Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Формирование поливидовых посевов силосных культур в лесостепи Самарского Заволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Формирование поливидовых посевов силосных культур в лесостепи Самарского Заволжья"

На правах рукописи

ХИСМАТОВ МИДЕХАТ МИСБАХОВИЧ

Формирование поливидовых посевов силосных культур в лесостепи Самарского Заволжья

06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 8 НОЯ 2013

Кинель - 2013

005540402

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук Троц Василий Борисович

Гущина Вера Александровна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия», заведующая кафедрой «Растениеводство и лесное хозяйство»

Ласкин Олег Дмитриевич, кандидат сельскохозяйственных наук, ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия», доцент кафедры «Растениеводство и селекция»

Ведущая организация:

Государственное научное учреждение Самарский научно исследовательский институт сельского хозяйства имени Н.М.Тулайкова Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита состоится «17» декабря 2013 года в 10м часов на заседании диссертационного совета ДМ220.058.01 при ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 446442,Самарская область, г.о. Кинель, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, д. 2

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

Автореферат разослан «14» ноября 2013 г.

Учёный секретарь диссертационного совета-

Марковская Галина Кусаиновна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Успешное ведение животноводства невозможно без обеспечения скота необходимым количеством кормов, сбалансированных по переваримому протеину, дефицит которого в лесостепной зоне Самарского Заволжья в настоящее время составляет около 15-20%, а в зимних рационах достигает 30-40%. В связи с этим особую актуальность имеют исследования, направленные на разработку современных ресурсосберегающих приемов формирования высокопродуктивных поливидовых агрофитоценозов силосных культур, обеспечивающих получение стабильных урожаев фитомассы, сбалансированной по переваримому протеину и другим, физиологически активным веществам в пределах зоотехнических норм.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке приемов возделывания поливидовых посевов силосных культур, обеспечивающих получение в условиях лесостепи Самарского Заволжья стабильных урожаев фитомассы с содержанием переваримого протеина и других питательных веществ в пределах физиологических норм. В соответствии с этим в задачи исследований входило:

1. Изучить особенности роста и развития кукурузы в одновидовых и совместных травостоях с мальвой мелюка и донником белым однолетним при различных способах размещения компонентов в посеве.

2. Провести сравнительную оценку кормовой ценности урожая и определить наиболее приемлемые варианты смесей.

3. Изучить особенности формирования фитомассы смеси подсолнечника гороха, овса и редьки масличной на силос при различных уровнях минерального питания растений.

4. Выявить влияние сроков посева гороха, овса и редьки масличной в ценозах подсолнечника на продуктивность травостоя и качество урожая.

5. Дать экономическую и агроэнергетическую оценку разработанным технологиям.

6. Внедрить наиболее эффективные приемы повышения протеиновой полноценности травостоев кормовых культур в производство.

Научная новизна. Впервые в условиях лесостепи Самарского Заволжья изучены особенности роста и развития кукурузы на силос в бинарных посевах с мальвой мелюка и донником белым однолетним при различных схемах размещения компонентов. Дано агробиологическое обоснование целесообразности моделирования таких травостоев. Выявлен характер ассоциативных напряжений в поливидовых агроцено-зах. Установлены основные биометрические параметры силосных плантаций, позволяющих в 1,3-1,9 раза увеличить выход переваримого протеина с 1 га и повысить его концентрацию в 1 кормовой единице до 99-123 г. Проведено уточнение сроков посева гороха, овса и редьки масличной в ценозах подсолнечника на силос, обеспечивающих без существенных дополнительных материальных затрат значительный выход кормового белка с единицы площади при более рациональном использовании трофических ресурсов. Выявлено влияние минеральных удобрений на характер межвидовой конкуренции и продуктивность совместного травостоя подсолнечника, гороха, овса и редьки масличной.

Дана экономическая и агроэнергетическая оценка разработанным приемам возделывания силосных культур.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Размещение кукурузы с мальвой мелюка и донником белым однолетним в бинарных посевах на силос чередующимися рядами, по схеме 1:1 обеспечивает

максимальный сбор кормовых единиц - 4,51-4,72 т/га, переваримого протеина-0,55-0,58 т/га, обменной энергии - 54,32-57,46 ГДж/га и гарантирует получение зеленой массы с концентрацией кормового белка в 1 кормовой единице на уровне 122-123 г,

2. Формирование совместных агрофитоцинозов подсолнечника, гороха, овса и редьки масличной на силос с одновременным высевом смеси семян всех культур обеспечивает наибольший выход с 1 га кормовых единиц - 4,00-5,13 т, переваримого протеина - 0,47-0,68 т, обменной энергии - 46,35-68,77 ГДж и позволяет балансировать фитомассу по кормовому белку в пределах 105-132 г на 1 кормовую единицу.

Практическая ценность работы. Производству рекомендованы технологии создания стабильных поливидовых агроценозов силосных культур, позволяющие в 1,3-1,9 раза увеличить выход кормового белка с единицы площади и получать фитомассу, сбалансированную по переваримому протеину и другим питательным веществам в пределах зоотехнических норм.

Полученный экспериментальный материал используется в учебном процессе в ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия», ФГБОУ СПО «Аксеновский сельскохозяйственный техникум» и ГБОУ НПО «Профессиональное училище №40», в программах повышения квалификации специалистов и руководителей хозяйств Самарской, Оренбургской областей и Республики Башкортостан.

По разработанным технологиям кормовые культуры возделываются в колхозе «Искра», ИП «Гараев Н.К.», СПК «Луч», СПК «Красная Звезда», учебном хозяйстве ФГБОУ СПО Аксеновский СХТ и других хозяйствах Самарской и Оренбургской областей, Республики Башкортостан на площади около 3 тыс. га

Апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в 15 печатных работах, в том числе 5 статей в изданиях, рекомендуемых ВАК России. Докладывались на IV Международной научно-практической конференции «Достижения вузовской науки» (г. Новосибирск, 2013 г.), на VIII Международной научно-практической конференции «Интеграция науки и практики как механизм эффективного развития современного общества» (г. Москва, 2013 г.), на XV Международной научно-практической конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук» (г. Москва, 2013 г.), на Международной научно-практической конференции «Восточное партнерство» (Польша, 2013 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Энегросберегающие технологии производства продукции растениеводств» (г. Уфа, 2013 г.), а также на агрономических конференциях Челно-Вершинского, Кпяв-линского, Исаклинского, Камышлинского районов Самарской области. Северного, Асе-кеевского, Абдулинского районов Оренбургской области. Альшеевского, Аургазинского и Белебеевского районов Республики Башкортостан (2010-2013 гг.).

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 140 страницах и содержит введение, 5 глав, выводы и предложения производству, список литературы из 259 источников, в том числе 7 на иностранном языке. Работа включает 2 рисунка, 30 таблиц и 17 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2. Условия и методика исследований

Исследования проводились в период с 2010 по 2012 гг. на полях учебного хозяйства ГБОУ НПО «Профессиональное училище № 40» Камышлинского района Самар-

ской области в годы с резко контрастными погодными условиями. 2011 год был относительно благоприятным с ГТК - 1,04. 2012 - отличался жаркой и сухой погодой и неравномерным выпадением осадков, ГТК- 0,70. Аномально засушливый и жаркий тип погодных условий с ГТК- 0,21 был характерен для 2010 года.

Для решения поставленных задач закладывалось 2 полевых опыта. В опыте 1 на умеренном фоне минерального питания (N 39 Рв К25) изучались особенности формирования урожая кукурузы на силос в одновидовых и совместных посевах с мальвой ме-люка (Malva meluca Graebn) и донником белым однолетним (Melilotos albus desr.) при различных способах размещения компонентов в ценозах (табл. 1).

1. Схема опыта 1

Нормы высева

Варианты в % от рекомендуемых для тыс.шт. на 1

одновидовых посевов га

Кукуруза (контроль) 100 104

Кукуруза + мальва (в ряд) 60+60 62/180

Кукуруза + мальва (1:1) 60+60 62/180

Кукуруза + мальва (2:1) 70+50 73/150

Кукуруза + мальва (3:1) 80+40 83/120

Кукуруза + мальва (4:1) 90+30 94/90

Кукуруза + донник белый однолетний (в ряд) 60+60 62/1500

Кукуруза + донник белый однолетний (1:1) 60+60 62/1500

Кукуруза + донник белый однолетний (сплошной рядовой) 60+60 62/3000

Мальва 100 300

Донник белый однолетний 100 5000

Опыт 2 предусматривал изучение влияния различных сроков посева бобово-злаковой смеси и редьки масличной в травостои подсолнечника на продуктивность аг-рофитоциноза и характер межвидовой конкуренции. Опыт закладывался на трех уровнях минерального питания растений: 1 - контроль (без удобрений); 2 - фон - 1 (расчетные дозы (Мм Р,, К17) на урожай зеленой массы 25 т/га); 3 - фон - 2 (расчетные дозы (N(23 Ргз К35) на урожай зеленой массы 30 т/га) по следующей схеме (табл.2).

2. Схема опыта 2

Варианты опыта Нормы высева

тыс. шт. на 1 га

Подсолнечник 150

Подсолнечник + горох + овес + редька масличная (одновременно) 90/600/1200/900

Подсолнечник + горох + овес + редька масличная (по всходам подсолнечника) 90/600/1200/900

Почва - чернозем выщелоченный с содержанием гумуса 5,0%, подвижного фосфора - 16,4 мг и обменного калия - 20,3 мг на 100 г почвы. Мощность гумусового

горизонта до 40 см. Реакция почвенного раствора - рН 6,2-6,8. Предшественник - озимая пшеница. После её уборки проводили зяблевую вспашку на 25-27 см. Весной велось боронование БЗТС-1,0 поперек основной обработки. Первая культивация проводилась на глубину 8-10 см, вторая - в день посева на 5-6 см. Посев выполнялся сеялкой KINZE-2000. Способ посева подсолнечника, кукурузы и мальвы - широкорядный с междурядьями 70 см. Семена мальвы смешивались с гранулированными удобрениями (аммофос) в соотношении 1:6 и высевались через туковысевающие аппараты сеялки на глубину 3-4 см: во 2 варианте опыта в зону рядка кукурузы, а в 3-6 вариантах в отдельные ряды в соответствии со схемой опыта. Донник белый однолетний в 7 и 8 варианте опыта также высевался широкорядно, через туковысевающие аппараты сеялки KINZE-2000 в смеси с аммофосом в соотношении 1:6 на глубину 2-4 см. В 9 варианте опыта семена донника белого однолетнего размещались в почве сплошным рядовым способом (с междурядьями 15 см) сеялкой СПУ-6 поперек посева кукурузы. Затем поле прикатывалось. В течение лета в широкорядных травостоях проводили две междурядные обработки культиватором КРН - 5,6. Бинарные ценозы со сплошным рядовым способом посева донника однолетнего ухода не требовали. Для посева использовались сорта и гибриды: кукурузы - Кинбел 181 СВ, мальвы - Волжская, донника белого однолетнего - Поволжский.

Подсев бобово-злаковой смеси и редьки масличной во 2 варианте опыта 2 проводился одновременно с посевом подсолнечника сеялкой СЗ-3,6. В 3 варианте - после боронования всходов подсолнечника. Удобрения вносились по той же схеме, что и в опыте 1. Фосфорные и калийные разбрасывались под вспашку, а азотные - весной под культивацию. Объектом исследований служили растения следующих сортов и гибридов: подсолнечника - Родник (Р 453); овса - Мирный; гороха - Новокуйбышевский, редьки масличной - Радуга.

Повторность в опытах трехкратная, учётная площадь делянок 100 м2. Размещение вариантов систематическое. Экспериментальная работа проводилась с учетом основных методических указаний, разработанных ВНИИ кормов им. В.Р.Вильямса (1987), методики полевого опыта Б.А.Доспехова (1985), методических указаний по проведению полевых опытов с кормовыми культурами (1997), методического пособия по агроэнергетической и экономической оценке технологий и систем кормопроизводства (1995).

Полевые опыты сопровождались необходимыми наблюдениями и анализами:

1. Посевные качества семян определялись в лаборатории Камышлинского районного отдела филиала ФГБУ «Россельхозцентр» по Самарской области по существующим ГОСТам.

2. Метеорологические условия анализировались по данным АМС «Клявлино», а также прослеживались нами в течение всего периода вегетации растений.

3. Густоту стояния растений подсчитывали на постоянно закрепленных площадках по 0,5 м2 а четырехкратной повторности на двух несмежных повторениях. Подсчет проводили в фазе полных всходов и в конце вегетации.

4. Фенологические наблюдения велись с отметкой даты посева, полных всходов. У овса отмечалось кущение, выход в трубку, выметывание, молочная и восковая спелость зерна. У гороха - даты ветвления, начала и полного образования бобов, зеленой и восковой спелости. У подсолнечника - формирование первой, второй и третьей пар настоящих листьев, образования корзинок, полного цветения (75%). У кукурузы - появление трех и пяти листьев, даты начала и полного выметывания, молочной и восковой спелости зерна. У мальвы и донника однолетнего - начала

(10%) и полных (75%) всходов, ветвления, выметывания и бутонизации, начала и полного цветения (75%), укосной спелости.

5. Динамику линейного роста определяли путем измерения высоты случайно выбранных растений в 10 пунктах делянки с интервалом в 20 дней от начала интенсивного роста и пред уборкой.

6. Приросты зеленой массы и сухого вещества определяли через 20 дней от начала интенсивного роста и перед уборкой урожая. Растения срезались с площадки 0,5 м2 на всех повторениях опыта. После взвешивания определялся выход сухого вещества, для чего измельченные пробы высушивались при температуре 105°С до постоянного веса. Параллельно исследовалась структура надземной массы травостоев путем разделения двух пробных снопов на стебли, листья, соцветия и их взвешиванием. Доля каедой фракции вычислялась в процентах.

7. Площадь листовой поверхности определялась по оригинальной программе - методом сканирования на ПЭВМ Pentium IV. Фотосинтетический потенциал посевов и чистая продуктивность фотосинтеза рассчитывалась по методике ААНичипоровича (1976), Г.С. Посыпанова (1997).

8. Данные прихода фотосинтетически активной радиации (ФАР) взяты в ФГБУ "Самарский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды". КПДф,р рассчитывали с учетом калорийности 1 кг сухой биомассы, ее прироста за определенный промежуток вегетации и суммы ФАР за тот же период.

9. Учет урожая проводился поделяночно методом взвешивания на весах ВП-100 скошенной зеленой массы со всей учетной площади делянки. Перед уборкой в поливидовых посевах учитывалась доля каждого компонента ценоза в урожае.

10. Химические анализы растений выполнялись в лаборатории животноводства ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА на инфракрасном анализаторе ИК 4500.

11. Питательная ценность зеленой массы в кормовых единицах рассчитывалась на основе данных химического состава растений, коэффициентов переваримости по М.Ф.Томмэ (1984). Расчет условных кормопротеиновых единиц сделан по методике С.И.Мартиросова и др. (1977). Обменная энергия 1 кг сухой биомассы определялась согласно рекомендаций по оценке питательности кормов в энергетических кормовых единицах (Григорьев В.А. и др., 1984; Васин В.Г. и др., 2005; Кулик М.Ф. и др.,2012).

12. Лабораторные анализы почвы проводились в ФГБУ "Станция агрохимической службы "Самарская" по общепринятым методикам.

13. Математическая обработка экспериментального материала проводилась по Б .А. Доспехову (1985) в вычислительном центре ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА. Отдельные параметры подвергались корреляционному и регрессионному анализу.

14. Расчет агроэнергетической эффективности сделан в соответствии с методическими рекомендациями ученых ВНИИ им. В.Р. Вильямса (1989, 1995) ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА (Васин В.Г. и др., 2005) на ПЭВМ.

15. Экономическую оценку результатов исследований выполняли по методике, разработанной кафедрой экономики ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА на ПЭВМ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2. Формирование бинарных травостоев при различных схемах посева компонентов

Фенологические наблюдения. Появление всходов как на делянках одновидового

посева, так и совместного происходит одновременно. В последующем начинает про-

являться взаимное ингибирование растений. Причем особенно выражвнно оно наблюдается в совместных посевах, где семена донника однолетнего подсевались в ценозы кукурузы сплошным рядовым способом. К началу уборки при данной конструкции растительного сообщества кукуруза подходит в среднем на 7-10 дней позже, чем в од-новидовом посеве. Четко выраженное запаздывание в прохождении фенофаз наблюдается и в вариантах, где семена мальвы и донника однолетнего высевались в один рядок с кукурузой. Причем депрессировались оба компонента. Молочно-восковая спелость зерна у кукурузы в посеве с мальвой наступала в среднем на 5-7 дней, а в ценозе с донником однолетним на 7-8 дней позже, чем у контрольных растений. Фаза цветения мальвы в данном травостое задерживалась в среднем на 5-7 дней, а донника однолетнего на 4-6 дней по сравнению с чистыми посевами.

Размещение растений чередующимися рядами (1:1) позволяет существенно снизить межвидовые напряжения в фитоценозе. В результате скорость прохождения фенофаз в таком ценозе повышалась, и к моменту уборки они стали подходить раньше, с запаздыванием лишь на 3-5 дней по отношению к моноцинозу кукурузы.

Уменьшение доли мальвы в травостое до 50% и размещение ее через два ряда кукурузы (2:1) позволяет снизить степень взаимоугнетения. Для формирования урожая биомассы им потребовалось только на 2-3 - дня больше контрольного посева. Формирование травостоев с долей мальвы в пределах 40% и 30% и со схемой ее размещения через три (3:1) и четыре (4:1) ряда кукурузы позволяет создавать растительные конструкции с темпами развития компонентов близкими к чистым посевам. К моменту укосной спелости они подходят в среднем на 1-2 дня позже контрольного варианта.

Густота стояния. Установлено, что полевая всхожесть семян изучаемых культур как в одновидовых, так и в смесях примерно равна. В течение вегетации часть опытных растений неизбежно погибала в силу естественных причин. В бинарных ценозах процессы изреживания усиливалось еще и сложными межвидовыми взаимоотношениями. При возделывании кукурузы с мальвой в одном рядке сохранность растений снижается соответственно на 15,0% - до 71,1% и на 25,7% - до 55,5%. Посев культур чередующимися рядами (1:1) позволяет существенно уменьшить ассоциативное напряжение и увеличить сохранность по сравнению с первым вариантом смеси -кукурузы на 6,0%, а мальвы на 12,8%. Размещение мальвы через два ряда кукурузы (2:1) еще дальше разводит растения по «экологическим нишам», сохранность кукурузы в таком травостое составляет 77,4%, а мальвы 66,4%. Выживаемость кукурузы и мальвы в посеве со схемой размещения 3:1 равнялась, соответственно, 78,8% и 67,1%. Это на 10,8% и 20,9% больше значений варианта смеси с высевом семян различных ботанических семейств в один рядок и лишь на 3,8%-4,0% меньше параметров одновидовых травостоев. Моделирование фитоценоза по схеме 4:1 максимально снижает стрессы, вызванные межвидовой конкуренцией. Выживаемость биотипов в таком сообществе была близка к показателям монопосевов, уступая им только 2,2%-2,6%.

Замен мальвы донником однолетним значительно усиливает ценотическое давление на кукурузу. К моменту уборки ее густота стояния в варианте с высевом семян в один рядок не превышала 67,3% от полученных всходов. При черезрядном их размещении (1:1) к концу вегетации выживают 68,4-71,6% взошедших растений. Уплотнение кукурузы донником однолетним при его сплошном рядовом способе посева значительно депрессирует злаковый компонент смеси, снижая его сохранность до 62,2%.

Линейный рост растений. Размещение компонентов в одном рядке ведет к снижению темпов линейного роста. Высота стеблей кукурузы и мальвы к укосной спелости в этом варианте опыта на 24 см и 48 см уступала моноцинозам. Посев видов чередующимися рядами (1:1) существенно снижает взаимоугнетение, но не исключает

его. К моменту уборки высота стеблей кукурузы оказалась на 15 см, а мальвы на 10 см ниже контрольных растений. Размещение мальвы через два ряда кукурузы (2:1) увеличивает высоту основного компонента до 170 см. Однако данная схема посева увеличивала затенение мальвы. В результате ее темпы линейного роста в среднем за вегетацию снижались на 2,1%, а высота стеблей уменьшалась на 4,0 см - до 152 см. В травостоях с 40% долей мальвы и схемой ее размещения через три ряда кукурузы (3:1) высота стеблей злаковой культуры к укосной спелости равнялась 173 см, мальва занимала надпочвенное пространство до 148 см. Посев культур по схеме 4:1 еще больше увеличивает конкурентную силу злакового растения, снижая среднесуточные приросты мальвы за вегетацию до 1,6-1,8 см, а ее высоту к уборке - до 140 см. Темпы линейного роста кукурузы, наоборот, возрастали и приближались к ее ростовым процессам в моноценозе, уступая им лишь в среднем 2 см.

Ярусная архитектоника травостоя формировалась и в бинарных посевах кукурузы с донником однолетним. При этом высота стеблей кукурузы в варианте со сплошном рядовым способом посева бобового компонента была в среднем на 37 см меньше по сравнению с контролем. Широкорядный посев культур с размещением компонентов в одном рядке увеличивал линейный рост кукурузы, но сильно затенял и угнетал бобовую культуру, уменьшая ее среднесуточные приросты на 7,1-23,0%. Посев кукурузы и донника однолетнего чередующимися рядами (1:1) позволяет добиться приемлемых темпов роста. Длина стеблей обоих компонентов смеси при данной схеме размещения находилась в пределах 90,4% и 92,5% от нормы.

Фотосинтетические параметры посевов. Выявлено, что включение мальвы в ценозы кукурузы позволяет существенно увеличить общую листовую поверхность посевов. На всех этапах вегетации площадь листьев бинарных посевов в среднем на 16,2-32,9% превышала индексы моноценоза кукурузы (табл. 3). При этом наибольшая

3. Фотосинтетические параметры посевов, 2010-2012 гг.

Варианты опыта П. Л., тыс.м2/га Ф. П., тыс.м2 • дней/га Ч. П. Ф„ г/м2 • сутки КПД ФАР, %

Кукуруза (контроль) 34,6 1573 4,20 1,48

Кукуруза + мальва (в ряд) 36,4 1899 3,80 1,62

Кукуруза + мальва (1:1) 40,9 2127 3,94 1,88

Кукуруза + мальва (2:1) 43,0 2146 4,10 1,98

Кукуруза + мальва (3:1) 46,0 2082 3,94 1,84

Кукуруза + мальва (4:1) 44,6 2006 3,99 1,80

Кукуруза + дон. однолетний, (в ряд) 35,1 2028 3,53 1,61

Кукуруза + дон. однолетний (1:1) 39,0 2151 3,58 1,71

Кукуруза + дон. однолетний (сплош. ряд.) 32,5 2113 3,17 1,50

Мальва 2,8 1557 4,47 1,55

Донник однолетний 2,0 1715 3,79 1,46

ассимиляционная площадь создавалась в травостоях с размещением мальвы через три ряда кукурузы (3:1) - 46,0 тыс. мг/га и через четыре ряда кукурузы (4:1) - 44,6 тыс. м2/га. Моделирование совместных травостоев кукурузы с донником однолетним также способствовало увеличению оптической поверхности посевов. Максимальную листа-

вая поверхность ценозы кукурузы и донника однолетнего достигали при размещении компонентов чередующимися рядами (1:1) - 39,0 тыс. м2/га. Сплошной рядовой способ посева донника в междурядия кукурузы существенно депрессирует развитие злаковой культуры, снижая общую оптическую поверхность бинарного ценоза - до 32,5 тыс. м2/га. Посев кукурузы и донника однолетнего в один рядок позволяет создавать травостои с площадью листьев на уровне 35,1 тыс. м2/га.

Величина урожая в поливидовых посевах зависит не только от площади листьев, но и от продолжительности их функционирования или фотосинтетического потенциала (ФП). Создание бинарных травостоев кукурузы с мальвой позволяет в среднем на 20,7-36,4% увеличить ФП посевов. При этом динамика его формирования во всех вариантах смесей с начальных этапов вегетации имеет преимущество перед монопосевом кукурузы. Установлено, что наиболее мощный ФП - 2146 тыс.м2 ■ дней/га формируется в травостоях со схемой размещения мальвы через два ряда кукурузы (2:1). Практически на равном уровне с этим вариантом находился и ФП ценоза с черезряд-ным размещением компонентов (1:1) - 2127 тыс.м2 ■ дней/га. Размещение мальвы через три (3:1) и четыре (4:1) ряда кукурузы ведет к уменьшению ФП поливидовых посевов соответственно до 2082 и 2006 тыс.м2 ■ дней/га. При высеве семян кукурузы и мальвы в один рядок ФП травостоев равняется 1899 тыс.м2-дней/га.

Замена мальвы донником однолетним также способствует созданию относительно большего фотосинтетического потенциала посевов - на 28,3-36,7% превышающего контрольный уровень. При этом максимальные значения ФП отмечались в травостоях с черезрядным размещением культур (1:1) - 2151 тыс.м2 • дней/га.

Наряду с ФП важную роль в формировании урожая играет чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) - показатель, характеризующий эффективность работы листовой поверхности. Исследованиями выявлено, что ЧПФ величина непостоянная и существенно меняется в течение вегетации. Анализ средних значений за вегетацию показал, что в моноценозе кукурузы они равны 4,20 г/м - сутки. В ее смесях с мальвой индексы ЧПФ снижались на 2,4-10,5%, а с донником однолетним на 17,3-32,5%. При этом относительно высокие темпы прироста органики сохранились в травостоях с размещением мальвы через два ряда кукурузы (2:1) - 4,10 г/м2 • сутки., В ценозах со схемами посева 3:1 и 4:1 ЧПФ равнялась - 3,94-3,99, а в черезрядных травостоях (1:1) - 3,58 - 3,94 г/м2 • сутки Интенсивность ЧПФ в одновидовых посевах мальвы и донника однолетнего составляла соответственно 4,47 и 3,79 г/м2 - сутки.

Эффективность работы фотосинтетического аппарата можно оценить по коэффициенту использования ФАР. Анализ показателей КПД ФАР выявил, что метеорологические условия в годы проведения опытов не способствовали максимальному использованию солнечной энергии. Однако размещение мальвы и кукурузы по схеме 2:1 позволяет аккумулировать 163,5 ГДж/га обменной энергии с КПД ФАР - 1,98%. В вариантах с донником однолетним наиболее удачной оказалась конструкция с черезрядным посевом культур (1:1) - 141,4 ГДж/га обменной энергии с КПД ФАР 1,71%.

Продуктивность посевов. Анализ полученных данных показал, что наиболее полно жизненные ресурсы в годы исследований использовали посевы с высевом мальвы через два ряда кукурузы (2:1), формируя в среднем 21,2 т/га зеленой массы (табл. 4). Близко к этому варианту оказался и травостой с размещением мальвы через три ряда кукурузы (3:1), обеспечивая получение 21,0 т/га зеленой массы. Урожайность травостоев с посевом мальвы через один ряд кукурузы (1:1) и через четыре ряда кукурузы (4:1) была практически равной и составляла соответственно 20,5 т/га и 20,6 т/га. Размещение кукурузы и мальвы в одном рядке существенно детерминировало ростовые процессы растений и объемы накопления ассимилянтов. Сбор зеленой массы в

этом варианте опыта оказался на 3,7% ниже контрольного значения и на 9,6-13,4% других травостоев кукурузы с мальвой.

4. Урожай зеленой массы силосных культур, т/га, 2010-2012 гг.

Варианты опыта Годы Среднее за 2010-2012 гг.

2010 2011 2012

Кукуруза (контроль) 14,8 24,7 18,7 19,4

Кукуруза + мальва (в ряд) 13,0 26,6 19,6 18,7

Кукуруза + мальва (1:1) 13,4 27,0 21,0 20,5

Кукуруза + мальва (2:1) 14,0 28,8 22,2 21,2

Кукуруза + мальва (3:1) 14,2 27,2 21,5 21,0

Кукуруза + мальва (4:1) 14,5 26,9 20,5 20,6

Кукуруза + дон. однолетний, (в ряд) 12,5 23,1 18,8 18.1

Кукуруза + дон. однолетний (1:1) 13,8 25,7 19,2 19,6

Кукуруза + дон. однолетний (сплош. ряд.) 12,0 22,0 17,5 17,2

Мальва 12,3 24,0 19,2 18,5

Донник однолетний 13,2 21,4 18,8 17,8

НСР05 0,53 0,45 0,56

В ценозах кукурузы с донником однолетним максимальный выход зеленой массы обеспечивал травостой с черезрядным способом посева культур (1:1), - 19,6 т/га.

Анализ сборов сухого вещества показал, что наибольшее его количество аккумулируют травостои с размещением мальвы через два ряда кукурузы (2:1) - 5,38 т/га и фитоцинозы с посевом мальвы через один ряд кукурузы (1:1) - 5,24 т/га. Выход сухого вещества с фитомассой кукурузы и донника оказался в среднем на 7,0-9,7% меньше бинарных посевов кукурузы с мальвой. При этом превышение контрольного уровня -на 3,7% отмечалось только в травостоях с черезрядным размещением (1:1) культур.

Математическая оценка связей продуктивности посевов и фотосинтетических параметров травостоев выявила, что выход зеленой массы и сухого вещества с единицы площади в большей степени определяется размерами оптической поверхности (г = 0,51, г = 0,87) и в средней степени - продолжительностью ее функционирования (г = 0,37, г = 0,56). Коэффициент корреляции с ЧПФ находился в пределах г = 0,28-0,56.

Структура урожая. Посев биотипов в один рядок обуславливает формирование тонкостебельного травостоя со сравнительно большой долей листьев в фитомассе -23,0-35,2%. Высокая облиственность сохраняется и при размещении мальвы и донника однолетнего по схеме 1:1 - 22,1-34,0%. Посев мальвы через два (2:1) и три (3:1) ряда кукурузы способствовал более мощному развитию стеблей злака и увеличению массы его початков и соцветий в общем урожае в среднем на 9,4-11,6%. Мальва, наоборот, испытывая острое ценотическое давление, уменьшала число листьев и их размер в среднем на 1,2-9,3%. В результате облиственность компонентов при данных схемах посева снижалась до 22,0-33,6%. Размещение мальвы через четыре ряда кукурузы (4:1) повышала долю ее стеблей в общей фитомассе в среднем на 4,5-11,5%, а соцветий кукурузы на 9,0-11,1%, уменьшая облиственность растений до 30,0-21,6%. Подсев донника однолетнего сплошным рядовым способом в междурядья кукурузы снижает облиственность злака до 20,0%, но позволяет сохранить сравнительно высокую долю листьев бобового компонента - до 32,0% в общем урожае фитомассы.

Качество корма определяется и соотношением компонентов в урожае. Выявлено, что наибольший удельный вес мальва имеет в фитомассе варианта с черезряд-ным размещением компонентов (1:1) - 43,4%. Посев кукурузы и мальвы в один ряд таюме обеспечивает сравнительно большую долю высокобелковой биомассы в общем урожае - 40,0%. Близко к этому варианту опыта оказалось и соотношение компонентов в урожае травостоя с размещением мальвы через два ряда кукурузы (2:1) - 39,0%. Посев мальвы через три (3:1) и четыре (4:1) ряда кукурузы снижает ее долю в общем урожае соответственно в 1,4 и 2,0 раза.

Корреляционный анализ факторов, определяющих долю высокобелкового компонента в урожае, выявил сильную степень зависимости данного показателя от площади листьев биотипа (г = 0,94) и мощности его фотосинтетического аппарата (г = 0,84). Средняя корреляционная связь прослеживалась с высотой растений (г = 0,70) и слабая с густотой их стояния в травостое (г = - 0,40).

Химический состав биомассы. Абсолютно сухое вещество контрольных посевов кукурузы накапливало в среднем 6,40% сырого протеина, мальвы - 14,15%, а донника однолетнего - 15,10%. Поэтому включение мальвы и донника однолетнего в бинарные ценозы способствует существенному увеличению кормового белка в урожае. Так, даже относительно небольшое присутствие растений мальвы в поливидовом травостое, сформированном по схеме 4:1, повышало содержание протеина по сравнению с контролем на 28,1%. Размещение,, мальвы и.~хукурузы по схеме 1:1 способствовало формированию хорошо облиственных высокорослых растений мальвы, способных к максимально возможной аккумуляции ёелковых веществ в фитомассе. В результате сухое вещество данного варианта смеси отличалось повышенным содержанием сырого протеина - 11,06%, в 1,70 раза превышающего контрольный показатель.

Замена мальвы донником однолетним также увеличивает содержание протеина в фитомассе бинарного ценоза в среднем в 1,4-1,7 раза по сравнению с чистым посевом кукурузы. При этом наибольшая его концентрация отмечалась в сухом веществе урожая посева с черезрядным размещением компонентов (1:1) - 10,93%.

Анализ данных по сырой клетчатке показал, что в вариантах кукурузы с мальвой наименьшее ее количество аккумулируют биомасса при черезрядном размещении видов (1:1) и при их высеве в один рядок, соответственно 24,10% и 24,80%. Размещение мальвы через три (3.1) и четыре (4:1) ряда кукурузы способствует формированию сравнительно грубо стебельной биомассы с содержанием клетчатки 26,10-26,80%. Уровень накопления клетчатки в ценозах с донником однолетним варьировал от 25,20% до 26,40%, что на 2,4-13,9% меньше чем в моноцинозе кукурузы.

Фитомасса кукурузы накапливала в среднем 2,15% сырого жира, а ее бинарных травостоев с мальвой и донником однолетним - от 2,30% до 2,90% или на 7,0-34,8% больше. При чем черезрядное размещение культур (1:1) способствовало лучшему развитию второго компонента смеси и увеличению жировых веществ в урожае.

Наибольшее количество сырой золы содержалось в растениях мальвы - 9,20% и донника однолетнего - 9,08%, а наименьшее - 7,00% в фитомассе кукурузы. Моделирование бинарных посевов позволяет увеличить содержание сырой золы в урожае на 7,1-22,8% по сравнению с чистой кукурузой, а размещение культур в агроценозе чередующимися рядами (1:1) способствует максимальной аккумуляции зольных элементов в растениях - до 8,60%.

Кормовая ценность урожая и сборы переваримого протеина. Установлено, что монопосевы кукурузы обеспечивают выход не более 4,00 т/га кормовых единиц и 0,30 т/га переваримого протеина с его концентрацией в 1 корм. ед. 75 г. и 9,5 МДж обменной энергии в 1 кг сухого вещества, что на 46,6% и 15,8% ниже зоотехнических норм

(табл. 5). Включение мальвы в состав ценозов кукурузы даже с относительно небольшой ее нормой высева и размещением через три (3:1) и четыре (4:1) ряда злаковой культуры дает увеличение выхода переваримого протеина на 56,6% и 36,6%, а обменной энергии на 10,0% и 7,4%. Обеспеченность 1 кормовой еденицы переваримым протеином повышается до 103 и 100 г, что на 37,3% и 33,3% больше показателей монопосева кукурузы. Размещение мальвы через два ряда кукурузы (2:1) хотя и позволяет в среднем на 80,0% увеличить выход белка и на 19,1% обменной энергии с 1 га, однако не способствует достижению их максимальных сборов. Опытами установлено, что наибольший сбор кормовых единиц (4,72 т/га), переваримого протеина (0,58 т/га) и обменной энергии (57,64 ГДж/га) обеспечивается в бинарном ценозе при размещении кукурузы и мальвы чередующимися рядами (1:1). Сбалансированность кормовым белком 1 кормовой единицы при этом достигает 121 г, а на 1 кг сухого вещества приходится 11,0 МДж обменной

5. Кормовая ценность биомассы и выход переваримого протеина, 2010-2012 гг.

Варианты опыта Сбор с урожаем Приходится

корм, ед., т/га П.П., т/га КПЕ, тыс./га О Э, тыс. ГДж/га, (КРС) п.п. на 1 корм. ед. ОЭ МДж на 1 кг СВ

К (контроль) 4,00 0,30 3,50 46,07 75 9,5

К + М (в ряд) 4,30 0,52 4,75 49,70 121 10,0

К+ М (1:1) 4,72 0,58 5,26 57,64 123 11,0

К + М(2:1) 4,66 0,54 5,03 54,87 116 10,2

К + М (3:1) 4,62 0,47 4,66 50,70 103 9,8

К + М (4:1) 4,10 0,41 4,10 49,47 100 9,7

К + До (в ряд) 4,16 0,44 4,28 47,32 106 9,9

К + До (1:1) 4,51 0,55 5,00 54,32 122 10,8

К + До (сплош. ряд.) 3,97 0,47 4,33 47,56 118 10,5

м 4,25 0,65 5,37 49,35 153 10,7

До 4,09 0,67 5,39 49,17 165 11,0

энергии. Посев семян кукурузы и мальвы в один рядок из-за сильного взаимоугнетения растений снижает выход кормовых единиц по сравнению с черезрядным размещением видов на 9,7%, переваримого протеина-на 11,5%, а обменной энергии-на 15,9%.

В вариантах с донником однолетним наиболее сбалансированную фитомассу по переваримому протеину и обменной энергии формировали травостои со схемой посева 1:1. Данная модель бинарного посева увеличивала по сравнению с контролем выход кормовых единиц на 12,7%, кормового белка в 1,8 раза и обменной энергии на 17,9%.

Сравнение изучаемых вариантов по сбору кормопротеиновых единиц - показателю, отражающему степень обеспеченности корма белком - подтверждает выявленные ранее закономерности. В ценозах с мальвой наибольший выход КПЕ - 5,26 тысУга обеспечивает травостой с размещением биотипов по схеме 1:1. Аналогичный способ посева культур оказался лучшим и для кукурузы с донником однолетним — 5,00 тысУга.

Математический анализ зависимости объемов сбора переваримого протеина выявил, что его выход с единицы площади в большей степени определяется долей

высокобелкового компонента в урожае (г = 0,95) и уровнем аккумуляции сырого протеина в биомассе (г = 0,88) и в слабой степени - густотой стояния высокобелковых растений и урожаем зеленой массы (г = -0,16 и г = 0,24).

3. Влияние сроков посева компонентов на продуктивность поливидовых агрофитоцинозов

Особенности роста и развития силосных культур. Фазы полного цветения подсолнечник в одновидвом травостое достигал на 63-68 день дневного развития. В эти сроки и следует планировать его уборку. Моделирование совместных фитоцено-зов подсолнечника с горохом, овсом и редькой масличной существенно депрессирует растения. К уборке таких посевов можно приступать на 69-75 день после появления всходов. К этому времени горох достигает желтой спелости зерна в бобах нижнего и среднего яруса, овес находится в стадии молочно-восковой спелости зерна, а редька масличная - массового образования стручков. Высев вторых компонентов смеси по всходам подсолнечника значительно снижает ценотичесхое напряжение в растительном сообществе и повышает скорость прохождения фенофаз. При этом темпы развития подсолнечника приближаются к контрольным растениям. Его массовое цветение наступало на 66-70 день вегетации. В этот период горох и редька находились в фазе цветения, а овес в начале молочно-восховой спелости зерна.

Внесение удобрений задерживает развитие растений в среднем на 3-6 дней. Это позволяет сдвигать сроки уборки посевов и регулировать поступление фитомассы в соответствии с графиком сырьевого конвейера.

Анализ полевой всхожести показал, что при раннем сроке посева прорастает 80,0-82,5% семян гороха, 84,1-85,0% - овса и 81,7-82,4% - редьки масличной. При посеве по всходам подсолнечника полевая всхожесть семян уменьшалась в среднем на 18,0-22,3%. При этом нами не установлено каких-либо закономерностей и существенной разницы меоду вариантами, расположенными на различных уровнях минерального питания. На начальном этапе развития плотность посева в первую очередь определялась влагообеспеченностью и температурным режимом. Низкая полевая всхожесть культур при втором сроке посева обусловлена значительным снижением запаса влаги в верхнем слое почвы, особенно в острозасушливую весну 2010 и 2012 гг.

Подсчеты сохранившихся к уборке растений показали, что в одновидовых посевах подсолнечника к фазе массового цветения сохраняется 75,3-82,4% растений. Уплотнение подсолнечника по всходам викой, овсом и редькой масличной снижает выживаемость основной культуры на 3,6-7,2% до 72,7-76,9%. Гибель растений происходит в основном в результате их механического повреждения во время прохода сошников сеялки. В травостое с одновременным посевом всех видов ценоза выпадение подсолнечника ускорялось острой межвидовой конкуренцией, снижающей его сохранность в среднем до 65,3-72,0%, что на 14,4-15,3% ниже контрольного показателя. Сохранность вторых компонентов смесей во многом определялась временем заделки их семян в почву. Наиболее сильные стрессы в период вегетации испытывали растения второго срока посева. Их сохранность была в среднем на 10,5-16,6% меньше, чем при одновременном посеве с подсолнечником. Причем недостаток второго срока посева особенно четко прослеживался в аномально засушливых условиях весенне-летнего периода 2010 года.

С повышением уровня минерального питания растений до фона 1 сохранность всех компонентов увеличивается в среднем на 1,9-3,6%, а до фона 2 - 9,3-18,7% по

отношению к контрольным значениям. Данная закономерность характерна как для первого, так и для второго способа посева смеси.

Исследованиями установлено, что при одновременном высеве всех компонентов происходит сильная депрессия основной силосной культуры. К моменту уборки высота подсолнечника в этом варианте опыта равнялась в среднем 130 см, что на 27 см меньше растений одновидового посева и на 22 см значений варианта с раздельным высевом культур. Подсев гороха, овса и редьки масличной по всходам подсолнечника существенно снижает межвидовую конкуренцию в агрофитоценозе в результате высота стеблей подсолнечника к уборке даже при естественном плодородии почвы равнялась 153 см, а при высоком уровне минерального питания достигала 164см. Однако смещение сроков посева компонентов сдерживало ростовые процессы гороха, овса и редьки масличной. К уборке разница в высоте стеблей гороха между первым и вторым вариантом смеси составляла 6 см, овса и редьки масличной соответственно 10 см и 7 см., на удобренных делянках она достигала 10-30 см.

Внесение удобрений увеличивало высоту стеблей подсолнечника на 8,2-17,6%, а гороха, овса и редьки масличной в 1,2-1,8 раза.

Продуктивность травостоев. Установлено, что в условиях неравномерного и недостаточного увлажнения моноценозы подсолнечника даже при естественном плодородии почвы способны формировать в среднем 19,9 т фитомассы с 1 га (табл. 6).

6. Урожайность зеленой массы силосных культур, т/га

Варианты опыта Годы Среднее Выполнение программы, %

2010 | 2011 | 2012

контроль

П 16,2 23,0 20,6 19,9 -

П + Г + О + Рм (одновременно) 14,9 22,2 20,0 19,0 -

П + Г + О + Рм (по всходам П) 13,4 23,4 18,9 18,6 -

фон -1

П 18,2 27,0 24,2 23,1 92,5

П + Г + О + Рм (одновременно) 17,3 25,8 23,8 22,3 89,2

П + Г + О + Рм (по всходам П) 16,4 26,6 21,2 21,4 85,6

фон-2

П 20,1 33,0 28,4 27,2 90,5

П + Г + О + Рм (одновременно) 19,3 31,4 27,6 26,1 87,0

П + Г + О + Рм (по всходам П) 17,2 32,2 24,4 24,6 82,0

НСР 05 ОБ 0,42 0,44 0,39

НСР 05 А 0,24 0,22 0,23

НСР 05 В, АВ 0,24 0,22 0,23

Внесение расчетных норм удобрений под планируемый урожай 25 т/га зеленой массы (фон 1) повышало продуктивность монопосевов сложноцветной культуры на 16,1% и обеспечивало в среднем за годы исследований выполнение программы на 92,5%. Увеличение уровня минерального питания до 30 т/га зеленой массы (фон 2) способствовало дополнительному получению по сравнению с контролем 7,3 т/га надземной фитомассы подсолнечника и обеспечивало 36,7% прибавку урожайности.

Включение е состав фитоценозов основной силосной культуры сравнительно влаголюбивых растений: гороха, овса и редьки масличной - с одновременным их посевом снижает урожайность поливидовых травостоев по сравнению с монокультурой. При естественном плодородии почвы в среднем на 4,7%, а на удобренных делянках фона 1 и фона 2, соответственно, на 3,6% и 4,2%. При этом выполнение программы получения планируемых урожаев уменьшалось до 89,2% и 87,0%.

Смещение сроков посева подсолнечника и бобово-злаковой смеси с редькой масличной также вело к уменьшению сборов зеленой массы с 1 га в среднем на 7,010,5% по сравнению с одновидовым ценозом подсолнечника и на 2,2-6,1% по отношению к первому варианту смеси. Полнота выполнения программы снижалась до 85,6% и 82,0%. Однако уплотнение подсолнечника горохом, овсом и редькой масличной в фазу его всходов в относительно благоприятном 2011 году позволяло растениям полнее использовать жизненные ресурсы и снижало ценотическое напряжение в травостое. В результате урожайность данного варианта смеси в этот год на 2,6-5,4% превосходила показатели посевов с одновременным высевом компонентов.

Особенности растительных конструкций сказывались и на ботаническом составе фитомассы. Выявлено, что при посеве гороха, овса и редьки масличной одновременно с подсолнечником на делянках естественного плодородия почвы 50,5% общего урожая приходится на фитомассу сложноцветного растения, 19,2% - злакового и суммарно 30,3% на высокобелковую зеленую массу бобовой и крестоцветной культуры. Уплотнение подсолнечника в фазу его всходов существенно повышало конкурентоспособность основного компонента ценоза и увеличивало его долю в суммарном урожае до 63,3%, снижая удельный вес высокобелковых растений до 21,5%, а овса - до 15,2% или на 51,6% и 26,3%. Внесение удобрений стимулировало развитие гороха, овса и редьки масличной, повышая их конкурентную силу и, как следствие, долю в урожае в среднем на 4,0-28,1%.

Анализ данных по выходу сухого вещества с урожаем показал, что наибольший его сбор с 1 га при всех уровнях минерального питания обеспечивала смесь с одновременным высевом компонентов - 4,85-6,55 т/га, это на 5,0-6,3% больше контрольного показателя и на 3,0-6,5% значений травостоя со смещенным сроком посева культур. Внесение удобрений на делянках фона 1 увеличивало выход сухого вещества во всех вариантах опыта в среднем на 15,1-16,8%, а фона 2 - на 30,8-35,0% по сравнению с естественным уровнем плодородия почвы.

Химический состав и протеиновая обеспеченность урожая. Выявлено, что сухое вещество неудобренных монопосевов подсолнечника содержит в среднем 8,70% сырого протеина, 4,00% - сырого жира, 7,50% - сырой золы, 52,60% - БЭВ и сравнительно большое количество клетчатки - 28,10%. Включение в состав фитоценоза гороха, овса и редьки масличной с одновременным высевом всех компонентов позволяет на 42,5% повысить концентрацию сырого протеина в фитомассе и на 7,3% уменьшить содержание клетчатки. Моделирование поливидового ценоза с участием бобового и крестоцветного растения способствует увеличению количества жира и зольных элементов, соответственно, на 29,0% и 8,0%.

Смещение сроков посева вторых компонентов ценоза на фазу всходов подсолнечника, повышает долю последнего в структуре урожая. Это ведет к увеличению уровня клетчатки в фитомассе в среднем на 3,4% и снижению кормового белка на 14,0% по сравнению с показателями первого варианта смеси. Уменьшается и количество жира - на 6,4%, а золы - на 2,5%. Внесение минеральных удобрений способствовало увеличению в структуре урожая доли листьев и соцветий и, как следствие, стимулировало аккумуляцию в растениях питательных веществ.

Исследованиями установлено, что моноценозы подсолнечника при естественном уровне плодородия обеспечивают получение 3,68 т/га кормовых единиц и 0,29 т/га переваримого протеина при протеиновой обеспеченности 1 кормовой единицы в пределах 78 г, а 1 кг сухого вещества 8,4 МДж обменной энергией (табл. 7).

7. Кормовая ценность биомассы и выход переваримого протеина. 2010-2012 гг.

Варианты опыта Сбор с урожаем Приходится

корм, ед., т/га п. п., т/га КПЕ, тыс./га О Э ТЫС. ГДж/га, (КРС) п. п. на 1 корм, ед. ОЭ МДж на 1 кг СВ

контроль

П 3,68 0,29 3,29 38,37 78 8,4

П + Г + О + Рм (одновременно) 4,00 0,47 4,35 46,35 118 9,5

П + Г + О + Рм (по всходам П) 3,80 0,40 3,90 44,35 105 9,4

фон -1

П 4,15 0,33 3,72 47,63 80 8,8

П + Г + 0 + Рм (одновременно) 4,58 0,58 5,19 55,44 127 9,9

П + Г + О + Рм (по всходам П) 4,28 0,48 4,54 52,01 112 9,6

Ьон - 2

П 4,89 0,40 4,44 54,27 82 9,0

П + Г + О + Рм (одновременно) 5,13 0,68 5,96 68,77 132 10,5

П + Г + О + Рм (по всходам П) 4,92 0,60 5,46 61,00 122 9,7

Уплотнение подсолнечника горохом, овсом и редькой масличной с одновременным высевом всех компонентов позволяет в 1,65 раза увеличить сборы кормового белка с 1 га и на 26,0% выход обменной энергии с урожаем. При этом сбалансированность фитомассы повышается на 51,2% и 17,9% достигая 118 г на 1 кормовую единицу и 9,5 МДж на 1 кг СВ.

Смещение сроков посева бобово-злаковой смеси и редьки масличной хотя и ведет к снижению сборов кормовых единиц и переваримого протеина на 5,2% и 17,5% по сравнению с первым вариантом смеси, однако позволяет повысить концентрацию кормового белка в фитомассе до 105 г на 1 корм. ед. или в 1,38 раза по отношению к одновидовому травостою подсолнечника.

Внесение удобрений до фона 1 увеличивало выход кормовых единиц с 1 га в моноценозах подсолнечника на 12,7%, а переваримого протеина на 13,8%. В поливидовых посевах прибавка составляла, соответственно, 12,6-14,5% и 20,0-23,4%. Концентрация протеина в 1 кормовой единице одновидового травостоя равнялась 80 г, а в смесях варьировала от 112 до 127 г. Повышение уровня минерального питания растений на фоне 2 обеспечивало дополнительный сбор кормовых единиц по сравнению с контролем в среднем на 28,2-32,8%, а по отношению к вариантам фона 1 на 12,017,8%. Выход переваримого протеина возрастал, соответственно, на 37,9-50,0% и 17,2-25,0%. Сбалансированность зеленой массы по кормовому белку в достигала 122-

132 г. На 1 кг СВ приходилось 9,7-10,5 МДж обменной энергии, против 9,0 МДж - в одновидовом травостоев подсолнечника.

Корреляционный анализ зависимости сборов переваримого протеина выявил тесную связь данного фактора с уровнем плодородия почвы (г = 0,99), долей высокобелковых компонентов в биомассе (г = 0,95) и общим ее выходом с единицы площади (г = 0,94). В сильной степени зависимости объем получения кормового белка находится и от густоты стояния гороха и редьки масличной в фитоцинозе (г = 0,74).

Внесение расчетных норм минеральных удобрений позволяет на 17,2-41,6% увеличить выход обменной энергии с урожаем и повысить энергоемкость 1 кг сухого вещества с 8,4-9,5 МДж до 8,8-10,5 МДж или 4,2-4,7%. При этом максимальное количество энергии аккумулировали поливидовые травостои с одновременным высевом всех культур.

5. Экономическая и агроэнергетическая эффективность возделывания силосных

культур

Формирование бинарных фитоценозов кукурузы с мальвой и донником однолетним при всех изучаемых схемах размещения видов в посевах экономически и энергетически оправдано. Однако наибольший денежный - 21051-22947 руб/га и энергетический чистый доход- 18,17-20,16 ГДж/га, при уровне рентабельности 150,9-165,4% способны обеспечивать только плантации силосных культур с черезрядным посевом культур по схеме 1:1. Их рентабельность в среднем на 7,9-57,1%, а коэффициент энергетической эффективности на 4,3-16,8% выше других вариантов смесей.

Экономическая и агроэнергетическая оценка силосных агроценозов с подсолнечники показала, что при формировании поливидового травостоя горох, овес и редьку масличную целесообразно высевать одновременно с подсолнечником за один проход сеялки. Это позволяет на 23,1-33,7% повысить, по сравнению с раздельным способом посева компонентов, условный чистый денежный доход и на 15,9-27,3% чистый энергетический доход с 1 га. Внесение расчетных норм минеральных удобрений даже в неблагоприятных погодных условиях способствует увеличению выхода валовой продукции в денежном выражении на 14,8-40,0%, а обменной энергии на 17,3-41,4% при уровне рентабельности 80,0-153,2% и коэффициенте энергетической эффективности 1,66-2,08.

ВЫВОДЫ

По результатам исследований можно сделать следующие основные выводы:

1. Возделывание кукурузы, мальвы и донника однолетнего в бинарных посевах с различной схемой размещения культур позволяет организовать конвейерную заготовку кормов, используя для закладки раннего силоса биомассу травостоев со схемой посева кукурузы и мальвы 4:1 и 3:1 (в среднем на 78-85 день вегетации). Затем через 5-6 дней убирать травостои с черезрядным размещением культур (1:1). Через 3-4 дня приступать к уборке плантаций с компонентами в одном рядке и завершать заготовку силоса фитомассой, полученной в агроцинозе с подсевом донника однолетнего сплошным рядовым способом.

2. Размещение кукурузы и высокобелковых культур в одном рядке ведет к острой межвидовой конкуренции в травостое, значительной гибели растений и депресси-рованию ростовых процессов. Относительно плотные стеблестои мальвы с высокими темпами линейного роста сохраняются в бинарных травостоях при черезрядном раз-

мещении компонентов (1:1) и при ее посеве через два ряда кукурузы (2:1), а донника однолетнего при посеве по схеме 1:1

3. Наиболее мощный ассимиляционный аппарат с фотосинтетическим потенциалом 2127-2146 тыс. мг • дней/ra и чистой продуктивностью фотосинтеза 3,94-4,10 г/м2 - сутки формируют совместные посевы с размещением мальвы через один (1:1) и два ряда кукурузы (2:1). Энергоемкость их биомассы равна 155,9-163,5 ГДж/га при КПД использования ФАР 1,88-1,98%. В ценозах с донником однолетним относительно большую листовую поверхность - 38,3 тыс. м2/га и ФП - 2151 тыс. м2 • дней/га с КПД ФАР - 1,71% имеет смесь с размещением культур чередующимися рядами (1:1).

4. Размещения мальвы и кукурузы в отдельные ряды по схеме 1:1; 2:1; 3:1; 4:1 по сравнению с посевом культур в один ряд позволяет на 5,7-9,3% увеличить выход зеленой массы и на 5,2-10,9% сбор сухого вещества с 1 га. При этом максимальный урожай надземной фитомассы - 21,2 т/га и сухого вещества - 5,38т/га обеспечивается при размещении культур по схеме 2:1. Наибольшую продуктивность зеленой (19,6 т/га) и сухой биомассы (5,03 т/га) совместные травостои кукурузы и донника однолетнего имеют при черезрядном размещении растений (1:1). Урожай зеленой и сухой массы во многом определяется процессами аккумуляции сухого вещества в растениях (г = 0,88-0,89), площадью оптической поверхности и чистой продуктивно-стью фотосинтеза (г = 0,51-0,56).

5. Посев кукурузы и мальвы чередующимися радами (1:1) обеспечивает получение урожая с большой долей листьев, на 43,4% состоящего из высокобелкового компонента. Включение донника однолетнего в ценозы кукурузы при черезрядном размещении культур (1:1) позволяет получать фитомассу с максимальной долей бобового компонента в общем урожае - 7,3 т/га или 37,0%. Долевое участие высокобелкового компонента в урожае во многом определяется мощностью фотосинтетического аппарата (г = 0,84-0,94) и высотой растений (г = 0,70).

6. Создание бинарных посевов кукурузы с мальвой и донником однолетним позволяет в 1,3-1,9 раза увеличить выход кормового белка с 1 га и на 2,7-25,1% повысить энергоемкость биомассы. При этом максимальный сбор кормовых единиц, соответственно 4,72 т/га и 4,51т/га, кормопротеиновых единиц - 5,25 тыс./га и 5,00 тысЛа, переваримого протеина - 0,58 т/га и 0,55 т/га и обменной энергии - 57,46 ГДж/га и 54,32 ГДж/га обеспечивается при размещении культур в агроценозе чередующими рядами 1:1. Сбалансированность фитомассы по переваримому протеину при данной схеме посева равна 122-123 г на 1 кормовую единицу. Сбор кормового белка с единицы площади в многом определяется долей высокобелкового компонента в урожае (г = 0,95) и уровнем аккумуляции сырого протеина в биомассе (г = 0,88).

7. Высев семян гороха, овса и редьки масличной по всходам подсолнечника в условиях неравномерного и недостаточного увлажнения ведет к изреживанию посевов и снижению ростовых процессов. Наиболее плотные травостои с относительно высокими темпами линейного роста стеблей вторых компонентов формируются при одновременном посеве семян всех культур фитоценоза. Внесение удобрений на 1,9-18,7% повышает сохранность растений, при этом увеличивая высоту стеблей подсолнечника на 8,2-17,6%, а гороха, овса и редьки масличной в 1,2-1,8 раза.

8. Совместные посевы подсолнечника с горохом, овсом и редькой масличной по урожайности зеленой массы с 1 га на 3,6-10,5% уступают моноценозам подсолнечника. Однако по сбору сухого вещества на 1,5-6,3% превосходят одновидовые травостои сложноцветной культуры. Внесение расчетных норм минеральных удобрений на 15,0-37,3% увеличивает выход зеленой массы и сухого вещества с единицы площади

и повышает долю высокобелковых компонентов в общем урожае фитомассы на 10,021,4%.

9. Моделирование совместных агрофитоценозов подсолнечника, гороха, овса и редьки масличной увеличивает, по сравнению с монокультурой подсолнечника, сборы переваримого протеина с 1 га в 1,37-1,75 раза и позволяет балансировать фитомассу по кормовому белку в пределах 105-132 г на 1 кормовую единицу. При этом максимальный выход кормовых единиц - 4,00-5,13 т/га, переваримого протеина - 0,47-0,68 т/га, обменной энергии - 46,35-68,77 ГДж/га и энергетических кормовых единиц - 4,416,20 тыс^га обеспечивается при одновременном посеве подсолнечника, гороха, овса и редьки масличной. Внесение удобрений на 13,8-50,0% повышает выход кормового белка и на 17,2-41,6% обменной энергии с 1 га. Сбор переваримого протеина зависит от уровня плодородия почвы (г = 0,99), доли высокобелковых компонентов в биомассе (г = 0,95) и густоты стояния гороха и редьки масличной в фитоцинозе (г = 0,74).

10. Формирование бинарных фитоценозов кукурузы с мальвой и донником однолетним при всех изучаемых схемах размещения видов в посевах экономически и энергетически оправдано. Однако наибольший денежный -21051-22974 рубУга и энергетический чистый доход - 18,17-20,1 бГДж/га способны обеспечивать только плантации силосных культур с черезрядным посевом культур по схеме 1:1. Их рентабельность в среднем на 7,9-57,1%, а коэффициент энергетической эффективности на 4,3-16,8% выше других вариантов смесей.

11. Одновременный посев подсолнечника, гороха, овса и редьки масличной позволяет на 23,1-33,7% повысить, по сравнению с раздельным способом посева компонентов, условный чистый денежный доход и на 15,9-27,3% чистый энергетический доход с 1 га. Внесение расчетных норм минеральных удобрений способствует увеличению выхода валовой продукции в денежном выражении на 14,8-40,0%, а обменной энергии на 17,3-41,4% при уровне рентабельности 80,0-153,2% и коэффициенте энергетической эффективности 1,66-2,08.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для повышения качества фитомассы и увеличения протеиновой обеспеченности корма в 1,3-1,9 раза кукурузу целесообразно возделывать совместно с мальвой мелюка или донником белым однолетним.

2. Для обеспечения максимальной продуктивности посевов и получения фитомассы, сбалансированной по кормовому белку в пределах 122-123 г на 1 кормовую единицу, кукурузу с мальвой мелюка или донником белым однолетним в бинарных аг-рофитоцинах следует размещать чередующимися рядами 1:1 с нормой высева семян 60% + 60% от рекомендованной для чистых посевов.

3. С целью наибольшего выхода сухого вещества, переваримого протеина и обменной энергии подсолнечник на силос в лесостепи Самарского Заволжья необходимо высевать одновременно с горохом, овсом и редькой масличной с нормой высева компонентов 0,09 млн. + 0,6 млн. + 1,2 млн. + 0,9 млн. всхожих семян на 1 га.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.

1. Хисматов М.М., Троц В.Б. Влияние способов посева кукурузы и донника белого

однолетнего на продуктивность поливидового агрофитоценоза // Аграрная Россия, 2013, - №8. - С. 44-46.

2. Хисматов М.М., Троц В.Б. Влияние способов посева кукурузы и мальвы в бинар-

ных травостоях на кормовую ценность фитомассы // Известия Оренбургского ГАУ, 2013, - №4(42). - С. 71-73.

3. Троц В.Б., Хисматов М.М. Продуктивность бинарных травостоев кукурузы и мальвы при различных схемах посева растений И Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2013, - №8 (106). - С. 18-21.

4. Троц В.Б., Хисматов М.М. Влияние сроков посева компонентов на продуктивность

агрофитоциноза // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство, 2013,-№ 11.-С. 22-23.

5. Троц В.Б., Хисматова М.М. Подсолнечник на силос в совместных посевах II Аг-

рарная Россия,2013,-№11.-С. 35-36. Прочие

6. Троц В.Б., Хисматов М.М. Силосные культуры в бинарных агрофитоцинозах II Достижения вузовской науки. Сбор. мат. IV Международной научно-практической конференции. - Новосибирск, 2013. - С. 88-93.

7. Троц В.Б., Хисматов М.М. Продуктивность бинарных агрофитоцинозов силосных

культур II Современные проблемы гуманитарных и естественных наук. Мат. XV Международной научно-практической конференции. - Москва, 2013. - С. 86-90

8. Троц В.Б., Хисматов М.М. Посевы кукурузы на силос с мальвой мелюка II Инте-

грация науки и практики как механизм эффективного развития современного общества. Мат. VIII Международной научно-практической конференции. - Москва, 2013. - С. 33-37.

9. Сафаров З.Ф., Абдулвалиев P.P., Хисматов М.М., Троц В.Б. Мальва мелюка в со-

вместных посевах на силос в Предуральской лесостепи Республики Башкортостан // Энегросберегающие технологии производства продукции растениеводств. Мат. Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 85 - летию со дня рождения известного ученого-растениевода и организатора науки Бахти-зина Назифа Раяновича (1927-2007 гг.). - Уфа, 2013. - С. 152-154.

10. Троц В.Б., Хисматов М.М. Влияние сроков посева компонентов на продуктивность поливидовых агрофитоциноза // Matehialy IX Miedzynarodowej naukwi-prakycznej konfereneji "Wschodnie partnerstwo - 2013" Volume 29. Rolnictwo. -Przemysl. Nauka i sudía, 2013. - S. 5-7.

11. Троц В.Б., Хисматов М.М. Как лучше сеять кукурузу и мальву на силос// Современный Фермер, 2013, - № 8. - С. 26-28.

12. Хисматов М„ Абдулвалиев Р., Троц В. Подсолнечник на силос в смеси с другими культурами // Аграрная Тема, 2013, - №7(48). - С. 48-52.

13. Троц В.Б., Абдулвалиев P.P., Хисматов М.М. Особенности создания силосных посевов с подсолнечником II Современный Фермер, 2013, - № 9. - С. 28-29.

14. Хисматов М.М., Троц В.Б., Как лучше высевать подсолнечник на силос II Агро-Информ, 2013, - № 10(180). - С. 28-29.

15. Троц В., Хисматов М., Сафаров 3. Мальва мелюка ценное кормовое растение // Аграрная Тема, 2013, - №9(50). - С. 46-48.

/

ЛР № 020444 от 10.03.98 г. Подписано в печать 01.10.2013. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная Усл. печ. л.1 Заказ 371 тираж 100

Редакционно-издателъский центр Самарской ГСХА

446442, Самарская обл., п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная 2 Тел.: (84663) 46-2-44, 46-2-47 Факс 46-2-44 E-mail: ssaariz@ mail.ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Хисматов, Мидехат Мисбахович, Кинель

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»

На правах рукописи

0420145 5 э ^ и

ХИСМАТОВ МИДЕХАТ МИСБАХОВИЧ

Формирование поливидовых посевов силосных культур в лесостепи Самарского Заволжья

06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

В.Б. Троц

Кинель - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................4

1. ПРОБЛЕМА КОРМОВОГО БЕЖА В СИЛОСНЫХ ТРАВОСТОЯХ

И ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ...............................................................8

1.1. Хозяйственно-биологическая характеристика традиционных силосных культур.................................................................8

1.2. Хозяйственно-биологические и морфологические особенности мальвы мелюка, донника белого однолетнего и редьки масличной... 14

1.3. Опыт моделирования поливидовых агрофитоценозов силосных культур...................................................................................20

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ............28

2.1.Агроклиматические ресурсы лесостепи Самарского Заволжья.........28

2.2.Метеорологические условия в годы исследований.........................31

2.3.Агротехника и методика исследований.......................................34

3. ФОРМИРОВАНИЕ БИНАРНЫХ ТРАВОСТОЕВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ

СХЕМАХ ПОСЕВА КОМПОНЕНТОВ.......................................................41

3.1 .Фенологические наблюдения....................................................41

3.2.Густота стояния растений........................................................44

3.3.Динамика линейного роста и высота растений..............................49

3.4.Фотосинтетическая деятельность посевов....................................53

3.5. Динамика накопления сухой биомассы.......................................62

3.6. Продуктивность посевов........................................................66

3.7. Структура урожая.................................................................71

3.8.Химический состав и кормовая ценность фитомассы.....................75

4. ВЛИЯНИЕ СРОКОВ ПОСЕВА КОМПОНЕНТОВ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЛИВИДОВЫХ АГРОФИТОЦИНОЗОВ............................82

4.1 .Особенности роста и развития растений......................................82

4.2. Продуктивность травостоев....................................................90

4.3.Химический состав биомассы и кормовые достоинства урожая........95

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И АГРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СИЛОСНЫХ КУЛЬТУР...................................101

5.1. Экономическая и агроэнергетическая оценка возделывания бинарных травостоев силосных культур..................................102

5.2. Экономическая и агроэнергетическая оценка поливидовых агроценозов подсолнечника..................................................105

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ.......................................................................110

ВЫВОДЫ..................................................................................112

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.................................................115

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.................................................116

ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................139

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Успешное ведение животноводства невозможно без обеспечения скота необходимым количеством высококачественных кормов, сбалансированных по питательным веществам и в первую очередь по переваримому протеину. Дефицит кормового белка в хозяйствах лесостепной зоны Самарского Заволжья в настоящее время составляет около 15-20%, а в зимних рационах достигает 30-40%, что ведет к значительному снижению экономической эффективности отрасли. Причина этому - узкий флористический набор зеленых растений, используемых для получения свежих и консервируемых кормов, а также несовершенство существующих в хозяйствах технологий их возделывания, особенно поливидовых посевов, потенциально обладающих высокой экологической стабильностью и способностью формирования качественной кормовой массы. Их создание часто проводится без учета биологических особенностей видов и сложных межвидовых взаимоотношений растений. В результате в травостое возникают острые ассоциативные напряжения, снижающие продуктивность фитоциноза и выход переваримого протеина с урожаем.

В связи с этим особую актуальность имеют исследования, направленные на разработку современных ресурсосберегающих приемов формирования высокопродуктивных поливидовых агрофитоценозов силосных культур, обеспечивающих получение стабильных урожаев фитомассы, сбалансированной по переваримому протеину и другим физиологически активным веществам в пределах зоотехнических норм.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке приемов возделывания поливидовых посевов силосных культур, обеспечивающих получение в условиях лесостепи Самарского Заволжья стабильных урожаев фитомассы с содержанием переваримого протеина и других питательных веществ в пределах физиологических норм. В соответствии с этим в задачи исследований входило:

1. Изучить особенности роста и развития кукурузы в одновидовых и совместных травостоях с мальвой мелюка и донником белым однолетним при различных способах размещения компонентов в посеве.

2. Сделать сравнительную оценку кормовой ценности урожая и определить наиболее приемлемые варианты смесей.

3. Изучить особенности формирования фитомассы смеси подсолнечника гороха, овса и редьки масличной на силос при различных уровнях минерального питания растений.

4. Выявить влияние сроков посева гороха, овса и редьки масличной в ценозах подсолнечника на продуктивность травостоя и качество урожая.

5. Дать экономическую и агроэнергетическую оценку разработанным технологиям.

6. Внедрить наиболее эффективные приемы повышения протеиновой полноценности травостоев кормовых культур в производство. Научная новизна. Впервые в условиях лесостепи Самарского Заволжья изучены особенности роста и развития кукурузы на силос в бинарных посевах с мальвой мелюка и донником белым однолетним при различных схемах размещения компонентов. Дано агробиологическое обоснование целесообразности моделирования таких травостоев. Выявлен характер ассоциативных напряжений в поливидовых агроценозах. Установлены основные биометрические параметры силосных плантаций, позволяющих в 1,3-1,9 раза увеличить выход переваримого протеина с 1 га и повысить его концентрацию в 1 кормовой единице до 99-123 г. Проведено уточнение сроков посева гороха, овса и редьки масличной в ценозах подсолнечника на силос, обеспечивающих без существенных дополнительных материальных затрат значительный выход кормового белка с единицы площади при более рациональном использовании трофических ресурсов. Выявлено влияние минеральных удобрений на характер межвидовой конкуренции и продуктивность совместного травостоя подсолнечника, гороха, овса и редьки масличной.

Дана экономическая и агроэнергетическая оценка разработанным приемам возделывания силосных культур.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Размещение кукурузы с мальвой мелюка и донником белым однолетним в бинарных посевах на силос чередующимися рядами, по схеме 1:1, обеспечивает максимальный сбор кормовых единиц - 4,51-4,72 т/га, переваримого протеина- 0,55-0,58 т/га, обменной энергии - 54,3257,46 ГДж/га и гарантирует получение зеленой массы с концентрацией кормового белка в 1 кормовой единице на уровне 122-123 г;

2. Формирование совместных агрофитоцинозов подсолнечника, гороха, овса и редьки масличной на силос с одновременным высевом смеси семян всех культур обеспечивает наибольший выход с 1 га кормовых единиц - 4,00-5,13 т, переваримого протеина - 0,47-0,68 т, обменной энергии - 46,35-68,77 ГДж и позволяет балансировать фитомассу по кормовому белку в пределах 105-132гна1 кормовую единицу. Практическая ценность работы. Производству рекомендованы технологии создания стабильных поливидовых агроценозов силосных культур, позволяющие в 1,3-1,9 раза увеличить выход кормового белка с единицы площади и получать фитомассу, сбалансированную по переваримому протеину и другим питательным веществам в пределах зоотехнических норм.

Полученный экспериментальный материал используется в учебном процессе в ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия», ФГБОУ СПО «Аксеновский сельскохозяйственный техникум» и ГБОУ НПО «Профессиональное училище №40», в программах повышения квалификации специалистов и руководителей хозяйств Самарской, Оренбургской областей и Республики Башкортостан.

По разработанным технологиям кормовые культуры возделываются в колхозе «Искра», ИП «Гараев Н.К.», ООО «Гранит», СПК «Красная Звезда», учебном хозяйстве ФГБОУ СПО Аксеновский СХТ и других хозяйствах Са-

марской и Оренбургской областей, Республики Башкортостан на площади около Зтыс. га (акты внедрения прилагаются).

Апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в 11 печатных работах, общим объемом 3,5 п.л., в том числе 5 статей в изданиях, рекомендуемых ВАК России. Докладывались на IV Международной научно-практической конференции «Достижения вузовской науки» (г. Новосибирск, 2013 г.), на VIII Международной научно-практической конференции «Интеграция науки и практики как механизм эффективного развития современного общества» (г. Москва, 2013 г.), на XV Международной научно-практической конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук» (г. Москва, 2013 г.), на Международной научно-практической конференции «Восточное партнерство» (Польша, 2013 г.), на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 85 - летию со дня рождения известного ученого-растениевода и организатора науки Бах-тизина Назифа Раяновича (1927-2007 гг.) «Энегросберегающие технологии производства продукции растениеводства» (г. Уфа, 2013 г.), а также на агрономических конференциях Челно-Вершинского, Клявлинского, Исаклинско-го, Камышлинского районов Самарской области (2010-2013 гг.), Северного, Асекеевского, Абдулинского районов Оренбургской области (2011-2013гг.), Алынеевского, Аургазинского и Белебеевского районов Республики Башкортостан (2010-2013 гг.).

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 139 страницах и содержит введение, 5 глав, выводы и предложения производству, список литературы из 259 источников, в том числе 7 на иностранном языке. Работа включает 2 рисунка, 30 таблиц и 17 приложений.

1. ПРОБЛЕМА КОРМОВОГО БЕЖА В СИЛОСНЫХ ТРАВОСТОЯХ И

ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ

1.1. Хозяйственно-биологческая характеристика традиционных

силосных культур

Кукуруза (Zea mays) - ведущая силосная культура лесостепи Самарского Заволжья. На кормовые цели в регионе её начали возделывать в конце XIX века. Однако наиболее широкое распространение она получила после аграрных реформ 50-60 годов XX столетия. Это однолетнее злаковое растение по потенциальной урожайности зеленой массы превосходит все другие кормовые культуры. В благоприятных условиях сборы фитомассы могут достигать 90-100 т с 1 га и более (Шпаар Д. и др., 1999; Duvick D.N., 2004; Серегин A.M., 2005; Дуборезов В.М. и др., 2012; Фильчугина Е.Я. и др., 2013)

Зелёная масса кукурузы охотно поедается скотом и птицей и считается диетическим кормом, особенно в период появления метёлок. В 1 кг свежей биомассы содержится около 0,23 энергетических кормовых единиц, 2,5 МДж обменной энергии, 20 г сырого протеина, 6 г жира и 40 г сахара. Она также богата Са, К, Fe, Mg витамина группы А, Д, Е, С, В и другими физиологически активными веществами (Макарцов Н.Г., 1999; Алтунин Д.А. и др., 2001; Калашников А.П. и др., 2003; Кислинский К.Н. и др., 2005).

Корневая система кукурузы мочковатая, мощная, многоярусная, проникающая на глубину до 2,5 м и уходящая в сторону от растения в радиусе до 1 м. Стебель прямой, гладкий, высотой от 0,5 до 7 м в диаметре 2-7 см, хорошо облиственный. Листья крупные, линейные, цельнокройные, расположенные в чередующемся порядке по противоположным сторонам стебля. Растение однодомное, но раздельнополое, мужское соцветие - метёлка формируется на верхушке стебля, женское - початок в пазухе нижних листьев (Посыпанов Г.С., 1997; Галиакберов А.Г., 1997; Васин В.Г. и др., 2009).

Кукуруза- теплолюбивое, засухоустойчивое растение короткого светового дня, требующее интенсивного солнечного освещения. Предъявляет по-

вышенные требования к плодородию почвы. Хорошо удаётся на чистых от

сорняков суглинистых и супесчаных чернозёмах, темно-каштановых и пойл

менных почвах плотностью не более 1,1-1,3 г/м , обладающих хорошей водо-удерживающей способностью и водопроницаемостью (Иванов А.Ф. и др., 1996; Мадякин Е.В. и др., 2009; Акинчин A.B. и др., 2012).

Фитомасса кукурузы хорошо силосуется. Кукурузный силос содержит значительное количество крахмала, легко переваривается и является идеальным молокогонным кормом для жвачных животных. При этом в 100 кг консервированной массы, заготовленной в фазу молочно-восковой спелости, аккумулируется около 30% сухого вещества, 20-23 энергетических кормовых единицы и 25-26 МДж обменной энергии. Однако по уровню концентрации переваримого протеина в сухом веществе кукурузный силос почти в 2 раза уступает силосу из викоовсяной смеси, к тому же белок кукурузы беден незаменимыми аминокислотами: лизиноми, цистином, метионином и триптофаном. До 30% общего объема протеина приходится на малоценный в кормовом отношении белок - зеин. Поэтому скармливание скоту кукурузного силоса без добавления высокопротеиновых ингредиентов ведет к существенному перерасходу кормов на единицу продукции и повышению ее себестоимости (Singh D., Bhinder S., 1989;. Сотченко В.С, 2008; Лукашевич Н. и др., 2009; Шпаков A.C. и др., 2012; Надточаев Н.Ф. и др., 2012).

Наряду с кукурузой для получения силоса в ряде хозяйств лесостепной зоны Самарского Заволжья выращивают подсолнечник (Heleanthus annuus L.). Это однолетнее растение семейства сложноцветных способно формировать до 80 т и более зеленой массы с 1 га (Алькова Н.Г., 2001; Зеленский H.A. и др., 2010; Соболева Е.А. и др. 2013). По сведениям Ф.А. Сайфуллина (1997), З.Г. Бикбулатова (1997), Х.М. Сафина и др. (2010) урожаи фитомассы силосного подсолнечника в условиях северной лесостепи могут достигать 3258 т/га, а выход сухого вещества 7-11 т/га.

Подсолнечник - высокорослое растение, стебли прямостоячие, высотой 3 м и более. Листья крупные, очередные, сердцевидные, длинночерешковые,

цветки собраны в соцветие - корзину диаметром от 8 до 40 см. Опыление цветков перекрёстное - насекомыми. Корневая система стержневая, проникающая в глубину до 2,5-3,0 м и охватывающая большой объём почвы (Кор-ляков H.A., 1980; Миннуллин Г.С., 2005; Никишков A.B. и др., 2011).

Семена прорастают при 4-6°С, всходы легко переносят кратковременные заморозки в - 5-6°С. По мере роста и развития потребность в тепле возрастает. В фазу цветения наиболее благоприятна температура в пределах 25-27°С. Подсолнечник лучше, по сравнению с кукурузой, переносит дефицит тепла и хорошо растет при сумме положительных температур за период от посева до цветения 1450-1800°С. Растение относительно засухоустойчивое, однако для формирования высоких урожаев требует потребления большего количества воды. Подсолнечник - светолюбивое растение короткого светового дня. Хорошо удаётся на чернозёмах, каштановых и пойменных почвах, а также на темно-серых и окультуренных дерново-подзолистых участках (Гончаров П.А., 1992; Мусина Р.Ю., 1995; Рябцев В.И. и др., 2012; Ирмулатов Б.Р., 2013).

Фитомасса подсолнечника хорошо консервируется как в чистом виде, так и в смеси с другими растениями. Силос содержит легкопереваримые белки, углеводы, минеральные вещества и витамины. По кормовым достоинствам и содержанию каротина, Ca, Р, К силос из подсолнечника не уступает силосу из кукурузы, кормовой капусты и земляной груши и охотно поедается всеми сельскохозяйственными животными. В 100 кг готового корма содержится около 21 энергетической кормовой единицы, 21 МДж обменной энергии, 0,7-1,5 кг переваримого протеина (Власов В.Г., 1999; Алькова Н.Г., 2001; Левахин В.И. и др., 2005; Прыгунков В.А. и др., 2006). По данным Башкирского НИИСХ (Маликова М.Г. и др., 2010) подсолнечный силос, по сравнению с кукурузным, содержит больше кормовых единиц, обменной энергии, сухого вещества, сахара и переваримого протеина. Однако, по мнению многих специалистов (Зарипова Л.П. и др., 2009; Клименко В.П. и др., 2009; и др.), имеющегося количества белка в подсолнечниковом силосе недостаточ-

но, его дефицит достигает 35-40%. Это существенно сдерживает продуктивность молочного и откормочного скота.

В лесостепи Самарского Заволжья на силос могут возделываться овес посевной и горох посевной. Чаще всего эти культуры высевают в смеси.

Овес посевной (Avena sativa L.) - растение семейства мятликовых. В 100 кг зеленой массы овса содержится 16,8 корм. ед. и 2,5 кг переваримого протеина. Белки овса легко усваиваются животным организмом и по содержанию незаменимых аминокислот (лизин, аргинин и триптофан) значительно превосходят белки других мятликовых культур. Урожайность зеленой массы овса достигает 12-20 т/га, а в смеси с горохом 18-25 т/га, иногда и до 30 и более т/га. (Медведев Г.Ф. и др., 1981; Гончаров П.Л., 1992; Мамсиров Н.И. и др., 2012).

Корневая система мочковатая, хорошо развитая, проникает в глу