3) ставил задачу значив тельно активизировать научные исследования но белковой проблеме, вести их но всем направлениям* Эта задача остаётся актуальной и в настоящее время, о чём говорят решения научи©! сессии PACXI в дал© 1993 г. (Актуальная сессия, 1993). В Государственной научно-технической программе высокоэффективные процессы производства продовольствия'8 на 1990-2005 годы выделен© направление "Белок кормовой" (Подовиков» Iкушев, 1991).
Над© отметить, что решение белковой проблемы « задача сложная. В мире практически только две страны полностью обеспечивают животноводство собственным кормовым белком. Это - США и Канада. Страны западной Европы для решения нроблеш белка им» портнруют часть его главным образом из США. (Люшинский и др* ,
19&1).
На огромной территории Fосени* о её разнообразием нрирод-ных условий пути решения белковой проблемы должны разрабатываться но врнродннм зонам» на что ориентирует и научно-техми-ческе® направление "Белок кормовой". Наша работа направлена на решение шроблеш белка в Уральском регионе Нечерноземной зоны Росеми.
Настоящая работа выполнена в координации с Почвенным институтом им. В.В. Докучаева по научно-техническим заданиям: в X97G-I975 гг. ©3.01. "Разработать научны© основы повышения плодородия почв и их рационального использования", в 1976-1980 гг* 03.05.01» "Разработать теоретические основы ш мрак» тические приёмы регулирования круговорота и баланса питательных веществ в условиях интенсивной химизации на основных тинах почв СССР"» в 1981-1985 гг. 02.02.01 "Обосновать рациональней круговорот и баланс питательных веществ в интенсивном земледелии с учётом динамики почвенного плодородия и эффективного использования удобрений".
В тематическом штне научных исследований сельхозинститута номер государственной регистрации теш 77029404.
ШУЧШ I0BI3M. В условиях Предуральского региона Нечерноземной зона России впервые изучена сравнительная продуктивность и дана энергетическая оценка возделывания бобовых (горох, клевер.) ж злаковых (ячмень» тимофеевка» ежа) культур без применения азотных удобрений и с использованием умеренных и вые©** ких доз азотных удобрений. Даша количественная оценка усвоения атмосферного азота бобошми культурами» показано влияние азотных удобрений и плодородия почвы на усвоение атмосферного азота и баланс азота в почве.
В стационарном оште с агрофитоценозаш севооборотов экспериментально проверена методика расчёта потребности в азоте» вреда оженная В.Н. Ирокошевым и Н,А. Корляковым (1971,1975), и в развитие её разработана методика программирования белковой продух«» тивности агрофитоценозов. В опытах с различными севооборотными агрофитоцекозада определены нормативы, необходимые для программ ммрованмя белковой продуктивности.
Впервые в климатических условиях центрального Предуралья экспериментально изучена устойчивость урожаев» энергетической и белковой продуктивности севооборотных агрофитоценозов и их зависимость от метеорологических показателей вегетационного периода.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМ) СТЬ I РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Установлена необходимость дифференцированного подхода к применению азотных удобрений на бобовых культурах. На дерново» подзолистых почвах с содержанием легкогидролизуемог© азота мены© 80 мг/кг для вовн&евия урожайности зерна гороха и сбора белка возможно внесение небольшой дозы азота 30 кг/га» хотя это и снижает энергетическую эффективность выращивания гороха. На вечвах более богатых азотом внесение азотных удобрений под горох нецелесообразно. Подкормка клевера в чистом посеве или в смеси с тимофеевкой азотными удобрениями нецелесообразна* Од*» нако под покровную культуру возможно внесение 30 кг/га д.в. азогних удобрений без больших отрицательных последствий для клевера.
Ячмень эффективнее гороха использует азотные удобрения для формирования урожая и увеличения содержания белка в урожае» 1 итоге при внесении 90 кг/га минерального азота сбор сырого бел** ка в урожае ячменя на дернов€н*яод золистой почве увеличился в
2,5 раза, а на дерне во«*глее ват ой почве в 1,5 раза по сравнению о фосфорно-калийным фоном и приблизился к сбору белка в урожае гороха без применения азотных удобрений.
Многолетние (1970~Х9ВЗ гг.) наблюдения за клевером в разных опытах показали, что несмотря на наблюдающиеся в отдельные года нзрежиюанне и даже гибель клевера под покровом или при перезимовке, в условиях Иредуралья его средняя урожайность за ряд лет не опускалась ниже 3,0 т/га сухого вещества, а сбор сырого белка ниже 560 кг/га» В годы с нормальными метеоромогиче скиыи условиями без применения азотных удобрений клевер обеспечивает урожайность 4,5-5,5 т/га сухоге вещества и сбор сырого белка 800^300 кг/га. Поэтому выращивание клевера в Предуралье является важным элементом интенсивного ресурсосберегающего растениеводства.
Однако для повышения интенсивности кормопроизводства в до* волнение к клеверу целесообразно возделывать злаковые травы (тимофеевку, ежу сборную, коетрещ безостый), которые эффективно могут использовать высокие, до 360 кг/га дозы минерального азота. Нри внесении 360 кг/га азота ежа сборная обеспечила среди©! урожайность 8,7 т/га сухого вещества (в 1,6 раза больше клевера) и обор сырого белка 1586 кг/га (в 1,8 раза больше клевера).
Включение в агрофмт©ценозы севооборотов бобовых культур по*» зволяет экономить дорогостоящие ш энергоёмкие азотные удобрения при вреизводстве растительного белка. Наличие в нолевых севооборотах клевера или гороха с викой на 1Ь% площади позволило эконо** мить соответственно 53 и 20% азотных удобрений для достижения одинаковой белковой продуктивности с севооборотами без бобошх культур.
Наш установлено, что средняя концентрация переваримог© белка в расчёте на кормовую единицу достигает уровня близкого к
нормативному только в агрофит©ценозах полевых севооборотов» включающих бобовые культуры. В агр©фит©ценозах севооборотов без бобовых* насыщенных зерновыми, даже высокие дозы азотных удобрений не поднимают концентрацию вереваримого белка в продукции до нормативного уровня.
Результаты исследований позволяют рекомендовать хозяйствам Предуралья подбор культур для вые окопр одуктившх севооборотных агрофитоценозов» предельное возмещение дамоеа азота плановыми урожаями за счёт азотных удобрений, методику программировании белковой продуктивности агрофитоценозов и нормативы» используемые в этой методике.
Результата данной работы вошли в Рекомендации но агротехнике полевых культур в колхозах и совхозах Пермской области (Пермь, 1975),в "Рекомендации но внедрению достижений науки и передовой практики в совхозах ш колхозах Пермской области на 197ё-1977 годы" (Пермь, 1976)» в аналогичдае рекомендации на 1978-1980 гг. (Пермь, 1978), в "Научные основы системы земледелия Пермской области на 1981-1985 гг." (Пермь, 1982), в рекомендации "Технология выращивания многолетних и однолетних трав в Пермской области на основе программирования урожая и их белковая и энергетическая продуктивность" (Пермь, 1993).
Результаты исследований используются при изучении курсов "Растениеводство*' и "Кормопроизводство" в Пермской и Ижевской сельхозакадемиях. В Пермской сельхозакадемии автором работы читается спецкурс "Анализ и программирование производства кормово** го растительного белка в животноводческих хозяйствах" объёмом 10 час. для студентов агрономического факультета. Издана лекция "Проблема кормового белка и пути увеличения производства растительного белка в Уральском Нечерноземье" (Пермь, 1990) для сту*»
дентов агрономического, зоотехнического факультетов к слушателей факультета повышения квалификации.
ШВОЪЩШ РАБОТЫ. Материалы диссертации доложены на Всесоюзном научно-производственном совещании по технологии возделывания зернобобовых культур (г. Орёл, 1973), на научно**производ-ственной конференции ю эффективному жспользованиш минеральных удобрений (г. Киров, 1975), на Всесоюзном совещании по круговороту и балансу азота в системе ночва-удобренйе-раетешш-вода (г. Йущино» 1977), на заседании Координационного Совета по решению задания 03.05 "Осуществить дальнейшую разработку теории повышения плодородия и рационального использования почв, прогнозирования изменений почвенного плодородия и методов управления шшп (г. Москва, 1978), на расширенной свесим Отделения ВАСХНШ по НЧЗ РС#СР "Достижения науки ж передового опыта - на дальнейшую интенсификацив кормопроизводства ш рационально® кормление круп** ного рогатого скота в НЧЗ РС§СР (г. Свердловск, 1978), на научно-методическом совещании но кормопроизводству (г. Новгород»!980), на научно-производственной конференции но програмшровани© урожаев сельскохозяйственных культур (г. Казань* 1981), та Всесоюзной научной конференции "Проблемы развития науки на Урале до 1990-2000 гг. в свете решений XXЯ еъезда КПСС" (г. Свердловск» 1981), на XXI научно-производственной конференции профеееорско-преподавательского состава Ижевского СХЙ (г. Ижевск, Х98#), на XXIX научной конференции Свердловского СХИ (г. Свердловск»!986), на координационном совещании по заданию 02.02.01 "Обосновать рациональный круговорот и баланс питательных веществ в интенсивном земледелии с учётом динамики почвенного плодородия и эффективного использования удобрений (г» Нущино» 1986), на Всесоюзном семинаре "Пути повышения производства растительного кор-
мового белка" (г. Москва, ВДНХ, 1987), на 4-ой научной конференции почвоведов, агрохимиков и земледелов Волго-Вятского экономического района "Генезис пахотных почв Нечерноземья и регулирование их плодородия путём химизации, мелиорации и агротехнических приёмов" (г. Горький, 1987), на третьей научно-производственной конференции "Итоги научных исследований и внедрения метода программирования урожайности" (г. Москва, 1987), на научно-производственной конференции по развитию кормопроизводства в Пермской области (г. Пермь, 1988), на региональной научно-технической ко»* нференции "Плодородие почвы в интенсивном земледелии" (г* Волгоград, 1988), на совещании^семинаре заведующих кафедрами растениеводства и земледелия сельскохозяйственных вузов Сг. Симферополь, 1991), на научно-производственной конференции "Рацио
-
Осокин, Иван Васильевич
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Пермь, 1997
-
ВАК 06.01.09
- Создание устойчивых по урожайности агрофитоценозов с участием разных по скороспелости сортов клевера лугового и видов злаковых трав для использования в зеленом и сырьевом конвейерах
- Продуктивность лядвенца рогатого и козлятника восточного в одновидовых и смешанных травостоях на Северо-Востоке Нечерноземной зоны России
- Эффективность производства люпина в условиях серых лесных почв Юго-Западного региона Нечерноземной зоны России
- Повышение эффективности полевого травосеяния и его роли в решении проблемы производства кормов в лесной зоне европейской части России
- Сравнительная продуктивность однолетних бобовых и злаковых агрофитоценозов при возделывании на кормовое зерно в Предуралье
