Биологический потенциал бобовых растений и проблемы его эффективного использования в условиях Центрального Предкавказья

Цагараева, Элеонора Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Биологический потенциал бобовых растений и проблемы его эффективного использования в условиях Центрального Предкавказья
ВАК РФ 03.02.14, Биологические ресурсы

Автореферат диссертации по теме "Биологический потенциал бобовых растений и проблемы его эффективного использования в условиях Центрального Предкавказья"

Цагараева Элеонора Александровна

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ БОБОВЫХ РАСТЕНИЙ И ПРОБЛЕМЫ ЕГО ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

03.02.14 - биологические ресурсы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

г 6 ;;.::н ¿о

Владикавказ - 2014

005550244

Диссертационная работа выполнена на кафедре растениеводства и ботаники ФГБОУ ВГТО «Горский государственный аграрный университет»

Научный консультант

Бекузарова Сарра Абрамовна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный изобретатель РФ.

Официальные оппоненты

Гончарова Эльза Андреевна, доктор биологических наук, профессор лаборатории молекулярной и экологической генетики ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова, г. Санкт-Петербург.

Шеуджен Асхад Хазретовнч, доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, заведующий кафедрой агрохимии ФГБОУ ВПО «Кубанский ГАУ». Умаров Мухади Умаровнч, доктор биологических наук, профессор, зав. отделом биологии и экологии Академии наук Чеченской республики

Ведущая организация

ФГБОУ ВПО «Российский ГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева».

Защита диссертации состоится 18 сентября 2014 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.023.04 при ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет» по адресу: 362040, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Кирова, 37, Горский ГАУ, зал заседаний диссертационного совета. Тел./факс: (8672) 53-99-26; E-mail: ggaubiores@mail.ru

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет» и на официальном сайте www.gorskigau.ru

Текст объявления о защите диссертации и автореферат диссертации отправлены в Минобрнауки РФ по адресу: referat_vak@mon.gov.ru 23 мая 2014 г.

Автореферат диссертации разослан «_»_

2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент

С.А. Гревцова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Мониторинг современного российского сельскохозяйственного производства отличает высокая динамичность научного поиска по использованию нетрадиционных методов питания растений биогенными микрокомпоаентами и изысканию адаптивных малозатратных, энергосберегающих, безопасных для окружающей среды агро-приемов, с целью воспроизводства плодородия почв и преодоления сложившихся парадигм.

В не простой экономической и экологической ситуации в стране, современный потребитель стал более грамотным и требовательным в выборе предлагаемой продукции, акцентируя внимание на приоритетных, экологически безопасных, насыщенных незаменимыми компонентами продуктах, позволяющих восполнить дефицит белков, углеводов, витаминов и минеральных веществ в организме. Поэтому, сложившаяся обстановка, обязывает ученых к поиску новых нетрадиционных путей оздоровления населения за счет производства продукции с содержанием активных и экологически безопасных компонентов, с сохранением полезных свойств исходного сырья.

Наиболее актуальной проблемой в современном инновационном сельскохозяйственном производстве является использование новых сырьевых ресурсов, обеспечивающих трансформацию всех производственных процессов, с учетом потребностей рынка и обеспечение благоприятных условий для протекания биохимических и физиологических процессов, происходящих в клетках живых организмов на протяжении всех периодов их жизнедеятельности. Это возможно при рациональном использовании биоклиматических и природно-сырьевых ресурсов регионов, оказывающих влияние на множество различных факторов, изучение спектра которых представляет научный интерес.

Непрерывное взаимодействие между компонентами биосферы, а значит и взаимодействие живого организма с окружающей средой, находят отражение в протекании процессов с участием макро — и микроэлементов, влияющих на изменения в различных экосистемах, при этом, пути миграции элементов, их динамика поглощения из окружающей среды определяется комплексом биологических, физических и химических концепций и законов. Биологическая доступность или сдержанность микроэлементов сопряжена с химическим составом, используемых почв, и геологическим строением почвообразующих пород.

Наши исследования являются ориентированы на повышение качества и продуктивности бобовых растений при их возделывании в условиях Центрального Предкавказья с использованием нетрадиционных удобрений,

биоресурсов и природного сырья, отходов производящих предприятий и позволяют решить: а) глобальную экологическую проблему утилизации отходов промышленного спиртового производства, подвергая их рециклингу; б) активировать и усилить биогеоценотическое влияние соломы, пожнивных остатков и сидератов на реанимацию почвенного плодородия; в) использовать природные минеральные воды с целью повышения экологической эффективности педосферы — почвенного покрова Земли, выполняющего уникальные биоэкологические функции; г) устранить или снизить диспаритет цен между стоимостью задействованных ресурсов и конечной сельскохозяйственной продукцией, уменьшая ее себестоимость, в) насытить современные сегменты рынка экологически безопасной продукцией, которая пользуются большим спросом у населения, как внутри страны и нашей республики, в частности, так и на мировом рынке.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключается в разработке концепции, теоретическом и практическом обосновании использования адаптивных ресурсо - и энергосберегающих технологий, биоресурсов, природного сырья и нетрадиционных удобрений, обеспечивающих реанимацию почвенного плодородия и формирование высокопродуктивных посевов различных видов бобовых растений, а также реализацию их биологического потенциала, с учетом зональных особенностей почвенного покрова Северо-Кавказского региона.

Задачи исследований были следующими:

• изучить мониторинг содержания микроэлементов в почвах и в бобовых растениях, оказывающих взаимное влияние, и воздействие на качество и продуктивность, выращенных бобовых растений;

• изучить динамику изменения содержания микроэлементов в зеленой биомассе и в сухом веществе бобовых растений по фазам их развития;

• исследовать синергизм и антагонизм микроэлементов в почвах и растениях при выращивании различных бобовых видов;

• исследовать оптимизацию доз вносимых компонентов с учетом их синергизма и антагонизма;

• исследовать влияние использования природных минеральных вод на биоресурсный потенциал бобовых растений, выращенных в различных почвенных зонах;

• исследовать рециклинг спиртовой барды в сельскохозяйственном производстве, используя внекорневую подкормку и предпосевную обработку семян;

• изучить влияние пожнивных остатков, соломы, гуматов с микроэлементами, минеральной водой и спиртовой бардой на продуктивность бобовых растений;

• изучить использование сидеральных культур и разработать приемы управления процессом агроценоза бобовых растений путем подбора сидератов;

• дать сравнительную характеристику и оценку методам до посевного, внекорневого внесения микроудобрений и предпосевной обработки семян, и их влияния на урожай и качество;

• изучить экологическую энергетическую и экономическую эффективность рационального использования природных источников, микроэлементов при возделывании зернобобовых растений.

Научная новизна диссертационной работы состоит в изучении закономерностей развития бобовых растений, системного исследования факторов, их формирующих, обосновании современных тенденций по использованию нетрадиционных удобрений: природных минеральных вод, спиртовой барды - отходов спиртопроизводящих предприятий, соломы и пожнивных остатков, сидератов, гуматов вместе с микрокомпонентами, в условиях Центрального Предкавказья.

Впервые установлена зависимость между микроэлементами, содержащимися в сырой биомассе, сухом веществе бобовых растений и микроэлементами почв предгорного и горного агроландшафтов РСО-Алания, с учетом зональных особенностей и применения нетрадиционных биоресурсов, природного сырья и микроудобрений.

Изучено синергетическое и антагонистическое влияние, вносимых микроэлементов, в зависимости от сопутствующих компонентов, влияющих на процессы роста и развития бобовых растений.

Разработаны новые способы: повышения биологического потенциала бобовых растений при использовании сидератов, повышения продуктивности бобовых трав и их качества при различных приемах инокуляции их семян и внекорневой обработки семенного травостоя клевера, а также способ возделывания тимофеевки луговой на семена.

Установлен и изучен один из эффективных методов снижения токсичности почв и повышения урожайности бобовых культур.

Дана экономическая, биоэнергетическая и экологическая оценка эффективности рационального использования нетрадиционных удобрений при выращивании бобовых растений в современном сельскохозяйственном производстве.

Диссертационная работа выполнена по программе ВРНТИЦ, шифр № 01.2007 08210.

Основные положения, выносимые на защиту:

• теоретическое и экспериментальное обоснование изменения показателей питательного режима и снижение токсичности почв при воздействии на них микроэлементов, нетрадиционных удобрений и отходов промышленного и сельскохозяйственного производства: природных минеральных вод, сидератов, цеолитов, гуматов, спиртовой барды, соломы и пожнивных остатков;

• закономерности формирования и роста вегетативных и генеративных органов, фотосинтетической деятельности бобовых растений, показателей качества зеленой массы зерна, семян, клубеньков мелкосеменных и крупно-

семянных видов, в зависимости от используемых удобрений, способов их внесения и природно - климатических условий;

• обоснование содержания тяжелых металлов в бобовых растениях, их химический состав, в зависимости от системы используемых удобрений, способов инокуляции и, вносимых подкормок;

• экологическая, экономическая и биоэнергетическая оценка эффективности применения нетрадиционных удобрений при выращивании бобовых растений в условиях Центрального Предкавказья.

Объект исследований - перспективные сорта бобовых растений Кубанской селекции и ученых селекционеров PCO — Алании: а) мелкосеменные бобовые растения: клевер луговой (Trifolium pratense L.), козлятник восточный (Galega orientalis Lam.), люцерна изменчивая (Medicago sativa L.); б) крупносемянные бобовые растения — вика посевная (Vicia sativa L.), горох овощной (Pisum sativum L.), соя (Glycine max L.), фасоль обыкновенная (Phaseolus vulgaris L.); в) спиртовая барда — отход спиртопроизводящих предприятий; г) природные Заманкульские минеральные воды; д) солома и пожнивные остатки; е) сидераты; ж) гуматы; з) микроудобрения.

Методология исследований позволила использовать: современные инструментальные и химические методы исследования по стандартным методикам; оборудование; приборы; методы полевого эксперимента; компьютерную и вычислительную технику, давшие возможность проведения математической обработки, полученных результатов, с помощью которых построены диаграммы, таблицы, графики.

Личный вклад диссертанта заключается в определении актуальности темы диссертации, в постановке цели и задач исследования, подборе оптимальных стандартных методик, в проведении полевых исследований, анализе и обработке полученных результатов, написании диссертации, выводов и рекомендаций, внедрении полученных результатов в сельскохозяйственное производство.

Достоверность результатов доказана большим объемом полученных экспериментальных данных и фактического материала, при проведении полевых опытов на протяжении 18 лет, подтвержденных положительными результатами производственной проверки.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Теоретическая и практическая значимость данной работы обусловлена актуальностью исследованных проблем биоразнообразия бобовых растений в динамике, при использовании биоресурсов, природного сырья PCO - Алания.

Изученные и разработанные современные инновационные технологии, с использованием нетрадиционных удобрений и предпосевной обработкой семян, обеспечивают получение высоких урожаев бобовых культур, с улучшенными морфологическими характеристиками, и одновременным повышением плодородия почв.

Научные положения, обоснованные в диссертации, вносят вклад в формирование современной стратегии сельскохозяйственного производства и

развитие международного сегмента рынка по сельскохозяйственной продукции, и могут быть использованы для совершенствования агропродоволь-ственной политики на федеральном и региональном уровнях, способствуя эффективному взаимодействию сельскохозяйственных предприятий и рыночных инфраструктур.

Проведенные исследования, позволили выявить региональные особенности выращивания бобовых растений при внедрении биоресурсов, рецик-линга спиртовой барды и природного сырья, а также обосновать направления эффективного использования разноуровневых производственно - экономических связей.

За истекший период, разработаны и опубликованы три учебных пособия к лабораторным и практическим работам по химии для студентов нехимических специальностей высших учебных заведений с грифом УМО (протокол №25 от 09.04.2010г.), объемом - 27 п. л., в которые включены результаты исследований и научные обоснования данной диссертации. Учебные пособия могут быть задействованы в учебном процессе высших учебных заведений по курсам: агрохимия, химия, растениеводство, земледелие, экология, что позволит активировать мыслительную деятельность обучающихся студентов и улучшить усвояемость материала.

Апробация работы и публикации результатов исследований. Результаты данных исследований апробированы в производственных условиях Северо-Кавказского региона: в республике PCO - Алания и Кабардино-Балкарской республике, совместно со специалистами Министерства Сельского хозяйства нашей республики, СКНИИГПСХ и ФГОУ ВПО Горский ГАУ, разработаны и успешно реализуются научные рекомендации по повышению урожайности, качеству и семенной продуктивности бобовых культур.

В республике PCO — Алания апробация прошла: а) в сельскохозяйственном производственном кооперативе Правобережного района с. Заманкул — СПК «Родное поле», на участке, площадью - 2 га, общая площадь этого хозяйства составляет 900 га, председатель — И.С. Ардасенова; б) в трех хозяйствах Пригородного района на участках с площадью 1,1 — 2,0 га: СПК Агрофирма им. K.JI. Хетагурова в с. Тарское, общая площадь которой составляет - 1097 га, председатель — В.Х. Макиев; СПК «Горянка», общей площадью - 951 га, в с. Нижняя Саниба, председатель — Н.Д. Хабалов; СПК «Московское», общей площадью - 885 га, с. Чермен, председатель - К.В. Козаев.

В Кабардино - Балкарской республике апробация прошла в трех хозяйствах: в учебно - опытном хозяйстве КБГАУ, на участке - 0,75 га; в опытно-полевом хозяйстве «Нартан», площадь участка составила — 1,5 га; в Терском государственном сортовом участке, площадью 1,2 га.

Основные материалы, положения и результаты диссертационного исследования изложены в докладах на международных и Всероссийских научно-практических конференциях: «Экологически безопасные технологии в сельскохозяйственном производстве XXI века» («Иристон». - 2000); «Проблемы научного обеспечения экономической эффективности орошаемого

земледелия в рыночных условиях» (Волгоград - 2001); «Устойчивое развитие горных территорий: проблемы регионального сотрудничества и региональной политики горных районов» (Владикавказ -2001); «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами и создания функциональных продуктов» (Москва -2001); «Новые нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Москва — Пущино - 2001); «Комплексное использование водных ресурсов регионов» (Пенза. 2001); «Проблемы сохранения природы горных стран» ((Владикавказ - 2001); «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (Пенза - 2002); «Экологическая безопасность Юга России» (Владикавказ - 2002); «Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты» (Москва - 2003); «Современные проблемы формирования стратегии устойчивого развития регионального АПК» (Владикавказ - 2003); «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Санкт- Петербург - 2004); « Экологические проблемы сельскохозяйственного производства» (Воронеж - 2004); «Актуальные вопросы применения удобрений в сельском хозяйстве» (Владикавказ - 2006); «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными природными ресурсами и создания функциональных продуктов» (Москва - 2007); «Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты» (Москва - 2007); «Стратегия инновационного развития Юга России» (Сочи - 2009); «Научные основы формирования устойчивых агроэкосистем и методы эффективного ведения агропромышленного производства в горных и предгорных регионах России на ландшафтной ресурсосберегающей основе (Владикавказ - 2009); «Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов» (Тюмень - 2011); «Актуальные вопросы применения удобрений в сельском хозяйстве» (Владикавказ - 2012); «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки» (Владикавказ - 2012); «Дулатовские чтения 2013. Агро - биологические науки» (Костанай — 2013).

Место и годы проведения опытов. Научные исследования проводились на протяжении 18 лет, в период с 1995 по 2012 годы, в горной и предгорной зонах PCO - Алания: на базе Северо - Кавказского НИИ горного и предгорного сельского хозяйства и в предгорной зоне Правобережного района.

Публикации в печати. По материалам диссертации опубликовано 63 научных работ, в том числе, в изданиях, рекомендованных ВАК РФ — 8 работ, получено 8 патентов на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из: введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы, включающего 442 наименований, и приложений. Работа изложена на 385 страницах компьютерного текста и содержит: 42 таблиц, 53 рисунков, 56 приложений.

Автор выражает искреннюю признательность научному консультанту, доктору сельскохозяйственных наук, профессору С.А. Бекузаровой, за оказанную помощь в разработке программы исследований, методические консультации в процессе ее реализации, оформление 8 патентов, а также всему

коллективу кафедры растениеводства ФГБОУ ВПО «ГГАУ», во главе с заведующим кафедрой, д. с.-х. н., профессором С.С. Басиевым.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение отражает актуальность, цель, задачи, научную новизну и практическую значимость работы, основные положения, выносимые на защиту, место и годы проведения опытов, объект и методологию исследований, личный вклад диссертанта, апробацию результатов исследований, публикации в печати, структуру и объем диссертации.

В первой главе представлено современное состояние изученности вопроса о значимости бобовых растений, использованию и миграции микроэлементов, влиянии нетрадиционных удобрений в улучшении их биологического потенциала. (Ю.В. Алексеев. П.И. Анспок, Ф.Г. Бахтеев. В.И. Вернадский, Н.Г. Гайдукова, К.И. Довбан, Н.М. Звонарев, М.В. Каталымов, К. Ка-бата-Пендиас, X. Пендиас, E.H. Мишустин, В.М. Чурбанов, А.Х. Шеуджен, МЛ.Школьник и др.)

Во второй главе «Условия и методики проведения исследований» дается характеристика почвенно - климатических условий Центрального Предкавказья, сформулированы программа, цель, задачи и методики проведения исследований.

Проведенный анализ природно - климатических условий и почвенного покрова ландшафтных зон Центрального Предкавказья с разнообразием распределения метеорологических параметров, зависящих от вертикальной поясности, позволил нам определить биологический потенциал бобовых растений и провести идентификацию биогенных процессов, происходящих в бобовых растениях, на протяжении фаз их роста и развития, при использовании нетрадиционных удобрений.

Очень важным показателем для климата Республики Северная Осетия-Алания считается показатель, характеризующий продолжительность солнечного сияния в течение года, который в горной зоне республики колеблется от 1 980 до 2 780 часов (рис.1.). Подобные горно-рекреационные показатели имеют Швейцария, Австрия и Италия (Будун A.C., 1994).

Рис. 1. Годовая сумма часов солнечного сияния в условиях предгорной зоны РСО-Алания, за период проведения исследований (1995 -2012 гг.).

Для проведения экспериментальных работ и выполнения поставленных задач в различных экологических условиях предгорной и горной зон, нами осуществлялась постановка многовариантных полевых опытов, которые закладывались в трех- и четырехкратной повторностях на делянках площадью: 15 - 20 м2 - на горно-луговых Даргавских почвах; 20 - 25 м2- на выщелоченных черноземах ОПХ «Михайловское»; 25 — 30 м2 — на черноземе обыкновенном, на оподзоленном черноземе и аллювиально — луговых почвах Правобережного района.

За годы исследований выполнены следующие полевые опыты, схемы которых представлены в тексте диссертации и приведены в таблицах:

1. Оценка биологического потенциала бобовых растений на четырех подтипах почв предгорного агроландшафта, при воздействии микроэлементов: молибдена, меди, марганца, цинка, кобальта и железа.

2. Бобовые компоненты - основа сохранения биоразнообразия горных фитоценозов.

3. Влияние бобовых растений на снижение токсичности почв.

4. Влияние спиртовой барды и йодных подкормок на повышение продуктивности и качества клевера.

5. Влияние спиртовой барды и молибденовых подкормок на семенной травостой клевера в период вегетации.

6. Биологический рециклинг отходов спиртовой промышленности и сельскохозяйственного производства в повышении плодородия почв.

7. Сидеральные культуры и их значимость, как предшественников, для повышения биологического потенциала бобовых растений.

8. Влияние органических и минеральных веществ на продуктивность и качество бобовых растений.

9. Влияние бобовых компонентов на продуктивность злаковых растений.

10. Повышение продуктивности бобовых трав при различных способах инокуляции их семян.

Изучение мелкосеменных видов бобовых растений мы проводили в периоды: а) с 1995 по 1998 годы - на выщелоченных черноземах ОПХ «Михайловское»; б) с 1999 по 2002 годы — на почвах Правобережного района: черноземе обыкновенном, оподзоленном черноземе и аллювиально - луговых; в) с 2010 по 2012 годы - на горно-луговых Даргавских почвах, в условиях естественного фитоценоза.

Бобовые травы высевали сплошным способом, при норме высева 3—5 млн. штук на 1 га, это 10 — 12 кг/га, для получения семян норма высева составляла 1 млн. штук семян или 2 — 3 кг/га.

В период с 2003 по 2005годы мы исследовали крупносемянные бобовые растения: вику, горох, сою и фасоль на выщелоченном черноземе ОПХ «Михайловское». С 2006 по 2009 годы эти же культуры исследовались на черноземе обыкновенном, на оподзоленном черноземе и аллювиально - луговых почвах Правобережного района, которые нами высевались широкорядным способом, междурядья которых составляли 45 и 60 см.

Норма высева вики составляла 60 - 80 кг/га, а густота стояния 1—2 млн. штук; норма высева для гороха и сои составляла 100 — 150 кг/га, густота стояния 0,3 — 0,5 млн. штук; для фасоли норма высева составляла 150 — 500 кг/га, а густота стояния 0,35 — 0,4 млн. штук.

Содержание микроэлементов в почвах определяли по вариантам опыта на образцах, взятых в условиях культурных пахотных горизонтов и естественных фитоценозов. (Аринушкина Е.В.- 1970; Методические указания ЦИНАО - 1985).

Содержание тяжелых металлов: меди, цинка, молибдена, марганца, железа и кобальта в отобранных образцах зеленой массы растений определяли в растворах золы, экстрагированных соляной кислотой, методом атомно-абсорбционной спектроскопии в научно-исследовательской лаборатории НИИ «Агроэкологии». (Методические указания ЦИНАО - 1985; 1992; ГОСТ 27995-88; ГОСТ 27996-88; ГОСТ27997-88; 27998-88).

Предельно допустимые концентрации (ПДК) и относительно допустимые концентрации (ОДК) определяли по ГОСТУ ЦИНАО, которые сравнивали с полученными результатами.

Урожайность зеленой массы растений; содержание сухого вещества; количество клубеньков и их сирую массу по основным фазам роста и развития; фотосинтетический потенциал и площадь листьев в фазе цветения, определяли по методике ВНИИ кормов (Новоселов A.C. и др.- 1996), по методическим указаниям РАСХН (Новоселов Ю.К. и др., 1997), по учебно-методическому руководству по проведению исследований в агрономии (Э.Д. Адиньяев, A.A. Абаев, Н.Л. Адаев -2012.):

а) урожайность зеленой массы растений определяли взвешиванием с учетной площади делянок; б) содержание сухого вещества определяли путем взятия пробного снопа зеленых растений, которые высушивали воздушным путем в складском помещении, затем в лабораторных условиях, навеску воздушно-сухой массы помешали в сушильный шкаф и при температурном режиме в 105°С четыре часа высушивали до постоянной массы. После чего, путем математической обработки, пересчитали урожай сена на стандартную влажность; в) количество клубеньков и га сырую массу по основным фазам роста и развития растений проводили методом отбора проб в области их максимального накопления в ризосфере, глубиной 0 — 20 см; г) фотосинтетический потенциал и тощадь листьев в фазе цветения определяли, в зависимости от годов жизни, используя метод высечек; д) общую биологическую активность почвы определяли по методу Мишустина E.H. с использованием льняного полотна и 0,5 % раствора нингидрина; е) количество почвенного азота, использованного растениями, определяли по общей убыли азота в почве за период вегетации бобовых растений.

В надземной сухой массе, в зависимости от фазы развития и года жизни, определяли следующие качественные показатели: а) «сырой» протеин - по Кьельдалю; б) «сырой» жир — методом обезжиренного остатка экстрагированием в аппарате Сокслета; в) « сырую» клетчатку - методом Ганнеберга и Штомана; г) золу — методом сухого озоления при температуре 550°С; д) безазотистые экстрактивные вещества — вычитанием из 100%-ной массы суммы показателей протеина, жира, золы и клетчатки.

Статистическая обработка результатов исследований выполнена согласно методике Доспехова Б.А.(1985). Вначале вычисляли среднюю арифметическую ошибку, затем ошибку средней, стандартное отклонение и коэффициент вариации. Достоверность различий между средними показателями группы образцов бобовых растений и соответствующими показателями каждого отдельного образца оценивали по наименьшей существенной разности - НСР.

По совокупности качественных показателей и затрат определяли экономическую и энергетическую эффективность бобовых растений по методике Паршина В.А. и др.(1997).

Результаты исследований

Оценка биологического потенциала бобовых растений на четырех подтипах почв предгорного агроландшафта, при воздействии микроэлементов: молибдена, меди, марганца, цинка, кобальта и железа.

Проведение мониторинга биологического потенциала бобовых растений, выращенных на четырех подтипах почв предгорной зоны, мы начали с исследования валового содержания отдельных химических элементов: Мо, Си, Мп, 7п, Со и Бе в почвах, отслеживая динамику их перехода в подвижные, доступные и усвояемые для растений формы, в различных почвенных средах после известкования почв и до посевного внесения микрокомпонентов. Данный сегмент исследования был остро необходим, так как в нашей работе, в качестве микроудобрений мы использовали соединения тяжелых металлов, поэтому определение критического порога насыщенности и загрязненности почв этими компонентами нужно было выполнить, во избежание производства токсичной бобовой продукции, с превышенными нормами ПДК.

Результаты проведенных анализов, позволили установить, что, не смотря на большую склонность поверхностных слоев почв к аккумуляции, исследуемых тяжелых металлов: меди, молибдена, марганца, цинка, железа и кобальта, пороговое загрязнение данными микроэлементами не достигнуто (таблица 1).

На всех опытных делянках, из представленных на рисунке 2 компонентов, после известкования четырех подтипов почв предгорной зоны, увеличенный процент состава микрокомпонентов приходился на марганец и железо. Они соответственно менялись от: 66,4 % (92,2 мг/кг) и 21,2 % (29,4 мг/кг) - на черноземе обыкновенном до: 83,01 % (366,7 мг/кг) и 9,1 % (40,0 мг/кг) - на выщелоченном черноземе.

Таблица 1. Валовое содержание микроэлементов в пахотном слое, исследованных почв (1995 —2009 гг.).

№ Тип почвы Микроэлементы, (мг/кг)

Мо Мп Си гп Бе Со

1. Оподзоленные черноземы (рН...5,1-6,4) с. Зам ан кул 0,24 242,1 11,9 15,9 49,6 0,96

2. Аллювиапьно-луговые (рН...5,3-6,5) с.Заманкул 0,27 189,4 12,8 13,4 44,3 0,84

3. Чернозем обыкновенный (рН...7,4-8,1) с.Заманкул 0,42 114,2 10,7 9,4 38,9 0,72

4. Выщелоченный чернозем (рН...4.8-5,6) ОПХ «Михай-ловское» 0,19 429,6 14,1 28.8 43.5 1,19

НСРо5 0,03814 2,1688 1,42814 1,14295 1,52131 0,12356

400

350 300 £ 250 200 1 150 100 50 0

«350-400 300-350

«¡250-300 $ 200-250 «8150-200 В6100-150 88 50-100 38 0-50

Выщелоченный чернозем (рН...4,8-„ Чернозем обыкновенный (рН...7.4-.. Аллювнально-луговые,..

Оподзоленные черноземы (рН~.5,1-..

Со!

После известкования

Рис.2. Динамика валового содержания Мп, Си. Zn, Бе, Со (мг/кг) в почвах предгорной зоны после известкования (1995 —2009 гг.).

Исследуя валовое содержание молибдена, во всех почвах после известкования, мы отметили его возрастание до величин: 0,33 мг/кг — на выщелоченном черноземе; 0,38 мг/кг - на оподзоленных черноземах; 0,41 мг/кг — на аллювиально-луговых; 0,51 мг/кг - на черноземе обыкновенном.

Это повлияло на повышение значения водородного показателя почвы выщелоченного чернозема и усиленное поступление молибдена в растения, которое менялось на этой почве в пределах: а) в семенах — от 0,3 до 0,7 мг/кг; б) в листьях - от 0,4 до 0,9 мг/кг; в) в клубеньках — от 1,1 до 1,7 мг/кг.

Изменение содержания меди, цинка, марганца, железа и кобальта, в исследованных почвах предгорной зоны, имело одинаковые тенденции - до-посевное внесение микроудобрений, содержащих эти элементы, способствовало увеличению валового содержания этих компонентов, с понижением кислотности почвы, особенно, в интервале почвенной среды рН = 4,8 — 5,6 -на выщелоченном черноземе ОПХ «Михайловское» .

Проведение мониторинга и сравнительной аналогии по выносу микроэлементов из почв бобовыми растениями, позволили выявить их концентрацию в вегетативных и генеративных органах по убыванию: у Мо — в клубеньках > в листьях > в семенах; у Си — в клубеньках> в семенах > в листьях; у Мп, Бе - в листьях > в семенах > в клубеньках; у Со - в листьях > в семенах > в клубеньках.

В ходе постановки научных экспериментов, определив параллели, мы дали научное обоснование по применению трех способов внесения микроудобрений: допосевного внесения в почву, активирующего корневую систему, внекорневой подкормки и предпосевной обработки семян растений элементсодержащими растворами различной концентрации, опираясь на богатый банк данных, по их использованию в сельскохозяйственном производстве.

Использование данных способов подкормки позволило установить положительную динамику от воздействия всех микроудобрений, но максимальный эффект от поглощения питательных компонентов и их влияния на процессы развития растений, на биометрические показатели, а также на нарастание фитомассы, давали молибден, медь, цинк и кобальт. В условиях засушливых сезонов, у всех исследуемых растений, не зависимо от подтипов почв предгорной зоны, наблюдалась устойчивость к наиболее распространенным болезням.

При изучении влияния молибдена на продуктивность и биометрические показатели бобовых растений, нами установлено, что по прибавке урожая и количеству клубеньков, в расчете на одно растение, все мелкосеменные культуры, на всех видах почв, занимали доминирующую позицию.

По сбору фитомассы козлятник оказался более продуктивным, чем люцерна и клевер, на всех исследованных почвах. Максимальные прибавки козлятника и люцерны на черноземе обыкновенном составили 8,7 ц/га и 6,8 ц/га, что на 27,6 % и 7,4 % больше, чем у клевера, имеющего показатель на этой почве — 6,3 ц/га. На аллювиально — луговых почвах прибавки козлятника и люцерны составили - 3,9 ц/га и 3,7 ц/га, на выщелоченном черноземе — 4,1 ц/га и 4,5 ц/га. Минимум прибавки, также, отмечен на оподзоленных черноземах и составил 1,9 ц/га и 1,2 ц/га.

Из учтенных 20 растений, на площади 25 — 30 м2, максимальное количество клубеньков, в среднем на одном растении, составило у люцерны: 121 -

144 шт. — на черноземе обыкновенном, 96—112 шт. — на оподзоленном черноземе, 92 — 98 шт. - на аллювиально — луговых почвах и 98 - 117 шт. — на выщелоченном черноземе.

Из крупносемянных бобовых видов, самый высокий показатель по прибавке урожая на черноземе обыкновенном - у вики, который составил 3,4 ц/га, а у гороха - на оподзоленных черноземах, с таким же модулем - 3,4 ц/га. На аллювиально — луговых почвах и на выщелоченном черноземе самые высокие показатели определены у фасоли - 3,6 ц/га и 6,0 ц/га, соответственно.

Понимание того, что диазотрофы вовлекают азот воздуха в биологический круговорот, который аккумулируется почвой, не вызывая экологического дисбаланса и увеличивая процент гумуса в ней, мы определяли массу биологического азота почв (таблица 2).

Таблица 2. Азотфиксирующая способность гороха, выявленная при воздействии попарного внесения микроэлементов (1999 — 2002 гг.).

№ Варианты опыта Количество клубеньков на одном растении, шт. Биологический азот,в кг/га Урожай зерна, ц/га Заболеваемость, %

1 Контроль 23 70 18 хлороз краев молодых листьев 36%

2 Мо 37 136 22 сетчатый хлороз 21%

3 Мо-Си 59 147 31 коричневые пятна на молодых листьях 7%

4 Мо-Мп 43 129 24 закручивание листьев, темноокрашенные жилки листовой поверхности 4%

5 Mo-Zn 39 121 25 ослабленный тургор молодых листьев 12%

6 Mo-Fe 46 111 23 желтая окраска молодых листьев 14%

7 Mo-Co 61 153 30 ассиметрическое развитие листовой поверхности 7%

НСРоз 3,5 4,32 2,71

Наиболее высокие модули, по определенным массам почвенного азота, мы наблюдали на черноземе обыкновенном, которые варьировали от 119,7 кг/га - на участках с клевером, до 134,2 кг/га — на участках с люцерной. Из крупносемянных бобовых растений, оказавших влияние на формирование биологической массы азота в почвах чернозема обыкновенного, мы отметили горох с максимальным показателем, который составил - 132,8 кг/га. На оподзоленных черноземах самый высокий показатель биологической массы азота мы определили на участках, с выращенной соей - 125,9 кг/га, который

превысил минимальный результат на участках с козлятником, на 21,8 %. На аллювиально - луговых почвах и на выщелоченном черноземе самые высокие показатели биологической массы азота определены на участках с горохом, которые составили - 128,9 кг/га и 126,4 кг/га, а на участках с люцерной — 125,3 кг/га и 124,7 кг/га, соответственно (рис.3).

Биологическая

НО. , масса азота почвы, в кг /га чернозем обыкнпвенн.

7. Фасоль,,- " ,1. Клевер щ

«»#«» Биологическая

/ StH-V* масса азота почвы, в кг /га

оиодзолениым чернозем

6. Соя (ii-ï

Щ " / Козлятник аллювиалыю-л уговые чернозем

5. Горох'- 4. Вика ,./3. Люцерна ww&wm Биологическая масса азота почвы, в кг /га выщелоченный чернозем

Рис.3. Динамика биологических масс азота почв предгорной зоны, при выращивании на них определенных видов бобовых растений (1999—2002 гг.)

Нами исследовано влияние вносимых микроудобрений на фотосиите-тическую деятельность бобовых растений, интенсивная активация которой нами отмечена в межфазный период бутонизации - цветения и в фазу цветения, превышающая показатели контрольных участков без удобрений. Улучшенная динамика по нарастанию площади ассимиляционной поверхности в периоды, изученных нами фаз, отмечена у клевера, которая менялась от 11,59 тыс. м2/га - в фазу ветвления до 29,42 тыс.м2/га - в фазу бутонизации и максимального значения достигала в фазу цветения - 33,96 тыс.м2/га, а у крупносемянной однолетней культуры - сои, показатели составили: 12.45 тыс.м2/га - в фазу ветвления, 28,04 тыс.м2/га - в фазу бутонизации и 34,52 тыс.м2/га - в фазу цветения. Показатели клевера, на удобренных молибденом участках, на 14,63 - 27,75 % превышали данные, полученные на контроле, без него, а у сои — на 22,08 — 27,84 %.

Это сопряжено с тем. что формирование ассимиляционной площади листа в фазы бутонизации, цветения происходят при развитом симбиотиче-ском аппарате, а вносимый молибден усиливал интегрирующую его активность. Мониторинг данных фотосинтетического потенциала показал, что максимальные объемы сформированы у клевера и сои, которые соответственно составили - 1857,3 тыс.м2 *дн./га и 1899,3 тыс.м2 *дн./га.

Нами определен химический состав бобовых мелкосеменных растений. Максимальные показатели «сырого» протеина, «сырого» жира, «сырой» клетчатки, «сырой» золы по фазам развития в составе масс сухих веществ, установлены у козлятника, а показатели по массовой доле безазотистых экстрактивных веществ доминируют у люцерны (табл. 3).

Содержание «сырого» протеина в зеленой массе многолетних трав преобладало на втором году жизни, в сравнении с массовой долей «сырых» протеинов в побегах, образованных ранней весной. Этот факт мы объясняли более высокой степенью облиственности растений, а также объективными климатическими факторами, так как наиболее высокое солнцестояние и обилие коротковолнового освещения мы наблюдали в конце июня, в июле и в августе месяцах.

Содержание «сырой» клетчатки, по всем фазам развития бобовых растений, превосходило у козлятника, оно на 4,58 % больше, чем у клевера и на 3,79% больше, чем у люцерны — в фазу ветвления. В фазу бутонизации и цветения оно превалирует, соответственно, на 9,09 % и 9,14 % над массовой долей «сырой» клетчатки клевера и на 6,79 %, 6,77 % - над массовой долей «сырой» клетчатки люцерны.

Таблица 3. Химический состав мелкосеменных бобовых культур, в зависимости от фаз развития, за период 1995 — 2002 гг.

Растения Фазы развития Сухое вещество, % Показатели в сухом веществе, %

«Сырой» протеин, % «Сырой» жир, % «Сырая» клетчатка, % «Сырая» зола, % БЭВ, %

Клевер ветвление 21,9 22,93 1,52 18,86 11,05 43,64

бутонизация 24,9 20,85 2,04 19,23 9,94 47,94

цветение 27,1 18,68 2,33 20,64 8,07 50,28

Козлятник ветвление 22,6 25,47 2,81 23,44 12,23 36,05

бутонизация 25,3 22,12 3,42 28,32 10,52 35,62

цветение 28,4 19,93 3,75 29,78 9,31 37,23

Люцерна ветвление 20,6 20,42 1,27 19,65 11,99 46,67

бутонизация 23,8 18,94 1,84 21,53 10,06 47,63

цветение 26,7 16.25 2,05 23,01 9,02 49,67

Козлятник и люцерна накапливали максимальную надземную массу в межфазный период бутонизация — цветение, а клевер — в период стеблевания - ветвления, поэтому недобор урожая козлятника и люцерны при раннем укосе этих трав на 20 - 25 % был меньше, чем при первом укосе клевера.

Бобовые компоненты — основа сохранения биоразнообразия горных фитоценозов

Биоразнообразие означает разнообразие всего живого на Земле - от генов до экосистем. В 1992 году многими государствами мира на Конферен-

ции ООН по окружающей среде, проходившей в Бразилии, в Рио-де-Жанейро, была подписана Конвенция о биологическом разнообразии.

Одним из сегментов обширного биологического разнообразия являются горные пастбища и сенокосы, продуктивность которых оставляет желать лучшего, так как она - низкая и неустойчивая, в полной мере, зависящая от многих факторов: погодных, антропогенных, зоогенных, техногенных и других.

В объеме горно - луговой растительности значительное место занимают бобовые виды, как основные компоненты фитоценоза, активно участвующие в биогенных процессах и, улучшающие качество травостоя, поэтому снижение их количества обуславливает обеднение угодий и почвенного плодородия.

Нами изучен состав ценопопуляций травянистых компонентов и их массовые доли (таблица 4).

Таблица 4. Состав и массы укоса ценопопуляций травянистых компонентов на горно—луговых субальпийских дерновых почвах (2010 - 2012 гг.)_

№ Участка Зеленая масса укоса, в г/м2, и массовая доля ценопопуляций, в %

бобовые, г/м2 массовая доля, % злаковые г/м2 массовая доля, % разнотравье г/м2 массовая доля, %

1-участок 550 24,2 630 27,8 1090 48,0

2-участок 420 25.2 370 22,2 880 52,7

3-участок 580 23,6 720 29,3 1160 47,2

4-участок 370 20,9 530 29,9 870 49,2

5-участок 290 17,1 490 28,8 920 54,1

Среднее 442 22,4 548 27,6 984 50,2

Как показали наши результаты, масса всех популяций на участке № 1 составила - 2270 г/м2, на участке № 2 - 1670 г/м2, на участке № 3 - 2460 г/м2, на участке № 4 - 1770 г/м2, на участке № 5 - 1700 г/м2, а средняя масса укоса с 1 м2 составила - 1974 г/м2. Масса укоса на 50,23 % состояла из разнотравья, на долю злаковых растений приходилось — 27,59 %, бобовые виды растений заняли третью позицию — 22,39 %.

В горном сообществе растений, ботанический состав обладает различными морфофизиологическими особенностями и по — разному, реагирует на температуры, на степень увлажнения воздуха и почв, на количество выпа-даемых осадков. В процессе научного эксперимента мы провели мониторинг и дали сравнительную характеристику лугопастбищным травам в естественных природных условиях, а также после использования микроудобрений, которые вносили поверхностно и при опрыскивании травостоя.

Нами установлено, что между микроэлементами задействованы механизмы, как синергизма, так и антагонизма, связанные с процессами поглощения и метаболизмом растительного сообщества горного луга, и влияющие на продуктивность бобовых трав. Эти процессы протекают под воздействием ферментов, которые оказывают влияние на количество микроорганизмов в почве, на их биоактивность и ауксиновые потенциальные возмож-

ности, обеспечивающие качество и продуктивность как бобовых, так и соседствующих растений.

В таблице 5 отражены результаты исследования по определению качественного и количественного состава ценопопуляций травянистых компонентов в горно — луговом сообществе, и их массовые доли, после использования композиции микроудобрений: Мо - Си. Средняя масса укоса ценопопуляций составила 2076,6 г/м2, из которой средняя масса бобовых видов составила - 36,2 %, злаковых видов - 26,3 % и 37,5 % - разнотравья.

Идентифицируя показатели таблиц 4 и 5, можно свидетельствовать о том, что внесение микроудобрений повлияло на качественное и количественное соотношение ценопопуляций в фитоценозе, особенно после внесения пары микрокомпонентов Мо — Си, в сравнении с контрольными участками, на которых не было оказано антропогенного воздействия и растения произрастали в естественных природных условиях.

Таблица 5. Состав и массы укоса ценопопуляций травянистых компонентов на горно - луговых субальпийских дерновых почвах, после внесения пары Мо - Си (2010 - 2012 гг.)__

Участки, с вносимыми микроэлементами Зеленая масса укоса ценопопуляций, в г/м2 Массовая доля бобовых видов, в %

бобовые виды злаковые виды разнотравье всего

Участок №1 (с Мо) 790 670 911 2371 33,3

Участок №2 (с Си) 630 381 730 1741 36,2

Участок №3 (Мо — Си) 834 767 978 2579 32,3

Участок №4 (Мо - Си) 682 498 669 1849 36,9

Участок №5 (Мо — Си) 822 416 605 1843 44.5

Среднее 751,6 546,4 778,6 2076,6 36,6

Средняя масса укоса бобовых компонентов горно-лугового сообщества, после внесения пары микроудобрений Мо — Си на участках № 3 - 5, возросла на 17,4 %, в сравнении с массовой долей бобовых видов растений в горно-луговом сообществе без внесения этой композиции микроудобрений, что свидетельствует об улучшении качественного показателя травостоя. Массовая доля злаковых растений по-разному менялась на участках при внесении микроудобрений. На участках № 1 и 3 она повысилась на 0,5 % и 0,4 %, соответственно, на участках № 2,4,5 отметили тенденцию к понижению, с максимальным модулем на участке № 5: на 0,3 %, 3,0 % и 6,2 %, соответственно. Массовая доля разнотравья варьировала от 32,8 % - на участке №5 до 41,9% - на участке №2. Максимальный процент разнотравья на участке № 2, где растения обрабатывались медью, обусловлен составом популяций, адаптированных к кислой среде.

Нами установлено, что поверхностное внесение молибдата аммония и медного купороса ранней весной способствовало повышению продуктивности сенокоса. Опрыскивание травостоя раствором молибдата аммония увеличивало массу укоса на участке № 1 - на 10,1 ц/га и составило 237,1 ц/га, опрыскивание раствором медного купороса на участке № 2, увеличивало массу укоса на 7,1 ц/га, что составило 174,1 ц/га. Совместное опрыскивание

молибдатом аммония с медным купоросом на участках № 3 — 5 дало урожаи сенокоса 257,9 ц/га, 184,9 ц/га и 184,3 ц/га, соответственно, что способствовало повышению массы укоса на величину, меняющуюся от 7,9 ц/га до 14,3 ц/га, тем самым подтверждая синергизм двух микроэлементов: молибдена и меди.

Биометрических показателей бобовых компонентов горного луга, после внесения пары микроудобрений Мо — Си имели тенденцию к увеличению и улучшению характеристик бобовых компонентов горного луга (таблица 6).

Таблица 6. Биометрические показатели бобовых компонентов горно — лугового фитоценоза после внесения микроудобрений Мо - Си (2010 — 2012 гг.)_______

№ Растение Количество клубеньков на 1 растении, шт., без Мо и Си Количество клубеньков на 1 растении, шт., с Мо и Си Высота растений, см, без Мо и Си Высота растений, с Мо и Си Масса 1000 шт. семян, г, без Мо и Си Масса 1000 шт. семян, г, с Мо и Си

1 Астрагал галеговид-ный 80-110 115-125 48-54 72-83 4,95,4 6,27,8

2 Вязель пестрый 60-75 90 - 120 41-47 52-58 5,35,9 6,78,4

3 Клевер луговой 109-137 145-167 68-82 79-98 1,72,0 1,9 2,3

4 Козлятник восточный 56-71 92-113 79-121 134-189 5,66,2 7,1 -8,5

5 Люцерна изменчивая 68-92 106-125 69-72 79-94 1,61,9 2,12,3

В горном сообществе фитоценозов, из бобовых компонентов, самым высоким оказался козлятник, параметры которого менялись в пределах от 134 до 189 см, что на 41,04 — 48,15 % больше, в сравнении с клевером, занявшим вторую позицию по высоте, которая варьировала в пределах 79 — 98 см.

По массе 1000 шт. семян, после внесения меди и молибдена, приоритетная позиция, также, закрепилась за козлятником, которая составила 7,1 — 8,5 г, а по количеству, образовавшихся клубеньков на одном растении, максимальный показатель был у клевера, с вариацией 145 — 167 шт.

Нами установлено, что внесение микроудобрений в значительной мере улучшило биометрические показатели, а также повысило массовую долю бобовых растений, выявив синергизм между парами вносимых композиций удобрений: Мо - Си; Мо - Хп; Мп - Ъл\ Ум - Ре; Ъп - Со; а также - антагонизм между элементами /п - Си, Мо - Мп, Мо - Ре.

Влияние бобовых растений на снижение токсичности почв

Важным сегментом наших исследований была разработка способов повышения плодородия и снижения концентрации тяжелых металлов в почве.

Для достижения поставленной цели, в фазу цветения после укоса, скошенную биомассу опрыскивали слабо концентрированным раствором селе-ната натрия, на которую наносили слой аланита, с последующей запашкой всей биомассы в почву. Биомасса под действием селената натрия быстро разлагалась, а содержащиеся в бобовых травах гликозиды совместно с ала-нитом способствовали очищению почвы от вредных организмов, так как используемая глина содержит более 30% кальция и адсорбирует тяжелые металлы почвы.

Селенат натрия, в свою очередь, вступая в реакции с солями тяжелых металлов, превращал их в нерастворимые формы в виде средних и основных солей, недоступных для растений и микроорганизмов почвы, снижая количество вредных для живых организмов веществ (таблица 7).

Таблица 7. Содержание тяжелых металлов в мг/кг абсолютно сухой почвы (2007 - 2009 гг.)_

Варианты Си Ре Со РЬ рН

Запашка трав, покрытых аланитом 18-20 120150 0,18 3,2 5,10

Запашка трав без селената натрия 24-28 150160 0,24 3,8 5,0

Опрыскивание скошенной массы селенатом натрия 28-32 180200 0,32 4,6 4,9

Запашка трав, обработанных селенатом натрия и покрытых аланитом 12-14 90110 0,15 2,6 5,26

пдк 18.8 154 0,26 5,0 -

Таким образом, предлагаемый способ использования бобовых трав позволяет снизить количество тяжелых металлов в почве, а также повысить плодородие за счет внесения зеленых удобрений в смеси с аланитом и селе-натом натрия, активируя процессы детоксикации, санирования и регенерации почв.

Влияние спиртовой барды и йодных подкормок на повышение продуктивности и качества клевера Посевы многолетних трав, наряду с сенокосами и пастбищными угодьями служат важным источником высококачественных дешевых кормов, однако, рост посевных площадей трав сдерживается недостатком семян из-за низкой урожайности семенников.

Общеизвестно, что для получения высоких урожаев семян клевера необходимо внесение микроэлементов, недостаток которых замедляет рост клевера, при этом, его листья становятся светлыми с красным оттенком, снижается количество генеративных побегов и количество цветков, следовательно, и число завязавшихся семян. При исключении микроэлементов из питательного раствора, урожай зеленой массы получают вдвое меньше, а семена, вообще, не завязываются.

Для улучшения семенной продуктивности и увеличения урожайности зеленой массы клевера, а также стабилизации их качества, мы исследовали влияние малозатратных йодсодержащих соединений на биологический потенциал бобовых растений.

Одной, из важных составляющих данного исследования, было осуществление биологического рециклинга спиртовой барды в современном сельскохозяйственном производстве, в условиях Центрального Предкавказья, при выращивании бобовых растений, с целью повышения урожая семян и снижения затрат на приобретение дорогостоящих удобрений.

Используемая нами спиртовая барда, содержащая комплекс микроэлементов, в смеси с раствором йода, обеспечивала увеличение урожая семян на 0,8 — 1,2 ц/га, при этом, заметно снижалась заболеваемость растений наиболее распространенными на клевере болезнями: антракнозом и аскохи-тозом (таблица 8).

Таблица 8. Влияние спиртовой барды и йода на продуктивность, качество урожая, и риск заболеваемости бобовых культур (1999 - 2002 гг.)_

Варианты опыта Зеленая масса, ц/га Содержание протеина, в % Урожай семян, ц/га Поражение болезнями, в%

антракноз аскохитоз

Контроль (без йодной подкормки) 216 16,5 1,86 30 23

Опрыскивание йодным раствором 1 кг/га 296 17,2 1,94 28 22

Йодный раствор 1,5-2 кг/га 321 17,8 1,83 18 13

Спиртовая барда 50-60 л/га 262 16,8 1,72 27 21

Спиртовая барда + йод 306 16,9 1,89 15 13

Спиртовая бард + йод + аланит 365 18,7 2,46 10 8

Обработка йодом в двух укосах (без барды) 312 18,0 2,11 10 9

НСРг.5 5,25 0,5 0,07 3,98 3,65

Из приведенных данных видно, что однократная обработка йодом в первом укосе дает урожай зеленой массы 296 ц/га с содержанием протеина 17,8%, а урожай семян не превышает 1,94 ц/га. Обработка посевов с бардой и йодом, в сравнении с контролем, дает прибавку зеленой массы 90 ц/га, а по семенам — находится на уровне контроля. После очищения спиртовой барды от токсических веществ: хлора, азотсодержащих соединений, тяжелых металлов и других, с помощью цеолитсодержащих глин, урожайность зеленой массы стала выше самого лучшего варианта на 44 ц/га, семян — на 0,35 ц/га, а содержание протеина повысилось на 0,9%.

Таким образом, предлагаемая нами 5% - ная концентрация раствора йода повышает не только качество зеленой массы, но и снижает риск заболеваемости растений, поскольку раствор йода является антисептиком. Так, в наших опытах заболевание антракнозом на семенном травостое снизилось с 30 до 10%, аскохитозом с 23 до 8%.

Влияние спиртовой барды и молибденовых подкормок на семенной травостой клевера в период вегетации

Одним из этапов нашей научной работы было изобретение способа внекорневой обработки семенного травостоя клевера в период вегетации водным молибденсодержащим раствором, в смеси с бардой, когда формируется будущий семенной травостой клевера, и подкормка комплексом микроэлементов способствует образованию более значительного количества клубеньковых бактерий, усиливающих активность симбиотического аппарата, и развитию генеративных стеблей.

Молибден мы вносили непосредственно в почву, а также в качестве подкормок - в фазу бутонизации, полученный урожай достигал до 2 ц/га, что выше контрольного варианта - без удобрений на 0,8 ц/га (таблица 9).

При добавлении молибдата аммония, нами обнаружено, что количество азотсодержащих соединений снижалось до допустимых пределов в результате одной из химических реакций:

Ка2НР04+12(МЬ)2Мо04+23Н1\Оз=(М14)зН4[Р(Мо;07)«1+2.^а1\Оз+2ШН^тОз+10Н20

азотные соединения барды снижались до: 2,1 мг/л - нитриты и 12,8 мг/л — нитраты, а при смешении молибдата аммония со спиртовой бардой прибавка урожая семян увеличивалась до 0,5ц/га, в сравнении с лучшими аналогами.

Таблица 9. Влияние спиртовой барды и молибдата аммония на качество и урожай семян клевера (1998 — 2000 гг.)_

Варианты опытов Образовалось, шт./м* Обсемененность соцветий, % Урожай семян, кг/га

цветущих головок генеративных стеблей

Внесение молибдата аммония 580 275 68 118

Спиртовая барда 40 л/га + молибдата аммония 30-40 г/га 620 320 79 156

Барда 50-80л/га + молибдата аммония 50-100 г/га) 712 396 87 212

Спиртовая барда 90-100 л/га + молибдата аммония 120-150 г/га 546 289 74 134

НСР05 кт/га 9,05

Таким образом, предложенный новый способ может найти широкое применение при улучшении плодородия почв в биологическом земледелии, так как, утилизируя отход спиртовой промышленности, можно повысить урожай семян клевера и одновременно снизить затраты на удобрения.

Биологический рециклинг отходов спиртовой промышленности и сельскохозяйственного производства в повышении плодородия поив Для повышения плодородия почв и биологического потенциала бобовых растений мы использовали солому в смеси со спиртовой бардой и природной Заманкульской минеральной водой.

Использование соломы (примерно 5—6 т/га), имеющей щелочную реакцию среды, нейтрализовало кислую реакцию среды спиртовой барды (рН 4,8...5,2), приостанавливая подкисление почвы. Спиртовая барда ускоряла

процесс разложения соломы, положительно воздействуя на развитие высеваемых культур и активность почвенной микрофлоры.

Минеральная вода, дополняя состав спиртовой барды, обогащала питательную среду, обрабатываемого участка, обуславливая синергизм составляющих компонентов в действии ускоренного разложения соломы с одновременным её обогащением микроэлементами. Составляющие этой смеси полностью поглощались почвенным комплексом, без выделения в воздушную среду. Такая обогащенная солома повторно включалась в круговорот минерального и органического питания растений для формирования новой биомассы растений и получения более высокого урожая.

Микроэлементы, содержащиеся в спиртовой барде и минеральной воде, активируя процесс разложения соломы, инициировали снижение фитопато-генов и количество грызунов. В течение осеннее - зимнего периода она не загрязняла почву высокой концентрацией нитратных и нитритных соединений, органическим фосфором и калием.

Внесение обогащенной соломы в почву способствует развитию почвенной фауны, улучшает агрохимические и физические свойства почвы, вызывает развитие целлюлозоразлагающей микрофлоры, свободно живущих и симбиотических азотфиксаторов, аммонификаторов, а также повышает общую биологическую активность почвы. Данные результатов сведены в таблицу 10.

Таблица 10. Влияние спиртовой барды и Заманкульской природной минеральной воды на микрофлору выщелоченного чернозема ОПХ «Михай-ловское» (2000 - 2003 гг.)____

№ Варианты способа Актиномице-ты, тыс. на 1 г почвы Грибы, тыс. на 1 г почвы Бактерии на МПА, тыс. на 1 г сухой почвы

1 Контроль-1 - запашка соломы без удобрений 175 7,1 1258

2 Контроль-2 - запашка соломы + азот 183 9.3 1950

3 Солома + 100л/га спиртовой барды 240 10,1 2235

4 Солома + 150л/га спиртовой барды 386 14,8 2842

5 Солома + 200л/га спиртовой барды 573 15,4 3512

6 Солома+150-200л/га спиртовой барды + 50 -60 л/га минеральной воды 830 19,2 4218

7 Минеральная вода со спиртовой бардой 273 8,4 1856

НСР05 7,51 0,48 7,12

В сравнении с контрольным участком, число актиномицетов (тыс. на 1 г почвы) повысилось на 21,08%; число грибов (тыс. на 1 г почвы) - на 36,98 %; бактерий на МПА (тыс. на 1 г почвы) - на 29,83 %, валовые содержания азота, фосфора и калия увеличились на 62,2 %, 63,89%, и 72,83 %, соответственно, а

гидролизуемый азот, фосфор и катий повысились на 58,9 %, 70,89 % и 75,84 %, соответственно.

Посев бобовых культур на почвах выщелоченного чернозема после использования нами разработанного нового агроприема позволил в значительной мере повысить продуктивность и улучшить морфометрические показатели этих растений.

Таким образом, при новом разработанном агрономическом приеме утилизируется значительное количество спиртовой барды и снижаются затраты на приобретение минеральных удобрений, сокращается число проходов агрегатов по полю и затраты на механизированную обработку в 3 — 4 раза, уменьшается уплотнение почвы. Минеральные воды природных источников, добываемые в зоне проведения опытов, также мало затратные и экологически безопасные.

Сидеральные культуры и их значимость, как предшественников, для повышения биологического потенциала бобовых растений

Использование сидератов в сельском хозяйстве нельзя отнести к новациям, но отягощенное состояние современной экологии и экономики подводят к целесообразности их применения. Сидераты имеют зеленую сочную массу, богатую азотом, белками, углеводами (крахмалом, дисахаридами, монозами), микроэлементами и разветвленной корневой системой, с множеством корневых канальцев, кормящих червей и микробов и накапливающих азот. Они снижают кислотность почв, улучшают жизнедеятельность микроорганизмов, защищающих почвы от вымывания питательных компонентов в нижние горизонты.

В контексте выше изложенных научных подходов к использованию сидератов, в нашем исследовании этот сегмент был одним из приоритетных, так как позволил исключить, одну из важнейших составляющих сельскохозяйственного производства, - минеральные удобрения, а также увеличить биомассу и расширить ассортимент сидеральных культур.

Нами установлено, что при использовании минеральных вод с повышенной ионизацией химических компонентов, проявляется биологический синергизм: ускорение роста и развития растений, увеличение зеленой массы, повышение содержания хлорофилла, устойчивость к засухе при оптимальной влажности, а также к различным заболеваниям.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что биологическая совместимость двух культур, принадлежащих различным семействам, достоверно обеспечивает накопление сухой массы с корнями - до 32т/га, что па 9 т/га выше, чем без полива и на 10 — 12 т/га выше, чем запашка каждой культуры в отдельности. Посев культур с разными биологическими особенностями и высокими качественными показателям, их запашка способствуют увеличению содержания гумуса, в сравнении с контролем, на 0,46%, фосфора на 1,66 мг/кг, а калия на 1,60 мг/кг (таблица 11).

Таблица 11. Влияние Заманкульской минеральной воды на биологический

синергизм никандры физалиевидной и кормов бобовых (1998—2000 гг.)

№ п/п Способы Среднее кол-во сухой сиде-ральной Гумус в слое 0... 25 см, % Количество минеральных веществ в мг/кг почвы

массы с корнями, т/га в начале вегетации после запашки фосфор р:о5 калий к2о

1 Контроль — без зеленых удобрений 18,9 6,26 6,38 0,82 1,02

2 Запашка никандры 22,6 6,34 6,49 1,04 1,22

3 Запашка кормовых бобов 20,2 6,32 6,46 1,02 1,36

4 Запашка смеси никандры и кормовых бобов (без полива) 22,4 6,38 6,52 1,86 1,69

5 Запашка смеси никандры и кормовых бобов с поливом минеральной водой 350-400 л/га 31,8 6,58 6,84 2,48 2,62

6 Запашка смеси никандры и кормовых бобов с поливом минер&чьной водой 250 - 300 л/га 26,4 6,44 6,72 2,04 2,28

7 Запашка смеси никандры и кормовых бобов с поливом чистой не минеральной водой 350 — 400 л/га 24,2 6,42 6,64 1,92 1,76

8 НСР05 0,79 0,056

Таким образом, совместное использование двух культур: никандры и кормовых бобов, в качестве сидератов, при поливе минеральной водой, обеспечивает получение значительной прибавки органического вещества и позволяет за одну вегетацию в звене севооборотов биологического земледелия повысить плодородие почв без внесения минеральных дорогостоящих удобрений.

Влияние органических и минеральных веществ на продуктивность и качество бобовых растений

К инновационным технологиям, используемым в современном сельскохозяйственном производстве, в настоящее время, относят отходы промышленных, пищевых и перерабатывающих предприятий, содержащих комплекс ценных компонентов, включающих и микроэлементы.

Продолжая проведение серии опытов со спиртовой бардой, в качестве нетрадиционного, экологически безопасного удобрения, способствующего повышению плодородия почв, степени урожайности, качества и биопотенциала бобовых растений, мы использовали ее на черноземных карбонатных слабо - щелочных почвах Правобережного района (рН=7,0-7,9).

Нами также использовались солома и пожнивные остатки зернобобовых культур, в качестве дешевого органического удобрения, запахиваемые в поверхностные почвенные слои, биогенные микроэлементы, гумат калия, а также Заманкульская природная минеральная вода, которой орошали перед посевом бобовые растения. В качестве внекорневой подкормки растений и предпосевной обработки семян нами использовались микроудобрения, содержащие в своем составе Мо, Си, 2п, Мп, Со, Ре. Рассмотрение порогового диапазона концентраций этих микрокомпонентов в бобовых растениях позволило изучить их чувствительность к недостающим элементам.'■

Используемая нами природная минеральная вода, способствовала увлажнению почвы, инициируя процесс смягчения и разложения корневых остатков предыдущего года, увеличивая содержания гумуса почвы на 0,03 — 0,09 %, а количество клубеньковых бактерий в верхних слоях пахотного горизонта на 16 - 17%.

Благодаря характерному свойству - вирулентности - способности клубеньковых бактерий проникать в корни бобовых культур, нам в значительной степени удалось активировать процесс фиксации газообразного азота из воздуха, переводя его в формы, доступные для питания растений, а также для подпитки и поддержания жизнедеятельности самих клубеньковых бактерий. В отдельных случаях, процесс ингибировался климатическими условиями и биологическими особенностями выращиваемых культур.

Внесение нами гуминовых веществ было оправдано, так как резонировало положительный эффект используемых компонентов, а в целом, является одним из перспективных направлений регенерации и рекультивации загрязненных земель. Мы это взяли на вооружение, учитывая повсеместный рост антропогенной нагрузки на природные объекты и широкомасштабное использование нефтепродуктов и нефтяных углеводородов.

На участке, где вносили пожнивные остатки, гумат калия с Заманкуль-ской минеральной водой, нами установлено, что легкоподвижный молибден в слабощелочной среде хорошо поглощается бобовыми растениями, снижая его концентрацию после уборки урожая с 2,86 до 1,43 мг/кг сухой почвы. Это сопряжено с тем, что используемый нами гумат калия активировал и стабилизировал процесс перехода молибдена в легкоподвижные формы и обеспечил миграцию молибденсодержащих ионов в генеративные органы растений, оказывая влияние на их рост на протяжении всех фаз развития (рис.4).

Нами отмечена стабильная тенденция к увеличению концентраций легкоподвижных форм меди, цинка, марганца, кобальта и железа, после уборки урожая, на участках, обрабатываемых Заманкульскои минеральной водой и спиртовой бардой, что характерно для этих катионов в кислой среде. Результаты исследования свидетельствуют о том, что предельно допустимые нормы меди, марганца, цинка, кобальта и железа не превышены, поэтому их концентрация в почве не снижала азотфиксирующей способности клубеньковых бактерий. Из изученной группы микроэлементов в исследованных

почвах, больше всего содержится марганца, при всех способах запашки растений.

Нами проведена идентификация содержания микроэлементов в бобовых растениях и в почвах, при этом, взаимная конкуренция микроэлементов- антагонистов: Мо-Мп, Мо-2п, Мо-Ре ингибирует поглощение их корневой системой. Полученные результаты показали, что запашка пожнивных остатков с минеральной водой, с гуматом калия и без него, способствовала динамике роста подвижных форм.

й Контроль Г (без пожнивных остатков и без полива)

® Контроль II (пожнивные остатки + вода не минерализованная)

Пожнивные остаттси+Заманкульская минеральная вода

й Пожнивные остатки + вода Заманкульская минеральная + спиртовая барда «Пожнивные остатки + вода Заманкульская минеральная + гумат калия

Рис.4. Динамика содержания микроэлементов в почве карбонатного чернозема после уборки урожая, при воздействии различных композиций удобрений (2006-2009 гг.)

При запашке пожнивных остатков, орошаемых минеральной водой, типа Заманкул и с добавлением гумата калия повышается стрессоустойчивость к погодным колебаниям, а также к таким характерным заболеваниям для них, как антракноз и аскитохитоз, снижается содержание тяжелых металлов в почве и растениях, а значит, и токсичность почвы до ПДК.

Влияние бобовых компонентов на продуктивность злаковых растений

Определяющим фактором современного кормопроизводства является совершенствование используемых технологий, повышающих качество кормов, которое зависит не только от ботанического состава, биологических и физиологических особенностей биоценозов, но и от климатических условий, структуры и состава почвы, ее среды, а также элементов питания травосмесей, правильный синергетический подбор которых, в значительной степени увеличит продуктивность животноводства.

Для расширения посевов ценных кормовых трав, зачастую, используют различные стимуляторы роста и развития. При этом повышается всхожесть, урожай зеленой массы и семян. Однако, применяемые стимуляторы биологического происхождения, являются дорогостоящими и не всегда эффективными, поэтому одной из задач наших исследований была разработка вы-

сокопитательной. продуктивной кормовой травосмеси, рентабельной в сельскохозяйственном производстве.

Нами использовалась бобово — злаковая смесь, состоящая из клевера и тимофеевки луговой для стимуляции накопления биологического азота в почве. На семенных широкорядных посевах тимофеевки на второй год жизни в междурядья подсевали клевер луговой, в результате к моменту созревания накапливалась значительная биомасса и количество азотфиксирую-щих клубеньков, обогащая семенной травостой злакового компонента. В ходе исследования мы применяли перманганат калия, совместно с биопрепаратом Байкал ЭМ — 1, в состав которого входит несколько десятков микроорганизмов.

Действие перманганата калия произвело двойной эффект, так как к моменту цветения, растения тимофеевки нуждались в подкормке калием и марганцем, которые вырабатывали иммунитет у растений травосмеси к вредителям и грибковым болезням, активировали процесс повышения озернен-ности соцветий тимофеевки и массы 1000 штук семян. Ранняя уборка тимофеевки луговой на семена, при 50 — 60 % созревании, обеспечивала получение дополнительного корма в смеси с зеленой массой клевера (таблица 12).

Таблица 12. Семенная и кормовая продуктивность клевера и тимофеевки (2006 - 2008 гг.)_

№ Варианты способа Урожай семян, ц/га Масса 1000 шт. семян, г Урожай сена после уборки семян, ц/га Полевая всхожесть семян, %

1. Широкорядный посев клевера и тимофеевки 3,8 0,58 170 80

2. Черезрядный посев клевера и тимофеевки 3,4 0,58 160 80

3. Черезрядный посев и обработка семян клевера биопрепаратом Байкал -ЭМ-1 4,0 0,64 170 82

4. Черезрядный посев + подкормка травостоя в фазу колошения 4,2 0,70 180 86

5. Черезрядный посев + уборка семян в фазу 50-60%-ного созревания тимофеевки 4,3 0,68 185 84

6. Черезрядный посев, подкормка биопрепаратом Байкал - ЭМ-1 в фазу колошения тимофеевки, обработка посевов КМпС>4 4,8 0,78 200 92

7. Уборка семян в фазе полного созревания без подкормок 3,8 0,72 190 85

НСР„5 0,24 0,04 17,2 1,25

Разработанный способ, позволил реализовать биологический потенциал бобовых растений, снизив затраты и увеличив урожай семян ценной кормо-

вой культуры тимофеевки луговой, отражая синергизм этих культур. Полученные результаты исследований, свидетельствуют о том, что предлагаемый нами способ, позволяет получить дополнительно урожай 0,5 ц/га семян, с повышенными кондиционными свойствами и массой 1000 штук, при дополнительном увеличении кормовой массы ценной культуры - тимофеевки, и при значительном понижении затрат.

Повышение продуктивности бобовых трав при различных способах инокуляции их семян

В процессе, проводимых нами исследований, разработан новый способ предпосевной подготовки семян бобовых трав, включающий инокуляцию семян перед посевом, измельченными корнями тех же видов бобовых трав, 2- 3 года жизни, к этому периоду они успевали накопить достаточное количество клубеньков и биологического азота в корнеобитаемом слое.

Надземная масса

первого укоса, ц/га 193 204 216 300 ./;-, Ф*»» 4. Ризоторфин + Заманкульская

200 Ж \ / /Ж$\ \ минеральная вода

Количество / 10т \ \ Содержание

клубеньков на / \ протеина в

растешш 39,7 \ 59,9 68,4 V \ ' Л / / \ Чй/ Содержание азота в почве, кг/га 98 148 173 ,. зеленой массе, % ........ 17,2 18 18,2 <3$*™* 5. Измельченные корни бобовых трав + вода Заманкульская минеральная

Рис. 5. Влияние инокуляции семян бобовых трав на их продуктивность (1998-2000 гг.)

Примечание: *НСРо5: надземной массы первого укоса, ц/га - 4,29; содержание протеина в зеленой массе, % - 0,29; содержание азота в почве, кг/га - 1,84; количество клубеньков на одном растении — 1,38.

Результаты исследований показали, что при использовании минеральных вод, содержание в почве биологического азота увеличивалось с 98 до 189 кг/га, а урожая зеленой массы кормовых трав - с величины 190 ц/га до 232 ц/га. Это, в свою очередь, инициировало повышение содержания протеина с 17,2 до 19,2 %, тогда как при поливе простой водой этот показатель не превышал 16-17,2% (рис.5).

С увеличением биологического азота повышалось плодородие почв и, как следствие, урожай надземной массы на 35-40 ц/га. При этом, количество клубеньков на одном растении увеличилось с 40 штук на контроле и 72

штук при поливе обычной водой до 92 штук - на оптимальном варианте с подкормками минеральной Заманкульской водой.

Таким образом, анализируя результаты проведенного опыта, можно сделать заключение, что инокуляция растений измельченными корнями с использованием природных минеральных вод, в качестве подкормок, обеспечивает увеличение урожая надземной массы и его качество, повышает количество клубеньковых бактерий, улучшает плодородие почв, за счет накопления биологического азота и снижает затраты на приобретение удобрений.

Экономическая и энергетическая оценка использования нетрадиционных удобрений в технологии возделывания бобовых растений Современный бизнес и коммерческий успех предпринимателей различного уровня и направленности зависит от грамотно выбранной стратегии и тактики производственной деятельности, так как мониторинг современного рынка, насыщенного продукцией отечественных и зарубежных производителей отличает динамичность при более взыскательном и требовательном отношении потребителя к ее качеству, а рыночные отношения обнажают проблемы их конкурентоспособности.

Экономическая эффективность предприятий различного профиля и направленности определяется, полученными в процессе деятельности, результатами. Эти результаты отражают достижение целей развития и конкурентные успехи на рынке.

Таблица 13. Экономическая эффективность внесения молибденсодер-жащего удобрения на урожай бобовых культур (сухое вещество) на черноземе обыкновенном

Показатели Бобовые растения

клевер козлятник люцерна вика горох соя фасоль

Урожайность, ц/га 54.1 59,6 45,7 51,8 46,4 54,2 49,5

60,1 68,3 52,5 55,2 49,1 56,1 51,7

Прибавка урожая, ц/га. 6,0 8,7 6,8 3,4 2,7 1,9 2,2

Совокупные затраты на 1 га. руб. 7430 6990 7250 7390 7500 7420 7630

Себестоимость одного центнера сухой массы, руб. 123,6 102,3 138,1 133,8 152,7 132,3 147,6

Стоимость произведенной продукции с 1 га, руб. 16580 17740 17100 15900 16420 16980 17760

Условно-чистый доход с одного гектара, руб. 9150 10750 9850 8510 8920 9560 10130

Уровень рентабельности, в % 123,1 153,8 135,9 115,2 118,9 128,8 132,8

Примечание: * В числителе показателя урожайности - урожай бобовых растений без молибденсодержащего удобрения, а знаменателе — урожай бобовых растений с использованием молибденсодержащего удобрения.

В проводимом нашем исследовании, мы изучили экономическую эффективность, используемых молибден — и медьсодержащих микроудобрений, влияющих на урожай бобовых растений, выращенных на участках чернозема обыкновенного с. Заманкул, а также экономическую эффективность использования спиртовой барды и йода на продуктивность и урожай клевера.

Как показывают результаты анализа экономической эффективности внесения молибденсодержащего удобрения при выращивании различных видов мелкосеменных и крупносемянных бобовых растений, совокупные затраты в рублях на 1 га меняются от 6990 рублей у козлятника до 7630 рублей — у фасоли (таблица 13).

Максимальная стоимость произведенной продукции с 1га отмечена у фасоли — 17760 рублей, а условно — чистый доход у этой культуры, с единицы площади в 1га, составил -10130 рублей, при себестоимости одного центнера сухой массы - 147,6 рублей. Минимальный чистый доход получен с вики — 8510 рублей, при себестоимости одного центнера сухой массы — 133,8 рублей.

Эффективность внесения молибденсодержащего удобрения под урожай бобовых растений на черноземе обыкновенном, определяется получением чистого дохода с 1га, о чем свидетельствуют данные таблицы. Максимальный чистый доход мы отметили у козлятника, который составил 10750 руб. с 1га, что на 38,6% больше показателя чистого дохода вики, который составил 8510 руб. с 1га. Использование молибденсодержащего удобрения отражает повышение уровня доходности по всем бобовым растениям, что подтверждается увеличением уровня рентабельности, которое варьирует в пределах 15,2 - 53,8 %.

Сравнивая показатели экономической эффективности использования молибден — и медьсодержащих микроудобрений, следует отметить, что влияние молибдена на урожайность бобовых культур на черноземе обыкновенном превалирует по всем показателям и видам бобовых растений. Уровень рентабельности от внесения молибденсодержащего удобрения под мелкосеменную культуру — козлятник составляет 53,8 %, против 5,7 % - от внесения меди, а показатели люцерны по уровню рентабельности от внесения молибдена составили - 35,9 %, против 24,2 % - от внесения меди.

Анализ экономической эффективности, используемых в ходе наших исследований, ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий, дополняется энергетической оценкой получения зеленой массы клевера в зависимости от способов инокуляции, которая позволила нам рассчитать экономию энергозатрат, результаты наших расчетов отражены в таблице 14.

Энергозатраты, полученного урожая, варьировали от 81,1 ГДж/га - на контроле, до 97,4 ГДж/га - на участке, с использованием измельченных

корней бобовых трав и Заманкульской минеральной природной воды. А чистый энергетический доход на этом участке составил - 45,1 ГДж/га, при энергетической себестоимости — 2,25 ГДж/га, против чистого энергетического дохода на контрольном участке — в 31,1 ГДж/га, с энергетической себестоимостью — 2,59 ГДж/га.

Таблица 14. Энергетическая оценка получения зелёной массы клевера, в зависимости от способа инокуляции

Показатели Варианты опыта

контроль с исполь пользованием ризо-торфи-на ризо-торфин + цео-литсо-держащие глины измельченные корни бобовых трав с простой водой ризотор-фнн + Заман-кульская минеральная вода измельченные корни боб. трав. + мин. вода «Заманкул»

1 Урожай зеленой массы, т/га 19,3 20,4 21,6 22,1 23,2

2 Прибавка урожая, т/га - 1.1 2,3 2,8 3,9

3 Затрачено энергии, ГДж/га 50,0 52,1 52,2 52,1 52,3

4 Получено энергии с урожаем, ГДж/га 81,1 85,7 90,7 92,8 97,4

5 Чистый энергетический доход, ГДж/га 31,1 33,6 38,5 40,7 45,1

6 Коэффициент, энергетической эффективности посева 1,61 1,56 1,78 1,84 1,94

7 Биоэнергетический коэффициент, ГДж/га 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2

8 Энергетическая себестоимость 2,59 2,55 2,42 2,36 2,25

Таким образом, экономическая и энергетическая оценка нетрадиционных удобрений, используемых нами, в технологии возделывания бобовых растений, доказывает необходимость внедрения прогрессивных инноваций, зачастую, базирующихся на ранее используемых технологиях, или от части их моделирующих, включая новые научные идеи, от сырьевых ресурсов до конечной продукции. При этом, экономическая эффективность во времени будет увеличиваться, потому что будет формироваться потомство с высокими урожайными качествами, дающими прибавку урожая на протяжении нескольких лет.

Выводы

1. Результаты исследований по изучению особенностей бобовых растений, с использованием адаптивных ресурсо - и энергосберегающих технологий, биоресурсов и природного сырья, нетрадиционных удобрений, обеспечивающих реанимацию почвенного плодородия и формирование высокопродуктивных посевов в условиях Центрального Предкавказья, свидетель-

ствуют о высоком биологическом потенциале бобовых растений и саморегуляции сложных биохимических процессов.

2. Исследуя, степень загрязненности почв предгорной и горной зон тяжелыми металлами, нами установлено, что валовое содержание и содержание подвижных форм компонентов - Мо, Си, Мп, Zn, Бе, Со не превышало норм предельно — допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно — допустимых концентраций (ОДК). Валовое содержание молибдена, в исследованных слабокислых почвах, варьировало в интервале от 0,19 до 0,27 мг/кг, а в черноземе обыкновенном (рН=7,4-8,1) накопление молибдена достигло предельного уровня — 0,42 мг/кг сухой почвы.

Самые низкие показатели валового содержания меди, цинка, марганца и кобальта отмечены в черноземе обыкновенном: 10,7 мг - Си; 9,4 мг -114,2 мг - Мп и 0,72 мг - Со на 1 кг воздушно — сухой почвы. В выщелоченном черноземе ОПХ «Михайловское» эти показатели были максимальные и составили: 14,1 мг/кг - Си, 28,8 мг/кг - Ъл, 429,6 мг/кг - Мп и 2,1 мг/кг - Со.

3. Определено, что проведенное известкование четырех подтипов почв предгорной зоны доломитовой мукой Северо-Осетинского происхождения, снизило валовое содержание и наличие подвижных форм компонентов: Си, Мп, Ъп, Бе, Со, что отразилось на их миграции в вегетативные и репродуктивные органы растений, а валовое содержание молибдена, во всех исследованных почвах возросло: минимальное значение составило - 0,33 мг/кг -на выщелоченном черноземе; максимальное значение - 0,51 мг/кг — на черноземе обыкновенном.

4. Многолетняя оценка биологического потенциала бобовых растений, выращенных на четырех подтипах почв предгорного агроландшафта, при воздействии микроэлементов: Мо, Си, Мп, 7п, Ее, Со, позволила определить вынос микроэлементов растениями и их концентрацию в вегетативных и генеративных органах по убыванию: у Мо — в клубеньках > в листьях > в семенах; у Си — в клубеньках> в семенах > в листьях; у Мп, 7л, Бе — в листьях > в семенах > в клубеньках; у Со — в листьях > в семенах > в клубеньках.

Использование нескольких способов подкормки бобовых растений, вносимыми микроудобрениями: допосевное внесение в почву, предпосевная обработка семян и внекорневая подкормка бобовых растений позволило установить, что максимальный эффект от поглощения питательных компонентов и их воздействия в процессе развития растений на биометрические показатели, а также на нарастание фитомассы, давали молибден, медь, цинк и кобальт.

5. Определено, что использование молибдата аммония, в качестве микроудобрения, на почвах чернозема обыкновенного под мелкосеменные культуры, позволило за три года дополнительно получить сена: 18,5 ц/га — клевера; 27,9 ц/га — козлятника, 19,8 ц/га - люцерны. За один укос урожай на черноземе обыкновенном составил: у клевера - 60,2 ц/га, у козлятника -68,3 ц/га, у люцерны - 52,5 ц/га. Максимальные прибавки козлятника и люцерны на черноземе обыкновенном составили 8,7 ц/га и 6,8 ц/га, что на

27,59 % и 7,35 % больше, чем у клевера, имеющего показатель на этой почве — 6,3 ц/га. На оподзоленных черноземах прибавка клевера составила 2,1 ц/га, при урожайности - 39,2 ц/га, что в среднем - на 33,3 % ниже, чем на других почвах. На оподзоленном черноземе, аллювиально — луговых почвах и на выщелоченном черноземе по сбору фитомассы козлятник оказался более продуктивным, чем люцерна и клевер.

Молибденсодержащие соединения оказывали каталитическое воздействие на активную симбиотическую деятельность растений, на азотфикси-рующие микроорганизмы, свободноживущие в почвах, и клубеньковые бактерии, которые влияли на количество, размер и качество клубеньков в процессе их образования, на высоту растений, массу семян, в значительной степени, повышая урожай бобовых растений.

6. Использование медьсодержащего микроудобрения выявило определенную тенденцию у бобовых растений, выращенных на четырех исследованных почвах, - самые высокие показатели, по содержанию меди в клубеньках, определены у крупносемянных видов, из них максимальные — на выщелоченном черноземе, что объясняется высокой концентрацией подвижных форм меди в этих почвах. Самый высокий модуль отмечен у фасоли и составляет 14,8 мг/кг, превышая аналогичные показатели на черноземе обыкновенном - на 41,22% (8,7 мг/кг), на оподзоленном черноземе — на 39,86 % (8,9 мг/кг) и на аллювиально — луговых почвах - на 33,78 % (9,8 мг/кг).

Доминанта содержания меди в клубеньках мелкосеменных бобовых растений зафиксирована у клевера и козлятника. На выщелоченном черноземе показатель содержания меди в клевере составил - 12,6 мг/кг, что на 33,33% больше его максимального значения на оподзоленном черноземе - 8,4 мг/кг, на аллювиально — луговых почвах и на черноземе обыкновенном максимум сконцентрирован у козлятника, который составил, соответственно - 9,2 и 7,6 мг/кг.

7. Определено, что внесение медьсодержащего удобрения инициировало усиленную активацию процесса формирования клубеньков и их количества на корнях всех бобовых растений, особенно, на делянках чернозема обыкновенного, где концентрация подвижных форм молибдена была самая высокая и составила - 0,31 мг/кг, в чем проявился синергизм пары элементов Си — Мо. Максимальное количество клубеньков на одном растении на черноземе обыкновенном было образовано у мелкосеменных культур: 94 шт. — у козлятника, 105 шт. — у клевера и 134 шт. — у люцерны. По высоте лучшие показатели отмечены у козлятника - 126 см и у вики - 113 см. Синергетиче-ский эффект элементов Си — Мо позволил выработать стрессоустойчивость бобовых растений к погодно - климатическим неблагоприятным условиям, особенно, в засушливые периоды.

8. Максимальные показатели массы почвенного азота определены на делянках чернозема обыкновенного, с выращенными мелкосеменными культурами, которые варьировали от 119,7 кг/га - на участках с клевером, до 134,2 кг/га — на участках с люцерной. На оподзоленных черноземах самый

высокий показатель биологической массы азота отмечен на участках с соей - 125,9 кг/га, который превысил максимальный показатель массы азота на участке с козлятником на 21,8 % (98,4 кг/га). На аллювиально - луговых почвах и на выщелоченном черноземе самые высокие показатели биологической массы азота определены на участках с горохом, которые составили -128,9 кг/га и 126,4 кг/г и на участках с люцерной - 125,3 кг/га и 124,7 кг/га, соответственно.

Результаты исследований, по изучению азотфиксирующей способности гороха, включая определение количества клубеньков на одном растении, биологического азота, а также урожая зерна и процент заболеваемости растений, позволили установить, что на участках, с внесенными попарно микроэлементами: Мо - Си; Мо - Со количество клубеньков в значительной мере превышало, в сравнении с растениями контрольного участка и участками попарно внесенных элементов Mo-Mn; Mo-Zn; Mo-Fe. Оно составило 59 шт. клубеньков на участке, где вносилась композиция Мо — Си и 61 шт. клубеньков - на участке с композицией микроудобрений Мо - Со, в сравнении с контрольным участком, где этот показатель имел модуль 23 шт., в чем проявлялся синергизм пар компонентов Мо-Cu и Мо-Со, увеличивающих азотфиксирующую способность бобовых активными расами клубеньковых бактерий и прибавку урожая, которая соответственно на 41,94% (31 ц/га) и на 40% (30 ц/га) была больше на участках, удобренных Мо - Си и Мо - Со, в сравнении с контролем, где урожай зерна составил 18 ц/га.

9. Проведение мониторинга и идентификации по формированию ассимилирующей листовой поверхности бобовых растений по фазам развития, выращенных на четырех подтипах почв предгорной зоны, позволили установить, что улучшенная динамика наблюдалась на участках, где растения удобрялись молибдатом аммония в фазу бутонизации - цветения. На черноземе обыкновенном она отмечена у клевера - представителя мелкосеменных культур, которая менялась с 11,59 тыс. м2/га - в фазу ветвления до 29,42 тыс.м2/га - в фазу бутонизации и максимального значения достигала в фазу цветения - 33,96 тыс.м2/га, а у крулносемянной однолетней культуры -сои, показатели составили: 12,45 тыс.м2/га - в фазу ветвления, 28,04 тыс.м2/га - в фазу бутонизации и 34,52 тыс.м2/га - в фазу цветения. Показатели клевера, на удобренных молибденом делянках, на 14,63 — 27,75 % превышали данные, полученные на контроле, без него, а у сои - показатели превышали на 22,08 —27,84%.

Максимальные показатели фотосинтетического потенциала на этих делянках были определены у клевера и сои, которые соответственно составили - 1857,3 тыс.м2 *дн./га и 1899,3 тыс.м2 *дн./га, в сравнении с аналогичными показателями на оподзоленном черноземе, которые составили - 995,1 тыс.м2 *дн./га - у клевера и - 963,9 тыс.м' *дн./га - у сои.

10. Определено, что содержание «сырого» протеина в зеленой массе многолетних трав преобладало на втором году жизни, в сравнении с массовой долей «сырых» протеинов в побегах, образованных ранней весной. Этот факт мы объясняли более высокой степенью облиственности растений, а

также объективными климатическими факторами, так как наиболее высокое солнцестояние и обилие коротковолнового освещения мы наблюдали в конце июня, в июле и в августе месяцах.

Максимальные показатели «сырого» протеина, «сырого» жира, «сырой» клетчатки, «сырой» золы по фазам развития установлены у козлятника, а показатели по массовой доле безазотистых экстрактивных веществ доминируют у люцерны. Содержание «сырой» клетчатки, по всем фазам развития бобовых растений, превосходило у козлятника, оно на 4,58 % больше, чем у клевера и на 3,79% больше, чем у люцерны — в фазу ветвления. В фазу бутонизации и цветения оно превалирует, соответственно, на 9,09 % и 9,14 % над массовой долей «сырой» клетчатки клевера и на 6,79 %, 6,77 % - над массовой долей «сырой» клетчатки люцерны.

11. Исследование горно — лугового сообщества трав позволило установить, что контрольных участках, на которых не было оказано антропогенного воздействия и растения произрастали в естественных природных условиях, масса укоса на 50,23 % состояла из разнотравья, на долю злаковых растений приходилось — 27,59 %, бобовые виды растений заняли третью позицию — 22,39 %. Масса всех популяций горного луга на участке № 1 составила - 2270 г/м2, на участке № 2 - 1670 г/м2, на участке № 3 - 2460 г/м2, па участке № 4 - 1770 г/м2, на участке № 5 - 1700 г/м2, а средняя масса укоса с 1 м2 составила - 1974 г/м'. Высота всех популяций по участкам составила: 24 — 65 см — на участке № 1; 32 — 54 см — на участке -№ 2; 42 - 67 см — на участке - №3; 36 - 49 см — на участке № 4 и 28 - 70 см - на участке № 5. Среднее значение высоты бобовых растений пяти участков составило 32,4 — 61 см.

12. Установлено, что использование композиции микроудобрений Мо — Си повлияло на качественное и количественное соотношение ценопопуляций в фитоценозе, в сравнении с контрольными участками. Средняя масса укоса ценопопуляций составила 2076,6 г/м2, из которой массовая доля бобовых видов составила—36,2 %, злаковых видов — 26,3 % и разнотравье — 3 7,5 %.

Средняя масса укоса бобовых компонентов горно — лугового сообщества, после внесения пары микроудобрений Мо — Си на участках № 3 - 5, возросла на 17,4 %, в сравнении с массовой долей бобовых видов растений в горно-луговом сообществе без внесения этой композиции микроудобрений, что свидетельствует об улучшении качественного показателя травостоя. Массовая доля злаковых растений по-разному менялась на участках при внесении микроудобрений. На участках № 1 и 3 она повысилась на 0,5 % и 0,4 %, соответственно, на участках № 2,4,5 отметили тенденцию к понижению, с максимальным модулем на участке № 5: на 0,3 %, 3,0 % и 6,2 %, соответственно. Массовая доля разнотравья варьировала от 32,8 % - на участке №5 до 41,9% - на участке №2. Максимальный процент разнотравья на участке № 2, где растения обрабатывались медью, обусловлен составом популяций, адаптированных к кислой среде.

13. Определено, что максимальная средняя масса злаковых компонентов - 548 г/ м2 была отмечена на контрольном участке без удобрений и составила 27,76 %, при внесении микроэлементов Мо — Си она уменьшилась до 478

г/ м2 — 23,86 %, обработка, испытуемых делянок, составом Мо — Ъп, обеспечила дальнейшее снижение массы злаковых до 422 г/ м2 и составила 22,42 %, а при удобрении растений всех делянок составом Мо - Мп, увеличила массу злаковых до 484 г/м2, массовая доля их повысилась до 24,92 %. После внесения композиции микроудобрений Мо — Ум, средняя масса укоса бобовых компонентов горно — лугового сообщества возросла на 14,34 %, а их массовая доля увеличилась на 4,82 %, по сравнению с контрольными участками.

Внесение микроудобрений в значительной мере улучшило биометрические показатели, повысило азотфиксирующую способность и долю бобовых компонентов в растительном сообществе горных лугов, выявив синергизм между парами вносимых композиций удобрений: Мо - Си; Мо - 2п; Мп -'Ап; Ъп - Ре; 7п - Со; а также - антагонизм между элементами Тп - Си, Мо -Мп, Мо - Ре.

14. Нами установлено, что поверхностное внесение молибдата аммония и медного купороса ранней весной способствовало повышению продуктивности сенокоса. Опрыскивание травостоя раствором молибдата аммония увеличивало массу укоса на участке № 1 - на 10,1 ц/га и составило 237,1 ц/га, опрыскивание раствором медного купороса на участке № 2, увеличивало массу укоса на 7,1 ц/га, что составило 174,1 ц/га. Совместное опрыскивание молибдатом аммония с медным купоросом на участках № 3 — 5 дало урожаи сенокоса 257,9 ц/га, 184,9 ц/га и 184,3 ц/га, соответственно, что способствовало повышению массы укоса на величину, меняющуюся от 7,9 ц/га до 14,3 ц/га, тем самым подтверждая синергизм двух микроэлементов: молибдена и меди.

15. Разработан новый способ повышения продуктивности, урожайности зеленой массы и семян клевера, их качества, при использовании малозатратных йодсодержащих соединений, спиртовой барды и цеолитсодержа-щей глины, снижающей инфекционную и токсическую нагрузку вредных и несовместимых с йодом веществ - хлоридов, нитратов и нитритов, быстрым адсорбированием этих веществ, за счет 50% содержания кремния.

Нами установлено: а) за счет интенсивности метаболизма в растениях, повышалось содержание протеина в зеленой массе клевера с 16,5 до 18,7%, поэтому скошенная кормовая масса была высокопитательной и содержала необходимый для животных йод, в пределах 0,3 — 1,2 мг/кг сухого вещества; б) спиртовая барда, содержащая комплекс микроэлементов, в смеси с раствором йода, обеспечивала увеличение урожая семян на 0,8 - 1,2 ц/га, при этом, значительно снижалась кислотности барды (рН) с 3,8 до 8,6 и заболеваемость растений наиболее распространенными на клевере болезнями: антракпозом с 30 до10% и аскохитозом - с 23 до 8%; в) урожайность зеленой массы стала выше самого лучшего варианта на 44 ц/га, семян — на 0,35 ц/га.

Максимальная экономическая эффективность, от использования спиртовой барды и йода, достигалась при внесении композиции, состоящей из трех компонентов: спиртовая барда + йод + аланит, уровень рентабельности

которых составил - 37,6 %, а при внесении раствора йода - уровень рентабельности составил - 26,4 %.

16. Внекорневая обработка семенного травостоя клевера водным молибден содержащим раствором в смеси с бардой, в период вегетации, обеспечивает прибавку урожая семян до 0,5 ц/га, в сравнении с лучшими аналогами (внесение молибдена в фазе бутонизации), снижая кислотность барды с 4,5 до 6, благоприятно воздействуя на ее биологическую активность.

17. Разработан новый способ эффективного повышения плодородия почвы, производительности бобовых культур, при значительном снижении их себестоимости, с учетом экономического и экологических факторов, ориентированный на значительное снижение расходования минеральных и органических удобрений.

Использование нетрадиционных удобрений: спиртовой барды, которая представляет собой очень ценную химико — биологическую систему, ассимилирующую, необходимые для живых организмов, протеины, жиры, клетчатку и микроэлементы, а также соломы и пожнивных остатков, в качестве органических удобрений, оптимизирующих питательный режим грунта, доказало рентабельность и эффективность данного биологического сырья.

Спиртовая барда, имеющая кислую реакцию среды (pH 4,8...5,2), нейтрализовала щелочную реакцию среды соломы, ускоряя процесс ее разложения, а используемая минеральная вода первоисточника с. Заманкул PCO

- Алании усилила этот процесс, проявив синергизм со спиртовой бардой, обогатила питательную среду, обрабатываемого участка, микроэлементами.

Внесение обогащенной соломы в почву способствовало развитию почвенной фауны, улучшало агрохимические и физические свойства почвы, вызывало развитие целлюлозоразлагающей микрофлоры, свободно живущих и симбиотических азотфиксаторов, аммонификаторов, а также повышало общую биологическую активность почвы. В сравнении с контрольным участком, число актиномицетов, увеличилось на 21,08%; число грибов

— на 36,98 %; число бактерий на МПА — на 29,83 %, валовые содержания азота, фосфора и калия повысились на 62,2 %, 63,89%, и 72,83 %, соответственно, а гидролизуемый азот, фосфор и калий - на 58,9 %, 70,89 % и 75,84 %, соответственно.

18. Совместное использование двух культур с разными биологическими особенностями и высокими качественными показателями - никандры и кормовых бобов, в качестве сидератов, при поливе минеральной водой обеспечивало получение значительной прибавки органического вещества и накопление сухой массы с корнями - до 32 т/га, что на 9 т/га выше, чем без полива и на 10 — 12 т/га выше, чем запашка каждой культуры в отдельности. При этом нами отмечено увеличение содержания гумуса на 0,3 — 0,5%, а фосфора и калия на 16 - 17 мг на 100 г почвы. Установлено проявление биологического синергизма: ускорение роста и развития растений, увеличение зеленой массы, повышение содержания хлорофилла, устойчивости к засухе при оптимальной влажности, а также к различным заболеваниям.

19. Исследование биологического потенциала бобовых растений позволило разработать новый способ по совершенствованию технологий, повышающих качество возделывания кормов, при использовании высокопитательной, продуктивной кормовой бобово-злаковой травосмеси, состоящей из монокультур тимофеевки луговой и клевера, семена которых обрабатывали биопрепаратом Байкал ЭМ-1, и установить высокий синергетический эффект. Убранные семена в фазе созревания, на 70 - 80% позволили избежать значительных потерь, а подкормленные растения, в фазе колошения калием и марганцем, обеспечивали получение семян с повышенными кондиционными свойствами.

20. Инокуляция семян бобовых трав, проводимая перед посевом, измельченными корнями тех же видов, обработанных Заманкульской природной минеральной водой, активировала функциональность клубеньковых бактерий и обеспечила дополнительное минеральное питание растений. Содержание биологического азота в почве увеличилось с 98 до 189 кг/га, а урожай зеленой массы кормовых трав повысился с 190 ц/га до 232 ц/га. Это инициировало повышение содержания протеина с 17,2 до 19,2 %, тогда как при поливе простой водой этот показатель не превышал 16 — 17,2 %. Количество клубеньков на одном растении возросло с 40 штук на контроле и 72 штук — при поливе обычной водой до 92 штук - на оптимальном варианте с подкормками природной минеральной водой.

21. Использование бобовых трав при сидерации посевов позволяет снизить количество тяжелых металлов в почве, а также повысить плодородие за счет внесения зеленых удобрений в смеси с аланитом и селенатом натрия, активируя процессы детоксикации, санирования и регенерации почв. Нанесенный в 2-3 см слой аланита, на образовавшийся влажный слой зеленой скошенной биомассы, обработанный водным раствором селената натрия, способствовал более быстрому разложению в присутствии катализаторов — соединений железа, алюминия. В слабокислых и кислых почвах (рН = 4,5...6,5) с высоким содержанием органических веществ, внесение селена в виде селената натрия способствует осаждению тяжелых металлов в виде средних и основных солей.

22. Биоэнергетическая оценка, полученных результатов свидетельствует о том, что коэффициент энергетической эффективности посевов в оптимальных вариантах варьирует в пределах 1,56 - 1,94, энергетическая себестоимость - в пределах 2,25 - 2,59 ГДж/га.

Рекомендации производству

1. Для повышения продуктивности, урожайности зеленой массы и семян клевера, их качества использовать малозатратные йодсодержащие внекорневые подкормки в два приема, спиртовой барды и цеолитсодержащей глины. Первую подкормку следует проводить, в фазу бутонизации — начала цветения клевера, непосредственно перед укосом, путем обработки посевов водным раствором 5% спиртового йода, следующую подкормку необходимо осуществлять во втором укосе. В приближении, уровень рентабельности достигает 40%.

2. Осуществлять внекорневую обработку семенного травостоя клевера, в период вегетации растений, водным раствором молибденсодержащего удобрения, в смеси со спиртовой бардой, который обеспечит прибавку урожая семян до 0,5 ц/га, в сравнении с лучшими аналогами.

3. Повышение плодородия почв и производительности бобовых культур, при значительном снижении их себестоимости и затрат на приобретение минеральных и органических удобрений, можно достигнуть путем равномерного разбрасывания измельченной соломы по всему полю, для предохранения почвы от иссушения, затем осуществлять полив смесью спиртовой барды и природной минеральной воды, с последующим дискованием и посевом зернобобовых культур .

4. Для получения высоких урожаев, улучшения структуры почвы и ее деминерализации, получения значительной прибавки органического вещества, пополнения запасов гумуса, устранения ее утомляемости и повышения биологической активности, высевать сидеральные культуры - никандру фи-залиевидную и кормовые бобы.

5. Использовать в междурядьях семенного травостоя тимофеевки посев клевера лугового, с целью увеличения урожая семян ценной злаковой культуры.

6. Использовать новый способ инокуляции, высеваемых семян бобовых трав с измельченными корнями тех же видов растений, которые смачиваются минеральной водой и орошаются в период вегетации.

7. При снижении токсичности почв высевать сидеральные бобовые культуры, обработанные 0,1 — 0,2% водным раствором селената натрия, и нанесенным слоем аланита.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации: /.Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Цагараева, Э.А. Синергизм микроэлементов при возделывании бобовых культур. /Э.А. Цагараева// Земледелие. — 2003. - №1. — 15с.

2. Цагараева, Э.А. Использование микроэлементов при возделывании зернобобовых культур. /Э.А. ЦагараеваУ/Аграрная наука. - № 4. — 2004. — С.30-32.

3. Цагараева, Э.А. . Экологическая парадигма внесения микроудобрений под бобовые культуры. /Э.А. Цагараева, С.А. Бекузарова// Вестник Международной Академии Наук экологии и безопасности жизнедеятельности. -СПб.- 2004. —С.67 —69.

4. Цагараева, Э.А. Миграционная многофункциональность микроэлементов при возделывании бобовых культур на склоновых землях Центрального Предкавказья. /Э.А. Цагараева, С.А. Бекузарова// Земледелие. — 2007. -№6. -С.20-21.

5. Цагараева, Э.А. Актуальные инновации с нетрадиционными биологическими ресурсами при возделывании бобовых культур в условиях Центрального Предкавказья. /Э.А. Цагараева// Известия Горского государственного университета. - Т.50. - часть 1. Владикавказ. - 2013,- С.314 - 317.

6. Цагараева, Э.А. Биологический рециклинг отходов спиртовой промышленности. /Э.А. Цагараева, С.А. Бекузарова// Известия Горского государственного университета. - Т.50. - часть 1.- Владикавказ,- 2013.- С.309 — 314.

7. Цагараева, Э.А. Бобовые компоненты — основа сохранения биоразнообразия горных фитоценозов. /Э.А. Цагараева// Известия Горского государственного университета. Т.50, часть 4. Владикавказ.- 2013. - С.253 -257.

8. Цагараева, Э.А. Влияние микроудобрений на биоресурсный потенциал бобовых растений. /Э.А. Цагараева// Известия Горского государственного университета. Т.50. - часть 4. — Владикавказ. - 2013. - С.257 - 263.

II. Патенты

9. Цагараева, Э.А. «Способ инокуляции семян бобовых трав». /С.А. Бекузарова, А.Т. Фарниев, A.A. Сабанова, П.В. Алборова, Э.А. Цагараева, А.Х. Козырев// Патент № 2188531. - 10.09.2002.

10. Цагараева, Э.А. «Способ внекорневой обработки семенного травостоя клевера». /С.А. Бекузарова, Ж.У. Азнаурова, Э.А. Цагараева// Патент №2189719.-27.09.2002.

11. Цагараева, ЭА. «Способ возделывания сидеральных культур в биологическом зе.мледелии»./С.А. Бекузарова, А.Т. Фарниев, Э.К. Байсангуров, Э.А. Цагараева, Л.А. Бортникова// Патент № 2201054. - 27.03.2003.

12. Цагараева, ЭА. «Способ повышения продуктивности и качества клевера». /Бекузарова С.А. Фарниев А.Т., Азнаурова Ж.У., Цагараева Э.А., Го-гичаев K.P. Изобретение//Патент № 2208931. - 27.07.2003.

13. Цагараева, ЭА. «Способ повышения плодородия почв». /С.А. Бекузарова, М.А. Бзиков, З.Г. Джанаев, Э.А. Цагараева, И.Л. Кудзаева//Патент № 2229782. - 10.06.2004.

14. Цагараева, Э.А. «Способ приготовления корма»./С.А. Бекузарова, Ф.И. Кизинов, Р.В. Осикина, Э.А. Цагараева, К.Д. Кудзиев, И.Л. Кудзаева, У.Ф. Марзоев, Э.А. Головский// Патент № 2287292. - 20.11.2006.

15. Цагараева, Э.А. «Способ возделывания тимофеевки луговой на семе-на»./С.А. Бекузарова, Э.А. Цагараева, В.Х. Плиев, A.A. Битиев//Патент-№2373688.-27.11.2009.

16. Цагараева, ЭА. «Способ детоксикации почвы». /Б.Х. Жеруков, С.А. Бекузарова, А.Т. Фарниев, И.М. Ханиева, Э.А. Цагараева, A.A. Сабанова, У .Б. Эрсмурзаев, А.Х. Козырев//Патент 2455812.- 20.07.2012.

III. Публикации в других изданиях

17. Цагараева, Э.А. О сезонной динамике вымывания питательных элементов с дерново — глеевой почвы./Р.Б. Майрамукова, Т.Б. Хадикова, Э.А. Цагараева//Сб. Тезисы докладов научно - производственной конференции Горского ГАУ по итогам НИР за 1994 год. - Владикавказ. - 1995. -С.40 -41.

18. Цагараева, Э.А. Извлечение солей цинка из сульфатных растворов. /С.С. Лохова, Л.Н. Ананиади, Э.А. Цагараева// Сб. Тезисы докладов научно — производственной конференции Горского ГАУ по итогам НИР за 1994 год. - Владикавказ. — 1995. -С.41 - 42.

19. Цагараева, Э.А. Содержание тяжелых металлов в лекарственных растениях Северной Осетии./Б.Г. Цугкиев, Э.А. Цагараева//Сб. Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования». - Москва — Пущино. — 1996. — 48 с.

20. Цагараева, Э.А. Роль молибденовых удобрений в физиологии растений и снижение токсичности почв./ Э.А. Цагараева //Сб. докладов Международной научно-практической конференции « Экологически безопасные технологии в сельскохозяйственном производстве XXI века». — Владикавказ: «Иристон». - 2000. - С.369 - 370.

21. Цагараева, Э.А. Физиологическое влияние цинковых удобрений на бобовые культуры и снижение токсичности почв. /Э.А. Цагараева// Сб. докладов Международной научно-практической конференции «Экологически безопасные технологии в сельскохозяйственном производстве XXI века». -Владикавказ: Иристон. - 2000. — С. 370 - 371.

22. Цагараева, Э.А. Микроэлементы и биологический потенциал бобовых культур. /Э.А. Цагараева//Сб. научных трудов «Биологическое разнообразие и экологический мониторинг в PCO — Алания».- Владикавказ. — 2000. - Выпуск I.-С. 133- 138.

23. Цагараева, Э.А. Минеральные воды Заманкула — ценная подкормка бобовых трав. /Э.А. Цагараева, С.А. Бекузарова, А.Т. Фарниев//Сб. научных трудов «Биологическое разнообразие и экологический мониторинг в PCO — Алания».- Владикавказ. — 2000. — Выпуск I. — С. 138 — 144.

24. Цагараева, Э.А. Снижение токсичности почв при внесении молибденовых удобрений. /Э.А. Цагараева// Сб. Тезисы докладов Республиканской биологической конференции по итогам научно — исследовательской работы за 1999 год.- Владикавказ. -2000.- 66 с.

25. Цагараева, Э.А. Использование Заманкульской минеральной воды на горных сенокосах и пастбищах./Э.А. Цагараева, АЛ. Арчегов, З.А. Ва-ниева//Сб. « Региональные экосистемы и современные проблемы природопользования в горных регионах. - Владикавказ. — 2000.- 20 с.

26. Цагараева, Э.А. Спиртовая барда — подкормка для семенного травостоя клевера./Ж.У. Азнаурова, Э.А. ЦагараеваУ/Материалы региональной конференции ученых «Биолого-экологические особенности ландшафтного земледелия в горах и предгорьях Северного Кавказа». - РАСХН CK НИИ НПО «Горное». — Владикавказ: Алания. — 2000. — С.93 - 94.

27. Цагараева, Э.А. Метод увеличения бобовых компонентов горных фитоценозов. /Э.А. Цагараева, С.А. Бекузарова// Сб. IV Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования». — Москва-Пущино: Изд.-во Российского университета дружбы народов. - 2001. - Том 1. - С.464 - 465.

28. Цагараева, Э.А. Синергизм меди и молибдена при возделывании бобовых культур на склоновых землях. /Э.А. Цагараева// Сб. IV международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий: проблемы регионального сотрудничества и региональной политики горных районов».-Владикавказ. - Т.Н. - 2001.- С.592 - 593

29. Цагараева, Э.А. Использование минеральных водных ресурсов PCO -Алания в сельскохозяйственном производстве./Э.А.Цагараева// Сб. Всероссийской научно — практической конференции «Комплексное использование водных ресурсов регионов». — Пенза. - 2001.- С. 126 - 129.

30. Цагараева, ЭА. Использование микроэлементов на горных пастбищах. /Э.А. Цагараева, А.Я. Арчегов// Проблемы сохранения природы горных стран.- Владикавказ. — 2001. - С.134 — 136.

31. Цагараева, Э.А. Взаимное влияние микроэлементов при возделывании бобовых культур на склоновых земля. /А.Я. Арчегов, М.А. Релькин, Э.А. Цагараева// Проблемы сохранения природы горных стран.- Владикавказ. - 2001.-С.133 - 134.

32. Цагараева, Э.А., Новые сидеральные культуры в биологическом земледелии. /А.Т. Фарниев, Э.К. Байсангуров, Э.А. Цагараева// Сб. 1- я Российская научно — практическая конференция «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами и создания функциональных продуктов».-М.: РАЕН.-2001.-С. 163- 164.

33. Цагараева, Э.А. Влияние кобальтовых удобрений на повышение урожайности травостоя горного луга./ А.Я. Арчегов, З.Х. Кораева, Э.А. Цагараева// Материалы I региональной конференции студентов и молодых ученых «Экологическая безопасность Юга России». - Владикавказ. - 2002. -С. 167-168.

34. Цагараева, Э.А. Преодоление антагонизма микроэлементов при возделывании фасоли./А.Я. Арчегов, З.Б. Гудиева, Э.А. Цагараева//Материалы I региональной конференции студентов и молодых ученых «Экологическая безопасность Юга России». — Владикавказ. — 2002. — С. 98 — 100.

35. Цагараева. Э.А. Использование высокоборных минеральных вод. /М.А. Релькин, A.B. Гагиева, Э.А. Цагараева//Материалы I региональной конференции студентов и молодых ученых «Экологическая безопасность Юга России». - Владикавказ. - 2002. - С. 96 - 97.

36. Цагараева, ЭА. Влияние водородного показателя склоновых земель и синергизм микроэлементов при возделывании бобовых культур./Э.А. Цагараева //Сб. Материалы международной научно - практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства». - Пенза. - 2002. - С. 197 - 199.

37. Цагараева, Э.А. Микроэлементы и водородный показатель склоновых земель и их влияние на развитие зернобобовых культур./Э.А. Цагараева // Современные проблемы формирования стратегии устойчивого развития регионального АПК,- Владикавказ. — 2003. — С.216 — 217.

38. Цагараева, Э.А. Мониторинг и диссипация микроэлементов в педо-сфере./Э.А. Цагараева//Сб. научных трудов СОО АНВШ РФ. - Владикавказ -2003.-№ 1 (II). — С.6 — 9.

39. Цагараева, Э.А. Синергизм вносимых микроэлементов и значение водородного показателя склоновых земель РСО-Алания при возделывании бобовых культур / Э.А. Цагараева // Сборник научных трудов. Нетрадици-

онные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты. - М.: РАЕН.-2003.-Выпуск 8.-С.9- 13.

40. Цагараева, Э.А. Экологически безопасное удобрение./С.А. Бекузаро-ва, И.Л. Кудзаева, Э.А. Цагараева// Экологические проблемы сельскохозяйственного производства. — Воронеж. — 2004. -С. 186 — 188.

41. Цагараева Э.А., Бекузарова С.А. Экологическая парадигма внесения микроудобрений под бобовые культуры.//Вестник Международной Академии Наук экологии и безопасности жизнедеятельности. - СПб.- 2004. - С.67 -69.

42. Цагараева, Э.А. Новые микроудобрения на семенных посевах клеве-ра./Э.А. Цагараева//Сборник научных трудов СОО АНВШ Р.Ф. - Владикавказ. - №3. - 2005.- С. 165 - 167. '

43. Цагараева, Э.А. Рециклинг спиртовой барды./Э.А. Цагараева// Сб.Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы применения удобрений в сельском хозяйстве». - Владикавказ. — 2006. -С.181-183.

44. Цагараева, Э.А. Минеральные воды Северной Осетии - ценные удобрения для сельскохозяйственных культур./Э.А. Цагараева//Вестник СевероОсетинского отдела русского географического общества. — Владикавказ. — 2006.-№9-С. 67-69.

45. Цагараева, Э.А. Снижение кислотности барды. /Э.А. Цагараева, С.А. Бекузарова//Сб. научных трудов Прикаспийского научно-исследовательского института аридного земледелия (Российская Академия Сельскохозяйственных Наук): Отраслевая специфика регионального природопользования. - М. - 2006.- С.229 - 230.

46. Цагараева, Э.А. Использование нетрадиционных удобрений при возделывании зернобобовых культур в условиях Центрального Предкавказья. /Э.А. Цагараева//Сб. тезисов докладов IV Российской научно - практической конференции «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными природными ресурсами и создания функциональных продуктов». - М.: РАЕН.-2007.-59 с.

47. Цагараева, Э.А. Использование нетрадиционных удобрений при возделывании зернобобовых культур в условиях Центрального Предкавказья. /Э.А. ЦагараеваУ/Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты. - М.: РАЕН. - 2007. - вып. 14 - С.95-103.

48. Цагараева, Э.А. Многофункциональность микроэлементов и рециклинг барды./Э.А. Цагараева//Сборник научных трудов CK НИИ ГПСХ: «Научные основы формирования устойчивых агроэкосистем и методы эффективного ведения агропромышленного производства в горных и предгорных регионах России на ландшафтной ресурсосберегающей основе». - Владикавказ. - 2009. - С.180-185.

49. Цагараева, Э.А. Повышение семенной продуктивности тимофеевки луговой. /Э.А. Цагараева, A.A. Битиев// Сб. Материмы Международной научно-практической конференции «Стратегия инновационного развития Юга

России: проблемы, перспективы, направления». - Сочи: РИО АУ ЮФО. -2009. - С. 38-39.

50. Цагараева, Э.А. Содержание микроэлементов в черноземе карбонатном при возделывании зернобобовых культур на склоновых землях РСО-Алания. /Э.А. Цагараева, С.А. Бекузарова//Сб. научных трудов Северо -Кавказского научно-исследовательского института горного и предгорного сельского хозяйства: Проектирование АЛЗС - систем, устойчивых агро-ландшафтов и агротехнологий в горных и предгорных районах Центрального Кавказа.- Владикавказ. - 2011. - С. 87-91.

51. Цагараева, Э.А. Безопасные удобрения на посевах клевера. /С.А. Бе-кузарова, Э.А. Цагараева, О.Р. Ногаев// Сб. научных трудов второй международной конференции: «Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов». Тюмень. -2011,- С. 148 - 149.

52. Цагараева, ЭА. Актуальность использования нетрадиционных удобрений при выращивании зернобобовых культур в условиях Центрального Предкавказья. /Э.А. Цагараева, С.А. Бекузарова//Сборник материалов международной научно - практической конференции «Актуальные вопросы применения удобрений в сельском хозяйстве». - Владикавказ.- 2012. -С.288-290.

53. Цагараева, Э.А. Содержание микроэлементов в почве при возделывании зернобобовых культур на склоновых землях. /Э.А. Цагараева, С.А. БекузароваУ/Сборник материалов международной научно-практической конференции «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки». - Владикавказ. - 2012. С. 102-104.

54. Цагараева, ЭА. Способ снижения токсичности почв./С.А. Бекузаро-ва, Э.А. Цагараева, Б.Х. Жеруков, И.М. Ханиева// «Научная жизнь». - М.: ЗАО «АЛКОР». - 2012. - С. 116-119.

55. Цагараева, ЭА. Актуальность использования нетрадиционных удобрений при выращивании зернобобовых культур в условиях Центрального Предкавказья./Н.А. Наскидаева, Э.А. Цагараева// Материалы научной студенческой конференции Горского ГАУ «Студенческая наука - агропромышленному комплексу — 2012». — Владикавказ.- 2012. — С.173 - 174.

56. Цагараева, Э.А. Обогащение почв микроэлементами минеральной воды Заманкул./Э.А. Цагараева, С.А. Бекузарова//Сборник научных трудов кафедры геоэкологии и устойчивого развития за 2012 год. Владикавказ. — 2013.- С. 36-40.

57. Цагараева, Э.А. Использование минеральной воды в качестве удоб-рений./Э.А. Цагараева//Материалы XI научно-практического семинара по рекреационной географии. - Владикавказ. - 2013. - С.98 -99.

58. Цагараева, Э.А. Актуальные инновации в биологическом рециклинге отходов спиртового и сельскохозяйственного производства / Э.А. Цагараева // Научно — производственный журнал «Наука» Костанайского инженерно-экономического университета им. М. Дулатова. - Материалы V международной научно-практической конференции «Дулатовские чтения 2013». — Спецвыпуск «Агро-биологические науки». — Костанай: КИнЭУ. — 2013. — С.222 - 225.

Подписано в печать 03.06.2014. Формат 60x84 716. Печать на ризографе. Усл. п.-л. 2,6. Тираж 130 экз. Заказ № 52 . Издательско-полиграфический центр Северо-Осетинского государственного университета имени К. Л. Хетагурова, 362025, г. Владикавказ, ул. Ватутина, 46.

Текст научной работыДиссертация по биологии, доктора биологических наук, Цагараева, Элеонора Александровна, Владикавказ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВПО « ГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Тема: «Биологический потенциал бобовых растений и проблемы его эффективного использования в условиях Центрального Предкавказья»

05201 451412

Цагараева Элеонора Александровна

Специальность 03.02.14 - биологические ресурсы

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

Научный консультант - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Бекузарова С.А.

Владикавказ — 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

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

Глава 1. Современное состояние изученности вопроса о значимости бобовых растений, использованию и миграции микроэлементов в улучшении их биологического потенциала............................................................... 14

1.1. Распространение, биологические особенности и народно -хозяйственное значение бобовых растений............................................ 14

1.2. Значение бобовых трав в улучшении плодородия почв................ 19

1.3. Закономерности развития бобовых растений в различных экологических условиях............................................................ 23

1.4. Биогенные элементы, используемые при выращивании бобовых растений................................................................................. 26

1.4.1. Биогенные микрокомпоненты биосферы.......................... 26

1.4.2. Биогенные микроэлементы в почве............................... 32

1.5. Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными биологическими ресурсами........................................................ 45

Глава 2. Условия и методики проведения исследований.......................... 61

2.1.Характеристика почвенно-климатических условий Центрального Предкавказья...................................................................... 61

2.2. Материал, условия и методики проведения исследований............ 77

2.2.1. Материал и условия проведения исследований..................... 77

2.2.2. Методики проведения исследований.................................... 81

Глава 3. Результаты исследований...................................................... 98

3.1. Биологоресурсный потенциал бобовых растений и их значение в улучшении плодородия и детоксикации почв.......................................... 98

3.2. Оценка биоресурсного потенциала бобовых растений на четырех подтипах почв предгорного агроландшафта, при воздействии микроэлементов: молибдена, меди, марганца, цинка, кобальта и железа................................................................................... 101

3.3. Бобовые компоненты - основа сохранения биоразнообразия

горных фитоценозов.................................................................. 160

3.4 Влияние бобовых растений на снижение токсичности почв.......... 184

Глава 4. Биологический рециклинг отходов спиртовой промышленности и сельскохозяйственного производства при возделывании бобовых культур в условиях Центрального Предкавказья................................................... 190

4.1. Влияние спиртовой барды и йодных подкормок на повышение продуктивности и качества клевера......................................... 190

4.2. Влияние спиртовой барды и молибденовых подкормок на семенной травостой клевера в период вегетации........................ 198

4.3. Биологический рециклинг отходов спиртовой промышленности и сельскохозяйственного производства в повышении плодородия почв................................................................................. 200

Глава 5. Использование инновационных безопасных биоресурсов при возделывании бобовых культур в условиях Центрального Предкавказья....... 206

5.1. Сидеральные культуры и их значимость, как предшественников,

для повышения биологического потенциала бобовых растений.................. 206

5.2. Влияние органических и минеральных веществ на продуктивность

и качество бобовых растений.............................................................. 212

5.3.Влияние бобовых компонентов на продуктивность злаковых растений................................................................................... 221

5.4.Повышение продуктивности бобовых трав при различных способах инокуляции их семян................................................................... 224

5.5. Экономическая и энергетическая оценка использования нетрадиционных удобрений в технологии возделывания бобовых растений... 230

Заключение............................................................................. 238

Выводы и рекомендации производству....................................... 250

Список используемой литературы............................................... 262

Приложение........................................................................... 305

Введение

Актуальность темы исследования. Мониторинг современного российского сельскохозяйственного производства отличает высокая динамичность научного поиска по использованию нетрадиционных методов питания растений биогенными микрокомпонентами и изысканию адаптивных малозатратных, энергосберегающих, безопасных для окружающей среды агроприемов, с целью воспроизводства плодородия почв и преодоления сложившихся парадигм. (Алексеев, C.B., Пивоваров Ю.П. - 2001; Зеленков В.Н. -2001; Белкин В.Г. - 2010).

При этом возникает необходимость строго контроля насыщения и перенасыщения почв, грунтовых, талых, дождевых и минеральных вод, а также сельскохозяйственной продукции микрокомпонентами, представляющими угрозу для жизни людей и животных, оказывающими токсическое действие. (Авдонин А.Н. - 1972; Кореньков Д.А. - 1973; Горышина Т.К. - 1979; Голубев A.B. - 1990; Кирюшкин В.И. - 1996; Аристархов А.Н. - 2000; Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. - 2000; Юсфин Ю. С. - 2002).

учетом потребностей рынка и обеспечение благоприятных условий для протекания биохимических и физиологических процессов, происходящих в клетках живых организмов на протяжении всех периодов их жизнедеятельности. Это возможно при рациональном использовании биоклиматических и природно -сырьевых ресурсов регионов, оказывающих влияние на множество различных факторов, изучение спектра которых представляет научный интерес. (В. N. Smith

- 1984; L.V. Kochian - 1991; Довбан К.И. - 1992; Нурмухаметов Н.М. - 2001; Зеленков В.Н. - 2001; Дринча Василий - 2008).

Непрерывное взаимодействие между компонентами биосферы, а значит и взаимодействие живого организма с окружающей средой, находят отражение в протекании процессов с участием макро - и микроэлементов, влияющих на изменения в различных экосистемах, при этом, пути миграции элементов, их динамика поглощения из окружающей среды определяется комплексом биологических, физических и химических концепций и законов. (Алиев Д.А. -1963; Ковальский В.В. - 1974; Добровольский В.В. - 1988; Кабата-Пендиас, А., Пендиас X. - 1989; Добровольский, Г. В., Никитин Е. Д. - 1990; Довбан К.И. -1990; Черников, В.А., Алексахин В.М., Голубев A.B. и др. - 2000; Попов В.П. -2007).

Биологическая доступность или сдержанность микроэлементов сопряжена с химическим составом, используемых почв, и геологическим строением почвообразующих пород (Добровольский В.В. - 1988; Добровольский Г. В., Никитин Е. Д. - 1990).

Использование различных рычагов регулирования содержания микроэлементов в экосистемах позволяет стабилизировать оптимальный уровень их содержания, улучшая общий фон окружающего нас мира, а диагностика минерального питания растений способствует прогнозированию, качественному контролю, а также моделированию формирования урожая, так как мониторинг состояния растений происходит в постоянно меняющейся внешней среде. (Кабата

- Пендиас, А., Пендиас X. - 1989; Красилов В.А. -1992; Коломейченко В. В. -2007).

С этой целью необходима своевременная ликвидация техно - и агрогенного загрязнения вод, регенерация и активация почв, мониторинг климатических условий, санирование оптимальных доз микроэлементов с учетом их содержания в основных компонентах биосферы, что позволяет увеличивать и снижать их антагонизм или синергизм (Малахова С.Г. - 1983; Добровольский Г.В., Гришина Л.А. - 1985; Большаков В.Н. - 1993; Обухов, А.И., Ефремова Л.Л. - 1997; Овчаренко М.М. - 1998; Мотузова, Г.В., Безуглова О.С. - 2007).

Наши исследования являются актуальными и наукоемкими, так как ориентированы на повышение качества и продуктивности бобовых растений при их возделывании в условиях Центрального Предкавказья с использованием нетрадиционных удобрений, биоресурсов и природного сырья, отходов производящих предприятий, и позволяют решить: а) глобальную экологическую проблему утилизации отходов промышленного спиртового производства, подвергая их рециклингу; б) активировать и усилить биогеоценотическое влияние соломы, пожнивных остатков и сидератов на реанимацию почвенного плодородия; в) использовать природные минеральные воды с целью повышения экологической эффективности педосферы - почвенного покрова Земли, выполняющего уникальные биоэкологические функции; г) устранить или снизить диспаритет цен между стоимостью задействованных ресурсов и конечной сельскохозяйственной продукцией, уменьшая ее себестоимость, в) насытить современные сегменты рынка экологически безопасной продукцией, которая пользуются большим спросом у населения, как внутри страны и нашей республики, в частности, так и на мировом рынке.

Задачи исследований были следующими:

•изучить мониторинг содержания микроэлементов в почвах и в бобовых растениях, оказывающих взаимное влияние, и воздействие на качество и продуктивность, выращенных бобовых растений; •изучить динамику изменения содержания микроэлементов в зеленой

биомассе и сухом веществе бобовых растений по фазам их развития; •исследовать синергизм и антагонизм микроэлементов в почвах и растениях

при выращивании различных бобовых видов; •исследовать оптимизацию доз вносимых компонентов с учетом их

синергизма и антагонизма; •исследовать влияние использования природных минеральных вод на биоресурсный потенциал бобовых растений, выращенных в различных почвенных зонах;

•исследовать рециклинг спиртовой барды в сельскохозяйственном производстве, используя внекорневую подкормку и предпосевную обработку семян;

•изучить влияние пожнивных остатков, соломы, гуматов с микроэлементами, минеральной водой и спиртовой бардой на продуктивность бобовых растений;

•изучить использование сидеральных культур и разработать приемы управления процессом агроценоза бобовых растений путем подбора сидератов;

•дать сравнительную характеристику и оценку методам до посевного, внекорневого внесения микроудобрений и предпосевной обработки семян, и их влияния на урожай и качество; •изучить экологическую энергетическую и экономическую эффективность рационального использования природных источников, микроэлементов при возделывании зернобобовых растений.

Научная новизна диссертационной работы состоит в изучении закономерностей развития бобовых растений, системного исследования факторов, их формирующих, обосновании современных тенденций по использованию нетрадиционных удобрений: природных минеральных вод, спиртовой барды -отходов спиртопроизводящих предприятий, соломы и пожнивных остатков, сидератов, гуматов вместе с микрокомпонентами, в условиях Центрального Предкавказья.

Установлен и изучен один из эффективных методов снижения токсичности почв и повышения урожайности бобовых.

Дана экономическая, энергетическая и экологическая оценка эффективности рационального использования природных источников микроэлементов в современном сельскохозяйственном производстве.

Диссертационная работа выполнена по программе ВРНТИЦ, шифр №01.2007 08210.

Основные положения, выносимые на защиту: •теоретическое и экспериментальное обоснование изменения показателей питательного режима и снижение токсичности почв при воздействии на

них микроэлементов, нетрадиционных удобрений и отходов промышленного и сельскохозяйственного производства: природных минеральных вод, сидератов, цеолитов, гуматов, спиртовой барды, соломы и пожнивных остатков; •закономерности формирования и роста вегетативных и генеративных органов, фотосинтетической деятельности бобовых растений, показателей качества зеленой массы зерна, семян, клубеньков мелкосеменных и крупносемянных видов, в зависимости от используемых удобрений, способов их внесения и природно - климатических условий; •обоснование содержания тяжелых металлов в бобовых растениях, их химический состав, в зависимости от системы используемых удобрений, способов инокуляции и, вносимых подкормок; •экологическая, экономическая и биоэнергетическая оценка эффективности применения нетрадиционных удобрений при выращивании бобовых растений в условиях Центрального Предкавказья.

Объект исследований - перспективные сорта бобовых растений Кубанской селекции и ученых селекционеров PCO - Алании: а) мелкосеменные бобовые растения: клевер луговой (Trifolium pratense L.), козлятник восточный (Galega orientalis Lam.), люцерна изменчивая (Medicago sativa L.); б) крупносемянные бобовые растения — вика посевная (Vicia sativa L.), горох овощной (Pisum sativum L.), соя (Glycine max L.), фасоль обыкновенная (Phaseolus vulgaris L.); в) спиртовая барда — отход спиртопроизводящих предприятий; г) природные Заманкульские минеральные воды; д) солома и пожнивные остатки; е) сидераты; ж) гуматы; з) микроудобрения.

Методология исследований позволила использовать: современные инструментальные и химические методы исследования по стандартным методикам; оборудование; приборы; методы полевого эксперимента; компьютерную и вычислительную технику, давшие возможность проведения математической обработки полученных результатов, с помощью которых построены диаграммы, таблицы, графики.

Научные положения, обоснованные в диссертации, вносят вклад в формирование современ�

Информация о работе

Цагараева, Элеонора Александровна
доктора биологических наук
Владикавказ, 2014
ВАК 03.02.14

Диссертация

Биологический потенциал бобовых растений и проблемы его эффективного использования в условиях Центрального Предкавказья - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Биологический потенциал бобовых растений и проблемы его эффективного использования в условиях Центрального Предкавказья - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы