Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Технологические приемы повышения продуктивности клевера паннонского (Trifolium pannonicum JACQ) в лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Технологические приемы повышения продуктивности клевера паннонского (Trifolium pannonicum JACQ) в лесостепи Среднего Поволжья"

На правах рукописи

Семенчев Андрей Викторович

Технологические приемы повышения продуктивности клевера паннонского (Trifolium pannonicum JACQ) в лесостепи Среднего Поволжья

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

з ОКТ 2013

005534163

ПЕНЗА-2013

005534163

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель : доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева»

Защита состоится 26 октября 2013 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.01 при ФГБОУ ВПО « Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30.

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

Автореферат разослан 24 сентября 2013 г.

кафедры «Переработка сельскохозяйственной продукции» ФГБОУ ВПО Пензенская ГСХА Кшникаткина Анна Николаевна

Официальные оппоненты: Тимошкин Олег Алексеевич,

доктор сельскохозяйственных наук, доцент, зав. отделом кормопроизводства ГНУ Пензенский НИИСХ Россельхозакадемии Глухова Людмила Васильевна, кандидат сельскохозяйственных наук, директор ООО СХП «Каменское»

Ученый секретарь диссертационного совета

Общая характеристика работы

Актуальность. В решении проблемы увеличения производства кормов, улучшения их качества и энергонасыщенности основная роль отводится многолетним травам. В связи с этим важное значение имеет организация адаптивного кормопроизводства за счет внедрения новых видов, которые обладают экологической пластичностью, высокой азотофиксирующей способностью, долголетием, высокими кормовыми достоинствами, рационально используют агроклиматические условия зоны, отличаются устойчивым семеноводством, высокой зимостойкостью, жаро- и засухоустойчивостью, повышают плодородие почвы.

Важным элементом технологий производства сельскохозяйственных культур являются минеральные удобрения, регуляторы роста, микроудобрения в хелатной форме и средства защиты от вредителей и болезней. Сдерживающим фактором внедрения новых видов кормовых растений является отсутствие научно-обоснованных ресурсосберегающих технологий их возделывания. В связи с этим решение данных вопросов актуально.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучить влияние различных уровней минерального питания и регуляторов роста на продуктивность клевера паннонского в лесостепи Среднего Поволжья.

Программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

- изучить особенности формирования агроценоза клевера паннонского при разном уровне минерального питания;

- определить роль основных показателей симбиотической и фотосинтетической деятельности в формировании продуктивности клевера паннонского;

- обосновать и экспериментально определить оптимальные сроки некорневой подкормки регулятором роста Альбит и микроудобрением Сили-плант;

з

- установить влияние минеральных удобрений, препаратов Альбит и Си-липлант на кормовую и семенную продуктивность клевера паннонского;

- дать экономическую и энергетическую оценку приемам возделывания клевера паннонского.

Научная новизна. На основе учета агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей растений разработаны приемы адаптивной ресурсосберегающей технологии возделывания и управления продукционным процессом клевера паннонского, такие как оптимальные дозы минеральных удобрений, сроки и способы некорневой подкормки Альбитом и Силиплантом. Дано агроэнергетическое и экономическое обоснование приемов возделывания клевера паннонского.

Практическая значимость. На основании проведенных исследований разработаны и апробированы в производственных условиях приемы адаптивной технологии возделывания клевера паннонского, обеспечивающие получение с гектара 6,24 т кормовых единиц, 0,97 т переваримого протеина и 68,6 ГДж обменной .энергии, 0,7-1,2 т семян.

Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по целевой комплексной научно-технической программе т. 12.5 «Разработка адаптивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Пензенской области». Основные положения, выносимые на защиту:

- закономерности роста, развития растений и продукционного процесса клевера паннонского в зависимости от приемов возделывания;

- влияние минеральных удобрений на кормовую и семенную продуктивность клевера паннонского;

- влияние некорневой подкормки Альбитом и Силиплантом на формирование элементов структуры и урожайности клевера паннонского в зависимости от приемов возделывания;

экономическое и энергетическое обоснование приемов возделывания

клевера паннонского.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 150-летию со дня рождения П.А. Столыпина (Пенза, 2012); VIII Международной дистанционной научной конференции «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки» (Владикавказ, 2012); X Международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика РАСХН Немцева Н.С. (Ульяновск, 2012); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 2012); Всероссийской научно-практсгческой конференции «Инновационные технологии в АПК: теория и практика» (Пенза 2013).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 работах, в том числе 3 в изданиях по перечню ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 135 страницах компьютерного текста, содержит 37 таблиц, 1 рисунок, 24 приложения, 234 источника использованной литературы, в том числе 11 зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Место, условия и методика проведения исследований

Экспериментальная работа выполнена в 2011-2013гг. на опытном поле

учебно-опытного хозяйства ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА».

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный, тяжелосуглинистый с содержанием гумуса - 6,5 %, подвижного фосфора - 10,3%, обменного калия - 16,0 мг на 100 г почвы, обеспеченность подвижными формами молибдена, бора, марганца, меди, цинка и кобальта низкая, рНС0Л- 5,6.

Метеорологические условия 2011-2013 гг. характеризовались как засушливые (ГТК 0,7-0,9). В фазу цветения клевера паннонского лимитирующими

факторами для реализации потенциала семенной продуктивности культуры было недостаточное количество осадков, которое сопровождалось высоким температурным режимом.

Объект исследования - клевер паннонский (Trifolium pannonicum Jacq.) сорт Аник. Предшественник - чистый пар. Норма высева - 3 млн. всхожих семян на гектар. Способ посева - рядовой. Агротехника общепринятая для возделывания многолетних бобовых трав в регионе.

С целью снижения твердосемянности семена клевера паннонского перед посевом скарифицировали и инокулировали ризоторфином совместно с молибденовыми микроудобрениями. Площадь делянки 10 м2, повторность четырехкратная. Размещение делянок систематическое. Фосфорные и калийные удобрения вносили в виде двойного суперфосфата и хлористого калия, азотные -аммиачной селитры.

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

За годы исследований выполнены следующие опыты:

1. Влияние минеральных удобрений на продуктивность клевера паннонского. Схема: 1. Без удобрений (контроль); 2. N30; 3. N60; 4. Р60; 5. Р90; 6. К90; 7. к 12о; 8. N30P6o; 9. N60P9o; ю. NjoKso; 11. N60K,20; 12. Р60К90; 13. Р90К120; 14. N30P6oK90; 15.N3OP90KI20; 16. N60P60K90; 17. N60P90K,20.

2. Влияние некорневой подкормки регулятором роста Альбит и препаратом Силиплант на продуктивность клевера паннонского. Схема: 1. Контроль; 2 N30P6oK90 (фон) 3. N30P6oK90+ Альбит в фазу отрастания; 4. N30P6oK90+ Альбит в фазу бутонизации; 5. N30P6oK9o+ Альбит в фазу отрастания +бутонизации; 6. N3oP6oK9o+ Силиплант в фазу отрастания; 7. N30P6oK9o+ Силиплант в фазу бутонизации; 8. N3oP6oKck)+ Силиплант в фазу отрастания +бутонизации.

Концентрация препарата принята согласно установленным рекомендациям: Альбит - 40 мг/га; Силиплант - 1,5 л/га.

Закладка полевых опытов, наблюдения, оценка и учеты проводились в соответствии с методическими указаниями Б.А. Доспехова (1985), ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1986, 1987); ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова; Госсор-тсети (1971,1985) и других научных учреждений. Фенологические наблюдения за ростом и развитием, изучение динамики роста, учет урожая и другие сопутствующие исследования проводили по методике Госсортсети (1971) и рекомендациям ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1987). Изучение корневой системы по методике Н.З. Станкова (1964). Симбиотический потенциал и продолжительность бо-бово-ризобиального симбиоза - по методике Г.С. Посыпанова (1983). Показатели фотосинтетической деятельности растений определяли - по методике A.A. Ничи-поровича (1973), чистую продуктивность фотосинтеза по формуле, предложенной L. Briggs, F. Kidds, С. West (1920). Содержание абсолютно сухого вещества в зеленой массе - весовым методом. Сырой протеин - по Кьельдалю (коэффициент -6,25), сырая клетчатка - по методу Кюршнера и Ганека в модификации A.B. Петербургского, сырой жир - методом обезжиренного остатка, сырая зола - сжиганием в муфельной печи. Выход кормовых единиц и переваримого протеина с урожаем - расчетным методом на основании данных химического анализа растений (Методические указания по оценке качества и питательности кормов, 2002) с учетом коэффициента переваримости по М.Ф. Томме (1970). Учет урожая зеленой массы проводили сплошным поделяночным способом. Структуру урожая и урожайность семян определяли методом пробного снопа.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методам дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985) на ПЭВМ с использованием пакета прикладных программ Excel 2000, Statistica 4.5, Statgraphics Plus for Windows 2.1. Экономическая эффективность рассчитывалась по технологическим картам с использованием типовых норм, (РАСХН, 2007; ВНИИ ЭСХ, 2010). Агроэнергетическая оценка приемов технологии выращивания клевера паннонского проводилась в соответствии с методическими рекомендациями, разработанными учеными ВИК (1971), Г.А. Булаткиным (1986).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние минеральных удобрений на продуктивность клевера паннонского

Формирование агроценоза клевера паннонского. Исследованиями установлено, что полевая всхожесть, число сохранившихся растений клевера паннонского в конце вегетации и после перезимовки были выше на удобренных вариантах (рис. 1).

120 юо 80 60 40 20 0

Ш Полевая всхожесть, % Щ Высота растений, см а Выживаемость растений, % ■% перезимовки

Рисунок 1 - Формирование агроценоза клевера паннонского 1-го г.ж. (2011-2013 гг.)

1. Без удобрений (контроль), 2. Ы30Рбо, 3. адЧь 4. К3оК9о, 5. ^оКш 6- РбоКад, 7. Р90К120, 8. ИзоРбоКзо, 9. КзоРроКш, 10. ИбоРбоКдо, 11. ИбоРмКио.

Степень развития растений клевера паннонского определяется такими показателями как высота растений, надземная масса и корневая система. Биометрические измерения показали, что изменение высоты растений клевера обусловлено положительной реакцией культуры на улучшение минерального питания. При внесении МбоРмК: 20 сформировались самые высокорослые растения (33,1 см), что на 20,8% превышали контрольный вариант. Оптимизация минерального питания оказала положительное влияние на накопление корневой массы. Так, в 1-й год жизни в конце вегетации на фоне РвоКш масса корней растений клевера паннонского по отношению к контролю увеличилась на 8,2 т/га.

Симбнотическая деятельность клевера панноиского. Оптимизация условий минерального питания клевера панноиского оказала положительное влияние на формирование симбиотического аппарата. Так, на фоне внесения фосфора 60 и 90 кг д.в. количество клубеньков с леггемоглобином увеличилось по сравнению с контрольным вариантом на 13,9-20,9 млн. шт./га (18,5 и 27,8%), их масса - на 59,4 и 80,9 кг/га (13,9 и 19,0%). При внесении калийных удобрений в дозах 90 и 120 кг/га д.в. количество активных клубеньков составило 89,8 и 95,7 млн. шт./га с массой 490,3 и 577,0 кг/га, что превышало контроль на 63,9 и 90,6 кг/га (15,0 и 21,7%).

Совместное внесение фосфорных и калийных удобрений с азотными удобрениями снижало негативное влияние минерального азота на азотфиксирующий процесс агроценоза клевера панноиского. Наиболее активная симбнотическая активность растений клевера панноиского наблюдаась на фоне РздКпо, количество активных клубеньков составило 100,4 млн. шт./га с массой 641,1 кг/га, по отношению к контрольному варианту увеличилось на 33,5 и 50,3%. При внесении РэдК^о совместно с азотными удобрениями в дозе 30 кг д.в. количество активных клубеньков по отношению к варианту Р90К120 снизилось на 2,1%, их масса - 10,9%.

Устаноатено, что при увеличении дозы минерального азота сильнее подавляется симбнотическая деятельность агроценоза клевера панноиского. Так, азотное удобрение в дозе 60 кг/га задерживало образование активных клубеньков на 16-18 дней, снижало количество и массу активных клубеньков.

Соответственно массе клубеньков изменялся и активный симбиотический потенциал (АСП). В первый год пользования наибольший общий и активный симбиотический потенциал 39,6 тыс. кг дней/га и 23,6 тыс. кг дней/га сформировался в фазу бутонизации на фоне Рад Кпо- Симбиотический аппарат посевов клевера панноиского второго года пользования был в 1,5 раза мощнее первого. Так, на фоне Р90К120 в фазу бутонизации сформировалось 133,5 млн. шт./га клубеньков с леггемоглобином, с массой 888,5 кг/га. При увеличении дозы фосфора и калия количество активных клубеньков возросло на 22,9% (рис. 2,3).

лглн.шт./га

123456789 10 И -в 1-й г.п. (2012-2013 гг.) и 2-й г.п. (2013 г.)

Рисунок 2 - Количество активных клубеньков агроценоза клевера паннонского в фазу бутонизации (2012-2013 гг.)

123456789 10 11 т 1-й г.п. (2012-2013 гг.) а 2-й г.п. (2013 г.)

Рисунок 3 - Масса активных клубеньков агроценоза клевера паннонского в фазу бутонизации (2012-2013 гг.) 1. Без удобрений (контроль), 2. К30Р60, 3. Ы60Р90, 4. Мз0К90, 5. М60КШ 6. Р6оК90, 7. Р90К120, 8. Кз0Р60К90, 9. Ы30Р90КШ, 10. ЫмРЛо, 11. КТ60Р90КШ.

Итоговым показателем, характеризующим активность симбиотической деятельности, является количество фиксированного азота воздуха. В среднем за 20122013 гг. растениями клевера паннонского фиксировалось из воздуха 101,6-160,3 кг/га азота. Доля азота воздуха в урожае составила по вариантам опыта 51,6-68,5% (рис. 4). Эффективность калийных удобрений была ниже, из воздуха фиксировалось 120,3-140,3 кг/га азота, что составило 12,1-30,7% по отношению к контролю. Совместное внесение фосфора и калия увеличило фиксацию азота из воздуха до 142,3-160,3 кг/га, что выше контроля на 32,6-49,4%.

г

1. Без удобрений (контроль), 2. Ы30Рбо, 3. ^0Р9о> 4. N30X90, 5. N,50X120 6. Р6оК9о, 7. Р90Х120, 8. ^0РбоХ90, 9. ^0Р,0К12о, 10. ^оРбоХ90, П. ^оРэдКш.

Фотосинтетическая деятельность агроценоза клевера паннонского.

Установлено, что минеральные удобрения оказывали существенное влияние на формирование листовой поверхности агроценоза клевера паннонского. Анализ динамики листовой поверхности по фазам развития клевера паннонского 1-го года пользования показал, что наиболее интенсивное нарастание листовой поверхности отмечается в фазу бутонизации, по вариантам опыта составила 41,757,9 тыс. м2/га.

Таблица 1 - Фотосинтетическая деятельность агроценоза клевера паннонского первого года пользования (фаза бутонизации) (2012-2013 гг.)

I

300

123456789 10 11

ш Вынос азотл с урожаем, кг/га [с среднем за 2 года) ¡^Фиксируется азота растениями из воздуха кг/га Я Доля биологического азота, % Рисунок 4 - Азотфиксирующая способность клевера паннонского 1-го г.п. (2012-2013 гт.)

Вариант Сухое вещество, т/га Площадь листьев, тыс. м2/га ФП, млн. м2дн./га ЧПФ, г/м2сутки

ветвление бутонизация цветение созревание

Контроль 3,79 22,1 38,1 36,1 29,7 1,58 2,41

Кт30Рбо 4,98 29,0 50,0 47,3 39,0 2,34 3,15

НвРм 5,82 30,4 52,4 49,6 40,9 2,36 3,31

N30X90 4,41 25,7 44,3 41,9 34,5 1,90 2,80

N<,0X120 4,87 28,4 48,9 46.4 38,2 2,23 3,09

РбО К90 4,48 26,1 45,0 42,6 35,2 1,98 2,84

Р90 К120 4,73 27,6 47,5 45,0 37,0 2,14 3,00

№оРбоК9о 4,95 28,8 49,7 47,1 38,8 2,28 3,13

№оР6ОК12О 5,34 31,1 53,6 50,8 41,8 2,54 3,38

№оР«оК,о 5,62 32,8 56,5 53,5 44.1 2,65 3,57

ИбоРэоКпо 5.76 33,6 57,9 54,8 45,1 2,75 3,65

Максимальные параметры фотосинтеза отмечены в варианте ЫбоРдаКш, площадь листьев — 57,9 тыс. м2/га, ФП - 2,75 м2дн./га, ЧПФ - 3,65 г/м2сутки, что превышает контрольный вариант на 34,2, 26,0 и 48,6% соответственно (табл. 1).

1 2 3 4 5 6-7 8 9 10 11 |

I ;

Я Площадь листьев, тыс. м2/га [бутонизация) ¡ЭФП, млн. м2дм./го я ЧПФ, г/м2сутки :

Рисунок 5 - Фотосинтетическая деятельность агроценоза клевера паннонского 2-го г.п.

(2012-2013гг.)

1. Без удобрений (контроль), 2. Ы30Рбо> 3. М60Р90, 4. N30*4)0, 5. М60К120 6. Р60К90, 7. Р90К120, 8. ^0РбоК90, 9. Н30Р9оК12о, 10. ЫбоРбоК.9о> 11. 1ч}боР9оКш-

Наиболее продуктивно работали посевы клевера паннонского 2-го года пользования. Так, площадь листьев по вариантам опыта составила 55,5-75,6 тыс. м2/га, ФП - 2,41-3,59 млн.м2/га, ЧПФ - 3,32-3,95 г/м2* сутки. Фосфорные и калийные удобрения увеличили параметры фотосинтеза на 19,1 - 33,0% 10,419,1% и 12,3-20,1% соответственно. Применение азота в дозе 30 и 60 юг/га д.в. на фоне фосфорно-калийных удобрений способствовало дальнейшему увеличению показателей фотосинтетической деятельности. Площадь листьев увеличилась по вариантам опыта на 25,7-46,2%, ФП - 26,5-67,0% и ЧПФ - 14,6-45,4% (рис. 5).

Продуктивность клевера паннонского. Урожай бобовых трав является интегральным показателем симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов. Интенсивное формирование параметров фотосинтеза, оптимизация условий бобово-ризобиального симбиоза, обусловленный внесением минераль-

ных удобрений, положительно повлияло на формирование продуктивности клевера паннонского.

Клевер паннонский 1-го года жизни формирует невысокий урожай зеленой массы. В среднем за три года сбор сухого вещества на удобренных вариантах составил 3,3-5,7 т/га, зеленой массы - 13,1-22,8 т/га, выход кормовых единиц - 2,39-4,14 т/га, переваримого протеина - 0,37-0,64 т/га, обменной энергии - 26,29-45,54 ГДж. В первый год пользования продуктивность клевера паннонского увеличилась, сбор сухого вещества составил 8,0-10,3 т/га, кормовых единиц - 5,83-7,49 т/га, переваримого протеина - 0,9-1,16 т/га. Наибольший выход кормовых единиц - 7,49 т/га и переваримого протеина - 1,16 т/га, обменной энергии - 82,39 ГДж/га получен на фоне N30 РбоКпо- Дополнительно с гектара получено 2,95 т/га кормовых единиц и 0,45 т/га переваримого протеина (табл. 2).

Таблица 2 - Продуктивность клевера паннонского (2011-2013 гт.)

Вариант Сбор, т/га

1-й год жизни ! 1-й год пользования 2-й год пользования

СВ, т/га к. ед ПП СВ, т/га к. ед ПП СВ, т/га к. ед ПП

Контроль 2,8 2,04 0,32 6,3 4,56 0,71 7,7 5,62 0,87

N30P60 3,3 2,40 0,37 8,3 6,01 0,93 10,0 7,26 1,12

NSOPM 3,8 2,75 0,43 8,8 6,38 0,99 10,6 7,68 1,19

N30K90 4,1 -2,99 0,46 8,1 5,89 0,91 9,8 7,16 1Д1

N60K120 4,0 2,91 0,45 8,0 5,83 0,90 9,8 7,13 1,10

Pío К.90 5,0 3,67 0,57 9,5 6,91 1,07 11,6 8,41 1,30

Р90 К120 5,4 3,95 0,61 10,0 7,28 1,13 12,1 8,79 1,36

N30P60K90 5,5 4,02 0,62 10,1 7,35 1,14 12,2 8,85 1,37

N30P60K120 5,7 4,14 0,64 10,3 7,49 1,16 12,3 8,97 1,39

Neo PíoK.90 4,4 3,18 0,49 8,6 6,26 0,97 10,6 7,71 1,19

N60P90K.120 4,6 3,35 0,52 8,9 6,44 1,00 10,9 7,96 1,23

HCPos,T/ra 0,027 0,11 0,01 0,54 0,45 0,06 0,76 0,37 0,06

Улучшение фосфорно-калийного питания во всех вариантах опыта обеспечивало достоверную прибавку урожая клевера паннонского по сравнению с контролем. Так, сбор сухого вещества увеличился на 1,6-2,0 т/га, кормовых

13

единиц - 1,22-1,46, переваримого протеина - 0,19-0,22 т/га, обменной энергии 13,42-16,06 ГДж/га. Внесение полного минерального удобрения не сопровождалось значительным увеличением продуктивности клевера паннонского.

Продуктивность агроценоза 2-го года пользования по отношению к показателям 1-го года увеличилась, сбор сухого вещества на удобренных вариантах составил 9,8-12,3 т/га, что превышает показатели 1-го года пользования на 27,259,7 %. Наибольший выход кормовых единиц 8,97 т/га, переваримого протеина 1,39 т/га и обменной энергии 98,67 ГДж/га получен на фоне К30 Р«К120. Дополнительно с гектара получено 6,6 т/га сухого вещества, 3,35 т/га кормовых единиц и 0,52 т/га переваримого протеина.

Наиболее оптимальные условия для семяобразовательного процесса на посевах клевера паннонского складывались на удобренных вариантах. Так, в первый год пользования количество семян на растении по вариантам опыта по отношению к контролю увеличилось на 2,9-34,3%, продуктивность растения -на 5,3- 32,8%, крупность семян - 3,5-29,0%, во второй год пользования соответственно на 2,5-23,8%, 10,1-41,3%; и 2,4-29,6% соответственно. Урожайность семян клевера паннонского 1-го года пользования составила 206,9-316,7 кг/га, 2-го года пользования - 284,4-425,6 кг/га, дополнительно по отношению к контролю получено 6,9-113,8 кг/га и 27,0-168,2 кг/га. Фосфорно - калийные удобрения в дозе РбоК90 и Р9оК12о в первый год пользования обеспечили достоверную прибавку урожая семян клевера паннонского 74,1- 79,6 кг/га, во второй год пользования - 117,4-131,5 кг/га. При внесении полного минерального удобрения азотные удобрения во всех вариантах опыта не оказали существенного влияния на увеличение урожайности семян, прибавки оказались статистически недостоверными.

к г/ га

123456789 10 11 ■ 1-й г.п. (2012-2013 гг.) в 2-й г.п. (2013 г.)

Рисунок 6-Семенная продуктивность (кг/га) клевера паннонского. 1. Без удобрений (контроль), 2. ЫзоРбо, 3. К60Р9<ь 4. N30X90, 5. Ы60КШ 6. Р6оК90, 7. Р90К120, 8. ИзоРбоКи, 9. М3оР9оК12о, Ю. К60Р60К90, 11. Н60Р90К120

Влияние некорневой подкормки регулятором роста Альбит и микроудобрением Силиплант на продуктивность клевера паннонского

Применением подкормок вегетирующих растений мы можем на ходу усилить слабые звенья, по своему желанию изменять направленность работы ферментов, а значит и характер внутриклеточного обмена, воздействуя тем самым на рост и развитие растительного организма, то есть управлять процессом формирования урожая (Мацков Ф.Ф., 1957).

Формирование симбиотического аппарата клевера паннонского. Нашими исследованиями установлено, что применение некорневой подкормки регуляторами роста позволяет формировать агроценозы, которые наиболее полно реализуют потенциал продуктивности клевера паннонского.

Некорневая подкормка препаратами Альбит и Силиплант оказала существенное влияние на увеличение количества и массы клубеньков на корневой системе клевера паннонского. Так, при подкормке растений клевера 1-го года пользования в фазу отрастания препаратом Альбит 40 мл/га сформировалось 102,9 млн. шт./га с массой 573,5 кг/га, при двукратной обработке в фазу отрастания и бутонизации -148,5 млн.шт./га с массой 827,6 кг/га. Количество и масса активных клубеньков при использовании Альбита в фазы отрастания и бутонизации по отношению к контро-

лю увеличились на 48,6 млн. шт./га и 263,9 кг/га. На посевах второго года пользования сформировалось 258,3 млн. шт./га, с массой 1065,2 кг/га (рис. 6,7).

млн. шт./га

300 -г----

250 200 150

V______}

Яё1

г з

Я 1-й г.л. ¡2012-2013 гг.)

6 7

И2-ЙГ.П. (2013 г.)

Рисунок 7 - Количество активных клубеньков агроденоза клевера паннонского в фазу

бутонизации

Рисунок 8 - Масса активных клубеньков агроденоза клевера паннонского в фазу

бутонизации

1. Контроль, 2. М3оРбоК90 (фон), 3. Ы30РбоК90+ Альбит в фазу отрастания, 4. N3(^0X90+ Альбит в фазу бутонизации, 5. МзоР60К90+ Альбит в фазу отрастания +бутонизации, 6. Н30Р60К90+ Сшпшлант в фазу отрастания, 7. Ы30Р60К90+ Силиплант в фазу бутонизации, 8. Н30РбоК90+ Силиплант в фазу отрастания +бутонизации

В среднем за два года растениями клевера паннонского фиксировалось из воздуха 134,8- 268,1 кг/га азота. Доля азота воздуха в урожае составила по вариантам опыта 74,9- 85,6%. При некорневой подкормке клевера паннонского в фазу отрастания и бутонизации препаратами Альбит и Силиплант фиксация азота растениями увеличилась на 49,5 и 104,8 кг/га соответственно (рис. 9).

350 300 250 200 150 100 50 0

я Вынос азота с урожаем, кг/га [о среднем за 2 года} иг Фиксируется азота растениями из воздуха, иг/га Ш Доля биологического азота, %

Рисунок 9 — Азотфиксирующая способность клевера паннонского 1 -го г.п. 1. Контроль, 2. КтзоР6оК.9о (Фон)> 3- ^0Р60К90+ Альбит в фазу отрастания, 4. ^оРео^о4" Альбит в фазу бутонизации, 5. 1Мз0РбоКро+ Альбит в фазу отрастания +бутонизация, 6. НзоРбоК9о+ Сшшплант в фазу отрастания, 7. МзоР60К90+ Силиплант в фазу бутонизации, 8. К30Рбо1чю+ Силиплант в фазу отрастания +бутонизация.

Наибольшая площадь листьев клевера паннонского сформировалась при

подкормке в фазу бутонизации Альбитом - 74,4 тыс. м2дн./га, ФП - 3,35

млн.м2дн./га, ЧПФ - 4,32 г/м2сутки. При использовании Силипланта площадь

листьев агроценоза клевера паннонского составила 69,2 тыс.м2/га, ФП - 3,17

млн. м2дн./га, ЧПФ - 4,19 г/м2сутки (табл. 4).

Таблица 4 - Фотосинтетическая деятельность посевов клевера паннонского

Вариант Площадь листьев, тыс. м2/га ФП, млн. м^дн./га ЧПФ, г/м2-сутки

1 г.п. 2 г.п. 1 г.п. 2 г.п. 1 г.п. 2 г.п.

Контроль 36,1 49,1 1,58 2,15 2,41 3,28

ИзоРбоКдо (фон) 47,1 61,6 2,28 2,99 3,13 4,10

К3оРбоК9о+ Альбит в фазу отрастания 72,9 94,5 3,29 4,33 4,27 5,60

И3оРбоК9о+ Альбит в фазу бутонизации 56,1 72,7 2,53 3,33 3,29 4,31

№оРбоК9о+ Альбит в фазу отрастания +бутонизации 74,4 96,5 3,35 4,40 4,32 5,66

НзоРбоК9о+ Силиплант в фазу отрастания 68,9 89,3 3,15 4,14 4,07 5,32

К3оРбоК9о+ Силиплант в фазу бутонизации 55,1 71,4 2,52 3,32 3,25 4,26

КзоРбоК9о+ Силиплант в фазу отрастания +бутонизаци 69,2 89,7 3,17 4,17 4,19 5,48

Агроценозы клевера паннонского 2-го года пользования характеризовались более высокими показателями фотосинтетической деятельности. Так, площадь листовой поверхности посевов клевера паннонского в фазу бутониза-

ции составила по вариантам опыта 61,6-96,5 тыс. м2га, ФП - 2,99 - 4,40 млн.м2дн/га, ЧПФ - 3,13-5,66 г/м2сутки.

Продуктивность клевера паннонского. Наиболее благоприятные условия для формирования продуктивности клевера паннонского были при совместном применении макро- и микроудобрительных средств. Так, в среднем за два года в первый год пользования урожай зеленой массы по вариантам опыта составил 40,4-44,9 т/га, сухого вещества - 10,1-11,2 т/га, выход кормовых единиц - 7,35-8,16 т/га, переваримого протеина - 1,14-1,26 т/га, обменной энергии - 80,85-89,76 ГДж/га. По отношению к абсолютному контролю по данным показателям превышение составило 15,3 т/га (60,9%) - 19,8 т/га (78,8%); 3,8 т/га (60,3%); 4,9 т/га (77,7%); 2,79 т/га (61,1%), 3,6 т/га (78,9%); 0,43 т/га (60,5%); 0,55 т/га (77,4%); 30,69 ГДж/га (61,2%) -39,6 (78,9%). Во всех вариантах опыта по всем показателям продуктивности клевера паннонского получены достоверные прибавки. Наибольшая продуктивность клевера паннонского сформировалась при некорневой подкормке в фазу бутонизации регулятором роста Альбит на фоне ЫзоР60К90. Урожайность зеленой массы составила 44,9 т/га, сбор сухого вещества- 11,2 т/га, кормовых единиц - 8,16 т/га, переваримого протеина- 1,26 т/га, обменной энергии - 89,76 ГДж/га (табл. 5).

Таблица 5 -Продуктивность клевера паннонского (2012-2013 гг.)

Вариант Зеленая масса, т/га Урожайность семян, кг/га

1 г.п. 2 г.п. 1 г.п. 2 г.п.

Контроль 25,1 30,9 202,0 257,4

МзоРбоК9о (фон) 40,4 48.7 288,0 387,5

Фонт Альбит в фазу отрастания 43,7 51,9 312,4 417,2

Фон + Альбит в фазу бутонизации 42,6 51,2 295,6 396,5

Фон + Альбит в фазу отрастания+бутонизации 44,9 54,2 319,5 439,1

Фон + Силиплант в фазу отрастания 42,6 51,4 307,4 408,3

Фон + Силиплант в фазу бутонизации 41,3 50,9 290,3 391,1

Фон + Силиплант в фазу отрастания +бутонизации 44,3 53,6 314,3 428,3

НСРо5,т/га Фактора А Фактор В Фактор АВ 4,08 5,77 8,17 4,87 6,89 9,74 40,94 57,90 81,88 72,2 101,1 144,2

Некорневая подкормка вегетирующих растений Альбитом и Силиплан-том способствовала увеличению семенной продуктивности клевера паннон-ского. Наибольшие урожаеобразующие показатели клевера паннонского были при двукратной обработке растений препаратом Альбит в фазу отрастания и бутонизации на фоне Ы30Р60К90. Так, к уборке сохранилось 2,21 млн.шт./га растений, на каждом растении сформировалось 106 семян, продуктивность генеративного побега - 5,09 г, масса 1000 семян - 4,14 г. В среднем за два года урожайность семян в 1-й т.п. составила 319,5 кг/га, что на 140,5 кг/га (69,6%) превышает контрольный вариант. По отношению к варианту N30P60K90 прибавка составила 46,9 кг/га (18,9%). В вариантах с применением Силипланта показатели семенной продуктивности были несколько ниже. Наибольший урожай семян 314,3 кг/га получен также при двукратной подкормке в фазу отрастания и бутонизации на фоне N30P60K90.

Во второй год пользования, наибольший урожай семян получен при двукратной некорневой подкормке препаратом Альбит в фазу отрастания и бутонизации — 439,1 кг/га, что на 28,2% превышает семенную продуктивность arpo-« ценоза первого года пользования.

Экономическая и энергетическая эффективность приемов возделывания клевера паннонского

Расчет энергетической эффективности возделывания клевера паннонского

в зависимости от вида минерального удобрения показал, что наименьшая себестоимость кормовой единицы 1,46 ГДж при наибольшем КЭЭ 6,4 ед. получен при внесении Р60К90.

Двукратная обработка посевов клевера паннонского в фазу отрастания и бутонизации регулятором роста Альбит 40 мл/га экономически и энергетически эффективно при возделывании на кормовые цели и семена. Условный чистый доход составил 27,1 тыс. руб., уровень рентабельности 122%, коэффициент энергетической эффективности - 3,1 ед.

выводы

1. Минеральные удобрения способствовали повышению фотосинтетической деятельности агроценоза клевера паннонского. Наибольшая площадь листовой поверхности 57,9 тыс. м2/га отмечается в фазу бутонизации при внесении фосфорно-калийных удобрений в дозе 90 кг и 120 кг д.в., что превышает контрольный вариант на 34,2%, ФП -2,75 м2 дн./га, ЧПФ - 3,65 г/м2сутки.

2. Оптимизация минерального питания увеличивает количество и массу клубеньков, продолжительность симбиоза и активный симбиотический потенциал (АСП) агроценоза клевера паннонского. На фоне Р90К120 количество активных клубеньков превышает посевы контрольного варианта на 50,3%, количество фиксированного азота из воздуха увеличилось до 180,5 кг/га, доля которого составляет 53,2%.

3. Наиболее продуктивно работали посевы клевера паннонского 2-го года пользования. Площадь листьев увеличилась до 75,6 тыс м2/га, ФП - 3,59 млн м2/га, ЧПФ - 3,95 т/и2.

4. Улучшение фосфорно-калийного питания обеспечило достоверную прибавку урожая клевера паннонского по сравнению с контролем, урожай зеленой массы увеличился на 6,7 -8,0 т/га, сбор сухого вещества - 1,6 - 2,0 т/га, кормовых единиц - 1,22 - 1,46, переваримого протеина - 0,19 - 0,22 т/га, обменной энергии - 13,42-16,06 ГДж/га. Наибольший выход кормовых единиц 7,49 т/га, переваримого протеина 1,16 т/га и обменной энергии 82,39 ГДж/га обеспечивает внесение повышенных доз (N3oP6oK12o) минеральных удобрений.

5. Наиболее оптимальные условия для семяобразовательного процесса клевера паннонского 1-го года пользования складывались на удобренных вариантах. Так, в первый год пользования количество семян на растении по вариантам опыта по отношению к контролю увеличилось до 34,3%, продуктивность растения -32,8%, крупность семян -29,0%, во второй год пользования соответственно на 23,8%, 41,3%), и 29,6%. Урожайность семян клевера паннонского 1-го года пользования на удобренных вариантах составила 206,9-316,7 кг/га, 2-го года пользования - 284,4-425,6 кг/га, прибавка урожая - 6,9-113,8 кг/га и 27,020

168,2 кг/га. Внесение фосфорно - калийных удобрений в дозе РбоКэд и Р^К^о обеспечило достоверную прибавку урожая семян клевера паннонского в первый год пользования 74,1- 79,6 кг/га, во второй год пользования - 117,4-131,5 кг/га. При внесении полного минерального удобрения азотные удобрения во всех вариантах опыта не оказали существенного влияния на увеличение урожайности семян, прибавки оказались статистически недостоверными.

6. Некорневая подкормка растений клевера паннонского препаратами Альбит и Силиплант на фоне минеральных удобрений обеспечивает благоприятные условия для симбиотической деятельности клевера паннонского. В первый год пользования масса активных клубеньков по отношению к контролю по вариантам опыта увеличилась на 29,5-94,1 %, АСП- 28,1-98,6%.

7. Наибольшими параметрами фотосинтетической деятельности характеризовались агроценозы клевера паннонского 1 -го г.п. при некорневой подкормке в фазу бутонизации Альбитом, площадь листьев - 74,4 тыс м2дн/га, ФП -3,35 млн м2 дн./га, ЧПФ - 4,32 г/м сутки.

8. Расчет энергетической эффективности возделывания клевера паннонского в зависимости от вида минерального удобрения показал, что наименьшая себестоимость кормовой единицы 1,46 ГДж при наибольшем КЭЭ 6,4 ед. получен при внесении РбоКэо- Двукратная обработка посевов клевера паннонского в фазу отрастания и бутонизации регулятором роста Альбит 40 мл/га экономически, и энергетически эффективно при возделывании на кормовые цели и семена. Условный чистый доход составил 27,1 тыс. руб., уровень рентабельности 122%, коэффициент энергетической эффективности - 3,1 ед.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для повышения продуктивности и реализации потенциала симбиотической азотфиксации клевера паннонского необходимо вносить фосфорные удобрения в дозах 60 - 90 кг и калийные 90 - 120 кг д.в. В период вегетации в фазу бутонизации проводить некорневые подкормки препаратами Альбит 40 мл/га или Силиплантом 1,5 л/га.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Кшникаткина, А.Н. Продуктивность клевера паннонского ( Trifolium pannonicum Jacq.) в зависимости от уровня минерального питания в условиях Среднего Поволжья / А.Н. Кшникаткина, A.B. Семенчев // Нива Поволжья. -2013.-№2 (27).-С 54-59.

2. Кшникатника, А.Н. Урожайность семян клевера паннонского (Trifolium pannonicum jacq.) при различных режимах питания / А.Н. Кшникаткина, A.B. Семенчев // Вестник Ульяновской ГСХА. - 2013,- № 2 (22). - С 21-24.

3. Кшникаткина, А.Н. Роль некорневых подкормок в повышении продуктивности клевера паннонского / А.Н. Кшникаткина, Г.Е. Гришин, A.B. Семенчев // Нива Поволжья. - 2013. -№ 3(28). - С 43-47.

4. Семенчев, A.B. Фотосинтетическая деятельность клевера паннонского в зависимости от минерального питания / A.B. Семенчев. // Инновационные технологии в АПК: теория и практика. Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции / МНИЦ ПГСХА.- Пенза:-РИО ПГСХА, 2013,- С 158-161.

5. Семенчев, A.B. Эффективность бобово-ризобиального симбиоза клевера паннонского при разном уровне минерального питания / A.B. Семенчев. // Инновационные технологии в АПК: теория и практика. Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции / МНИЦ ПГСХА,- Пенза: РИО ПГСХА, 2013,-С 161-164.

6. Гудимо, В.В. Влияние регуляторов роста, микроудобрений и минеральных удобрений на рост и развитие клевера паннонского / В.В. Гудимо, A.B. Семенчев // Материалы VIII Международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 75-летию профессора А.Т. Фарниева «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки». - Владикавказ, 2012.-С 200-203.

7. Семенчев, A.B. Формирование агроценоза клевера паннонского / A.B. Семенчев, A.A. Савицкая // Сб. материалов Всероссийской научно-практической

конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 150-летию со дня рождения П.А. Столыпина 15-16 марта 2012 г. - Пенза, 2012. С. 195-196.

8. Семенчев, A.B. Продуктивность клевера паннонского в зависимости от фона минерального питания / A.B. Семенчев // Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых 25-26 октября 2012 г.Пенза 2012.

9. Рафикова, Г.Р. Регуляторы роста, биопрепараты и комплексные удобрения в технологии возделывания клевера паннонского / Г.Р. Рафикова, A.B., Семенчев, Гудимо В.В. // Материалы X Международной научно - практической конференции, посвященной памяти академика РАСХН Немцева Н.С. 22-28 июня 2012г.- Ульяновск УлГТУ С. 463-467.

Подписано а печать 19.09.13. Объем 1,00 усл. п.л. Тираж 100 экз.

Заказ Ха 93.____

Отпечатано с готового оригинал-макета в мини-типографии. Свидетельство № 5551. 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Семенчев, Андрей Викторович, Пенза

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПЕНЗЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

Технологические приемы повышения продуктивности клевера паннонского (Trifolium pannonicum JACQ) в лесостепи Среднего Поволжья

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

04201364557

На правах рукописи

Семенчев Андрей Викторович

Научный руководитель -доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.Н. Кшникаткина

ПЕНЗА-2013

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 4

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА 7

1.1 Народно-хозяйственное значение многолетних бобовых трав 7

1.2 Влияние минеральных удобрений на продуктивность многолетних бобовых трав 12

1.3 Регуляторы роста и микроудобрения в технологии возделывания многолетних трав 30

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 41

2.1 Место, методика и условия проведения исследований 41

2.2 Методика проведения исследований 43

3 РОЛЬ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В ФОРМИРОВАНИИ АГРОЦЕНОЗА КЛЕВЕРА ПАННОНСКОГО 49

3.1 Влияние удобрений на рост, развитие и зимостойкость

клевера паннонского 49

3.2 Симбиотическая деятельность клевера паннонского 52

3.3 Фотосинтетическая деятельность агроценоза клевера паннонского 57

3.4 Продуктивность клевера паннонского 60

3.5 Семенная продуктивность клевера паннонского 63

3.6 Биохимический состав и питательная ценность клевера паннонского 64

4 ВЛИЯНИЕ НЕКОРНЕВОЙ ПОДКОРМКИ РЕГУЛЯТОРОМ РОСТА АЛЬБИТ И МИКРОУДОБРЕНИЕМ СИ Л И ПЛ АНТ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ КЛЕВЕРА ПАННОНСКОГО 68

4.1 Формирование симбиотического аппарата агроценоза клевера паннонского 69

4.2 Формирование фотосинтетического аппарата

агроценоза клевера паннонского 73

4.3 Продуктивность клевера паннонского 75 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КЛЕВЕРА ПАННОНСКОГО В

ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ 81

ВЫВОДЫ 87

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 89

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 90

ПРИЛОЖЕНИЯ 114

Общая характеристика работы Актуальность. В решении проблемы увеличения производства кормов, улучшения их качества и энергонасыщенности основная роль отводится многолетним травам. В связи с этим важное значение имеет организация адаптивного кормопроизводства за счет внедрения новых видов, которые обладают экологической пластичностью, высокой азотофиксирующей способностью, долголетием, высокими кормовыми достоинствами, рационально используют агроклиматические условия зоны, отличаются устойчивым семеноводством, высокой зимостойкостью, жаро- и засухоустойчивостью, повышают плодородие почвы.

Важным элементом технологий производства сельскохозяйственных культур являются минеральные удобрения, регуляторы роста, микроудобрения в хелатной форме и средства защиты от вредителей и болезней. Сдерживающим фактором внедрения новых видов кормовых растений является отсутствие научно-обоснованных ресурсосберегающих технологий их возделывания. В связи с этим решение данных вопросов актуально.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучить влияние различных уровней минерального питания и регуляторов роста на продуктивность клевера паннонского в лесостепи Среднего Поволжья.

Программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

- изучить особенности формирования агроценоза клевера паннонского при разном уровне минерального питания;

- определить роль основных показателей симбиотической и фотосинтетической деятельности в формировании продуктивности клевера паннонского;

- обосновать и экспериментально определить оптимальные сроки некорневой подкормки регулятором роста Альбит и микроудобрением Силиплант;

- установить влияние минеральных удобрений, препаратов Альбит и Силиплант на кормовую и семенную продуктивность клевера паннон-ского;

- дать экономическую и энергетическую оценку приемам возделывания клевера паннонского.

Научная новизна. На основе учета агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей растений разработаны приемы адаптивной ресурсосберегающей технологии возделывания и управления продукционным процессом клевера паннонского, такие как оптимальные дозы минеральных удобрений, сроки и способы некорневой подкормки Альбитом и Силиплантом. Дано агроэнергетическое и экономическое обоснование приемов возделывания клевера паннонского.

Практическая значимость. На основании проведенных исследований разработаны и апробированы в производственных условиях приемы адаптивной технологии возделывания клевера паннонского, обеспечивающие получение с гектара 6,24 т кормовых единиц, 0,97 т переваримого протеина и 68,6 ГДж обменной энергии, 0,7-1,2 т семян.

Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по целевой комплексной научно-технической программе т. 12.5 «Разработка адаптивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Пензенской области».

Основные положения, выносимые на защиту:

- закономерности роста, развития растений и продукционного процесса

клевера паннонского в зависимости от приемов возделывания;

- влияние минеральных удобрений на кормовую и семенную продуктивность клевера паннонского;

- влияние некорневой подкормки Альбитом и Силиплантом на формирование элементов структуры и урожайности клевера паннонского в зависимости от приемов возделывания;

- экономическое и энергетическое обоснование приемов возделывания клевера паннонского.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 150-летию со дня рождения П.А. Столыпина (Пенза, 2012); VIII Международной дистанционной научной конференции «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки» (Владикавказ, 2012); X Международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика РАСХН Немцева Н.С. (Ульяновск, 2012); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 2012); Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в АПК: теория и практика» (Пенза 2013).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 работах, в том числе 3 в изданиях по перечню, рекомендованному ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 135 страницах компьютерного текста, содержит 37 таблиц, 1 рисунок, 24 приложения, 235 источника использованной литературы, в том числе 11 зарубежных авторов.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1 Народно-хозяйственное значение многолетних бобовых трав

Важной проблемой сельского хозяйства Среднего Поволжья является увеличение производства кормов, улучшение их качества и энергонасыщенности. За счет многолетних трав, главным образом бобовых, производится основное количество растительного белка [93, 221].

По мнению Ю.К. Новоселова [139, 140, 141, 142, 143, 144, 146] за счет полевого травосеяния в среднем по стране производится около 60% - 84% валового объема грубых, сочных и зеленых кормов.

Многолетние травы в большинстве регионов страны - основной источник производства сена, сенажа, силоса, травяной муки, а также это лучшие предшественники для других культур в системе землепользования. Одним из определяющих факторов интенсификации полевого травосеяния является внедрение в производство новых наиболее перспективных сортов бобовых многолетних трав [63, 81, 144, 181, 210].

В современных условиях при ограниченных финансовых и материально-технических трудностях значимость полевого травосеяния приобретает особую актуальность. Многолетние травы обеспечивают производство наиболее дешевых кормов, стабильность и устойчивость кормовой базы, а также являются решающим фактором в биологизации земледелия. На возделывание и уборку клевера и его смесей затраты совокупной энергии составляют 14-15 ГДж/га, что в 1,5 раза ниже, чем по зерновым культурам и в 2,5 -3,0 раза - по сравнению с культурами интенсивного типа (кукуруза, кормовая свекла). Клевер по затратам совокупной энергии на 1 га посева имеет большое преимущество по сравнению с другими культурами благодаря симбиотической фиксации азота из воздуха и практически не нуждается во внесении минерального азота. Окупаемость затрат энергии на единицу продукции или коэффициент энергетической эффективности по клеверу находится на уровне 4-5, по зерновым культурам и злаковым травам - 2,5 - 3,0, по

кукурузе и кормовой свекле-не более 1,5-2,0 [148,171,203,216].

В России с давних пор уделяли значительное внимание полевому травосеянию. A.B. Советов [181] в работе о кормовых растениях доказывал целесообразность возделывания многолетних трав на кормовые цели.

Д.Н. Прянишников [165, 167] считал, что у нас в стране должны вводиться севообороты с многолетними травами (прежде всего с клевером и люцерной), а не травопольные севообороты (где большую роль играют злаки), так как экстенсивное злаковое травополье отрицательно влияет на азотный баланс почвы. Причем площади под клевером и люцерной необходимо довести до 20 % посевной площади, при условии одногодичного и двухгодичного пользования клевером.

В.Р. Вильяме [29, 30] считал, что возделывание многолетних трав в полевых севооборотах является важнейшим средством воссоздания плодородия почвы, т. е. придания ей надлежащей структуры. Причем значение клевера связывалось не только с обогащением почвы азотом за счет азота атмосферы, но и с катионом кальция, который высвобождался во время разложения корневой массы клевера и поглощался перегноем, образовавшимся при распаде корней злаковых трав, что придает почве свойство прочности [83].

К.А. Тимирязев [188] писал: « ... едва ли в истории найдется много открытий, которые были бы таким благодеянием для человечества, как это включение клевера и вообще бобовых растений в севооборот, так поразительно увеличившее производительность труда земледельца».

Совершенствование укосных площадей многолетних трав за счет расширения площадей под бобовыми культурами позволит решить и другую важную народно-хозяйственную задачу - повысить протеиновую полноценность травянистых кормов - сена, сенажа и силоса. Расчеты показывают, что содержание протеина в кормовой массе многолетних трав можно в среднем довести до 12 - 14% вместо 8-9% в настоящее время. При уборке трав в оптимальные сроки концентрация обменной энергии может составлять 10,5 -

11,0 МДж в 1 кг сухого вещества [220].

8

Многолетние травы обладают наибольшей устойчивостью к неблагоприятным погодным условиям. Так, коэффициент вариации (показатель устойчивости) находится на уровне 10-12%, по кукурузе он достигает 30-40% [1, 92]. Коэффициент энергетической эффективности бобовых трав и бобово-злаковых смесей находится в пределах 3,5 - 5,5, что в 2,0 - 2,5 раза выше, чем зернофуражных культур. Поэтому на ближайшую перспективу многолетние травы в создании кормовой базы будут играть решающую роль.

В решении проблемы производства энергонасыщенных высокобелковых объемистых кормов и биологизации земледелия важная роль принадлежит культуре клевера. Клевер - культура больших потенциальных возможностей. В основных районах клеверосеяния его средняя урожайность достигает 6-8 т/га сухого вещества, а в условиях орошения - 12-16 т/га.

По содержанию переваримого протеина клеверное сено превосходит сено луговое в 1,7-2,4 раза, по содержанию каротина и кальция - в 1,6-3 раза. Лучший сенаж получается из клевера и люцерны или их смеси с тимофеевкой, убранных в ранние фазы развития - бутонизации и начала цветения [194, 195, 196].

По данным М.Ф. Томмэ [189] в 100 кг зеленой массы люцерны в среднем содержится 21,7 корм. ед. и 4,1 кг переваримого протеина, клевера лугового - соответственно 19,7 и 2,6 кг, эспарцета - 21,7 и 3,1 кг.

A.C. Новоселова [145, 146, 147] отмечает, что по содержанию незаменимых аминокислот клевер незначительно уступает люцерне, но более чем в 2 раза превосходит все злаковые травы, а по количеству лизина, триптофана и лейцина - зерно овса.

Клевер служит прекрасным предшественником для всех без исключения не бобовых культур, входящих в севообороты, так как восстанавливает плодородие почвы, улучшая ее водный, воздушный и азотный режим. Поэтому его выращивание одновременно решает проблемы производства объемистых кормов, продовольственного и фуражного зерна, овощных, технических и других сельскохозяйственных культур [14, 17, 19, 20, 24, 26, 27, 28 35,

9

94, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 169, 170, 178, 180, 202, 232, 233, 234].

Клевер является ценным компонентом травосмесей, используемых для создания культурных сенокосов и пастбищ. Продуктивность клеверо-злаковых травостоев на культурных пастбищах достигает 5-6 тыс. кормовых единиц с 1 га, а высокое качество получаемого корма повышает диетические, вкусовые и технологические свойства молока и продуктов его переработки. Включение клевера в состав простых и сложных агрофитоценозов с участием многолетних злаковых трав позволяет решать задачу обеспечения их биологическим азотом, который усваивается с помощью клубеньковых бактерий из атмосферного воздуха [58, 91, 96, 98].

Велика роль клевера в биологизации земледелия, сохранении и повышении плодородия почвы, защиты ее от водной и ветровой эрозии.

По обобщенным данным Д.Н. Прянишникова [165, 166] размеры фиксации симбиотического азота клевером составляют до 325-450 кг/га, в том числе клевер с растительными остатками обогащает почву до 125-150 кг азота на гектар.

Корни клевера обладают способностью усваивать фосфор из труднодоступных соединений. Эта способность с возрастом повышается. Корневая система клевера проникает на глубину 100-120 см и более. Но главная ее масса сосредоточена в пахотном слое почвы и вносить удобрения необходимо именно в этот слой.

Совершенствование структуры укосных площадей трав за счет повышения видового состава кормовых культур, интродукции новых видов, которые наиболее полно используют биоклиматические ресурсы региона и разработка адаптивных, ресурсосберегающих технологий их возделывания - приоритетное направление развития полевого кормопроизводства как на современном этапе, так и на перспективу и служит основой стабилизации кормовой базы и биологизации земледелия в стране [61].

Перспективной кормовой культурой является клевер паннонский (Trifolium pannonicum Jacq). Продуктивное долголетие 10-15 лет и более. Высо-

ю

копродуктивный, урожай зеленой массы 40-50 т/га; концентрация обменной энергии 10-11 МДж/кг сухого вещества; 130-160 г переваримого протеина в 1 корм. ед. Стабильное семеноводство, урожайность семян 6-12 ц/га. Семеноводство клевера паннонского более устойчивое, по сравнению с клевером луговым и меньше зависит от погодных условий. Это обусловлено повышенной способностью опыления медоносными пчелами, не полегаемостью травостоя, высокой засухоустойчивостью вида, большей массой 1000 семян (3,5 г). Среднерослый выровненный травостой позволяет проводить уборку семян серийными зерноуборочными машинами. Раннеспелый, период от отрастания до созревания 85-106 дней. Отличается морфологической выровненно-стью растений, дружным прохождением фаз развития. Обладает высокой пластичностью, дает устойчивые урожаи в различные по метеоусловиям годы, в разных почвенно-климатических условиях. Высокозимостойкий, переносит бесснежные зимы с температурой до - 25 °С, при снежном покрове 1015 см до - 35-40 °С. Жароустойчивый и засухоустойчивый, устойчив к полеганию. Комплексная устойчивость к болезням и вредителям. Продуктивное использование осенне-зимних запасов влаги способствует формированию урожая первого укоса вне зависимости от складывающихся метеорологических условий. Раннее отрастание (в 3-й декаде мая урожай зеленой массы составляет 5-10 т/га, используется в системе ранневесеннего зеленого конвейера). Питательность, поедаемость и переваримость всех видов кормов на уровне клевера лугового. Листья клевера паннонского в процессе сушки не осыпаются, что в сочетании с хорошей облиственностью (65-70%) способствует получению высококачественного сена. Восстанавливает структуру почвы, повышает ее плодородие: на 3-4 год жизни количество гумуса в почве увеличивается на 2,5%, оставляет в почве до 20 т/га корневых остатков, в которых содержится 250-300 кг/га азота, фосфор и калий. Хороший предшественник, прибавка урожая 30-40%, повышается качество зерна и кормов. Отличный ранний медонос, с достаточно высокой нектаропродуктивностью [100].

1.2 Влияние минеральных удобрений на продуктивность многолетних бобовых трав

A.A. Завалин, Г.Г. Благовещенская [60], характеризуя современное �