Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Формирование высокопродуктивных агрофитоценозов с донником белым в условиях степной зоны Приморского края

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Формирование высокопродуктивных агрофитоценозов с донником белым в условиях степной зоны Приморского края"

На правах рукописи

Скалозуб Ольга Михайловна

ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ С ДОННИКОМ БЕЛЫМ В УСЛОВИЯХ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

06.01.01 - обшее земледелие, растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

5 ДЕК 2013

Диссертационная работа выполнена в ГНУ Приморский НИИСХ Россельхозакадемии

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Емельянов Алексей Николаевич, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, зав. отделом кормопроизводства ГНУ Приморский НИИСХ Россельхозакадемии; Байкалопа Лариса Петровна, доктор сельскохозяйственных наук, доцент, профессор кафедры растениеводства и плодоовощеводства ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»;

Колесникова Валентина Леонидовна, кандидат биологических наук, доцент, зам. директора по научной работе, зав. лабораторией кормопроизводства ГНУ Красноярский НИИСХ Россельхозакадемии;

ФГБОУ ВПО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита состоится « 24 » декабря 2013 г в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.037.06 при ФГЪОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу; 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 90, тел./факс: 8(391) 227-36-09; e-mail: disso,-vet@kgau.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан » ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д-р с.-х. наук, доцент А.Н. Халипский

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. Современное состояние растениеводства и земледелия Дальнего Востока, в т.ч. Приморского края, свидетельствует о большом дисбалансе в структуре посевных площадей, низкой доли многолетних бобовых трав, отсутствии реальных источников биологического восстановления плодородия почв в полевых севооборотах. Кормопроизводство нуждается в большей устойчивости и непрерывности поступления сырья, обогащении кормов растительным белком. В связи с этим, научно-исследовательская работа, направленная на разработку эффективных способов возделывания и использования донника белого, повышающих энергетическую эффективность кормопроизводства актуальна для Приморского края.

Актуальность наших исследований состоит в определении эффективности возделывания донника белого в подпокровном посеве, использовании на сидерат, совершенствовании его семеноводства, повышении посевных качеств семенного материала. Изучение приемов многоукосного использования донника, как медоносной культуры, а также получения семян со второго укоса имеют не только практическую, но и научную ценность.

Степень разработанности темы исследований. Результаты большого количества исследований, проведенных на разных почвах в отличающихся климатически условиях, подтверждают, что донник является ценной сельскохозяйственной культурой, шрающей важную роль в биологизации растениеводства и расширении ассортимента используемых растений в кормопроизводстве для получения высококачественных кормов.

В наиболее засушливых районах США, Канады, а также Австралии и Индии именно донник белый интенсивно культивируется в кормовых целях. Основной мировой экспортер семян донника - Канада (провинции Альберта, Онтарио, Манитоба), где на семена, для реализации на внутреннем и внешнем рынке, выращивается от 2,9 до 7,6 тысяч тонн донника. Активно проводятся исследования азотфиксирующей способности, эффективности сортов и местных популяций донника белого в Египте.

В России донник возделывают в засушливых районах Поволжья, Западной Сибири. В Центрально-Черноземном регионе его выращивают на зеленое удобрение. Хорошо донник растет на песчаниках.

В рыночных отношениях, складывающихся на данном этапе развития экономики России, зачастую производители растениеводческой продукции руководствуются только экономической целесообразностью возделывания тех или иных культур, а проблеме восстановления и повышения плодородия почвы уделяется мало внимания.

На начало наших исследований в Приморском НИИСХ в 80-х годах XX века были отработаны некоторые элементы технологии возделывания донника белого, определены нормы высева на корм и семена, изучены злаково-бобовые травосмеси в производственных условиях на осушенных землях ОПХ «Степное» с использованием минеральных удобрений.

В тоже время, не были достаточно изучены:

- зависимость семенной и кормовой продуктивности донника от способа посева, а также влияние скарификации на посевные качества семян;

- эффективность включения донника в многолетнюю травосмесь;

- многоукосное использование донника и влияние сроков скашивания на продолжительность цветения;

- способы использования донника белого на сидеральное удобрение.

Цель исследования. Усовершенствовать приемы возделывания донника белого в условиях Приморского края в одновидовых и смешанных посевах на зеленую массу, семена и сидерат.

Задачи исследований:

- подобрать покровные культуры для посева с донником белым, соответствующие его биологическим требованиям;

- установить эффективность включения донника белого в состав травосмеси многолетних трав;

- определить качество и энергетическую эффективность полученного корма;

- определить возможность многоукосного использования донника белого;

- установить влияние скарификации на посевные качества семян донника белого;

- изучить возможность использования донника в качестве сидерата и его действие на урожайность последующей культуры.

Научная новизна. В результате проведенных исследований автором впервые предложен комплекс агротехнических приемов возделывания донника белого в одновидовых и смешанных посевах, направленных на более полное использование биоклиматического потенциала Приморского края.

Изучено влияние покровной культуры на кормовую и семенную продуктивность, установлена энергетическая эффективность включения донника белого в травосмесь, определена возможность многоукосного использования донника белого, продления цветения за счет периодического скашивания, установлено влияние донникового сидерата на урожайность последующей культуры, определена биоэнергетическая и экономическая эффективность использования донника на сидерат.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований позволили рекомендовать сельхозпроизводителям усовершенствованную агротехнику донника белого в условиях Приморского края в одновидовых и смешанных посевах, обеспечивающую максимальную урожайность зеленой и сухой массы, семян, соответствующих требованиям ГОСТ Р 52325-2005.

Введение в полевой севооборот донника как сидеральной культуры, позволит стабилизировать урожайность последующих культур, улучшить фитосанитарное состояние и плодородие почвы.

Усовершенствованная технология возделывания донника на семена применялась при закладке питомников первичного семеноводства Приморского НИИСХ. Способы организации медоносного конвейера использованы на пасеке общества пчеловодов Уссурийского городского округа Приморского края. Рекомендации по технологии возделывания многолетних бобовых трав, разработанные автором, использовались в проекте «Инновационный биотехнологический комплекс» холдинговой компанией «Зеленые листья» (Приморский край).

Методология и методы исследования. Экспериментальная работа выполнялась в 20062009 гг. на полях Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства, расположенного в степной природно-климатической зоне Приморского края.

В исследованиях применялись лабораторные и полевые методы, определялись агрохимические свойства почвы, проводился химический анализ растений и оценка качества урожая с использованием общепринятых методик.

Экспериментальные данные обработаны методом дисперсионного и корреляционного анализов по Доспехову Б.А. Определение средней HCPos за ряд лет проводили по методике в изложении Короневского В.И.

Использовались приборы и оборудование: весы лабораторные ВК-600, весы CASSW-DD 20 кг, компьютер DNS Office, молотилка пучково-сноповая МПС-1М, мотокоса FS-90.

Положения, выносимые на защиту:

1. Посев донника белого под покров ранних яровых культур (ячмень на зерно, райграс однолетний на семена) в системе полевых севооборотов степной зоны Приморского края, позволяет получить наибольшую урожайность зеленой массы и семян, а также дополнительную продукцию от покровных культур.

2. Введение донника белого в состав травосмеси увеличивает урожайность зеленой массы в первый год пользования.

3. Разработанная схема подкашивания донника белого продлевает период медосбора в пчеловодстве в среднем до 96 дней.

4. Проведение первого укоса через 40 дней от начала отрастания (фаза ветвления) позволяет получить максимальную урожайность семян во втором укосе, через 60 дней (фаза бутонизации) - наибольшую урожайность зеленой массы.

5. Использование всей биомассы донника белого на сидерат позволяет снизить массу сорняков и увеличить урожайность последующей культуры.

Степень достоверности и апробация результатов. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на конференциях аспирантов, молодых ученых и специалистов ФГБОУ ВПО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия» (г. Уссурийск) в 2008, 2009 годах; на конференциях аспирантов, молодых ученых ГНУ Приморский НИИСХ Россель-хозакадемии в 2007-2009 годах.

Основные положения диссертации доложены на заседаниях отдела кормопроизводства, Ученого совета ГНУ Приморский НИИСХ Россельхозакадемии в 2012-2013 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 10 статей, в т.ч. 3 в рецензируемых журналах, рекомендации «Возделывание донника белого, как культуры многопланового использования».

Диссертация соответствует специальности 06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения и предложений производству. В работе 4 рисунка, 28 таблиц, 13 приложений. Список использованной литературы включает 150 источников, в том числе 6 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1 Обзор литературы

Приведен анализ литературных источников, где отражены распространение и значение донника белого, его биологические особенности и приемы возделывания в одновидовых и смешанных посевах на зеленую массу, семена и сидерат.

2 Условия и методика проведения исследований

Экспериментальные поля института расположены на Ханкайско-Уссурийской равнине. Рельеф опытных участков - приподнятое над долиной плато с увалами и микропонижениями. Почвы лугово-бурые отбеленные. Мощность корнеобитаемого слоя 20-25 см. Содержание гумуса - 3,77-6,84%, рНТОл 4,7-6,4, гидролитическая кислотность - 1,4-4,9 мг-экв. на 100 г почвы, сумма поглощенных оснований - 26,3-33,5 мг-экв. на 100 г почвы. Содержание нитратного азота - 4,92-42,2 мг/кг почвы. Содержание подвижного фосфора - 5,6-23,5 мг, обменного калия -9,0-17,8 мг/100 г почвы.

Исследования осуществляли по утвержденным методикам. Опьггы закладывали по Методике полевого опыта (Доспехов, 1985). Фенологические наблюдения по фазам развития растений, учеты по урожайности зеленой массы, сена и семян донника, зимостойкость его посевов, высоту растений, ботанический состав травостоев, облиственность, густота стояния растений, структурный анализ урожая, засоренность посевов гречихи по сидерату проводили по Методике опытов на сенокосах и пастбищах (ВНИИ кормов, 1971) и Методическим указаниям по проведению полевых опытов с кормовыми культурами (ВНИИ кормов, 1997). Учет массы корней и клубеньков донника и клевера с единицы площади проводили путем взятия почвенных монолитов, расчет активного сибиотического потенциала (АСП) проводили по методике Посыпанова Г.С. (1991). Посевные качества семян определяли по нескольким показателям. Лабораторную всхожесть и энергию прорастания выражали в процентах нормально проросших семян в пробе, взятой для анализа. Семена проращивали в оптимальных условиях, которые стандартизованы для получения сравнимых результатов анализа и указаны в ГОСТе Р 52325-2005. Жизнеспособность и твердокаменность семян донника белого определяли способом набухания с использованием 0,5 % раствора NaOH и вычисляли в процентах, как среднее арифметическое результатов анализа двух проб. Для определения массы 1000 семян отсчитывали две пробы по 500 семян. Их

взвешивали с точностью до 0,01 г, переводили на массу 1000 семян (удваивали) и вычисляли среднюю массу.

Коэффициент размножения семян (К.р.с.), отношение массы (числа) собранных семян к массе (числу) высеянных, определяли поформуле:

Ир.с. - У х А .

Н х В

где К.р.с. - коэффициент размножения семян, У - урожайность семян (ц), Н - масса высеянных семян (ц), А - масса 1000 высеянных семян (г), В - масса 1000 семян в урожае (г).

На покровных культурах и гречихе учеты и наблюдения проводились по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1989). Расчет агроэнергетической эффективности проводился по методике ВАСХНИЛ (1989), ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (2000), с учетом биоэнергетической оценки возделывания полевых культур в условиях Дальнего Востока (2002). Экспериментальные данные обработаны методом дисперсионного и корреляционного анализов (Доспехов, 1985). Определение средней НСР05 за ряд лет проводили по методике в изложении Короневского В.И.

Химические анализы растительных и почвенных образцов проведены в лаборатории агрохимических анализов ГНУ Приморского НИИСХ Россельхозакадемии.

Метеоусловия в годы исследований характеризовались существенными различиями в распределении осадков и температурном режиме в течение вегетационных периодов. В 20062007 годах вегетационные периоды были типичными для Приморского края и благоприятными для роста и развития растений донника белого. В 2006 году сумма осадков с апреля по октябрь составила 502,5 мм, что меньше на 53,5 мм среднемноголетних норм. Сумма положительных температур выше 10°С составила 2627°С. Гидротермический коэффициент (ГТК) составил 1,45. За вегетационный период 2007 года выпало 527,5 мм осадков, что ниже на 28,5 мм среднемноголетних норм. Сумма положительных температур составила 2727°С, ГТК веге-тационоого периода соответствовал 1,50. Погодные условия вегетационного периода 2008 года характеризовались большей теплообеспеченностью (выше нормы от 0,1 до 3,6°С) и волнообразным распределением осадков в апреле, мае и июле больше средней многолетней нормы (на 14,8; 63,1 и 98,2 мм), а в июне, августе и сентябре меньше средней многолетней нормы (на 49,9; 85,5 и 84,6 мм). Неравномерное распределение осадков повлияло на изучаемые культуры. Количество осадков, выпавших за вегетацию, составило 500,5 мм, сумма положительных температур - 2841°С, ГТК - 1,53. Вегетационный период 2009 года был более засушливым по сравнению с предыдущими годами исследований, что повлияло на накопление биомассы многолетних трав. Количество осадков, выпавших за вегетацию, составило 460,9 мм, сумма положительных температур выше 10°С составила 2617°С, ГТК составил 1,35.

Зима 2006-2007 гг. была более теплой и многоснежной, устойчивый снежный покров продержался на уровне 12 см до третьей декады марта.

Резкое похолодание во второй декаде октября 2007 года и выпавшие осадки в виде дождя и мокрого снега отрицательно сказались на процессе предзимнего закаливания растений многолетних трав, в том числе донника белого.

Зима 2007-2008 гг. была наиболее холодной, в январе минимальная температура воздуха опускалась до -38,2°С, что привело к изреживанию посевов многолетних трав.

Первая половина зимы 2008-2009 гг. характеризовалась неустойчивой с повышенным температурным режимом погодой. Но в отдельные дни из-за незначительного снежного покрова (1-2 см) температура на поверхности почвы опускалась до -33°С, это обусловило снижение минимальной температуры почвы на глубине 3 см до -13,5°С.

Согласно Государственному реестру селекционных достижений, допущенных к использованию по Дальневосточному региону, нами в опытах использовались следующие сорта многолетних и однолетних бобовых и злаковых культур: донник белый - Обской гигант, люцерна изменчивая - Вега 87, клевер луговой - Приморский 14, кострец безостый - Первомайский, гречиха - Изумруд. В качестве покровных культур использовались райграс однолетний сорта Московский 74, ячмень яровой — Приморский 89.

В соответствии с поставленными задачами были проведены 4 полевых опыта. Повтор-ность в опытах четырехкратная, площадь делянок 2,5-256 м2, размещение вариантов в опытах -систематическое и рендомизированное.

Предшественниками в полевых опытах являлись гречиха, пшеница +вика.

Система обработки почвы включала в себя зяблевую вспашку на глубину пахотного горизонта, ранневесеннее боронование, две культивации - глубокую и предпосевную, прикатыва-ние почвы до и после посева. Посев производился сеялками СЭТ-3,6, СН-16. В опытах с покровными культурами сначала высевались покровные культуры (ячмень, райграс), а затем донник белый - поперек посева покровных культур.

Нормы и способы посева соответствовали целям и задачам полевого опыта.

Уход за посевами включал борьбу с сорняками и осуществлялся боронованием посевов средними боронами до и после всходов. В опыте по изучению способов посева проводилось подкашивание сорняков в беспокровном посеве.

3 Результаты исследований 3.1 Изучение покровной культуры для донника белого

В схему опыта были включены однолетние покровные культуры с различными биологическими особенностями, оказывающие свое влияние на рост и развитие донника. Контролем являлся вариант без посева покровной культуры. Фенологические наблюдения проводились на покровных культурах, доннике белом первого и второго года жизни. Учет урожайности зеленой массы донника белого в первый год жизни проводили перед уходом в зиму, во второй — в фазу бутонизации.

Складывающиеся погодные условия в годы исследований повлияли на период вегетации покровных культур. По данным фенологических наблюдений средняя продолжительность периода вегетации составила у ячменя - 80, райграса - 76 дней. Наиболее короткий период вегетации покровных культур (меньше средних данных на 6 дней) был в 2006 году. В 2007 и 2008 годах продолжительные периоды вегетации данных культур (больше средних значений на 1-7 дней) у ячменя и (на 3-4 дня) - у райграса, связаны с переувлажнением в мае. Так, в 2007 году осадков выпало больше на 62,8, а в 2008 году на 63,1 мм среднемноголетних значений. Что повлияло на развитие покровных культур. Растения продолжительное время: (21-23 дня) ячмень и (20 -23 дня) райграс, находились в фазе кущения.

Наблюдения за развитием покровных культур показали, что густота стеблестоя и высота растений была большей у райграса однолетнего. Так, на момент уборки покровных культур на семена и зерно, количество побегов на 1 м2 райграса однолетнего и ячменя в среднем за три года составило 442 и 315 шт. соответственно. Большее количество побегов у райграса объясняется его биологическими особенностями, т. е. способностью куститься в течение всего вегетационного периода. Высота райграса превышала высоту ячменя в среднем на 2 см.

В более благоприятных условиях по увлажнению вегетационных периодов 2006 и 2008 годов сформировался высокий урожай зерна ячменя (4,0 и 3,7 т/га) и семян райграса однолетнего (1,8 и 1,5 т/га). Так, урожайность зерна ячменя в 2006 году была выше на 57,5 %, в 2008 году на 45,7 %, а семян райграса на 62,8 % и 34,9 %, в сравнении с 2007 годом.

В свою очередь покровные культуры повлияли на рост и развитие донника белого. В первый год жизни донник чувствителен к недостатку влаги и питательных' веществ, а интенсивно развивающиеся покровные культуры снижали количество всходов донника белого, вызывали их гибель. Так, в среднем за годы исследований густота стояния растений донника в фазе полных всходов по вариантам опыта составляла: 320 шт./м2 - под покровом ячменя, 309 шт./м2 - под покровом райграса однолетнего и 332 шт./м2 - в беспокровном посеве.

Урожайность зеленой массы является одним из основных признаков при определении ценности культуры для соответствующих условий выращивания. Урожайность вегетативной массы растений связана с целым рядом отдельных элементов, в том числе и с высотой растений. Установлено, что донник под покровом имеет как большую урожайность зеленой массы, так и высоту растений, чем беспокровный посев. Коэффициент корреляции между этими показателями

равен 0,99. В среднем за три года исследований урожайность зеленой массы за два года жизни с донника, выросшего под покровом ячменя и райграса однолетнего, была выше (на 27 и 25 %), чем в беспокровном посеве.

Урожайность семян донника под покровом существенно выше, чем в беспокровном посеве, с максимумом под покровом райграса однолетнего - 1,93 т/га (таблица 1). Наибольшее количество генеративных побегов сформировалось у растений донника под покровом ячменя -113 шт./м2. Количество генеративных побегов у донника без покрова было меньше (на 36 шт./м2), чем под покровом ячменя и (на 23 шт./м2), чем под покровом райграса.

Облиственность донника белого первого и второго года жизни под покровом райграса была наибольшей. В первый год жизни выше (на 4,23 %), чем в беспокровном посеве и (на 9,9 %), чем под покровом ячменя. На второй год жизни донника, выросшего под покровом райграса, она была выше (на 8,66 %), чем под покровом ячменя и (на 6,7 %), чем в беспокровном посеве. В беспокровном посеве донника, как в первый, так и во второй год жизни облиственность была выше (на 5,67 и 1,96 %), чем под покровом ячменя. Такая тенденция сохранялась во все годы исследований.

Таблица 1 - Урожайность донника белого в зависимости от покровной культуры (среднее за 2006-2009 гг.)_____________

Покровная культура Урожайность зеленой массы донника, т/га Высота растений донника (перед скашиванием зеленой массы), см Урожайность семян донника, т/га

1-й год жизни 2-й год жизни 1 -й год жизни 2-й год жизни

Ячмень 5,18 17,27 42,1 93,4 1,57

Райграс однолетний 4,84 17,20 42,0 93,1 1,93

Без покрова(контроль) 2,92 14,73 38,0 89,1 1,35

НСР05 0,18 1,84 0,21

Лучшей зимостойкостью обладали посевы донника бет покрова, где к весне сохранилось в среднем за три года до 93 % растений. Под покровом ячменя их было меньше на 2,5 %, райграса однолетнего - на 9,3 %. И хотя посевы донника без покрова были более зимостойкие, они больше всего зарастали сорняками, что подтверждает анализ ботанического состава, травостоев донника второго года жизни.

На второй год жизни донник, выросший под покровом райграса, отличается большим содержанием основной культуры - 80,47 % и соответственно меньшим количеством сорняков -19,53 %. В беспокровном посеве и под покровом ячменя количество сорняков было больше (на 8,48 и 1,69 %), чем под покровом райграса.

Нами отмечено, что донник белый первого года жизни более ценен в кормовом отношении, чем донник второго года жизни, так как в 1 кг сухого вещества содержит больше переваримого протеина. Наибольшим содержанием переваримого протеина в 1 кг сухого вещества отличается донник, сформировавшийся под покровом райграса однолетнего в первый и второй годы жизни. Донник белый без покрова и под покровом ячменя уступали ему (на 3,2 и 5,43 г) в первый и (на 7,98 и 10,83 г) во второй годы жизни соответственно. Это объясняется соотношением листьев к стеблям. В нашем опыте у донника, сформировавшегося под покровом райграса, облиственность выше, чем в других вариантах.

Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином по всем вариантам высокая, а максимальной (190 и 180 г) она была у донника первого и второго года жизни, сформировавшегося под покровом райграса однолетнего. У донника без покрова и под покровом ячменя она была ниже (на 5 и 17 г) в первый и (на 7 и 12 г) во второй годы жизни.

Наименьшее содержание кормовых единиц в 1 кг сухого вещества (0,80) отмечено у донника первого года жизни под покровом райграса. Под покровом, ячменя и в беспокровном посеве содержание кормовых единиц было больше (на 0,04 и 0,01 к. ед. соответственно). У донника второго года жизни, сформировавшегося под покровом, содержание кормовых единиц

в 1 кг сухого вещества не зависело от вида покровной культуры (0,84), у донника без покрова показатели были на 0,01 к. ед. меньше.

Наибольшее содержание валовой и обменной энергии в 1 кг сухого вещества отмечено у донника белого первого года жизни. У донника второго года жизни отмечено, что концентрация обменной энергии у культуры, выросшей под покровом больше (на 0,09 МДж/кг), чем у беспокровного посева.

Наибольшую продуктивность посевов первого года жизни обеспечивает донник под покровом ячменя, второго - под покровом райграса однолетнего. Сбор обменной энергии и сухого вещества с 1 га посевов в первый год жизни был наибольшим (16,30 ГДж/га и 1,60 т/га) у донника под покровом ячменя. У донника под покровом райграса и в контроле эти показатели были ниже (на 3,50 и 8,00 ГДж/га, 0,34 и 0,79 т/га соответственно). На второй год жизни сбор обменной энергии и сухого вещества был наибольшим у донника, сформировавшегося под покровом райграса однолетнего (33,80 ГДж/га и 3,37 т/га), у донника, под покровом ячменя и в контроле эти показатели были ниже (на 0,50 и 6,00 ГДж/га, 0,05 и 0,57 т/га). Однако, в сумме за два года жизни, наибольший сбор обменной энергии, сухого вещества, кормовых единиц и переваримого протеина с 1 га посевов обеспечил донник, сформировавшийся под покровом ячменя - 49,60 ГДж, 4,92; 4,34 и 0,75 т.

3.2 Влияние донника белого на урожайность и качество зеленой массы многолетней травосмеси

В практике издавна наблюдается стремление улучшить использование земельных участков объединением в одном посеве растений, относящихся к разным видам, т. е. в смешанных посевах сельскохозяйственных культур. Во многих случаях этим достигается повышение общего сбора продукции с площади, облегчается уборка некоторых культур, повышается ценность кормов, улучшается структура почвы и т.д. Наряду с этим, в смешанных посевах нередко наблюдается снижение урожая одной или каждой из возделываемых культур по сравнению с чистыми посевами, обусловленное особенностями взаимоотношений растений.

Учеты в опытах проводили на второй год жизни трав. Определение урожайности зеленой массы травосмесей - в фазу бутонизации донника белого.

В составе травосмесей наибольшей конкурентоспособностью обладает кострец безостый. Так, в составе двухкомпонентной травосмеси его содержание составляет более 50 %. В трехкомпонентной травосмеси содержание костреца и донника - более 30 %.

Включение донника белого в состав многолетней травосмеси позволило существенно увеличить (в 1,3 раза) урожайность зеленой массы и сухого вещества на второй год жизни трав -до 24,96 и 4,84 т/га.

Таким образом, донник, как двулетняя культура, позволяет повысить продуктивность травосмесей многолетних трав, которые, в свою очередь, достигают наибольшей продуктивности на 3-4 год пользования.

Сырой протеин является одним из важных показателей полноценности кормов для жвачных животных. Проведенный химический анализ зеленой массы выявил тенденцию увеличения содержания сырого протеина в травостоях при уменьшении содержания сырой клетчатки, при этом коэффициент корреляции составил -0,92 (таблица 2). Так, содержание сырой клетчатки в травосмеси с донником было меньше (на 5,46 и 3,37 %), чем в одновидовом посеве костреца и двухкомпонентной травосмеси. Однако, во всех вариантах она была в пределах зоотехнической нормы.

В среднем по вариантам содержание жира в травах изменялось от 1,88 до 2,74 %. В травосмеси с донником его было больше в 1,5 и 1,1 раза, чем в одновидовом посеве костреца и двухкомпонентной травосмеси.

Содержание сырой золы в среднем по вариантам опыта изменялось от 9,05 до 9,63 %.

Наиболее высокое содержание БЭВ отмечено в травосмеси с донником - 47,48 %, в двухкомпонентной травосмеси их было меньше на 1,87 %.

Таблица 2 - Влияние донника белого на химический состав зеленой массы травостоев второго года жизни (в % к сухому веществу), среднее за 2007-2008 гг.

Показатель Вариант

кострец кострец + люцерна кострец + люцерна + донник

Сухое вещество 21,83 20,20 19,39

Органическое вещество 90,95 90,76 90,37

Сырой протеин 9,70 12,08 12,98

Сырой жир 1,88 2,53 2,74

Сырая клетчатка 32,63 30,54 27,17

Зола 9,05 9,24 9,63

БЭВ 46,74 45,61 47,48

В среднем, в годы исследований наибольшее содержание кормовых единиц и переваримого протеина в 1 кг сухого вещества, а также наибольший выход кормовых единиц и превари-мого протеина с 1 га были отмечены в травосмеси с донником (таблица 3).

Таблица 3 - Продуктивность и питательность травостоев второго года жизни (среднее за 20072008 гг.)___

Показатель Вариант

кострец кострец + люцерна кострец + люцерна -1 донник

Содержание в 1 кг сухого вещества кормовых единиц 0,44 0,64 0,73

переваримого протеина, г 55 94 100

обменной энергии, МДж 7,32 8,89 9,49

валовой энергии, МДж 17,77 17,97 17,94

Выход с 1 га кормовых единиц, т 1,55 2,46 3,53

переваримого протеина, т 0,20 0,36 0,48

обменной энергии, ГДж 25,84 34,24 45,93

валовой энергии, ГДж 62,73 69,18 86,83

Многолетние культуры обеспечивают наиболее высокое и стабильное накопление обменной энергии, что в сочетании с низкими энергозатратами на их производство, дает высокий агроэнергетический эффект. Выход обменной энергии во всех изучаемых вариантах находился на высоком уровне, что вполне характерно для многолетних культур. Выявлено, что включение донника белого в состав кострецово-люцерновой травосмеси, в сравнении с таковой, улучшает показатели выхода обменной энергии с урожаем на 11,69 ГДж/га.

3.3 Определение возможности мпогоукосного использования донника белого

Латинское название донника «МеЫоЦв» означает «Мед дающий». Как высокоценное медоносное растение он известен давно. В настоящее время, пчеловоды считают его одним из лучших медоносов ценность которого, обусловлена многими причинами.

Подкашивание донника белого в условиях Приморского края в разные сроки оказывало значительное влияние на продолжительность цветения и формирование семян. Наибольшую продолжительность цветения обеспечил вариант, где первое скашивание проведено через 40 дней от начала отрастания. В среднем за годы исследований общая продолжительность цветения в этом случае составила 96 дней (таблица 4).

Отмечено, что чем раньше проведено первое скашивание, тем выше урожайность зеленой массы во втором укосе и выше урожайность семян, полученных со второго укоса (таблица 5). Наибольшая урожайность зеленой массы донника белого за три укоса (18,32 т/га) получена при первом укосе через 60 дней от начала отрастания (фаза бутонизации). В посевах донника белого без скашивания урожайность семян за годы исследований была наивысшей и составила

1,32 т/га. Наибольшая урожайность семян со второго укоса - 0,79 т/га получена в варианте при скашивании через 40 дней от начала отрастания.

Таблица 4 - Продолжительность цветения донника белого в зависимости от сроков скашивания

Вариант скашивания Продолжительность цветения, дней"

1 укос дата 2 укос дата 3 укос дата общая

Без скашивания (контроль) - - - 37

Через 40 дней от начала отрастания 40 26-28.05 34 17-25.06 22 03-11.07 96

Через 50 дней от начала отрастания 38 04-06.06 30 24-29.06 И 09-17.07 82

Через 60 дней от начала отрастания 40 15-16.06 11 9.07 6 20-24.07 58

Примечание: * - в числителе количество дней, в знаменателе - дата укоса

Таблица 5 - Урожайность зеленой массы и семян донника белого в зависимости от сроков

скашивания (среднее за 2007-2009 гг.)

Вариант скашивания Зеленая масса, т/га Семена, т/га

1 укос 2 укос 3 укос всего

Без скашивания (контроль) - - - - 1,32

Через 40 дней от начала отрастания 5,59 4,99 2,17 12,75 0,79

Через 50 дней от начала отрастания 9,70 2,94 1,14 13,78 0,45

Через 60 дней от начала отрастания 15,03 2,55 0,74 18,32 0,38

НСР05 1,83 1,49 0,40 1,52 0,13

Максимальная масса 1000 семян получена в варианте без скашивания - 1,77 г (таблица 6). Таблица 6 - Посевные качества семян донника белого, полученных со второго укоса* (среднее за2007-2009 гг.)________

Масса Энергия Лабораторная Твердые Жизнеспо-

Вариант скашивания 1000 семян, г прорастания, % всхожесть, % семена, % собность, %

Без скашивания 1,77 7 9 90 99

(контроль) 45 49 49 98

Через 40 дней от начала 1,71 17 12 70 89

отрастания 70 74 8 82

Через 50 дней от начала 1,58 14 16 79 95

отрастания 68 70 9 79

Через 60 дней от начала 1,60 10 13 85 98

отрастания 54 59 36 95

НСР05 0,09

Примечание: * - в числителе - без скарификации, в знаменателе - после скарификации

Наибольшей массой 1000 семян, полученных со второго укоса, отличался вариант, где первое скашивание проводили через 40 дней от начала отрастания - 1,71 г.

Для определения посевных качеств и количества твердых семян донника их проращивали без скарификации в оптимальных условиях. Посевные качества семян донника белого без скарификации низкие. В среднем за три года исследований в вариантах, где проводилось скашивание, всхожесть была выше. Наибольшей всхожестью (19 %) характеризуются семена, полученные при скашивании через 40 дней от начала отрастания.

Наибольшее количество твердых семян образовалось в варианте без скашивания - 90 %,

при скашивании через 40 дней от отрастания, образование твердых семян было меньше на 20 %. Выявлено, что жизнеспособность семян, не подвергшихся скарификации высокая, с максимумом в контроле - 99 %. Для устранения твердокаменности наибольшее практическое значение имеет скарификация. Она привела к увеличению процента всхожих семян до 74 % и снижению твердых семян до 8 %, полученных во втором укосе при скашивании через 40 дней от начала отрастания.

В результате исследований установлено, что в условиях Приморского края можно получить до 0,79 т/га семян донника белого со второго укоса. За счет периодического подкашивания можно продлить период цветения донника, в том числе при планировании медоносного конвейера, в среднем до 96 дней. Скарификация семян приводит к увеличению всхожести и снижению содержания твердых семян.

3.4 Изучение способа использования донника белого на сидерат

Донник - культура многопланового использования и как сидерат удовлетворяет самым высоким требованиям, он может обогащать почву органическими веществами, азотом, фосфором и калием.

В схему опыта были включены две сидеральные культуры, высеваемые под покров ячменя - донник белый и клевер луговой, контроль - вариант без сидеральной культуры. В данном опыте проводили наблюдения и учеты за покровной и сидеральными культурами 1 и 2 года жизни, а также за последующей культурой (гречихой).

Фенологические наблюдения за покровной культурой не выявили влияния подсеваемых трав на наступление фаз развития ячменя. В большей степени на развитие ячменя и продолжительность его периода вегетации оказывали влияние погодные условия в годы исследований. Как было отмечено ранее, на продолжительность вегетации влияли осадки в мае, коэффициент корреляции между этими показателями равен 0,89.

Наибольшая урожайность зерна покровной культуры в годы исследований в среднем получена в варианте с подсевом донника белого - 2,93 т/га, с подсевом клевера она была ниже (на 0,56 т/га или 19 %). В контроле (посев ячменя без подсева трав) урожайность зерна составила -2,63 т/га, то есть подсев донника не снижает урожайность покровной культуры (НСРо5=0,29).

Влияние зимних условий в годы исследований на зимостойкость донника и клевера было различным (таблица 7). Наибольшая зимостойкость трав по сравнению со средними данными (выше у клевера на 5, донника - 3 %) была отмечена в условиях более теплой и снежной зимы -2006-2007 гг.

Фенологические наблюдения за сидеральными культурами во второй год жизни показали, что возобновление вегетации донника и клевера в среднем наблюдается во второй декаде апреля. Более позднее (на 5-6 дней) возобновление вегетации отмечалось прохладной весной 2007 года. В 2009 году клевер луговой не достиг фазы бутонизации и к моменту запашки сформировал наименьшую урожайность зеленой и корневой массы.

Таблица 7 - Зимостойкость и наступление фенологических фаз у сидеральных культур второго года жизни (2007-2009 гг.) __

Культура Год Зимостойкость, % Дата

возобновление вегетации фаза бутонизации

Клевер луговой .2007 89 23.04 14.06

Донник белый 94 23.04 14.06

Клевер луговой 2008 85 15.04 06.06

Донник белый 89 15.04 09.06

Клевер луговой 2009 78 15.04 -

Донник белый 89 18.04 08.06

Клевер луговой среднее 84 17.04 10.06

Донник белый 91 18.04 10.06

В среднем по годам исследований накопление биомассы клевера лугового было выше (на 3,54 т/га), чем донника белого, за счет густоты растений на I м2 (таблица 8). Густота растений клевера в среднем была больше (на 165 шт./м2), чем у донника. В 2007 и 2009 годах урожайность зеленой массы донника сформировалась выше (на 2,58 и 4,22 т/га) за счет высоты растений, которая превышала высоту клевера в 1,9 раза. В 2008 году клевер сформировал максимальную урожайность зеленой массы (28,25 т/га), чему способствовали обильные осадки в апреле и мае.

Масса корней клевера лугового в среднем была выше (на 0,61 т/га), чем донника за счет густоты растений, и только в 2009 году масса корней и густота растений донника белого была выше (на 3,5 т/га и 75 шт./м2 соответственно), чем клевера. Нами отмечено, что засушливые условия мая 2009 года отразились на накоплении зеленой массы и корней сидеральными культурами. В данном случае прирост корней у клевера и донника было больше (в 1,2 и в 1,08), чем зеленой массы. Зависимость урожайности ■ зеленой массы от суммы осадков характеризуется коэффициентом корреляции: у донника 0,62, клевера - 0,90. Как видно, в большей степени осадки влияют на урожай зеленой массы клевера, чем донника.

Таблица 8 - Густота стояния, высота и накопление биомассы растений сидеральных культур второго года жизни (2007-2009 гг.)____

Культура Год Густота растений, шт./м Высота, см Накопление биомассы, т/га

зеленая масса корни всего

Клевер луговой 2007 375 30,7 18,75 12,00 30,75

2008 375 53,5 28,25 11,17 39,42

2009 125 30,6 6,85 8,50 15,35

среднее 291 38,3 17,95 10,50 28,45

Донник белый 2007 78 61,0 21,33 9,00 30,33

2008 100 86,3 12,68 8,67 21,35

2009 200 75,7 11,07 12,00 23,07

среднее 126 74,3 15,02 9,89 24,91

Во все годы исследований содержание сухого вещества в зеленой массе и корнях донника в среднем оказалось выше (в 1,04 раза), чем у клевера.

В наших исследованиях масса клубеньков с леггемоглобином на одном растении донника белого была больше в 2,6 раза, чем на клевере луговом. Количество симбиотически фиксированного азота зависит не только от массы активных клубеньков с леггемоглобином, но и от продолжительности их функционирования. Активный симбиотический потенциал (АСП) объединяет эти два критерия. Нами установлено, что в условиях Приморского края активный симбиотический потенциал донника был выше в 1,2 раза, чем клевера.

Запашка на сидерат проведена в фазу бутонизации донника белого, когда в его зеленой массе накапливается максимальное количество питательных веществ, что дало возможность провести посев гречихи в рекомендуемые сроки и получить хороший урожай. С учетом химического состава корней и зеленой массы нами было рассчитано валовое поступление в почву азота, фосфора и калия. Установлено, что при запашке поукосных остатков и корней поступление элементов питания в 2 раза ниже, чем при запашке всей биомассы. Так, в разные годы исследований при запашке поукосных остатков и корней клевера лугового в почву поступало азота от 58 до 66 кг/га, а всей биомассы - от 121 до 180 кг/га. У донника при запашке поукосных остатков и корней в почву поступало от 35 до 71 кг/га, а всей биомассы от 84 до 136 кг/га.

Нами выявлено, что в период от весеннего отрастания до бутонизации в 2007 году донник накопил в зеленой массе азота 93, а клевер - 76 кг/га. Однако в 2008 году клевер накопил больше питательных веществ в зеленой массе и корнях растения, чем донник. В 2009 году донник проявил более высокую устойчивость к неблагоприятным условиям (осадков в мае выпало 30 % от среднемноголетней нормы) и накопил азота в поукосных остатках и корнях на 5 кг/га, в зеленой массе на 10 кг/га больше, чем клевер. При внесении зеленого удобрения в пахотном

слое накапливаются как азот, так и другие питательные вещества. В среднем за годы исследований в зеленой массе донника и клевера накопилось от 14 до 16 т/га органического вещества, или от 93 до 91 % в 1 кг сухого вещества.

Гречиха более продуктивна при возделывании в севообороте по пласту и обороту пласта многолетних трав, после зерновых. В степной зоне Приморского края ее посев совпадает со сроками (III декада июня - I декада июля) запашки сидерата (фаза бутонизации бобовых культур), чго дает возможность провести посев гречихи в рекомендуемые сроки и получить хороший урожай зерна (таблица 9). Наибольшая урожайность зерна гречихи получена по доннику при запашке всей вегетативной массы, она выше в 1,2 раза, чем в контроле.

Засоренность посевов гречихи по количеству и массе сорняков значительно отличается. Наименьшее количество сорняков (42 шт./м2) было на посеве гречихи при запашке поукосньгх остатков и корней клевера лугового. Наименьшая масса сорняков (46,9 г/м2) была в посеве гречихи при запашке поукосных остатков и корней донника белого.

Таблица 9 - Влияние сидерального удобрения на урожайность и засоренность гречихи (среднее за 2007-2009 гг.)____

Фактор А Фактор Б Урожайность Засоренность гречихи

(сидеральные (способ использования) гречихи, т/га

культуры) зерно солома шт./м2 г/м2

Клевер луго- вся биомасса 1,13 5,18 57 . 84,5

вой поукосные остатки и корни 1,03 5,01 42 169,4

Донник бе- вся биомасса 1,45 6,68 51 52,5

лый поукосные остатки и корни 1,06 6,06 54 46,9

Ячмень (контроль) 1,17 6,15 44 64,3

НСР05 общая 0,16

НСР05 фактор А 0,12

НСР05 фактор Б 0,09

4 Биоэнергетическая оценка и экономическая эффективность элементов технологии возделывания донника белого

Главным критерием оценки прикладных научных исследований является получение экономической эффективности от реализации предлагаемых результатов. Для экономической оценки новых агроприСмов, а также комплекса агромероприятий, применяют систему показателей, основными из которых являются: выход продукции с 1 га посева в натуральном и стоимостном выражении, себестоимость 1 ц продукции, трудоёмкость продукции, чистый доход, рентабельность и окупаемость затрат.

Нами на основании результатов исследований проведена оценка экономической и энергетической эффективности возделывания донника белого.

Выявлено, что возделывание донника на зеленую массу при минимальных затратах труда на 1 т зеленой массы отмечается при посеве под покровом райграса однолетнего - 0,59 тыс. руб., что ниже (на 22 %), чем затраты на 1 т зеленой массы в беспокровном посеве донника.

Наибольший чистый доход с 1 га (7,98 тыс. руб.) и рентабельность производства (82 %) получены при посеве донника, под покров райграса однолетнего.

Расчет экономической эффективности производства семян донника в зависимости от покровной культуры показал, что наибольшие затраты труда на единицу площади (на 1 га) складываются при подпокровном посеве под ячмень — 10,67 тыс. руб, под райграс - ниже на 14,7 %. Беспокровный посев донника белого на 1га был наименее затратным - 6,97 тыс. руб.

В структуре затрат на возделывание покровных культур 64 % приходится на ячмень, а 42% - на райграс. Одновременно с ростом затрат на подпокровных посевах увеличивается чистый доход от реализации произведенной продукции. Так, подпокровные посевы донника обеспечивают более высокий чистый доход с 1 га, который был выше в 2,9 раза, чем в беспокров-

ном посеве. Затраты труда на производство 1т семян донника белого под покровом райграса однолетнего оказались ниже на 4,27 тыс. руб., по сравнению с посевом под покров ячменя и на 5,44 тыс. руб. ниже, чем при беспокровном посеве.

В условиях рыночной экономики, когда происходит систематическое изменение цен на материалы и услуги в аграрном секторе, не представляется возможным дать объективную оценку эффективности возделывания той или иной культуры. В данных условиях энергетическая оценка эффективности технологических приемов является наиболее объективной и универсальной, поскольку при необходимости может бьггь переведена в любые денежные единицы, и дана их экономическая оценка.

Многолетние культуры обеспечивают наиболее высокое и стабильное накопление обменной энергии, что в сочетании с низкими энергозатратами на их производство, дает высокий агроэнергетический эффект.

На основании проведенных расчетов установлено, что энергия, накопленная в урожае многолетних трав за первый год пользования превысила затраты энергии на их возделывание как в одновидовом посеве костреца, так и двух- и трехкомпонентных травосмесях.

Выход обменной энергии находился на достаточно высоком уровне, что характерно для многолетних культур. Выявлено, что лучшие показатели выхода обменной энергии с урожаем получены у травосмеси с донником белым - 45,93 ГДж/га.

Возделывание многолетних трав в одновидовом посеве и в составе травосмесей энергетически эффективно. Максимальный коэффициент энергетической эффективности получен в трехкомпонентной травосмеси (3,64). Возделывание травосмеси с донником в короткоротаци-онных севооборотах целесообразно и эффективно.

Энергетическая эффективность использования донника белого на сидерат в звене севооборота показала, что энергия, накопленная в урожае по донниковому сидерату превысила затраты в звене севооборота «предшественник - гречиха»: при запашке всей биомассы донника -на 5,39 ГДж/га, поукосных остатков и корней на 29,04 ГДж/га. Тогда, как при запашке всей биомассы клевера затраты энергии превысили на 4,29 ГДж/га энергию накопленную в урожае, а при запашке лишь поукосных остатков и корней клевера накопление энергии превысило затраты на 31,72 ГДж/га. В контрольном варианте - «ячмень - гречиха» затраты превысили в 1,2 раза обменную энегию.

При запашке на сидерат всей биомассы бобовых культур, наибольший коэффициент энергетической эффективности (1,12) получен по доннику, за счет увеличения урожайности последующей культуры - гречихи. При запашке на сидерат поукосных остатков и корней бобовых наблюдается повышение КЭЭ по доннику до 1,57. Наибольший коэффициент энергетической эффективности (1,62) получен по клеверу, за счет большей урожайности его зеленой массы.

Экономическая оценка возделывания гречихи по сидератам в звене севооборота позволила установить наиболее эффективные и менее затратные варианты.

Возделывание гречихи по сидератам увеличивает затраты на 1 га, особенно при запашке всей биомассы донника (выше в 1,2 раза, чем в контроле).

Затраты труда на единицу продукции (1 т зерна гречихи) в опыте варьировали от 9,45 до 12,84 тыс. руб. Использование на сидерат всей биомассы донника обеспечивает наименьшие затраты труда на 1 т (ниже на 1,02 тыс. руб., чем в контроле).

Наибольший чистый доход получен при использовании на сидерат поукосных остатков и корней сидеральных культур за счет получения и реализации трех урожаев: ячмень и гречиха на семена, бобовые травы на зеленую массу. Данные варианты позволяют поднять уровень рентабельности выше 260 %.

Таким образом, наиболее выгодным с экономической точки зрения является использование на сидерат всей биомассы донника, а также корней и поукосных остатков бобовых трав.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Подпокровные посевы донника белого в условиях степной зоны Приморского края позволяют получать высокую урожайность семян и дополнительную продукцию от покровной культуры. Подсев донника белого не снижает урожайности покровной культуры.

2. В подпокровных посевах донник белый формирует за два года жизни урожайность зеленой массы, которая в 1,2-1,3 раза выше, чем при беспокровном посеве.

3. Увеличение затрат на возделывание покровной культуры окупается более высокой урожайностью донника и дополнительной продукцией. При возделывании донника на зеленую массу прибыль от реализации произведенной продукции выше в 1,3 раза при посеве под райграс однолетний, чем в беспокровном посеве.

4. При возделывании донника на семена прибыль в подпокровных посевах возрастает в 2,9 раза в сравнении с беспокровным посевом.

5. Включение донника в состав многолетней злаково-бобовой травосмеси увеличивает урожайность зеленой массы в первый год пользования. Возделывание травосмеси с донником эффективно и целесообразно в короткоротационных полевых севооборотах.

6. По обеспеченности 1 кормовой единицы переваримым протеином, травосмесь с дон-киком белым, превосходила кострецово-люцерновую травосмесь - на б г, одновидовой посев костреца - на 45 г. Содержание обменной энергии в 1 кг сухого вещества полученного корма было наибольшим в трехкомпонентной травосмеси с донником белым, в двухкомпонентной -снижалось (на 6,32 %) и наименьшим было в одновидовом посеве костреца (7,32 МДж/кг).

7. Агроклиматические условия степной зоны Приморского края позволяют получать урожай семян донника белого со второго укоса и провести до трех укосов на зеленую массу.

8. Периодическое подкашивание через 40 дней от начала отрастания продлевает период цветения донника до 96 дней.

9. Скарификация семян донника, полученных со второго укоса в посевах, где первое скашивание проведено через 40 дней от начала отрастания, приводит к увеличению лабораторной всхожести на 55 % и снижению содержания твердых семян на 62 %, по сравнению с неска-рифицированными семенами.

10. При запашке всей биомассы донника и клевера в почву поступает, в среднем от 14 до 16 т/га органического вещества, 117-145 кг/га азота, 41-52 - фосфора, 74-98 кг/га калия. Использование всей биомассы донника на сидерат обеспечивает наибольшую урожайность гречихи - 1,45 т/га.

11. Энергетическая и экономическая эффективность в звене «предшественник - гречиха» возрастает при использовании поукосных остатков и корней бобовых трав на сидерат (коэффициент энергетической эффективности составляет от 1,57 до 1,62, уровень рентабельности более 260 %).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В полевых севооборотах степной зоны Приморского края при возделывании донника белого на зеленую массу и семена целесообразно проводить его посев под покров райграса однолетнего и ячменя.

2. В короткоротационных полевых севооборотах вводить в состав травосмесей донник белый с целью увеличения урожайности травостоя в первый год пользования.

3. При многоукосном использовании травостоя донника белого с целью получения максимального урожая семян со второго укоса, первое скашивание необходимо проводить не позднее 40 дней от начала отрастания (в фазу ветвления), а при производстве зеленой массы — через 60 дней от начала отрастания (в фазу бутонизации).

4. При [шанироваиии медоносного конвейера в степной зоне Приморского края предусматривать подкашивание донника белого в фазе ветвления.

5. Для повышения эффективности производства на сидерат необходимо использовать поукосные остатки и корни донника белого.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в ведущих'рецензируемых журналах

1 Скалозуб, О.М. Влияние покровных культур и скашивания на семенную продуктивность и сроки цветения донника белого // Кормопроизводство. - 2009. - № 5. - С. 14-17.

2 Скалозуб, О.М. Влияние покровных культур на экономическую эффективность возделывания донника белого на семена // Вестник Алтайского ГАУ. - 2012. - № 6. - С. 27-29.

3 Скалозуб, О.М. Эффективность включения донника белого в состав многолетней травосмеси // Кормопроизводство. - 2012. - № 12. - С. 7-8.

Статьи, опубликованные в отечественных периодических издаииях и региональных сборниках

4 Скалозуб, О.М. Влияние покровных культур на урожайность зеленой массы донника белого / О.М. Скалозуб, А.Н. Емельянов // Дальневост. аграр. вестн. - Благовещенск : ДальГАУ, 2011. - Вып. 1(17).-С. 12-15.

5 Скалозуб, О.М. Донник белый / О.М. Скалозуб, А.Н. Емельянов // Польза в чистом виде : малые интенсивные технологии в области агропромышленного производства. Опыт предшественников и личная практика современных хозяйственников / ПКПБ. - Владивосток : Валентин, 2012. - С. 59-61.

Статьи, опубликованные в материалах всероссийских и международных конференций

6 Скалозуб, О.М. Изучение покровной культуры на доннике белом // Молодые ученые -агропромышленному комплексу Дальнего Востока / МСХ РФ, Междунар. организ. «Агрообра-зование», ПГСХА. - Уссурийск, 2007. - Вып. 8. - С. 70-73.

7 Скалозуб, О.М. Влияние покровных культур на семенную продуктивность и качество семян донника белого // Молодые ученые - агропромышленному комплексу Дальнего Востока / МСХ РФ, Примор. ГСХА [и др.]. - Уссурийск, 2009. - Вып. 9. - С. 51-53.

8 Скалозуб, О.М. Эффективность использования донника белого на сидерат // Молодые ученые - агропромышленному комплексу Дальнего Востока / МСХ РФ, Примор. ГСХА [и др.]. - Уссурийск, 2009. - Выл. 9. - С. 54-58.

9 Скалозуб, О.М. Влияние донникового сидерата на урожайность и засоренность гречихи в условиях Приморского края // Теоретические и прикладные проблемы использования, сохранения и восстановления биологического разнообразия травяных экосистем / Россельхозакадемия, Ставроп. НИИСХ. - Ставрополь : АГРУС, 2010. - С. 347-348.

10 Скалозуб О.М. Влияние покровных культур на кормовую питательность и продуктивность донника белого // Агротехнические и биологические исследования в сельскохозяйственном производстве Дальнего Востока / Россельхозакадемия, ДВ РНЦ, ДальНИИМЭСХ. - Благовещенск, 2010. - С. 218-222.

Рекомендации

11 Скалозуб, О.М. Возделывание донника белого, как культуры многопланового использования : рекомендации / О.М. Скалозуб, А.Н. Емельянов ; Россельхозакадемия, ДВ РНЦ, ПримНИИСХ. - Владивосток : Дальнаука, 2012. - 26 с.

На правах рукописи

Скалозуб Ольга Михайловна

ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ С ДОННИКОМ БЕЛЫМ В УСЛОВИЯХ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

06.01.01 — общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Лицензия № 020572 от 16.09.1997 г.

Подписано в печать 13.11.2013 г. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать К^ООКАРН ТЯ 1510. Уч.- изд. л. 1,1. _Тираж 100 экз. Заказ № 597

Отпечатано участком оперативной полиграфии ФГБОУВПО ПГСХА 692508. г. Уссурийск, ул. Раздольная, 8а.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Скалозуб, Ольга Михайловна, Тимирязевский

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ Приморский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Россельхозакадемии (ГНУ Приморский НИИСХ Россельхозакадемии)

ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ С ДОННИКОМ БЕЛЫМ В УСЛОВИЯХ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

06.01.01 - общее земледелие, растениеводство диссертация на соискание ученой степени кандидата

04201454640

На правах рукописи

Скалозуб Ольга Михайловна

сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

А.Н. Емельянов

п.Тимирязевский, 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

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

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ............................................................................9

1.1 История введения в культуру, распространение и народнохозяйственное

значение донника белого......................................................................9

1. 2 Биологическая характеристика донника белого...................................11

1. 3 Приемы возделывания донника белого в одновидовых

и смешанных посевах на зеленую массу, семена и сидерат..........................14

1.3.1 Возделывание донника белого на семена.........................................14

1.3.2 Возделывание донника белого на зеленую массу...............................17

1.3.3 Возделывание донника белого на сидерат.........................................21

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ........26

2.1 Агроклиматические условия степной зоны Приморского края.................26

2.2 Агрометеорологические условия в годы исследований..........................29

2.3 Методика проведения исследований.................................................35

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.............................................48

3.1 Изучение покровной культуры на доннике белом.................................48

3.2 Влияние донника белого на урожайность и качество зеленой массы многолетней травосмеси....................................................................62

3.3 Определение возможности многоукосного использования

донника белого.................................................................................67

3.4 Изучение способа использования донника белого на сидерат.......................72

4 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ АГРОТЕХНИКИ........................83

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................89

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.............................................91

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.............................92

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Современное состояние растениеводства и земледелия Дальнего Востока,. в том числе Приморского края, свидетельствует о большом дисбалансе в структуре посевных площадей, низкой доли многолетних бобовых трав, отсутствии реальных источников биологического восстановления плодородия почв в полевых севооборотах. Кормопроизводство нуждается в большей устойчивости и непрерывности поступления сырья, обогащении кормов растительным белком. В связи с этим, научно-исследовательская работа, направленная на разработку эффективных способов возделывания и использования донника белого, повышающих энергетическую эффективность кормопроизводства актуальна для Приморского края.

Актуальность наших исследований состоит в определении эффективности возделывания донника белого в подпокровном посеве, использовании на сидерат, совершенствовании его семеноводства, повышении посевных качеств семенного материала. Изучение приемов многоукосного использования донника, как медоносной культуры, а также получения семян со второго укоса имеют не только практическую, но и научную ценность.

Степень разработанности темы исследований. Результаты большого количества исследований, проведенных на разных почвах в отличающихся климатически условиях, подтверждают, что донник является ценной сельскохозяйственной культурой, играющей важную роль в биологизации растениеводства и расширении ассортимента используемых растений в кормопроизводстве для получения высококачественных кормов.

В наиболее засушливых районах США, Канады, а также Австралии и Индии именно донник белый интенсивно культивируется в кормовых целях. Основной мировой экспортер семян донника - Канада (провинции Альберта, Онтарио, Манитоба), где на семена, для реализации на внутреннем и внешнем

рынке, выращивается от 2,9 до 7,6 тысяч тонн донника. Активно проводятся исследования азотфиксирующей способности, эффективности сортов и местных популяций донника белого в Египте [1].

В России донник возделывают в засушливых районах Поволжья, Западной Сибири [2, 3, 4]. В Центрально-Черноземном регионе его выращивают на зеленое удобрение [5]. Хорошо донник растет на песчанниках [6].

В рыночных отношениях, складывающихся на данном этапе развития экономики России, зачастую производители растениеводческой продукции руководствуются только экономической целесообразностью возделывания тех или иных культур, а проблеме восстановления и повышения плодородия почвы уделяется мало внимания.

На начало наших исследований в Приморском НИИСХ в 80-х годах XX века были отработаны некоторые элементы технологии возделывания донника белого, определены нормы высева на корм и семена [7], изучены злаково-бобовые травосмеси в производственных условиях на осушенных землях ОПХ «Степное» с использованием минеральных удобрений [8].

В тоже время, не были достаточно изучены:

- зависимость семенной и кормовой продуктивности донника от способа посева, а также влияние скарификации на посевные качества семян;

- эффективность включения донника в многолетнюю травосмесь;

- многоукосное использование донника и влияние сроков скашивания на продолжительность цветения;

- способы использования донника белого на сидеральное удобрение.

Цель исследования. Усовершенствовать приемы возделывания донника

белого в условиях Приморского края в одновидовых и смешанных посевах на зеленую массу, семена и сидерат.

Задачи исследований:

- подобрать покровные культуры для посева с донником белым, соответствующие его биологическим требованиям;

- установить эффективность включения донника белого в состав травосмеси многолетних трав;

- определить качество и энергетическую эффективность полученного корма;

- определить возможность многоукосного использования донника белого;

- установить влияние скарификации на посевные качества семян донника белого;

- изучить возможность использования донника в качестве сидерата и его действие на урожайность последующей культуры.

Научная новизна. В результате проведенных исследований автором впервые предложен комплекс агротехнических приемов возделывания донника белого в одновидовых и смешанных посевах, направленных на более полное использование биоклиматического потенциала Приморского края.

Изучено влияние покровной культуры на кормовую и семенную продуктивность, установлена энергетическая эффективность включения донника белого в травосмесь, определена возможность многоукосного использования донника белого, продления цветения за счет периодического скашивания, установлено влияние донникового сидерата на урожайность последующей культуры, определена биоэнергетическая и экономическая эффективность использования донника на сидерат.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований позволили рекомендовать сельхозпроизводителям усовершенствованную агротехнику донника белого в условиях Приморского края в одновидовых и смешанных посевах, обеспечивающую максимальную урожайность зеленой и сухой массы, семян, соответствующих требованиям ГОСТ Р 52325 - 2005.

Введение в полевой севооборот донника как сидеральной культуры, позволит стабилизировать урожайность последующих культур и улучшить плодородие почвы.

Усовершенствованная технология возделывания донника на семена применялась при закладке питомников первичного семеноводства Приморского НИИСХ. Способы организации медоносного конвейера использованы на пасеке общества пчеловодов Уссурийского городского округа Приморского края. Рекомендации по технологии возделывания многолетних бобовых трав, разработанные автором, использовались в проекте «Инновационный биотехнологический комплекс» холдинговой компанией «Зеленые листья» (Приморский край).

Методология и методы исследования. Экспериментальная работа выполнялась в 2006-2009 гг. на полях Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства, расположенного в степной природно-климатической зоне Приморского края.

В исследованиях применялись лабораторные и полевые методы, определялись агрохимические свойства почвы, проводился химический анализ растений и оценка качества урожая с использованием общепринятых методик.

Экспериментальные данные обработаны методами математического анализа.

Использовались приборы и оборудование: весы лабораторные ВК-600, весы CASSW-DD 20 кг, компьютер DNS Office, молотилка пучково-сноповая МПС-1М, мотокоса FS-90.

Положения, выносимые на защиту:

1. Посев донника белого под покров ранних яровых культур (ячмень на зерно, райграс однолетний на семена) в системе полевых севооборотов Приморского края, позволяет получить наибольшую урожайность зеленой массы и семян, а также дополнительную продукцию от покровных культур.

2. Введение донника белого в состав травосмеси увеличивает урожайность зеленой массы в первый год пользования.

3. Разработанная схема подкашивания донника белого продлевает период медосбора в пчеловодстве в среднем до 96 дней.

4. Проведение первого укоса через 40 дней от начала отрастания (фаза ветвления) позволяет получить максимальную урожайность семян во втором укосе, через 60 дней (фаза бутонизации) - наибольшую урожайность зеленой массы.

5. Использование всей биомассы донника белого на сидерат позволяет снизить массу сорняков и увеличить урожайность последующей культуры.

Степень достоверности и апробация результатов. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на конференциях аспирантов, молодых ученых и специалистов ФГБОУ ВПО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия» (г. Уссурийск) в 2008, 2009 годах; на конференциях аспирантов, молодых ученых ГНУ Приморский НИИСХ Россельхозакадемии в 2007-2009 годах.

Основные положения диссертации доложены на заседаниях отдела кормопроизводства, Ученого совета ГНУ Приморский НИИСХ Россельхозакадемии в 2012-2013 гг.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 История введения в культуру, распространение и народнохозяйственное значение донника белого

Донник белый в дикорастущем виде имеет широкое распространение: Сибирь, страны Средней Азии, Кавказ, Крым, в европейской части России - до Мурманска и Архангельска. В начале XX века семена донника были завезены из Сибири в США, а затем в Канаду и страны Западной Европы. Но максимальное распространение донник белый имеет в северной части своего ареала - Западной Сибири и нечерноземной полосе европейской части России, где встречается часто в виде зарослей (часто на больших площадях) и как сорняк. В южных степных засушливых районах встречается реже, небольшими группами, рассеяно. Здесь он вытесняется донником желтым, как более засухоустойчивым. В Восточной Сибири, на Дальнем Востоке, в Приморском крае встречается редко, как заносное растение [2, 9].

Культура донника на территории нашей страны получила распространение в 1930-1936 годах, затем площади под ним сократились. Как двулетнее растение он не был признан пригодным для травопольной системы земледелия.

Распространению донника также препятствовало слабое знание биологических особенностей этого растения [2].

Дальнейшее развитие животноводства, рост его продуктивности сдерживаются не только недостатком кормов, низким их качеством, но и несбалансированностью по белку [10]. Один из источников растительного белка - бобовые травы, особое место среди которых занимает донник.

Он характеризуется высокой устойчивостью к засухе, морозам [11] и значительной солеустойчивостыо [12].

Это хорошее медоносное растение, обладающее высокой нектаропродуктивностью. По данным Савина А.П. [13] в среднем за 2 года она составила от 404,7 до 488,4 кг/га.

Его используют как сидерат для стабилизации и улучшения почвенного плодородия, как кормовую культуру с высоким содержанием протеина, для приготовления силоса, сенажа и, как пастбищное растение [14, 15, 16].

Обогащая почву органическим веществом, элементами минерального питания и, в первую очередь, азотом, донник положительно влияет на продуктивность сельскохозяйственных культур. Так, в опытах Тужилина В.М. и Быкова А. В. [17] озимая рожь по донниковому сидеральному пару дала урожай зерна 52 ц/га, а по чистому пару - 41,5 ц/га.

Введение донника белого в севооборот - один из способов снижения плотности почвы. Благодаря мощной, глубоко проникающей (до 2 м) стержневой корневой системе, донник пронизывает горизонты почвы и способствует устранению уплотнения подпахотного слоя [6]. К периоду уборки отношение массы корней к надземной части составляет 0,9:1,1. Сумма биологически синтезированного азота в надземной и подземной частях растений донника достигает по данным Савина А.П. [18] 408,3 кг/га. Из них 196,3 кг/га остается в почве.

Занятый донниковый пар снижает пораженность растений корневыми гнилями. Донник благодаря содержанию в его растениях кумарина - вещества абсолютно безвредного для сельскохозяйственных животных, является и санитарной культурой. При разложении в почве кумарин превращается в дикумарин, который вызывает гибель почвообитающих вредителей сельскохозяйственных культур. Таким образом, возделывание донника белого в зерновых севооборотах носит системный средообразующий характер в интересах практически всех отраслей сельскохозяйственного производства [19].

В условиях степной зоны Южного Урала важным биологическим приемом повышения плодородия почвы и урожая сельскохозяйственных культур является посев донника на сидерат [20].

1.2 Биологическая характеристика донника белого

Донник белый - Melilotus albus desr., растение двулетнее к плодородию почвы не требователен. Для него не нужна почва в обычном понимании этого слова, в процессе эволюции он приспособился расти там, где другие растения не селятся. Не случайно наиболее густые заросли донника встречаются в кюветах шоссейных и железных дорог, где плодородный слой почвы снят [9]. Хорошо растет на черноземах, солонцах, карбонатных, слабоподзолистых, дренированных, суглинистых, супесчаных и песчаных почвах, богатых известью, имеющих щелочную или нейтральную реакцию (pH выше 6,0) [21].

Донник - растение засухоустойчивое, но в тоже время условия увлажнения сильно влияют на его урожай. В районах и местообитаниях с достаточным количеством влаги в почве донник развивается гораздо лучше и способен наращивать большую зеленую массу [2, 9].

Согласно разработанной технологии возделывания донника в Приморском крае при выборе участка под посев учитывают, что он плохо выносит избыток влаги и близкое залегание грунтовых вод. Как сидеральная парозанимающая культура он может высеваться в любых, а на корм - в специальных кормовых севооборотах (прифермских, зерно-травяных и т. п.) или на запольных участках. Предшественником является покровная зерновая культура (на зеленый корм или семена), высеваемая после кукурузы, однолетних и многолетних трав. После донника лучше всего удается кукуруза [22].

По данным Шукис Е.Р., Гурковой Е.В. [23] в условиях Приобской лесостепи Алтайского края недостаток осадков затягивает у донника период

посев-всходы. В год посева он наиболее чувствителен к осадкам июля-августа, во второй год жизни - к осадкам в июне, недостаточная увлажненность которого приводит к резкому снижению урожайности кормовой массы.

Донник белый - растение короткого дня, озимого типа, то есть в первый год жизни семян не образует, хотя некоторые растения зацветают. В дикорастущем виде растет всегда на открытых, хорошо освещаемых местах и не растет в лесах под покровом деревьев [9].

В культуре при посевах он лучше всего растет тогда, когда получает достаточное количество света [2].

Подпокровные посевы донника, если они сильно затеняются зерновой культурой (например, овсом и ячменем) или поздно освобождаются из-под покрова (например, из-под пшеницы), имеют такую же высоту растений и длину корней, как и донник, посеянный в августе. Поэтому они изреживаются, как и августовские посевы [9].

По результатам Савина А.П. [24] максимальный выход сырого протеина в сумме за два года, также как и обменной энергии, наблюдается в беспокровном посеве - 21,9 ц/га. На доннике под покровом вико-овса на зеленый корм, в среднем за три года он составил 78,1 %; под покровом горчицы - 71,7; яровой пшеницы - 69,9; гречихи - 66,2; фацелии - 65,3 от беспокровного посева. Уровень отрицательного действия покровных культур во многом зависит от их биологических особенностей.

Семена д�