Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Биологические особенности, приёмы возделывания и использования астрагала галеговидного на корм в южной лесостепи Западной Сибири

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Биологические особенности, приёмы возделывания и использования астрагала галеговидного на корм в южной лесостепи Западной Сибири"

ЧИБИС Светлана Петровна

На правах рукописи

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, ПРИЁМЫ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АСТРАГАЛА ГАЛЕГОВИДНОГО НА КОРМ В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.01 - Общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

-8 ДЕК 2011

Омск 2011

005005277

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Степанов Александр Фёдорович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Казанцев Виктор Петрович; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Тараканов Виктор Степанович

Ведущая организация - Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита диссертации состоится/? 7д е. 2011г. в 10 часов на заседании

диссертационного совета ДМ 220.050.01 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина» по адресу: 644008, г. Омск-8, Институтская площадь, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»

Автореферат разослан 2 1 ИОЯ'ь рЛ- 2011 г.

Ученый секретарь Л Л/

диссертационного совета / С В.П. Пьянов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современных условиях развития АПК Российской Федерации, при острой нехватке средств и материальных ресурсов, в структуре кормовых угодий большая роль отводится многолетним травам. Доля бобовых среди них в Западно-Сибирском регионе не превышает 20-30% (Новоселов Ю.К. Кормопроизводство. № 7. 2010. С. 19-22). Согласно программе развитая кормопроизводства в РФ до 2015 г. в структуре площадей, занятых многолетними травами, около 80% должны занимать бобовые и бобово-мятликовые травосмеси.

В южной лесостепи Западной Сибири ассортимент многолетккх бобовых трав крайне ограничен и представлен, в основном, люцерной, донником и эспарцетом. В связи с этим, определенный научный и практический интерес представляет интродуцированный вид природной флоры Кавказа - астрагал галеговидный (Astragalus galegiformis L.). По мнению JI.B. Березиной, А.Ф. Степанова, он обладает рядом преимуществ перед возделываемыми в Сибири видами бобовых трав и разносторонним применением на корм. Имеет значительный период хозяйственного использования травостоя (до 10 лет), высокую продуктивность, хорошую отавность и облисгвенность растений. Быстро отрастает весной, слабо повреждается вредителями, обладает морозостойкостью и устойчивой по годам семенной продуктивностью, что особо важно для условий Сибири (Березина Л. В. Возделывание однолетних и многолетних кормовых культур в Западной Сибири: сб. науч. тр. Омск, 1986. С. 23-27 ; Березина Л.В. Информ. листок № 7-89. Омск: [б.и.], 1989. 4 с. ; Степанов А.Ф. Сиб. фермер. 2003. №3 (25). С. 16-17 ; Степанов А.Ф. Создание и использование многолетних травостоев : монография. Омск: Изд-во ОмГАУ, 2006. С. 12-59). Так как биологические особенности, агротехника возделывания и использования астрагала галеговидного в условиях южной лесостепи Западной Сибири не изучены, возникла необходимость разработки приемов возделывания и использования культуры на корм в данном регионе.

Цель исследований - разработать технологические приёмы возделывания и использования астрагала галеговидного на корм в условиях южной лесостепи Западной Сибири, способствующие получению высоких урожаев качественного корма при наименьших затратах труда и средств.

Задачи исследований:

- изучить биологические особенности астрагала галеговидного;

- выявить влияние срока, способа посева и нормы высева на кормовую продуктивность астрагала галеговидного;

- определить оптимальный срок скашивания травостоя при уборке астрагала на корм;

- выявить питательную ценность и изменение химического состава зеленой массы астрагала по фазам развития;

- дать биоэнергетическую и экономическую оценку изучаемым приёмам возделывания и использования астрагала галеговидного.

Научная новизна работы. В условиях лесостепи Западной Сибири впервые установлены оптимальные срок, способ посева и норма высева, срок скаши-

вания травостоя астрагала галеговидного при возделывании на корм. Выявлены особенности роста и развития, формирования травостоя астрагала галеговидного, отношение его к факторам внешней среды, определена кормовая ценность, дана биоэнергетическая и экономическая оценка эффективности возделывания и использования новой культуры в зависимости от применяемых технологических приёмов.

На защиту выносятся:

— научно обоснованные эффективные сроки, способы посева и нормы высева астрагала галеговидного при возделывании на корм;

- оптимальный срок скашивания травостоя при использовании астрагала на корм.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Введение бобовой культуры, астрагала галеговидного, в структуру посевных площадей хозяйств Западной Сибири позволит эффективнее использовать поч-венно-климатический потенциал региона и снизить имеющийся дефицит белка в животноводстве. Разработанные технологические приёмы возделывания и использования астрагала галеговидного обеспечивают получение с одного гектара в среднем за четыре года до 27 т высокопитательной зеленой массы.

Рекомендованные приемы возделывания и использования астрагала галеговидного апробированы в 2005-2006 гг. на полях ОАО «Учхоз №1» Омского района Омской области на площади 3 га. Они позволили получить с одного гектара посева в среднем за два года использования 19,7 т зелёной массы, содержащей 3,8 т кормовых единиц и 688,5 кг сырого протеина. Чистый доход составил 8740 руб./га, рентабельность - 88%.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были доложены на Международной научно-практической конференции (Ставрополь, 2005); на Международной научно-методической конференции (Мичуринск, 2010); на Всероссийском экологическом форуме (Москва, 2007); на региональной научно-практической конференции (Омск, 2006); на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ОмГАУ (Омск, 2005, 2011) и опубликованы в пяти научных работах общим объемом 1,2 пл., в том числе две работы опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 201 странице компьютерного текста. Состоит из введения, четырёх глав, выводов и предложений производству; содержит 22 таблицы, 11 рисунков, 42 приложения. Библиографический список включает 172 наименования, в том числе шесть работ на иностранных языках.

УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили на опытном поле Омского государственного аграрного университета в 2002-2007 гт. Территория опытного поля расположена на правом берегу реки Иртыш. Опыты закладывали в 2002, 2004 гг. на участке с

однородным почвенным покровом. Почва опытного участка - лугово-черноземная маломощная малогумусовая среднесуглинистая. Уровень залегания грунтовых вод 3,4-4,5 м.

В годы исследований погодные условия были различными: в 2002 г. преобладала прохладная и дождливая погода в течение всей вегетации растений; вегетационный период 2003 г. был влажным и жарким, с неравномерным распределением осадков; 2004 г. характеризовался высокими температурами воздуха и недостатком влаги (на 14 мм меньше нормы); в 2005 г. осадков выпало на 31 мм больше среднемноголетних и температура воздуха превышала норму на 1,1 С; в 2006 г. сумма осадков за май - сентябрь соответствовала норме, с перепадами температуры воздуха в летние месяцы; влажным был 2007 г. (сумма осадков 182% нормы) при средней температуре воздуха близкой к многолетней. Сумма эффективных температур выше 5°С в годы исследований находилась в пределах 2357-2709С, превышая среднемноголетнюю на 62-414 С.

Объектом исследований был астрагал галеговидный - местная форма.

Для решения поставленных задач было заложено три полевых опыта, схемы которых представлены в таблицах автореферата. В опытах применялась зональная технология возделывания кормовых культур в Омской области. Весной, в год посева и в годы использования травостоя астрагала до его отрастания проводили закрытие влаги боронами БИГ-ЗА. Перед посевом - культивацию (КПС-4) на глубину 6-8 см с одновременным боронованием. До и после посева почву прикатывали катками (ЗККШ-6А). Семена астрагала высевали сеялкой СН-16. Посев проводили 5-10 мая, в опыте 1 - согласно принятой схеме. В опытах 1 и 3 астрагал галеговидный высевали широкорядным способом (45 см) с нормой высева 2 млн всхожих семян/га. В опыте 2 способы посева и нормы высева астрагала - согласно схеме. Глубина посева 2-4 см. Уход за посевами астрагала в первый год жизни заключался в подкашивании сорняков, во второй и последующий годы - в весеннем бороновании.

В первый год жизни во всех опытах скашивание астрагала галеговидно-го проводили один раз за вегетацию в фазе стеблевания (20-30 октября). Во второй и последующие годы в опытах 1 и 2 травостой скашивали дважды - в фазе цветения. В опыте 3 сроки скашивания соответствовали схеме опыта. Учетная площадь делянок 10-25 м2, повторность 4-кратная. Расположение делянок систематическое.

В исследованиях по теме использовали апробированные методики, разработанные ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса и ВНИИСХ (Методика опытов на сенокосах и пастбищах. М. : ВНИИ кормов, 1971. Ч. 1. 230 с. ; Методические указания по селекции многолетних трав. М. : ВНИИСХ, 1978. 132 с. ; Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. М.: ВНИИСХ, 1983. 198 с. ; Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. М. : ВНИИСХ, 1997. 156 е.). Растительные образцы анализировали в ФГУ «Центр агрохимической службы «Омский» и в отделе животноводства СибНИИСХ. Для определения количества азота, фиксированного клубеньковыми бактериями в симбиозе с бобовым растением, или

величины текущей нитрификации, использовали формулы, рекомендованные Е.Н. Мишустиным и Ю. И. Ермохиным (Мишустин Е. Н. Биологическая фиксация атмосферного азота. М. : Наука, 1968. С. 405-406 ; Ермохин Ю. И. Поч-венно-растительная оперативная диагностика «ПРОД-ОмСХИ» минерального питания, эффективности удобрений, величины и качества урожая сельскохозяйственных культгур. Омск : Изд-во ОмГАУ, 1995. С. 39-41). Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного и корреляционного анализа (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта: с основами статистической обработки результатов исследований. М. : Агропромиздат, 1979. 416 с. ; Короневский В.И. Земледелие. 1985. № 11. С. 56-57). Энергетическую оценку — согласно рекомендациям (Биоэнергетическая оценка севооборотов: метод, рекомендации / А.Ф. Неклюдов [и др.]. Новосибирск : РАСХН Сиб. отд-ие СибНИИСХ, 1993. 36 с.; Ермохин Ю.И., Неклюдов А.Ф. Програмирова-иие урожая в Западной Сибири. Омск : Изд-во ОмГАУ, 2002. 88 е.), а экономическую (в ценах 2007 г.) - по методикам ВНИИ кормов и Россельхозакадемии (Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. М.: ВНИИСХ, 1983. 198 е.; Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. М.: ВНИИСХ, 1997. 156 с.; Методическое пособие по агроэнергетической и экономической оценке технологий и систем кормопроизводства. М.: ВНИИ кормов. 1995.173 е.).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Биологические особенности, приёмы возделывания и использования астрагала галеговидного на корм

Астрагал галеговидный (Astragalus galegiformis L.) - многолетнее травянистое растение. Он является видом рода Astragalus L., который относится к семейству бобовых - Fabaceae, порядку бобоцветных - Fabales класса двудольных растений - Dicotyledoneae. Растения астрагала имеют мощный корень, из корневой коронки которого, на глубине 7—10 см от поверхности почвы, пучкооб-разно отходит масса стеблей. Поднимаются они несколько дугообразно, образуя плотный сжатый куст. Стебель астрагала галеговидного ветвистый. Боковые ветви развиты слабо, на верхней части стебля часто отсутствуют и заменяются цветоносами. Листья непарноперистосложные, листочки на них овальные, в числе 7 пар и более (Белоус В.Н. Виды рода Astragalus L. и их роль в растительном покрове Предкавказья : дис. ... канд. биол. наук. Ставрополь, 2005. 174 е.). Цветки желтые или зеленовато-желтые собраны в рыхлые кисти. Бобики полукруглые, вздутые, на обоих концах острые с коротким носиком, 4— 6 семенные. Семена овально почковидные около 3 мм длиной, гладкие, красновато-коричневые (Флора СССР / под ред. В.Л. Комарова [и др.]. М.; Л.: изд-во АН СССР, 1946. Т. 12. С. 25). В южной лесостепи Омской области формируется в зависимости от года, условий питания, места плода на соцветии от двух до десяти семян (в среднем 2,46). Осыпание созревших плодов не превьшхает 30% (Березина

Л.В. Информ. листок № 7-89. Омск: [б.и.], 1989.4 с.)

Срок посева. Наблюдения показали, что срок посева астрагала галего-видного влияет на период от посева до появления всходов и всхожесть семян. В более ранние сроки посева (5 и 15 мая) наблюдался растянутый период посев - всходы, и составил 26-27 сут. Семена, высеянные 25 мая - 20 июня, всходили на 5-8 сут быстрее. Посев культуры 5 июля позволил сократить период до 17 сут. Дефицит осадков (в 2002 г. на 23 мм меньше среднемноголет-ней нормы) и их отсутствие (2004 г.) в третьей декаде июля стали причиной длительного периода появления всходов (в среднем до 23 сут) у семян, высеянных 20 июля. Всходы астрагала при посеве 5 и 20 августа появлялись в течение 10-11 сут. Максимальная полевая всхожесть наблюдалась при посеве астрагала галеговидного в первой декаде мая (22%), что на 5-12% выше, чем при посеве в июне-августе. Низкая полевая всхожесть семян, длительный период появления всходов у астрагала галеговидного компенсируются высокой сохранностью растений в течение вегетации (81-88%). Срок посева существенно не влияет на этот показатель.

Срок посева влиял на рост и развитие астрагала в первый год жизни. Наиболее высокорослые растения в год посева он имел при посеве 5-25 мая (35-48 см). При более поздних сроках посева высота растений была меньше (г = - 0,96 ± 0,03), достигая минимального значения (12 и 9 см), при посеве семян астрагала 5 и 20 августа. В первый год, независимо от срока посева, растения достигали фазы стеблевания. По нашим наблюдениям, для нормального роста и развития астрагала галеговидного первого года жизни в условиях южной лесостепи Западной Сибири необходим период от всходов до окончания вегетации в 100— 130 сут, сумма эффективных температур (выше +5°С) должна составлять не менее1660-1720сС.

После перезимовки отрастание культуры в условиях южной лесостепи Омской области начиналось в третьей декаде апреля. Возобновление вегетации существенно не зависело от срока посева. Втягивание в почву на 7-10 см верхней части корня, где расположены почки возобновления - защитная реакция астрагала галеговидного на низкие температуры, что способствует хорошей перезимовке растений (свыше 94%). Анализ прохождения фенофаз в течение вегетации показал: период от отрастания до бутонизации составлял 36-39 сут, период бутонизации - 3-6, а цветения - 17-19 сут. Таким образом, период от отрастания до цветения составлял 46-51 сут. Укосной спелости астрагал галеговид-ный во второй год достигал 15-20 июня (первый укос) и 22-29 июля (второй укос). Растения в вариантах более поздних сроков посева семян (20 июля-5 августа) были готовы к скашиванию на 7-10 сут позже, чем ранневесенних сроков посева (5-25 мая).

Во второй год жизни культуры влияние срока посева на высоту растений перед первым укосом снижалось (г = - 0,72 ± 0,01), а к третьему и четвертому году - существенно не отмечалось. Максимальная высота растений в первом укосе отмечена при посеве 5-25 мая (во второй год жизни - 87-89 см, в третий -126-129 см, в четвертый — 136-142 см), минимальная - при посеве в августе

(65, 123, 133 см соответственно). Лучшее развитие астрагала первого года жизни при посеве в мае-июне способствовало активному отрастанию растений после первого скашивания во второй год. Отрастание в основном начиналось через 5-7 сут после получения первого укоса за счет почек, расположенных в пазухах листьев на стеблях. Высота астрагала во втором укосе также зависела от срока посева (г = 0,80±0,01) и находилась в пределах 41-69 см во второй, 78-87 см - в третий, 91-102 см - в четвертый годы жизни культуры.

Урожайность астрагала зависела как от высоты растений, так и от густоты травостоя в первом (г = 0,99± 0,02 и г = 0,77 ± 0,03) и втором (г = 0,89 ± 0,01 и г - 0,96 ± 0,02) укосах. Тенденция изменения густоты травостоя в зависимости от срока его посева была аналогична изменению высоты растений. В среднем за годы исследований густота травостоя перед первым укосом составляла 28-64 побега/м2, перед вторым укосом показатель уменьшался, но не более чем на 20%.

В первый год жизни при майских сроках посева урожайность зеленой массы астрагала составляла 1,96-2,85 т/га, что на 1,6-2,4 раза больше, чем при посеве в июне. При посеве 5 июля она снижалась на 59-72% по сравнению с майскими сроками посева, 20 июля - 20 августа сбор зеленой массы культуры достиг всего 110-250 кг/га. С каждым годом урожайность культуры возрастала, но темпы её наращивания в зависимости от срока посева были неравнозначными (рисунок 1).

Год жизни

Рисунок 1 - Урожайность зеленой массы астрагала галеговидного в зависимости от срока посева по годам жизни (в среднем по двум закладкам 2002,2004 гг.)

В среднем за годы исследований при посеве астрагала 5-25 мая урожайность зеленой массы (16,8-21,7 т/га) была в 1,1-1,8 раза больше, чем при посеве

5-20 июня, в 1,5-2,3 раза - 5-20 июля и в 1,8-3,5 раза - 5-20 августа Урожайность второго укоса изменялась от 8,7-11,1 т/га зеленой массы при посеве 5-25 мая до 3,4-4,8 т/га при посеве 5-20 августа.

По результатам наших исследований, расход влаги на формирование зеленой массы у астрагала галеговидного зависел от погодных факторов, срока посева и года использования травостоя (таблица 1).

Таблица 1

Коэффициент недопотребления астрагала галеговидного

в зависимости от срока посева, уборки и года жизни травостоя

Срок посева Год жизни

второй третий четвертый

2003 г. 2005 г. 2004 г. 2006 г. 2005 г. 2007 г.

Срок уборки

1-й 2-й 1-й 2-й 1-й 2-й 1-й 2-й 1-й 2-й 1-й 2-й

5 мая 160 180 110 150 40 40 40 60 60 80 60 100

15 мая 250 290 180 260 60 60 40 60 70 100 60 110

25 мая 260 270 180 290 60 60 50 70 80 110 70 120

5 июня 270 310 230 300 80 80 60 70 100 150 90 120

20 июня 390 420 280 340 80 90 60 70 110 160 90 130

5 июля 490 610 410 370 90 100 70 80 120 180 100 140

20 июля 820 1090 650 930 100 110 70 100 130 200 100 170

5 августа 1350 1350 2150 1230 150 220 80 100 210 390 120 180

20 августа 7230 2020 2180 1900 210 240 90 110 290 440 130 190

Эффективнее всего астрагал использовал влагу во второй и последующие годы в вариантах весенних сроков посева, как до первого, так и до второго скашивания. Во второй год астрагал посева 5 мая 2002 г. имел коэффициент во-допотребления меньше, чем при посеве 5 июня, в 1,7 раза, 5 июля - в 3, а 5 августа - в 8 раз. В последующие годы в разных закладках опыта сохранялась такая же тенденция. Важно отметить, что в наших опытах условия третьего года жизни травостоя (2004, 2006) по содержанию продуктивной влаги в метровом слое почвы при отрастании и после укоса, по количеству выпавших осадков между укосами уступали условиям увлажнения четвертого года (2005, 2007). Тем не менее, коэффициент водопотребления в третий год был минимальным, при существенном повышении показателя урожайности культуры. Это характеризует астрагал галеговидный какхрастение-ксерофит.

Максимальный сбор абсолютно сухого вещества (6,12 т/га), кормовых единиц (5,22 т/га), переваримого протеина (813 кг/га) и обменной энергии (56,6 ГДж/га) астрагалом был обеспечен при посеве 5 мая. При других вариантах весенних сроков посева абсолютно сухого вещества, кормовых единиц и переваримого протеина получено 81-84% (срок посева 15 мая) и 68-77% (срок посева 25 мая) от максимального. Выход обменной энергии достиг 47,4 и 43,8 ГДж/га соответственно. В вариантах летних сроков посева продуктивность культуры

снижалась: июньских - в 1,1-1,7, июльских - в 2,3-2,4 раза по сравнению с майскими сроками. Из всех сроков посева наименьшая продуктивность астрагала была отмечена при посеве 5-20 августа.

Способ посева и норма высева. Исследования показали, что способ посева и норма высева не влияли на продолжительность периода от посева до появления всходов (19-22 сут). Максимальная полевая всхожесть семян астрагала га-леговидного (14,6-23,1%) при различных способах посева наблюдалась при минимальной норме высева (45 всхожих семян астрагала на погонный метр рядка). С увеличением нормы высева семян астрагала число всходов на единице площади возрастало, но полевая всхожесть при этом снижалась на 3-28%. В первый год жизни число растений перед уборкой было в 1,1-1,9 раза больше, чем при полных всходах вследствие прорастания твердых семян. Подсчёт побегов по окончании вегетации показал, что густота их стояния зависела как от способа посева (г = - 0,87±0,04), так и от нормы высева (г = 0,89±0,09). В первый год жизни астрагал достигал только фазы стеблевания, длина междоузлий (в количестве 6-12) не превышала 5 см, высота растений - 35-44 см, число листьев на растении - 14-25 шт., облиственность растений составляла 82-92%.

Во второй и последующие годы жизни отличия в сроках начала отрастания астрагала галеговидного весной в зависимости от способа посева и нормы высева не наблюдалось. Начало возобновления вегетации культуры отмечалось 21 апреля - 1 мая, полное отрастание - 28 апреля - 12 мая. К первому скашиванию травостой был готов 10-15 июня, или через 45-51 сут после отрастания, ко второму - 15-22 июля, или через 35-42 сут после первого укоса. Для формирования первого укоса требовалось температур выше +5°С в сумме 750-770°С и 35-70 мм осадков, второго - 720-770°С и 80-155 мм.

При широкорядном посеве через 45 и 60 см проявлялось некоторое ускорение развития астрагала. К первому укосу в этих вариантах растения зацветали на 3-4 сут раньше и превосходили остальные по высоте как в первом (на 424%), так и во втором укосе (1-21%). Оценка густоты травостоя показала, что максимальное число побегов наблюдалось на единице площади рядового посева перед первым скашиванием - 78-101 цгг./м2, перед вторым - 54-67 шт./м2. С увеличением ширины междурядий и нормы высева густота травостоя снижалась в 1,1—2,1 раза.

Считается, что посев как фотосинтезирующая система наиболее производительно функционирует, когда индекс листовой поверхности (ИЛП) составляет 4-5. В загущенных посевах показатель может существенно превышать оптимальную величину, составляя 7-10. (Частная физиология полевых культур / Е. И. Кошкин и [др.]; под ред. Е.И. Кошкина. М.: КолосС, 2005. 344 е.). У астрагала галеговидного в травостое второго года средний показатель ИЛП в зависимости от способа посева и нормы высева находился в диапазоне 2,7—4,1, третьего - 3,6-6,2, четвертого - 5,1-7,7 (таблица 2). Для формирования листо-' вого аппарата одинаковой площади, растениям в вариантах опыта с шириной междурядья 15, 30 и 45 см требовалось одно и то же время. Фотосинтетический потенциал (ФП) в этих посевах разнился не более чем на 10%.

Таблица 2

Показатели фотосинтетической деятельности астрагала галеговидного

в зависимости от способа посева, нормы высева и года жизни _ (в среднем по двум закладкам 2002,2004 гг.)___

Год жизни Норма высева, штУпог. м рядка Ширина междурядий, см

15 30 45 60 90

Площадь листовой поверхности, тыс. м2/га

Второй 45 36,1 34,6 36,0 27,1 28,9

75 38,8 37,2 38,0 29,5 32,1

106 40,4 40.5 40,8 32,1 33,4

Третий 45 55,9 54,1 54,2 35,9 36,0

75 59,2 56,6 56,1 38,3 38,7

106 61,6 57,9 58,7 39,6 40,4

Четвертый 45 69,0 65,7 68,1 50,9 51,0

75 74,6 67,3 73,8 54,8 53,3

106 77,3 75,4 76,3 59,1 55,8

Фотосинтетический потенциал, млн м2 • сут/га

Второй 45 1,60 1,53 1,59 1,21 г 1,28

75 1,72 1,65 1,68 1,31 1,42

106 1,79 1,80 1,81 1,42 1,48

Третий 45 2,51 2,43 2,43 1,62 1,63

75 2,66 2,54 2,52 1,73 1,75

106 2,77 2,60 2,63 1,79 1,83

Четвертый 45 2,96 2,82 2,92 2,18 2,19

75 3,19 2,90 ЗД5 2,35 2,29

106 3,30 3,22 3,26 2,53 2,40

Чистая продуктивность фотосинтеза, г/ и2 ■ сут

Второй 45 2,42 2,57 1,75 1,69 0,98

75 2,46 2,40 1,80 1,83 1,23

106 2,48 2,27 2,34 1,82 1,58

Третий 45 3,16 3,10 1,89 1,97 1,46

75 3,28 3,11 2,50 2,29 1,65

106 3,34 3,06 3,06 2,44 2,35

Четвертый 45 3,29 3,61 2,53 2,35 1,54

75 3,26 3,65 2,94 2,51 2,19

106 3,52 3,17 3,48 2,75 2,47

Дальнейшее увеличение ширины междурядья до 60 и 90 см снижает ФП в 1,2-1,5 раза. В среднем за вегетацию чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) у зернобобовых культур меньше, чем у зерновых, и находится в пределах 3,5- 5,5 г/ м2 • сут (Частная физиология полевых культур / Е. И. Кошкин и [др.]; под ред. Е. И. Кошкина. М.: КолосС, 2005.344 е.). Между шириной междурядья и ЧПФ у астрагала галеговидного при возделывании на корм нами от-

мечена обратная тесная связь (г = -0,93±0,08), с нормой высева - прямая тесная (г = 0,84±0,11).

Анализ данных об урожайности зеленой массы и абсолютно сухого вещества за четыре года позволяет считать практически равноценными посевы астрагала галеговидного с шириной междурядий 15,30 см, а так же 45 см при норме высева 2,3 млн всхожих семян/га - 19,4-23,7 т/га и 5,0-5,9 т/га соответственно (таблица 3).

Таблица 3

Продуктивность астрагала галеговидного в зависимости от способа посева и нормы высева (в среднем по двум закладкам 2002, 2004 гг.)

Способ посева (а) Норма высева (в) Зеленая масса, т/га Абс. сухое в-во, т/га Корм, ед-, т/га Сырой протеин, кг/га ОЭ, ГДж/га КПД ФАР, %

млн штУга шт./ пог. м рядка Всего в т.ч. 2-й укос

Рядовой, 15 см 3,00 45 19,9 8,0 5,0 4,0 659 46,7 4,7

5,00 75 21,5 8,4 5,3 4,1 704 49,3 5,0

7,00 106 23,7 9,1 5,5 4,4 751 52,0 5,2

Широкорядный: 30 см 1,50 45 19,4 7,8 5Д 4,0 663 47,9 4,8

2,50 75 20,4 8,1 5,3 4,1 705 49,6 5,0

3,50 106 20,1 8,1 5Д 4,2 687 48,2 4,9

45 см 1,00 45 13,3 5,4 3,8 3,1 527 35,5 3,6

1,70 75 16,8 6,7 4,7 3,9 649 43,7 4,4

2,30 106 21,6 8,5 5,9 5,0 807 54,4 5,5

60 см 0,75 45 9,3 3,7 2,7 2,2 355 25,3 2,6

1,25 75 11,0 4,4 3,2 2,6 418 30,1 3,0

1,75 106 12,6 5,0 3,6 2,8 465 33,9 3,4

90 см 0,50 45 6,3 2,6 1,9 1,5 246 17,8 1,8

0,83 75 8,6 3,4 2,6 2,0 338 24,0 2,4

1,17 106 10,5 4,2 3,1 2,4 409 29,0 2,9

НСР05а 3,36 1,35 1,3 0,85 7,41 0,04 -

НСР05В 2,60 1,05 1,5 1,1 5,74 0,03 -

нср05ав Рф<Рт Рф<Рт Рф<Рг Рф<Рт 12,84 0,06 -

Доля второго укоса в общем урожае, независимо от способа посева и нормы высева, составляла от 38,5 до 41,2%. Влияние способа посева (фактор А) на урожайность астрагала в первом укосе было равно 81,5%, нормы высева (фактор В) - 17%, во втором - 83,3 и 15,2%. Наряду с этим, максимальная продуктивность астрагала галеговидного зафиксирована при широкорядном посеве (45 см) с нормой высева 106 семян на погонный метр рядка (2,3 млн всхожих семян/га). Сбор кормовых единиц, переваримого протеина и обменной энергии

был больше в 1,2-3,3 раза по сравнению с другими вариантами.

Астрагал эффективно использовал солнечную радиацию для создания органического вещества, но не в одинаковой степени в зависимости от способа посева и нормы высева. Так, разреженные посевы с шириной междурядья 60 и 90 см, имели КПД ФАР 1,8-3,4%, что по данным некоторых ученых соответствует среднему уровню (Ничипорович А. А. Фотосинтез и вопросы продуктивности растений: сб. ст. М.: Агропромиздат, 1963. С. 5-36 ; Каюмов М. К. Про-грамирование урожаев сельскохозяйственных культур. М. : Агропромиздат, 1989. 320 с. ; Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений / Н. Н. Третьяков [и др.]. М.: Колос, 1998. 640 е.). В других вариантах травостой имел высокий КПД ФАР - от 3,6 до 5,5%. Максимальное его значение было отмечено в варианте с шириной междурядья 45 см и нормой высева 2,3 млн штУга.

Срок скашивания. В условиях южной лесостепи Западной Сибири возобновление вегетации астрагала галеговидного весной наблюдается с 21 апреля по 5 мая, а через 36-39 суг от начала отрастания у растений наступает бутонизация. Период бутонизации длится от 3 до 6 сут, цветения - 18-23 сут; к первому скашиванию астрагал галеговидный готов через 46-51 сут с момента весеннего отрастания. В первые 10-20 сут с начала отрастания астрагал галеговидный растет медленно, линейный прирост составляет 0,5-2,5 см/сут, но к фазе начала цветения темпы роста увеличиваются, достигая максимума - 4-5 см/сут.

В годы исследований (2003-2007) при первом скашивании в фазы стеблевания, бутонизации и цветения у астрагала формировались два полноценных укоса за вегетацию. При уборке культуры в фазе плодоношения - укос и не в полной мере сформировавшаяся отава. После скашивания в фазе бутонизации, цветения и плодоношения отава появлялась через 5-7 сут, в фазе стеблевания -через 8-10 сут. В среднем наименьшая высота растений в первом укосе была при ежегодном первом скашивании в фазе стеблевания - 94 см, что на 2-25 см меньше, чем при первом скашивании в более поздние сроки. Густота травостоя перед первым скашиванием составляла 60-68 побегов/м2, перед вторым - снижалась на 4,5-7,0%.

От густоты и высоты травостоя, а также фазы развития растений перед первой уборкой зависит засоренность посевов (Милащенко Н. 3. Борьба с сорняками на полях Сибири. Омск : Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1978. 134 е.). В первый год жизни астрагал галеговидный медленно развивался: высота растений к концу вегетации была 35—41 см, длина корней не превышала 9 см, поэтому засоренность посевов культуры достигала 58%, что, по градации Н.З. Милащенко, соответствует очень высокой степени. В последующие годы использования травостоя содержание сорняков снижалось. Вызвано это формированием хорошей надземной массы и мощной корневой системы культуры. В среднем минимальная засоренность в первом укосе отмечена при ежегодном первом скашивании астрагала в фазе цветения (6,8%) и при чередовании в годы исследований фаз первой уборки: цветение - плодоношение - цветение (6,4%). Во втором укосе доля сорных растений увеличивалась во всех вариантах скашивания, но в разной степени. При первом скашивании в фазе стеблевания второй укос содержал

14,4% сорняков, в фазе бутонизации - 13,5, в фазе цветения - 11,5%.

Астрагал гапеговидный эффективно использовал солнечную радиацию для создания органического вещества, но в течение периода вегетации с различной производительностью (рисунок 2). В среднем за годы исследований уже в фазе стеблевания культуры КПД ФАР достигал высокого уровня - 3,6%. К фазе бутонизации и цветения КПД ФАР увеличивался в 1,3-1,7 раза. Это связано с высокой облиственностью растений (46-77%) в период от стеблевания до цветения. После начала цветения нижние листья постепенно опадали, в растении проходили процессы перераспределения питательных веществ, что привело к снижению КПД ФАР в фазе плодоношения до 5,1%. После скашивания культуры в фазы стеблевания, бутонизации и цветения образование отавы проходило в условиях более интенсивного поступления фотосинтетически активной энергии. Однако КПД ФАР в этот период не превысил 2%, что соответствует среднему уровню.

Фага развития Плодоноитение

■ - 1 -й укос 0 - 2-й укос

Рисунок 2 - КПД ФАР в разные фазы развития астрагала галеговидного (в среднем за 2003-2007 гг.)

Максимальную урожайность зеленой массы (23,2- 26,8 т/га), сбор абсолютно сухого вещества (6,23-6,92 т/га), кормовых единиц (5,63-6,04 т/га) и сырого протеина (1072-1157 кг/га) астрагал галеговидный обеспечил при чередовании по годам сроков первой уборки в фазы цветение - бутонизация - цветение и ежегодном первом скашивании в фазе цветения (таблица 4). При ежегодном первом скашивании культуры в фазе стеблевания продуктивность наименьшая. Однако, за второй укос получено абсолютно сухого вещества 38% от общего. При первом скашивании травостоя в более поздние фазы развития сбор его

снижался до 21-26%. Первое скашивание астрагала галеговидного в ранние сроки (стеблевание, бутонизация) позволяет получить более питательный корм и на 5-15 сут раньше, чем в фазе цветения. Однако это приводит в последующие годы к снижению продуктивности астрагала на 23-37%.

Таблица 4

Продуктивность астрагала галеговидного в зависимости от срока скашивания (в среднем за 2003-2007 гг.)

Срок первого скашивания (фаза развития) Зеленая масса, т/га Абсолютно сухое вещество Кормовые единицы, т/га Сырой протеин, кг/га ОЭ, ГДж/ га

Всего, т/га в т.ч. 2-й укос

Всего, т/га в т.ч. 2-й укос

т/га %

Стеблевание (ежегодно) 17,0 6,8 4,43 1,68 38 4,21 886 58,6

Стеблевание, бутонизация, стеблевание 19,6 7,8 5,11 1,58 31 4,83 971 60,3

Бутонизация (ежегодно) 20,7 8,8 5,04 1,41 28 4,62 851 63,4

Бутонизация, цветение, бутонизация 23,2 9,7 6,23 1,81 29 5,63 1072 65,7

Цветение (ежегодно) 26,8 11,0 6,92 1,80 26 6,04 1157 71,8

Цветение, шюдоношение, цветение 22,1 9,1 5,71 1,20 21 5,13 914 52,1

НСР05 6,9 3,8 2,12 0,07 - 1,71 - -

С каждым годом жизни травостоя астрагала наблюдалось увеличение его продуктивности. Наши исследования показали: в третий год жизни урожайность зеленой массы (18,2-29,7 т/га) больше в 2,7-3,2 раза, чем во второй (5,610,8 т/га), в четвертый (27,4-39,8 т/га) - в 1,3-1,5 раза, по сравнению с третьим. Наиболее устойчива урожайность культуры на третий год использования травостоя. Коэффициент вариации (V) в этот год в зависимости от срока первого скашивания варьирует в пределах 8,2-14,6%, что характеризует незначительную и среднюю степень изменчивости. Тогда как во второй год показатель V составил 11,8-27,8%, в четвертый - 18,1-44,8%, что соответствует средней (1020%) и значительной степениизменчивости (более 20%).

Стабильную урожайность в годы исследований астрагал обеспечил в варианте с ежегодным первым скашиванием в фазе цветения как в целом за вегетацию, так и за второй укос. Изменчивость урожайности была незначительной и средней (V равен в первый год 19,4%, во второй - 8,6, в третий - 18,1%). Существенней

всего изменялась урожайность зеленой массы к четвертому году при ежегодном первом скашивании в фазе стеблевания (V=44,8%).

Питательная ценность астрагала галеговидного. Анализ растительных образцов показал, что по питательной ценности астрагал галеговидный не уступал другим многолетним бобовым травам, возделываемым на корм в Западной Сибири. В фазе цветения в абсолютно сухом веществе культуры содержится: сырого протеина - 20,9%, клетчатки - 25,6, жира - 3,5, золы - 8,9, БЭВ -41,1%, 0,72 кормовой единицы и 9,5 МДж/кг обменной энергии, а обеспеченность 1 корм. ед. переваримым протеином составляет 170 г. Это соответствует рекомендуемым нормам содержания питательных веществ в зеленых кормах (ОСТ 10 273-2001. Корма зеленые. Технические условия. Введ. 2001-04-25. М. : Минсельхоз России, 2001. 10 е.). Отава по питательности не уступает зеленой массе основного укоса культуры.

Содержание переваримого протеина в 1 МДж обменной энергии у астрагала - 13,6 г при норме для дойных коров 8-12 г. На содержание и накопление протеина в зеленой массе бобовых растений существенное влияние оказывает интенсивность их азотфиксации. Поскольку в год посева растения культуры медленно росли, то образование на корнях клубеньков произошло только к концу вегетации. Но уже со второго года жизни использование симбиотическо-го азота резко возрастало (таблица 5).

Нами установлено, что астрагал галеговидный отличался высоким использованием общего и симбиотического азота. За вегетацию количество фиксированного им азота в среднем составляло 185 кг/га, а коэффициент азотфиксации (Кф) достигал 0,48.

Таблица 5

Использование общего и симбиотического азота __астрагалом галеговидным _

Год жизни Азот Кф, %

общий | симбиотический

кг/га кг/т сухого вещества

Второй, 2003-й 75 18 5,8 24

Третий, 2004-й 206 105 12,7 51

Четвертый, 2005-й 274 186 20,1 68

В среднем 185 103 12,7 48

Эффективность приемов возделывания и использования астрагала галеговидного на корм

Экономическая и биоэнергетическая оценки показали, что в южной лесостепи Западной Сибири астрагал галеговидный эффективнее высевать с 5 по 25 мая. При этом энергетический коэффициент (ЭК) составлял - 1,1-10,3, рентабельность - 124-208%. Биоэнергетическая и экономическая оценка показала преимущество посева с междурядьем 45 см и нормой высева 2,3 млн всхожих се-

мян/га: ЭК составил 19,5, рентабельность -212%, тогда как при рядовом посеве эти показатели достигали 18,5 и 168% соответственно. Уборку травостоя астрагала на корм целесообразнее проводить дважды: чередуя по годам сроки первой уборки в фазы цветения - бутонизации - цветения или ежегодно в фазе цветения. Такое использование обеспечивает максимальный еыход валовой энергии -111,0-123,3 ГДж/га. Рентабельность составляла 211-216%, что больше, чем при ежегодной первой у борке в фазе стеблевания - в 2,0 раза, в фазе бутонизации - в 1,3 раза.

ВЫВОДЫ

1. Астрагал галеговидный — перспективная кормовая культура для возделывания в условиях лесостепи Западной Сибири. Это зимостойкое и засухоустойчивое растение, обладает продолжительным периодом хозяйственного использования травостоя (5 лет и более), хорошей отавностью (38-43%) и высокой урожайностью - в среднем за четыре года до 27 т/га зеленой массы с содержанием сырого протеина 17-20%.

2. Для формирования полноценного травостоя астрагалу первого года жизни от всходов до окончания вегетации требуется период 100-130 сут, сумма температур выше +5°С не менее 1660-1720°С, осадков -251-311 мм. При этом растения имеют высокую сохранность (81-88%), хорошо зимуют и травостой обладает в последующие годы использования высокой, устойчивой продуктивностью.

3. Во второй и последующие годы жизни астрагал галеговидный рано отрастает весной - 21 апреля - 12 мая. Для формирования урожая первого укоса требуется 45-56 сут, при сумме температур выше +5°С не менее 599-766°С, осадков - 36-68 мм, второго - 35-42 сут, при 721-772°С и 82-155 мм соответственно. Урожайность зеленой массы при первом укосе составляет 11,6-15,8 т/га, при втором - 7,8-11,0 т/га, облиственность травостоя 43-57 и 58-67% соответственно.

4. Способ посева, норма высева и возраст растений влияют на площадь листовой поверхности, фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза культуры. КПД ФАР перед первым скашиванием травостоя варьирует от среднего до высокого уровня (1,8-6,6%), перед вторым - равен среднему (1,6-2,0%). В условиях недостатка почвенной влаги астрагал галеговидный обладает способностью экономно её расходовать (коэффициент водо-потребления в 1,2-2,2 раза меньше, чем во влажные годы), что характеризует его как засухоустойчивый вид, проявляющий свойства растений-ксерофитов. В зависимости от возраста на формирование 1 т сухого вещества он использует от 5,8 до 20,1 кг азота, фиксированного из атмосферы. Коэффициент азотфикса-ции во второй год у него составляет 0,20, в третий — 0,50, в четвертый - 0,65.

5. В условиях южной лесостепи Западной Сибири астрагал галеговидный на корм следует высевать с 5 по 25 мая. При этом наблюдается наибольшая полевая всхожесть семян, хорошая сохранность (87-88%) и перезимовка (свыше 94%) растений. Урожайность зеленой массы в среднем составляет 16,8-21,7

т/га, сбор кормовых единиц - 3,53-5,22 т/га, рентабельность - 124-208%. При летних сроках посева (с 5 июня по 20 августа) продуктивность астрагала в 1,13,5 раза меньше, чем при посеве в мае.

6. Оптимальным способом посева астрагала галеговидного на корм в южной лесостепи Западной Сибири является широкорядный (45 см) с нормой высева 2,3 млн всхожих семян/га. Сбор зеленой массы такого посева в среднем составляет 21,6 т/га, кормовых единиц - 5,0 т/га, рентабельность - 212% при максимальном чистом доходе с 1 га (8494 руб.) и наименьших затратах энергии на производство единицы продукции - 0,92 ГДж.

7. Астрагал галеговидный за вегетацию на корм целесообразнее скашивать дважды, чередуя по годам сроки первой уборки в фазы: бутонизация - цветение - бутонизация или ежегодно в фазе цветения. Урожайность зеленой массы при таком использовании травостоя составляет 26,8-23,2 т/га, сбор кормовых единиц - 6,04-5,63 т/га, сырого протеина - 1072-1157 кг/га, или на 17-37% больше, чем при ежегодном первом скашивании в фазе стеблевания. Ежегодная первая уборка в ранние фазы (стеблевание, бутонизация) позволяет снизить совокупные затраты на 6-10%, получать более ранний (26 мая - 7 июня) высокопитательный корм (146-168 г переваримого протеина/корм, ед.), однако это приводит в последующие годы к снижению продуктивности астрагала на 2337%, рентабельности — в 2 раза.

8. Астрагал галеговидный по питательной ценности не уступает люцерне синегибридной и козлятнику восточному. Содержание сырого протеина у астрагала в фазы бутонизации и цветения составляет 17,2-23,4%, в фазе плодоношения - 13,5%. Культура имеет широкий набор аминокислот, среди которых 42% приходится на незаменимые, и достаточное количество макро- и микроэлементов, что удовлетворяет потребности животных в полноценном кормлении.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для обеспечения животноводства Западной Сибири высокобелковыми кормами, повышения продуктивного использования пашни, наряду с традиционно возделываемыми в регионе многолетними бобовыми травами, рекомендуется высевать астрагал галеговидный, отличающийся значительным долголетием (5 лет и более), высокой урожайностью зеленой массы (20-27 т/га) и питательной ценностью.

2. Посев астрагала галеговидного на корм следует проводить с 5 по 25 мая широкорядным способом (45 см) с нормой высева 2,3 млн всхожих семян/га.

3. Травостой астрагала галеговидного за вегетацию рациональнее скашивать дважды: чередуя по годам сроки первой уборки в фазы цветения - бутонизации - цветения или ежегодно в фазе цветения.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Некоторые биологические особенности и приемы возделывания астрагала галеговидного в Омской области / С. П. Чибис, Н. Р. Киньшакова, А. Ф. Степанов И Проблемы производства продукции растениеводства на мелиорированных землях : материалы Междунар. науч.- пракг. конф. 17-18 марта 2005 г. / Ставроп. гос. аграр. ун-т. - Ставрополь, 2005. - С. 266-268.

2. Влияние срока посева на урожайность зеленой массы и семян астрагала галеговидного / С. П. Чибис, Н. Р. Киньшакова, А. Ф. Степанов // Инновационные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции: материалы науч.-практ. конф. к 85-летию образования ИЗО и ПК ОмГАУ 16-17 марта 2006 г. / Ом. гос. аграр. ун-т. - Омск, 2006. - С. 65-68.

3. Влияние срока скашивания травостоя на продуктивность астрагала галеговидного / А. Ф. Степанов, С. П. Чибис, Н. Р. Киньшакова // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова. -2010,-№2.-С. 90-95.

4. Интродукция астрагала галеговидного в Омской области / С. П. Чибис, Н. Р. Киньшакова, А. Ф. Степанов // Интродукция нетрадиционных и редких растений : материалы IX Междунар. науч.- метод, конф. 21-25 июня 2010 г. / Мичуринский гос. аграр. ун-т. - Мичуринск, 2010. - Т. 2. - С. 47-51.

5. Питательная ценность астрагала галеговидного / С. П. Чибис, А. Ф. Степанов, В. В. Чибис // Вестник Алтайского государственного аграрного университета.-2011.-№ 1.-С. 65-68.

Подписано в печать 18.11.11. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Печать на ризографе. Усл. печ. л. 1,16. Тираж 120экз. Заказ 278.

ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина 644008, Омск, Институтская площадь, 2

Отпечатано в полиграфическом отделе издательства ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина 644008, Омск, ул. Сибаковская, 4, тел. 65-35-18

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Чибис, Светлана Петровна, Омск

61 12-6/111

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.А. СТОЛЫПИНА»

На правах рукописи

ЧИБИС СВЕТЛАНА ПЕТРОВНА

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, ПРИЁМЫ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АСТРАГАЛА ГАЛЕГОВИДНОГО НА КОРМ В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.01 - Общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор с.-х. наук, профессор А.Ф. Степанов

ОМСК 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение........................................................................................4

1. Перспективные для использования в кормопроизводстве виды рода астрагал - Astragalus L. (обзор литературы).........................................9

1.1 Распространение, интродукция, значение астрагалов.........................9

1.2 Биологические особенности астрагала галеговидного и

отношение его к факторам внешней среды...................................20

1.3 Хозяйственная ценность, урожайность и кормовое достоинство культуры..............................................................................25

1.4 Анализ состояния изученности технологических приёмов возделывания и использования астрагалов на корм...................27

2. Условия, объект и методика исследований..........................................33

2.1 Почвенно-климатические особенности южной лесостепи Омской области.................................................................................33

2.2 Метеорологические условия в годы проведения опытов...................39

2.3 Объект и методика исследований................................................49

3. Технологические приёмы возделывания и использования астрагала галеговидного на корм.................................................................56

3.1 Влияние срока посева на урожайность астрагала галеговидного.........57

3.2 Продуктивность астрагала в зависимости от способа посева и

нормы высева.......................................................................^6

3.3 Влияние срока скашивания травостоя на продуктивность

QQ

культуры................................................................................7:7

3.4 Питательная ценность астрагала галеговидного............................116

4. Эффективность приемов возделывания и использования астрагала

197

галеговидного на корм.................................................................

Выводы........................................................................................^35

Предложения производству......................... ............................................138

Библиографический список.............................................................139

Приложения................................................................................155

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В современных условиях развития АПК Российской Федерации, при острой нехватке средств и материальных ресурсов, для производства кормов в разных природно-сельскохозяйственных зонах используются более 50% из 122 млн га пашни, 91 млн га природных кормовых угодий и 325 млн га оленьих пастбищ, или три четвертых сельскохозяйственных угодий и более четверти части территории страны (Косолапов В.М. Кормопроизводство, 2010. № 8. С. 3-5).

Площадь многолетних трав в 2009 г. в России во всех категориях хозяйств составила 11,8 млн га (64,5% кормового клина). В Северо-Западном, Центральном округах, в ряде областей Приволжского федерального округа многолетние травы занимают до 70-80%) от площади посева кормовых культур. Такая доля многолетних трав хозяйственно и экономически оправдана. Прежде всего, это связано с высокой энергоэкономической эффективностью производства кормов из многолетних трав (коэффициент энергетической эффективности 2,6-5,6). Однако доля бобовых многолетних трав (в том числе и в Западно-Сибирском регионе) не превышает 20-30% (Новоселов Ю.К. Кормопроизводство. № 7. 2010. С. 19-22). Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином не более 80-90 г, а расход кормов на производство животноводческой продукции в 1,3-1,4 раза превышает нормативы (Трофимов И.А. Кормопроизводство. 2008. № 9. С. 4-5 ; Кормопроизводство - стратегическое направление в обеспечении продовольственной безопасности России. Теория и практика / В.М. Косолапов [и др.]. М. : ФГНУ Росинформагротех, 2009. 200 с. ; Косолапов В.М. Кормопроизводство. 2010, № 8. С. 3-5).

Согласно программе развития кормопроизводства на перспективу (2015 г.) в структуре многолетних трав около 80% должны занимать бобовые травы и травосмеси с их участием, расшириться их видовой состав. Новая

структура кормовых культур предполагает обеспечить животноводство кормами с высокой протеиновой и энергетической питательностью, с наименьшими затратами материально-технических и денежных ресурсов, добиться сохранения и восстановления плодородия почвы, улучшить охрану окружающей среды.

Кормовые культуры в Западной Сибири занимают 7,6 млн га или 30% пашни. В структуре кормового клина под многолетние травы отводится около 39%, под силосные культуры - 38, однолетние травы - 22 и под кормовые корнеплоды - до 1%. В структуре рационов наблюдается устойчивая тенденция к росту доли грубых кормов, в Западно-Сибирском регионе до 46% и достаточно высоком содержании (до 38%) концентрированных кормов (Кашеваров Н.И., В.Ф. Резников. Сибирское кормопроизводство в цифрах. Новосибирск : РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИ кормов, 2004. С. 74-82).

По данным Росстата, к началу 2011 г. обеспеченность скота (численность крупного рогатого скота в хозяйствах всех производителей Российской Федерации к декабрю 2010 г. составляла 20 млн голов) кормами в расчете на 1 условную голову скота была ниже на 25,2%, чем на соответствующую дату предыдущего года (Экономика сел. хоз-ва России. 2011. № 2. С. 83).

Решение проблемы обеспечения продовольственной безопасности должно базироваться на максимальном использовании природно-климатических ресурсов, биологических и экологических факторов (Трофимов И.А. Кормопроизводство.

2008. № 9. С. 4-5 ; Косолапов В.М. Экономика с.-х. и перераб. предприятий.

2009. № 9. С. 6-10). Потенциал научных разработок по кормопроизводству позволяет ликвидировать дефицит кормового белка за счет использования богатейшего генофонда кормовых трав, которые произрастают на территории России. В связи с этим, наряду с возделыванием традиционных бобовых трав, определенный научный и практический интерес представляют растения природной флоры, в частности, астрагал галеговидный.

По сравнению с традиционно возделываемыми в Сибири видами бобовых трав: люцерной, эспарцетом и донником, астрагал галеговидный в хозяйственном плане обладает рядом преимуществ. Он имеет значительный период хозяйственного использования травостоя (до 10 лет), высокую продуктивность, хорошую отавность и облиственность растений. Быстро отрастает весной, является хорошим азотфиксатором и предшественником, слабо повреждается вредителями и обладает экологической пластичностью, морозостойкостью и устойчивой по годам семенной продуктивностью, что особо важно для условий Сибири. В среднем за шесть лет использования травостоя, урожайность зеленой массы его (32,2 т/га) не уступает люцерне синегибридной разных сортов (31,1-38,8 т/га), эспарцету песчаному (31,031,8 т/га). Полноценный второй укос формирует через 35-40 сут после первого скашивания, и доля его, от общей кормовой массы за вегетацию, в среднем составляет 39%. К пяти-, шестилетнему возрасту продуктивность астрагала галеговидного достигает 8-10 т/га сухого вещества, тогда как у люцерны она снижается (Степанов А.Ф. Сиб. фермер. 2003. №3 (25). С. 16-17 ; Степанов А.Ф. Многолетние малораспространенные кормовые культуры : лекция. Омск: Изд-во ОмГАУ, 2004. С. 8-12). Так как приёмы возделывания и использования астрагала галеговидного в условиях. южной лесостепи Западной Сибири не изучены, возникла необходимость разработки приемов возделывания и использования

культуры на корм в данном регионе.

В ходе исследований нами особое внимание обращалось на процессы роста и развития культуры, в связи с особенностями её возделывания и использования в конкретных условиях. Знание биологических особенностей астрагала галеговидного, а также применение рациональных агротехнических приёмов возделывания и использования позволяет формировать высокопродуктивные её травостои в конкретных почвенно-климатических условиях региона. Исследования осуществляли по утверждённой теме: "Разработать ресурсосберегающие технологии возделывания новых перспективных кормовых

культур для условий Западной Сибири" (номер государственной регистрации 01.9.80010357).

Цель исследований - разработать технологические приёмы возделывания и использования астрагала галеговидного на корм в условиях южной лесостепи Западной Сибири, способствующие получению высоких урожаев качественного корма при наименьших затратах труда и средств.

Задачи исследований:

- изучить биологические особенности астрагала галеговидного;

- выявить влияние срока, способа посева и нормы высева на кормовую продуктивность астрагала галеговидного;

- определить оптимальный срок скашивания травостоя при уборке астрагала на корм;

- выявить питательную ценность и изменение химического состава зеленой массы астрагала по фазам развития;

- дать биоэнергетическую и экономическую оценку изучаемым приёмам возделывания и использования астрагала галеговидного.

Научная новизна работы. В условиях лесостепи Западной Сибири впервые установлены оптимальные срок, способ посева и норма высева, срок скашивания травостоя астрагала галеговидного при возделывании на корм. Выявлены особенности роста, развития и формирования травостоя астрагала галеговидного, определена его кормовая ценность, дана биоэнергетическая и экономическая оценка эффективности возделывания и использования новой культуры в зависимости от применяемых технологических приёмов.

На защиту выносятся:

- научно обоснованные эффективные сроки, способы посева и нормы высева астрагала галеговидного при возделывании на корм;

- оптимальный срок скашивания травостоя при использовании астрагала

на корм.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

Введение бобовой культуры, астрагала галеговидного, в структуру посевных площадей хозяйств Западной Сибири позволит эффективнее использовать почвенно-климатический потенциал региона и снизить имеющийся дефицит белка в животноводстве. Разработанные технологические приёмы возделывания и использования астрагала галеговидного обеспечивают получение с одного гектара в среднем за четыре года до 27 т высокопитательной зеленой массы.

Рекомендованные приемы возделывания и использования астрагала галеговидного апробированы на полях ОАО «Учхоз №1» Омского района Омской области (приложение 42).

Апробация работы. Основные материалы диссертации были доложены на Международной научно-практической конференции «Проблемы производства продукции растениеводства на мелиорированных землях» (Ставрополь, 2005); на региональной научно-практической конференции «Инновационные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Омск, 2006); Всероссийском экологическом форуме «Зелёная планета-2007» (Москва, 2007); на IX Международной научно-методической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких растений» (Мичуринск, 2010); на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ОмГАУ (Омск, 2005, 2011) и опубликованы в пяти научных работах общим объемом 1,2 п.л., в том числе две работы опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах,

определенных ВАК РФ.

Автор глубоко признателен научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору А.Ф. Степанову за постановку задачи, методическое руководство, постоянную поддержку и внимание к моей работе.

1. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КОРМОПРОИЗВОДСТВЕ ВИДЫ РОДА АСТРАГАЛ - ASTRAGALUS L.

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Ограниченный видовой состав, используемый в регионах на корм, затрудняет решение многофункциональных задач кормопроизводства -получение высокобелковых и энергонасыщенных кормов. Для создания прочной кормовой базы в своеобразных природно-климатических условиях необходимо расширять видовой состав используемых кормовых растений (Стефанович Г.С. Итоги интродукции и селекции травянистых растений на Урале. Екатеринбург, 2001. С. 81-95).

1.1 Распространение, интродукция, значение астрагалов

Род астрагал (Astragalus L.) принадлежит к семейству Бобовых (Fabaceae). По числу видов это самый обширный род цветковых растений. К нему относится до 850 видов, произрастающих на территории СНГ. Распространены астрагалы во всех зонах, встречаются чаще в предгорных районах Кавказа, Средней Азии, Казахстана, Алтая. Сюда входят однолетние и многолетние травянистые растения, полукустарники и реже кустарники. Многие виды поедаются животными неудовлетворительно. Это часто связано с жесткими и грубыми листьями и побегами, войлочным опушением, наличием колючек, горьким вкусом или острым запахом, содержанием алколоидов или гликозидов, выделением синильной кислоты и других, вредных для животных веществ. Однако известны виды, хорошо поедаемые в природе дикими животными, а некоторые и домашним мелким скотом. В кормовом отношении род изучен слабо (Кормовые растения сенокосов и пастбищ СССР / И. В. Ларин [и др.]. М. ; Л. : Сельхозгиз. 1951. Т. 2. 947 е.). На территории Сибири род Астрагал

представлен 32 видами (Флора Сибири, сост.: A.B. Положий [и др.]. Новосибирск : Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1994. Т. 9. 280 е.).

Р.Я. Пленник (1962-1974 гг.) рассмотрена морфологическая эволюция рода Astragalus юго-восточного Алтая (Пленник Р.Я. Морфологическая эволюция бобовых юго-восточного Алтая (на примере родовых комплексов Astragalus L. и Oxytropis DG.). Новосибирск : Наука СО, 1976. 216 е.). Ею изучены жизненные формы, атомо-морфологическое строение листа и семени, ритм развития и продуктивность различных видов дикорастущих растений рода. На высокую интродукционную возможность астрагалов указывает в своих работах В.Ф. Буянова (Буянова В.Ф. Растительные ресурсы. JI. , 1981. Т. 17, вып. З.С.З0-41).

^продукционным изучением астрагалов на Ставрополье занимаются с 60-х годов прошлого столетия. Коллекционные питомники по испытанию многолетних кормовых трав располагались в опытном хозяйстве Института овцеводства и козоводства (с. Бешпагир) и Ставропольском ботаническом саду (г. Ставрополь). В испытании находились 15 видов рода природной флоры Ставропольского края, Карачаево-Черкесии и интродуцированных из других областей. Под руководством В.Г. Танфильева изучалась возможность возделывания ряда видов в культуре, показатели их урожайности, долголетия, поедаемости, фенологии, использования выдающихся видов при организации долголетних кормовых угодий в степной зоне Ставрополья. Результаты многолетнего интродукционного испытания бобовых растений обобщены В.Г. Танфильевым в монографической работе, депонированной им в 1979 году (Белоус В.Н. Виды рода Astragalus L. и их роль в растительном покрове Предкавказья : дис. ... канд. биол. наук. Ставрополь, 2005. 174 е.).

В Западной Европе и в Америке, как многолетняя трава, введен в культуру астрагал серповидный - A. falcatus Lam., а в Японии и Восточном Китае издавна используют на зеленое удобрение астрагал китайский -

A. sinicus L. В нашей стране изучались для введения в культуру астрагал серповидный - A. falcatus Lam., эспарцетовидный - A. onobrychis L., понтийский - A. ponticus Pall., болотный - A. uliginosus L., нутовый - A. cicer L. (Пайпер Ч. Многолетние кормовые травы и их культура. М. ; Л. : Сельхозгиз, 1930. 415 с. ; Борисова A. F. Ботанические материалы гербария БИН АН СССР. М. ; JI. , 1950, Т. XIII. С. 7-12 ; Кормовые растения сенокосов и пастбищ СССР / И.В. Ларин [и др.]. М. ; Л. : Сельхозгиз. 1951. Т. 2. 947 с.; Котик В.А., Утеуш Ю.А. Новые культуры в народном хозяйстве и медицине: материалы науч. конф. Киев, 1976. С. 26-27 ; Кравцов В.В. Новые культуры в народном хозяйстве и медицине: материалы науч. конф. Киев, 1976. С. 27-28 ; Исследования Ботанического сада АН Молдавской ССР (1947-1977) / A.A. Чеботарь и [и др.]. Кишенев, 1978. С. 41 ; Медведев П.Ф., Сметанникова А.И. Кормовые растения европейской части СССР. Л. : Колос. Ленингр. отд-ние, 1981. 336 с. ; Харкевич С.С. Полезные растения природной флоры Кавказа и их интродукция на Украине. Киев : Наукова думка, 1966. 54 с. ; Полякова А.И., Шевченко Ф.П. Кормопроизводство на Алтае. Новосибирск, 1984. С. 129-134 ; Гладкова Л.И. Использование новых видов растений в кормопроизводстве. М.: ВНИИТЭИ агропром, 1987. 48 с.; Yakovlev G.P., Sytin А. К., Roskov Yu. R.: a checklist. Kew, 1996. P. 9-11 ; Килина Ю.Г., Жмудь Е.В., Дорогина О.В. Вестн. Алт. гос. аграр. ун-та. 2008. №5 (43). С. 9-15).

Астрагал болотный - A. uliginosus L. - распространен в лесной и лесостепной зонах Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке. Растет на пойменных лугах, по берегам рек, опушкам лесов. Чистых зарослей обычно не образует (Растения сенокосов и пастбищ / С.И. Дмитриева [и др.]. 2-е изд. перераб. и доп. М. : Колос, 1982. 248 е.). Астрагал болотный - многолетник высотой 4085 см, корневище хорошо развито, стебли ветвистые, достаточно облиственны, толстые. Листья парноперистые, темно-зеленые. Цветки собраны в плотные головки, желтые. Бобов много, они укороченные, почковидные, пестрые. Масса 1000 семян 3-4 г. Цветет и" плодоносит со второго