Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Интродукция эспарцета песчаного (Onobrychis arenaria DC. ) в Иркутской области

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Интродукция эспарцета песчаного (Onobrychis arenaria DC. ) в Иркутской области"

На правах рукописи

-Я?

ссэ Сг -- Л/ Л/

РЯБИНИНА ОЛЬГА ВИКТОРОВНА

ИНТРОДУКЦИЯ ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО (ОЖШЯУСНК АИЕИАША О.С.) В ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

03. 00. 16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Иркутск 1998 г.

Работа выполнена в Иркутской государственной сельскохозяйственной академии

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Ш.К. Хуснидинов

доктор биологических наук, действительный член Петровской Академии наук и искусств В.Н. Моложников; кандидат биологических наук, доцент В.И. Бычков

Ведущая организация: Сибирский институт физиологии и биохимии

растений СО РАН

ЗО

Защита состоится "¿9" 1998 г. в /Г- часов на заседании дис

сертационного совета Д 063. 32. 06 при Иркутском государственном университе те по адресу: 664003, г. Иркутск, ул. Сухэ-Батора, 5, Байкальский музей им. про4 М.М. Кожова (ауд. 219).

Почтовый адрес: 664003, г. Иркутск, ул. Ленина, 3, а/я 24 НИИ Биологи] при ИГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Иркутского гс сударственного университета.

Автореферат разослан " г.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Е.С. Купчинская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Решение экологических проблем биосферы требует ;аучного подхода к биогеоценозам. Это в полной мере относится и к искусст-енным агроценозам, созданным человеком. Они в большей степени, чем есте-твенные экосистемы, подвержены влиянию человека, часто негативному. В вязи с этим деятельность сельхозпроизводителей должна быть направлена не олько на повышение продуктивности агроценозов, но и на улучшение, береж-ое использование почвы и всего природного комплекса.

В настоящее время в Иркутской области по-прежнему остро стоит проблема есперебойного снабжения населения высококачественной сельскохозяйственной родукцией. Это связано с хроническим дефицитом кормов, в том числе высокобеловых, и с крайне неблагоприятной экологической обстановкой, оказывающей олыное влияние на здоровье людей и сельскохозяйственных животных. Наблгодает-я значительное увеличение заболеваемости населения Прибайкалья по сравнению с гболеваемостъю жителей не только западных районов страны, но других регионов !осточной Сибири [Экологическая обстановка в Иркутской области в 1992 г., 1993]. [оэтому наряду с мероприятиями, направленными на повышение урожайности альскохозяйственных культур, идет поиск перспективных высокопродуктивных астений с целью расширения видового разнообразия культурной флоры и учета кологического аспекта в подборе шпродуцируемых растений. Введение экологизи-ованного сельскохозяйственного производства является новым направлением в гратегии создания и управления агроценозами.

Сегодня назрела необходимость в скорейшем решении первостепенной здачи животноводства - повышении его продуктивности и улучшении сани-арно-гигиенического качества кормов, так как современное состояние кормо-роизводства Иркутской области можно охарактеризовать как кризисное. Про-зводимые корма имеют неустойчивое сахаропротеиновое соотношение, дефи-ит бежа достигает 15-20%, каротина - 25-30%. В кормах недостает йода, ко-альта, марганца и некоторых других микроэлементов [Гончаров, 1986]. Кроме ого, корма, получаемые в отдельных районах, не отвечают экологическим ормам. Однообразие, низкая питательная ценность заготавливаемых кормов риводят к значительному их недобору, снижают продуктивность животноводства, овышагот себестоимость продукции животноводства.

Расширение посевов многолетних бобовых трав является одним из резервов крепления кормовой базы. Однако экстремальность климата во многих раинах Иркутской области, дефицит влаги, бедный химический состав почвы оп-еделяют узость видового состава кормовых культур и ограничивают подбор тра-янистых высокобелковых растений. Среди многолетних бобовых культур, возделы-аемых в области (донник, клевер, люцерна), наименьшее распространение получил спарцег песчаный - Onobiychis arenaria D.C. Несмотря на кормовые достоинства астения, площади под этой ценной культурой на сегодняшний день составляют .1% от общей площади, занятой многолетними бобовыми травами.

Фитомасса эспарцета высокопитательна, обладает прекрасным вкусом. По со-ержанию сухого вещества, сырого протеина, обменной энергии культура относится одним из лучших кормовых растений. Его белок хорошо переваривается и шгген-

сивно усваивается сельскшаэайственными животными. При этом улучшаются их выносливость, воспроизводительная способность, рост. Кроме того, после двух -трехлетнего выращивания эспарцета, как и после люцерны и клевера, в почве накапливается около 80-120 ц^га корневых и пожнивных остатков, которые по содержанию азота, фосфора, калия и других питательных элементов равноценны 40-60 т/га навоза. При хорошем урожае они фиксируют до 150-200 кг/га азота [Гончаров, 1986], что улучшает плодородие почвы и способствует увеличению урожайности последующих зерновых и других культур.

По комплексу эколого-хозяйственных признаков эспарцет пригоден для широкого внедрения в хозяйствах области. Он высокоурожаен, морозостоек, засухоустойчив, отличается ранним весенним отрастанием и предъявляет невысокие требования к плодородию почвы. Между тем отсутствие научно обоснованной технологии возделывания культуры в зональных условиях не позволяет в полной мере использовать потенциальные возможности растения, не изучена его экологическая ценность.

Цель и задачи исследования. Главной целью исследования явились интродукция эспарцета песчаного в условиях юга Иркутской области. В задачу исследования входило изучение:

-природно-экологических особенностей Иркутской области и возможности интродукции эспарцета песчаного;

-основных биологических особенностей эспарцета песчаного; -формирования агрофитоценозов эспарцета песчаного под влиянием различных условий выращивания и оценка их продуктивности;

-толерантных возможностей культуры в условиях техногенного загрязнения окружающей среды;

-кормовой ценности сена эспарцета песчаного.

Научная новизна. Впервые в условиях Иркутской области на основании комплексного изучения эколэго-биологических особенностей эспарцета песчаного установлено влияние сроков, способов посева и норм высева на элемешы продуктивности культуры, разработаны отдельные технологические приемы возделывания эспарцета песчаного; приведены фотометрические показатели посевов; проведена сравнительная оценка кормовой ценности, толерантных возможностей эспарцета песчаного в сравнении с некоторыми другими кормовыми культурами, возделываемыми в Иркутской области; составлена карта распространения эспарцета песчаного в Иркутской области в естественной и культурной флоре.

Практическая значимость работы. Полученные экспериментальные данные имеют определенное научно-производственное значение. Предложены районы возможного возделывания эспарцета песчаного. Разработанная технология позволит повысить урожайность культуры в Иркутской области. Это явится предпосылкой обеспечения и улучшения кормовой базы животноводства полноценными высококачественными кормами, повышения их продуктивности и улучшения плодородия почвы.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на научных конференциях Иркутской государственной сельскохозяйственной академии (ИрГСХА) в 1993 - 1997 годах, на юбилейной научной конференции, посвященной 60-летию образования ИСХИ, на конкурсе ученых вузов Иркутской области в 1995 году. Производственный опыт, проведенный в совхоз«

"Ангинский" Качугского района, показал агрономическую и экономическую целесообразность возделывания эспарцета песчаного по разработанной технологии.

Положения, выносимые на защиту.

1. Интродукция и связанное с нею соответствие биологических особенностей эспарцета песчаного почвеш го-климатическим ресурсам Иркутской области.

2. Влияние различных условий среды обитания на рост и развитие эспарцета песчаного.

3. Значение эспарцета песчаного для развития сельского хозяйства Иркутской области.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных статей, получен 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 194 страницах и состоит из введения, 8 глав, выводов и рекомендаций производству. Она содержит 39 таблиц, 13 рисунков, 15 фотографий, 19 приложений. Список использованной литературы включает 210 наименований, в том числе 6 работ зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В главе освещены вопросы, связанные с распространением и интродукцией эспарцета в России, странах СНГ, Иркутской области; рассмотрено экологическое, народнохозяйственное значение; описаны биологические и агротехнические особенности эспарцета песчаного.

Эспарцет песчаный относится к семейству ГаЬасеа, роду ОпоЬгусЬиз. В цикой флоре он распространен от Европы до Забайкалья. Первое упоминание о возделывании культуры в России относится к 1795 году [Ширяев, 1930; Раби-еювнч, 1951]. Введение эспарцета песчаного в культуру впервые было начато на Укрзине в 1842 году профессорами Харьковского университета В.М. Черняевым и Е.С. Гордиенко [Ширяев, 1930; Каращук, 1951]. В настоящее время, благодаря экологической, кормовой ценности и высокой продуктивности, эспарцет песчаный с успехом возделывают в районах недостаточного увлажнения: Ставропольском крае, Поволжье, Центрально-черноземных областях, Западной Сибири, на Украине, в Средней Азии [ Панин, 1971; Каращук, 1951; Возыка, 1974; Вдовин, 1977; Каток, 1986; Кононов, Рассадников, 1990 и многие др.]. Эспарцет песчаный как самый засухоустойчивый, зимостойкий и морозостойкий вид эспарцета перспективен для интродукции в полупустыне, в восточных и северных районах страны [Ларин, 1969; Медведев, Сметанникова, 1981].

В Иркутской области дикорастущие растения эспарцета песчаного встречаются в Усть-Ордынском округе, Аларском, Качугском, Братском районах, около Балаганска, по сухим террасам р. Ангары и ее притоков, на Верхней Лене [Буддо, 1947; Малышев, Пешкова, 1979; Брежнев, Коровин, 1980].

Первые попытки интродукции были осуществлены в 1959 году в Зала-ринском районе [Кузнецова, Капитонова, 1966]. Широкого распространения культура не получила.

Эспарцет - типичный ксерофит. Для него характерна высокая водоудер-живающая способность листьев. Коэффициент транспирации эспарцета песчаного равен 337 [Люшинский, Прижуков, 1973]. Мощная корневая система позволяет рас-

тению использовал, запасы осенне - зимней влаги, в условиях жаркого и засушливого лета поглощать влагу с глубины почвы до 1.5 м и более [Пахомов, 1958; Калиберда, 1973; Шипицына, 1975; Балаболин, 1984]. Повышенная засухоустойчивость эспарцета песчаного ставит его в разряд перспективнейших культур Иркутской области, так как одной из самых острых зональных проблем растениеводства является низкая обеспеченность сельскохозяйственных культур влагой. 680 тыс. га, или 40% пахотных земель, расположены в засушливой зоне [Васильев, 1991].

Эспарцет песчаный отличается высокой зимостойкостью и морозостойкостью. Он выдерживает весенние заморозки до минус 9-12 °С и низкие зимние температуры до минус 45 - 48 °С при тонком снежном покрове [Корнилов, 1965; Возделывание эспарцета в Западной Сибири, 1976].

Растение предъявляет невысокие требования к плодородию почвы. Однако лучшими для него являются тучные и деградированные чернозёмы с водопроницаемой известковой подпочвой, рыхлые карбонатные почвы. Пригодны для эспарцета тёмно-серые, серые лесные почвы [Афсндулов, Демин, Казанцев, 1974; Боме, Комаров, 1985], малопригодны - почвы с неглубоким стоянием грунтовых вод.

В настоящее время в Иркутской области значительные площади сельскохозяйственных земель страдают от эрозии и дефляции. По состоянию почвенного покрова 681.3 тыс. га сельскохозяйственных угодий являются эродируемыми или эрозионно опасными [Васильев, Белых, 1991]. Благодаря хорошо развитой корневой системе агрофитоценозы эспарцета песчаного играют исключительно важную почвозащитную роль.

2. ВАЖНЕЙШИЕ ПРИРОДНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ЮГА ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

Земледельческие районы области расположены на южном выступе Средне-Сибирского плоскогорья - Иркутском амфитеатре, обрамленном с юго-запада и юго-востока горными сооружениями.

Климат южного Предбайкалья резко континентальный, с суровой, продолжительной, сухой зимой, сравнительно теплым с обильными осадками летом и коротким безморозным периодом. Среднегодовая температура воздуха отрицательная, за исключением южного побережья озера Байкал. Абсолютная минимальная температура воздуха опускается до минус 45 - 50 °С. Самым холодным месяцем года является январь, самым теплым - июль. Среднемесячная температура января - минус 21-28 °С, июля - плюс 17-19 °С. На юге области сумма температур воздуха выше 10 °С составляет от 1400 до 1700 °С.

Специфической чертой климата является неравномерное сезонное распределение осадков. В зимний период с ноября по март их выпадает мало. Этим объясняется небольшая высота снежного покрова. Основное количество (65 - 80%) от среднегодовой суммы осадков выпадает за четыре месяца (июнь - сентябрь) с максимальным количеством в июле - августе. Колебание осадков по годам бывает очень значительным, более 100 мм. Острый дефицит увлажнения наблюдается в первой половине вегетации [Агроклиматические ресурсы Иркутской области, 1977].

К неблагоприятным явлениям погоды следует отнести непродолжительный безморозный период (обычно последние весенние заморозки кончаются в конце мая

- первой декаде июня, а ранние осенние начинаются в конце августа) и длительный период бесснежья (30 - 40 дней), который наблюдается в начале и конце зимы.

С учетом климатических особенностей южную территорию Иркутской области подразделяют на три сельскохозяйственные зоны: осгепненную (степную), лесостепную и подтаежно-таежную.

Степная зона расположена в Усть-Ордынском Бурятском национальном округе и состоит из двух ареалов: Ангарско-Нукутского и Усть-Ордынско-Баяндаевского. Сюда отнесены также Черемховский и Ольхонский округа. Для зоны характерен неблагоприятный климат. Засушливые явления повторяются 6

- 8 раз в десятилетие. Засуху часто сопровождают суховеи, которые угнетают и повреждают сельскохозяйственные посевы. Годовая сумма осадков колеблется от 270 до 350 мм в год. За период активной вегетации выпадает 160-200 мм осадков, из них 70 - 75% приходится на июль - август. Сумма активных температур составляет 1400 - 1600 °С. Безморозный период в среднем равен 115 дням, в Ольхонском районе - 120 - 135 дней. Зима малоснежная, высота снежного покрова 15 - 20 см и менее.

Лесостепная зона ( основная сельскохозяйственная зона области) расположена вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали от Иркутска до Тулуна, а также на правобережье верхнего течения р.Ангары (Бохан - Усть-Уда). Весна и начало лета характеризуются недостаточным увлажнением, отдельные годы (2-4 раза в десятилетие) засушливы. Годовая сумма осадков составляет 300 - 400 мм, за период активной вегетации выпадает от 200 до 270 мм. Сумма активных температур воздуха 1500 - 1700 °С. В лесостепной зоне безморозный период непродолжительный - 95 - 100 дней. Высота снежного покрова 25 - 30 см. Продолжительность зимнего периода в степной и южной части лесостепной зоны длится 135 - 160 дней.

Подтаежно - таежная зона. Земледелие сосредоточено в южной части, в долинах р. Лены и ее притоков: Манзурки, Анги, Бирюльки. Для данной территории сумма активных температур составляет 1400 - 1550 °С, годовая сумма осадков колеблется от 350 до 450 мм, за период актвной вегетации - от 160 до 230 мм. Засушливые явления повторяются 1-2 раза в десятилетие. Безморозный период короткий - около 90 дней, зимний период равен 180 - 200 дням. Высота снежного покрова на юге таежной зоны составляет 40 - 50 см [Картушин, 1969; Агроклиматические ресурсы Иркутской области, 1977; Система земледелия Иркутской области, 1981].

На юге Иркутской области почвенный покров разнообразен и представлен многими типами почв: от дерново-подзолистых до каштановых, но наибольшее распространение получили серые лесные и дерново-карбонатные почвы [Макеев, 1959, Надеждин, 1961, Кузьмин, 1988]. Они занимают соответственно 831.2 и 600 тыс. га, или 47.7 и 35.5% пахотного фонда [Система земледелия Иркутской области, 1981]. Незначительные площади под пахотными землями зашшают черноземные почвы - 7.4, лугово-черноземные - 3.2, пойменные - 2.4, дерново-подзолистые- 1.9,луговые-1.6 и прочие-0.3% [Кузнецова, 1964].

Эспарцет песчаный по своим эколого-биологическим характеристикам соответствует почвам, влаго- и теплообеспеченности основных земледельческих зон области. Его, как наиболее засухоустойчивую среди многолетних бобовых трав культуру, следует возделывать прежде всего в районах недостаточного увлажнения на дер-

Ч 8

ново-карбонатных, черноземных, каштановых и серых лесных почвах. К ним помимо 11 районов, в которых возделывают эспарцет песчаный, можно отнести еще 8 районов: Тулунский (без южной предгорной части), Зиминский, Усольский, Усть-Удинский (без северной части), Баяндаевский, Аларский, Иркутский (без южной и восточной горных окраин) и южную часть Братского района (рис. 1).

Рис. 1 Распространение и перспективные районы интродукции эспарцета песчаного - Onobiychis arenaria D.C. в Иркутской области

Административные районы Иркутской области

1. Катангский. 2. Киренскин. 3. Мамско-Чуйсгаш. 4. Бодайбинский. 5. Ташктский. 6. Чунский. 7. Братский. 8. Нижнеилимский. 9. Усть-Купжий. 10. Казачижко-Ленский. И.Ннжжудакюй. 12 Тулуюай 13. Kjiayiaasl 14. Уаь-Удаоай. 15. Жшашкжий. 16. Кэтутстст 17. Эмки« 18.3ыцнскш.19. Чцхдгамжгй 21 Усалюа« 21.И|жутскн1 21 Спиискш. 23. Слодпиай. 24. АшраайиВ^таай 25. Баяташ. 2£х Эмрп4^зиагаай 27. Усть-Илимский.

<& - ареалы распростршюния эаырцетапесчщюговесгествапшкфитакяюснх 41 III- районы возделывания эспарцета песчаного ЕЮ- районы, рекомендуемые для интродукции эспарцета песчаного

3. УСЛОВИЯ, СХЕМА ОПЫТОВ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые исследования проведены в 1993 - 1996 годах на опытном поле ИрГСХА, расположенном в лесостепной зоне Иркутско-Черемховской провинции, которая находится в пределах Иркутско-Черемховской равнины. Почва опытного поля - серая лесная, по механическому составу - среднесуглш шстая. Мощность пахотного слоя составляет 20 - 22 см, рН солевой вытяжки 5.7, гумуса 2.4%.

Погодные условия вегетационных периодов по годам исследований значительно отличались друг от друга и от среднемноголетних данных. Самым сухим и жарким был вегетационный период 1993 года. Сумма эффективных температур (от даты перехода среднесуточной температуры воздуха через 5°С) превысила норму на 60 - 140°С и на 31 августа составила 1100 - 1325°С. За два летних самых сухих месяца (июнь - июль) выпало 35 - 70 мм осадков, или 20 -50% нормы.

Вегетационный период 1994 года отличался от предыдущего более благоприятными погодными условиями. С начала и до конца вегетации растений стояла очень теплая погода. Периодически шли обильные дожди.

Жаркий период лета 1995 года (со среднесуточной температурой воздуха 15°С и выше) начался в третьей декаде июня. Средняя сумма осадков за период активной вегетации сельскохозяйственных культур (июнь - август) составила 84% нормы, за период атмосферной засухи (третья декада июня - первая декада августа) - 60% нормы.

В 1996 году температура воздуха в первой и второй декадах июня была ниже среднемноголетней и значительно ниже температуры воздуха 1993 - 1995 годов. Жаркая погода установилась в июле. Она держалась до второй декады августа, затем наступило устойчивое похолодание.

Изучение сроков посева эспарцета песчаного (20, 30 мая, 10 июня, 10 июля, 10 августа, 1 октября) проходило на широкорядных посевах (60 см), заложенных нормой высева 7.8 млн. всхожих семян на 1 га. Определение норм высева (6.2, 7.0, 7.8, 8.6, 9.4 млн. всхожих семян на 1 га) - на рядовых посевах (15 см), заложенных 20 мая, и способов посева (15, 30, 45, 60, 70 см) - на опытах, заложенных 20 мая нормой высева 7.8 млн. всхожих семян на 1 га.

Общая площадь делянок 25 м2. Расположение вариантов в первом ярусе систематическое, в последующих рендомизированное. Повторность опытов четырехкратная.

Изучение посевов эспарцета песчаного под покровом и полупокровом пшеницы, овса, ячменя проводам на модельных делянках площадью 2 м2. Полевой опыт закладывали 20 мая в шестикратной повторности. Норма высева эспарцета составила 7.8 млн. всхожих семян на 1 га. Покровные и полупокровные культуры (пшеница, овес, ячмень) высевались одновременно с эспарцетом рядовым способом посева через 15 см. I 1ормы выссва покровных культур были снижены на 25%, полупокровных - на 50% от научно обоснованных (6-7 млн. всхожих семян на 1 га).

Исследования выполнены по общепринятым методикам. Определение содержания тяжелых металлов, зоотехнический и химический анализ растительных образцов и почвы проводили в областном агрохимическом центре г. Иркутска.

4. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ТРАВОСТОЯ И ПРОДУКТИВНОСТИ ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СРОКОВ, СПОСОБОВ ПОСЕВА И НОРМ ВЫСЕВА

В главе рассмотрено влияние различных условий выращивания (сроков, способов посева и норм высева) на изменение полевой всхожести, фаз развития, структуры травостоя, динамики линейного роста, фотосинтетических показателей и урожайности эспарцета песчаного.

В результате исследований установлено, что полевая всхожесть семян эспарцета песчаного в Иркутской области невысокая (максимальное значение в среднем составило 21.1%). Это связано с биологическими особенностями культуры (разнокачественностью семенного материала, низкой стойкостью семян к неблагоприятным условиям среды) и со специфическими условиями внешней среды (влажностью и температурой почвы, погодой в период посев - всходы). Майские, июньский, июльский сроки посева, повышение нормы высева от 6.2 до 7.8 млн. всхожих семян на 1 га, увеличение ширины междурядий от 15 до 45 см влияли на изменение показателя полевой всхожести семян незначительно.

В ходе нашей работы выявлено лучшее развитие эспарцета песчаного весенних сроков посева перед летними (табл. 1).

Таблица 1

Структура травостоя эспарцета песчаного разных лет жизни (1994-1996 гг.)

Количество, шт./м2 Среднее количество

Срок растений генеративных стеблей генеративных стеблей на одно растение, шт.

посева Год жизни

2-й 3-й 4-й 2-й 3-Й 4-й 2-й 3-й 4-й

20 мая 29 24 18 145 321 119 5.0 13.4 6.6

30 мая 37 25 17 136 232 98 3.7 9.2 5.8

Юиюня 27 20 13 72 144 62 2.7 7.2 4.8

1 ОиЮЛЯ(конгр) 30 21 15 78 150 71 2.6 7.1 4.7

10 августа 11 - - 21 - - 1.9 - -

Сроки посева оказали значительное влияние на формирование генеративных стеблей эспарцета песчаного. Весенние посевы обеспечили лучшее развитие растений 1-го года жизни и большее заглубление корневой шейки. Это отразилось на показателе генеративного побегообразования на 1 м2 и кустистости растений в последующие годы жизни культуры. Генеративное побегообразование и кустистость эспарцета песчаного на майских посевах были выше, чем на летних (без учета августовского срока посева) в среднем в 1.8 и 1.5 раза.

Высокую густоту стояния растений и стеблей на единице учетной площади в годы хозяйственного использования культуры обеспечили две нормы высева - 7.8, 8.6 млн. всхожих семян на 1 га и три способа посева - с шириной междурядий 15, 30, 45 см. Однако в загущенных посевах в связи с менее благоприятными условиями существования растений (ухудшением водного, пищевого режимов почвы, снижением интенсивности освещения) кустистость эспарцета песчаного была ниже, чем в более разреженных (табл. 2).

Таблица 2

Структура травостоя эспарцета песчаного разных лет жизни (1994-1996 гг.)

Количество, шт./м Среднее количество

Способ растений генеративных стеблей генеративных стеблей на одно растение, тт.

посева, Год жизни

см 2-й 3-й 4-й 2-й 3-й 4-й 2-й 3-й 4-й

15 (контр.) 79 72 60 339 367 199 4.3 5.1 3.3

30 74 65 55 365 389 204 4.9 6.0 3.7

45 45 41 38 347 374 223 7.7 9.1 5.9

60 24 22 20 132 296 164 5.5 13.5 8.2

70 18 16 15 99 254 157 5.5 15.9 10.5

В результате исследований установлено влияние сроков посева на степень перезимовки эспарцета песчаного 1-го года жизни. Сокращение вахлационного периода, обусловленного сроками посева, вело к прямо пропорциональному снижению зимостойкости растений. Зимостойкость эспарцета песчаного первого срока посева (20 мая) была выше зимостойкости позднемайского срока посева (30 мая) на 4.2%, июньского - на 8.8%, июльского - на 9.6%, августовского на 18.1%.

Установлена высокая зимостойкость эспарцета песчаного 2-3-го годов жизни, прежде всего на весенних (20, 30 мая) и широкорядных (45, 60, 70 см) посевах. Сохранность травостоя в зависимости от года жизни культуры на них составила от 69.8 до 91.9%.

Эспарцет псстаный - высокостсбслыюе растение. В условиях Иркутской области максимальная высота травостоя достигала 134 см. Интенсивный рост стебля наблюдался в фазы бутонизации и начале массового цветения (3-я декада июня - 1-я декада июля). Прирост стебля в сутки в среднем составил 1.6 - 2.4 см. Наибольший линейный рост травостоя получен на весенних (20,30 мая) и широкорядных (45, 60, 70 см) посевах. За годы хозяйственного использования культуры высот стеблестоя на майских вариантах опыта в среднем составила 112 см, на летних -101 см. Линейный рост широкорядных посевов в среднем составил 113 см, рядовых - 105 см.

Исследования показали хорошую облиственность эспарцета песчаного, ее сильную зависимость от фазы развития культуры. Изменение условий выращивания (сроков, способов посева и норм высева) влияло на облиственность эспарцета песчаного незначительно.

Оценка фотосинтетической деятельности эспарцета песчаного показала ее сильную зависимость от применяемых способов посева. Максимальную площадь листьев обеспечили рядовые посевы (29.0 тыс. м^га в 1-й год жизни, 54.9 тыс. м2/га на 2-й год жизни, 63.9 тыс. м2/га на 3-й год жизни, 52.0 тыс. м2/га на 4-й год жизни). Значительные размеры ассимиляционной поверхности, полученные при этих способах посева, привели к ухудшению светового режима и снижению интенсивности фотосинтеза. Высокие показатели ЧПФ за счет лучшей освещенности растений отмечены на широкорядных посевах (45,60,70 см). На них ЧПФ в среднем за годы учета составила 3.26 г/м2 сут., на рядовых - 2.46 г/м2 сут.

Эспарцет песчаный - высокопродуктивное растение. Условия выращивания влияли на его урожайность. В результате исследования установлена тесная корреляционная зависимость между густотой стояния растений, стеблей на учетной площади, регулируемые технологическими приемами возделывания, и урожайностью культуры. Наибольшую продуктивность травостоя обеспечили аг-рофитоценозы: 1) весенних сроков посева, 2) при норме высева 7.8 млн. всхожих семян на 1 га, 3) при ширине междурядий 30,45 см.

5. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

В главе освещены вопросы, связанные с использованием сельскохозяйственных растений в целях оздоровления агрофитоценозов; приведены, аналитические данные по содержанию свинца, кадмия, хрома, меди, марганца в воздушно-сухой фитомассе эспарцета песчаного и различных сельскохозяйственных растений; дана фитомслиоративная оценка исследуемых культур.

Определение тяжелых металлов (ТМ) в растительных органах эспарцета песчаного позволило установить, что наибольшее накопление свинца, никеля, цинка, железа происходило в семенах, а кадмия и кобальта в корнях растения (табл. 3).

Таблица 3

Содержание тяжелых металлов в сене, семенах и корнях эспарцета песчаного, мг/кг корма

ТМ Свинец Кадмий Никель Кобальт Цинк Медь Железо

МДУ 5.0 0.3 3.0 1.0 50 30 100

Сено 5.20 0.52 3.65 0.9 23.6 3.30 145

Корни 4.30 0.75 1.60 1.7 46.1 8.58 203

Семена 6.20 0.40 14.7 0.9 61.8 9.11 233

Сравнительная оценка содержания ТМ в многолетних бобовых травах (эспарцете песчаном, люцерне посевной, козлятнике восточном) показала, что наименьшее количество свинца, кадмия, никеля, меди и железа накапливала биомасса эспарцета песчаного (табл. 4).

Отмечено, что в промышленных районах Иркутской области, происходило интенсивное загрязнение агрофитоценозов металлами 1-й группы токсичности - свинцом, кадмием и металлом 2-й группы токсичности - хромом. Сельско-

хозяйственные растения накапливали их в количествах, превышающих МДУ. Содержание меди и марганца во всех растительных образцах было в пределах МДУ.

Таблица 4

Содержание тяжелых металлов в сене эспарцета песчаного, люцерны посевной, козлятника восточного, мг/кг корма

Культура Свинец Кадмий Никель Кобальт Цинк Медь Железо

Эспарцет песчаный 5.20 0.52 3.65 0.90 23.6 3.30 145

Люцерна посевная 6.57 0.53 3.98 0.73 20.6 5.75 301

Козлятник восточный 6.00 1.15 5.80 1.65 26.0 4.65 436

МДУ 5.0 0.3 3.0 1.0 50 30 100

В процессе исследований выделено ряд культур, обладающих фитоме-лиорантными свойствами по отношению к свинцу, кадмию и хрому. Эспарцет песчаный обладал толерантными свойствами по отношению к свинцу, кадмию и хрому. Содержание этих элементов в биомассе растения было ниже по сравнению с исследуемыми культурами. По нашему мнению, при выборе кормовых культур предпочтение должно быть отдано растениям, накапливающим меньшее количество тяжелых металлов.

б. ОЦЕНКА ПИТАТЕЛЬНОСТИ И КОРМОВОЙ ЦЕННОСТИ ВОЗДУШНО-СУХОЙ МАССЫ ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО

Сравнительная оценка питательности и химического состава воздушно-сухой фитомассы эспарцета песчаного с возделываемыми в области кормовыми травами (люцерной посевной, клевером луговым, донником желтым, костром безостым и горохо-овсяной смесью) показала преимущество растения по показателям, определяющим качество корма (по содержанию сырого протеина, сухого вещества и обменной энергии в 1 кг корма).

Питательность и химический состав сена эспарцета песчаного менялись в зависимости от фазы развития растения. По мере его старения происходило уменьшение содержания бежа и увеличение клетчатки (табл. 5).

Таблица 5.

Влияние фазы развития на питательную ценность и химический

состав сена эспарцета песчаного

Показатели Нормативные требования Конец бутонизации Начало массового цветения Конец цветения-плодообразованис

Питательность 1 кг корма

к. ед. кг, 1 класс 0.68

не менее: 2класс 0.61 0.78 0.61 0.59

Зкласс 0.54

Окончание табл. 5

перевар, прот., г 174 106 93.0

кальций, г 6.0 7.9 8.9

фосфор, г 2.6 2.1 1.8

каротин, мг, не менее: 25.0 112 80.0 55.0

*ОЭ, МДж/кг, не менее для: 1 класс 2 класс 3 класс 9.2 8.7 8.2 12.2 10.1 9.56

Химический состав

влага, % 13.4 8.0 8.6

*сухос вещество, не менее, % 83.0 86.6 92.0 91.4

БЭВ, % 43.6 45.6 46.3

сырая зола, % 5.35 4.45 4.65

*сырой протеин,% 1 класс 2 класс 3 класс 16 13 10 23.9 17.7 15.5

сырая клетчатка,% не более для: 1 класс 2 класс 3 класс 24-28 29-32 33-35 13.8 22.8 25.0

калий, % 1.72 1.18 0.97

сахар, г 74.0 60.9 83.5

Примечание: * отмечены показатели, определяющие качество сена

В связи с острым дефицитом кормов в Иркутской области в целом и высокобелковых кормов в частности, мы считаем целесообразным проводить уборку эспарцета песчаного на сено (сенаж) в начале фазы массового цветения (третья декада июня - первая декада июля). При более раннем скашивании культуры (конец бутонизации) сухая масса обладала лучшим качеством, но при этом происходит значительный недобор урожая. Условный выход кормопро-теиновых единиц (КПЕ) в период массового цветения превысил выход КПЕ в конце фазы бутонизации в 1.12 раза.

7. РАЗВИТИЕ ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО ПЕРВОГО ГОДА ЖИЗНИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПОКРОВНЫХ И ПОЛУПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР

Исследования показали, что при посеве эспарцета песчаного под покров и полупокров пшеницы, овса, ячменя рост и развитие культуры задерживались. По мере развития покровных и полупокровных злаковых трав усиливалось выпадение эспарцета песчаного. К концу вегетационных периодов на делянках оставались единичные растения. После первой перезимовки они полностью выпадали.

8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИЗУЧАЕМЫХ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО

Экономическая оценка изучаемых приемов возделывания показала высокую эффективность весенних сроков посева, нормы высева 7.8 млн. всхожих семян на 1 га и посевов с шириной междурядий 30, 45 см.

Применение майских сроков посева позволило повысит!, урожайность культуры на 26 - 35%, снизить себестоимость 1 ц зеленой массы и 1 ц к. ед., повысить окупаемость производственных затрат в 1.3 раза в сравнении с посевом, проведенным в июле.

При возделывании эспарцета песчаного на кормовые цели экономически обоснованной явилась норма высева 7.8 млн. всхожих семян на 1 га. Данная норма высева не только обеспечила увеличение урожайности культуры на 18%, но и способствовала повышению производительности труда на 9%, позволила снизить себестоимость продукции по сравнению с контрольной нормой высева (6.2 млн. всхожих семян на 1 га) на 13.6%.

Повышенную производительность труда, низкую себестоимость зеленой массы и 1 ц. к. ед. обеспечили два способа посева: при ширине междурядий 30 и 45 см. По урожайности зеленой массы они превысили посевы с шириной междурядий 15 см на 8.0 -11%, по окупаемости затрат в 1.1 раза.

ВЫВОДЫ

1. Эспарцет песчаный обладает комплексом ценных биологических особенностей. Природно-экологические ресурсы Иркутской области позволяют нн-тродуцировать его в сгенной, лесостепной и подтаежно-таежной зонах.

Агроценозы эспарцета песчаного перспективны в условиях Тулунского, Зиминского, Усольского, Усть-Удинского, Баяндаевского, Аларского, Иркутского, Братского районов, в которых культура ранее не возделывалась. Широкое внедрение культуры в производственные посевы Иркутской области позволит повысить продуктивность кормопроизводства, значительно улучшить качество корма, обогатить рацион животных белком, кальцием, каротином, сахаром, повысить плодородие почв.

2. В наших опытах эспарцет песчаный показал присущую ему высокую засухоустойчивость. Растение вегетировало в длительные засушливые периоды с температурой воздуха плюс 30 - 37 °С.

3. Повышенная зимостойкость и морозостойкость позволила эспарцету песчаному выдержать понижение температуры воздуха до минус 41 - 45 °С и резкие колебания температуры от минус 1 до минус 43 °С при высоте снежного покрова 21 см.

4. В условиях короткого безморозного периода эспарцет песчаный обеспечивал высокие и устойчивые урожаи зеленой массы и семян. Отрастание культуры начиналось в начале третьей декады апреля, длина вегетационного периода до укоса в среднем составляла 69 дней, до хозяйственной спелости семян-115 дней.

5. Во все годы жизни культуры майские посевы обеспечили лучшее развитие растений, более высокую зимостойкость, сохранность и продуктивность агрофитоценозов.

Высота эспарцета на весенних посевах к концу вегетационных периодов в 1-й год жизни в среднем достигала 21.9 см, во 2-4-й годы -111 см, на летних посевах -11.6 см и 105 см; площадь листьев составляла соответственно 21.9, 37.1 тыс. м^га и 9.23,24.4 тыс.м2/га. Количество генеративных стеблей на единице учетной площади при весенних и летних сроках посева в среднем составило 175 и 96 штУм2. Кустистость эспарцета песчаного на майских посевах была выше в 1.5 раза. Урожай зеленой и сухой массы в среднем за годы учета на весенних вариантах опыта составил 20.2,530 т/га, на летних -13.5,3.55 т/га.

6. Высокую продуктивность агроценозов обеспечила норма высева 7.8 млн. (выход зеленой и сухой биомассы на 2-4-й годы жизни эспарцета песчаного в среднем составил 25.0 и 6.55 т/га). При этой норме высева густота стояния растений на учетной площади в среднем составила 76 штУм2, количество стеблей - 362 штУм2, площадь листьев - 58.3 тыс. м2/га.

7. Максимальная густота стояния стеблей (в среднем она составила 319 и 315 шт. /м2), высокие фотосинтетические показатели (за годы хозяйственного использования культуры ассимиляционная поверхность достигла 46.1 - 64.0 тыс. м^га, ЧПФ - 2.99 - 3.61 г/м2 сут.) получены при закладке агрофитоценозов с шириной междурядий 30 и 45 см. Урожайность сырой и сухой массы за годы опытов в среднем составила 26.4, 6.91 т/га.

8. Облиствегаюсть эспарцета зависела от фазы развития растений. В первой половине вегетационного периода она бьша хорошей (в среднем составила 41.6%), во второй - удовлетворительной (в среднем составила 26.7%). Сроки, нормы и способы посева существенного влияния на облистаенность травостоя не оказали.

9. Эспарцет песчаный формировал высокостебельный травостой до 134 см. Средняя высота стеблестоя за годы хозяйственного использования культуры составила 108 см.

Эспарцет отличался хорошей кустистостью. На одном растении формировалось до 15.9 генеративных стебля.

10. Вегетативная масса эспарцета песчаного, скошенная на сено, содержала меньше свинца, кадмия, никеля, меди и железа, чем возделываемая в области люцерна посевная и вводимый в культуру козлятник восточный. Интродукция эспарцета песчаного в Иркутской области имеет большое народнохозяйственное значение, так как позволит приблизить качество высокобелкового корма к санитарно-гигиеническим нормам и снизить негативное влияние тяжелых металлов на здоровье человека и животных.

11. Лучший срок уборки эспарцета на сенаж - начало массового цветения. В этой фазе эспарцет обеспечил высокую урожайность и хорошие кормовые качества. В 1 кг корма содержалось 0.61 кормовых единиц, 106 г переваримого протеина.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Высокая агроэкономическая эффективность посевов эспарцета достигается при соблюдении следующих основных положений:

1. Получение высоких и устойчивых урожаев зеленой массы и сенажа возможно только на чистых посевах эспарцета при весенних сроках посева. Оптимальным сроком посева является вторая - третья декады мая. Конкретное время посева зависит от характера протекания весеннего периода, агрометеоро-

логических условий месяца.

2. Лучшей следует считать норму высева 100 кг/га. Данная норма высева обеспечивает максимальную урожайность травостоя.

3. Оптимальными способами посева являются сплошной с шириной междурядий 30 см и широкорядный с шириной междурядий 45 см. Эти способы дают наивысшие урожаи зеленой массы, в среднем до 26.1 - 26.7 т/га.

4. Уборку эспарцета на сенаж следует проводить в начале фазы массового цветения. В зависимости от погодных особенностей вегетационных периодов она наступает в последней декаде июня - первой декаде июля.

Эспарцет необходимо убирать в предельно сжатые сроки, так как запаздывание с уборкой ведет к значительному снижению облиственности растений, ухудшению питательности и химического состава корма.

5. Эспарцет обеспечивает высокие урожаи зеленой массы на 2-м и 3-м году жизни. Затем продуктивность посевов снижается. В связи с этим на 4-м году жизни после уборки зеленой массы на сенаж мы рекомендуем проводить запашку пожнивных и корневых остатков на сидеральные цели. На 5-й год жизни изреженные посевы эспарцета хозяйственно приемлемого урожая не дают.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Рябинина О.В. О сроках сева эспарцета в условиях Иркутской области // Сельскохозяйственная наука - производству: Тез. докл. науч. конф., посвященной 60-летию ИСХИ. - Иркутск, 1995,- С. 13-14.

2. Хуснидинов Ш.К., Рябинина О.В., Кудрявцева Т.Г. Тяжелые металлы в цепи "почва - растение - сельскохозяйственная продукция" // Сельскохозяйственная наука - производству: Тез. докл. науч. конф., посвященной 60-летгао ИСХИ. - Иркутск, 1995,-С. 20 - 22.

3. Хуснидинов Ш.К., Покровская Г.И., Рябинина О.В. и др. Интродукция и технология нетрадиционных кормовых культур // Выбирает "Золотой медведь": Тез. докл. конкурса ученых вузов Иркутской области. - Иркутск, 1995.-С. 95.

4. Хуснидинов Ш.К., Рябинина О.В. Оценка полевой всхожести семян эспарцета песчаного в зависимости от норм высева // Вестник ИрГСХА. - Иркутск, 1997. - Вып. 7. - С. 6 - 7.

5. Рябинина О.В., Хуснидинов Ш.К. Сравнительная оценка защитных возможностей эспарцета песчаного II Вестник ИрГСХА. - Иркутск, 1997. - Вып. 9. - С. 24.

6. Рябинина О.В., Хуснидинов Ш.К. Влияние нормы высева на урожайность эспарцета песчаного // Веспшк ИрГСХА - Иркутск, 1997. - Вып. 9. - С.25.

7. Рябинина О.В., Хуснидинов Ш.К. Оценка густоты стояния и интенсивности кущения эспарцета песчаного при различных способах посева // Вестник ИрГСХА. - Иркутск, 1997. - Вып. 9. - С.26.

8. Рябинина О.В., Хуснидинов Ш.К. Обоснование сроков уборки эспарцета песчаного // Вестник ИрГСХА. - Иркутск, 1997. - Вып. 9. - С.27 - 28.

9. Средство для стимулирования прорастания семян эспарцета и повышения урожайности кукурузы: Пат. 022420 РФ / Корзшшиков Ю.С., Хуснидинов Ш.К., Рябинина О.В. и др. - N С 243-43-69; Заявл. 15.12.97; Опубл. 13.01.98; Приор. N 97121776 (РФ). - 5с„ 2 л. черт.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Рябинина, Ольга Викторовна, Иркутск

/Л ; ,*; ^ - .

*

ИРКУТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

РЯБИНИНА Ольга Викторовна

ИНТРОДУКЦИЯ ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО

(ONOBRYSHIS ARENARIA D.C.)

В ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ Специальность 03. 00. 16 - Экология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Хуснидинов Ш.К.

Иркутск 1998

СОДЕРЖАНИЕ

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

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Распространение и интродукция культуры....................................9

1.2 Экологическое и народнохозяйственное значение эспарцета.......13

1.3 Ботанические и биологические особенности эспарцета................19

1.4 Технологические особенности возделывания эспарцета

на корм..............................................................................................27

2. ВАЖНЕЙШИЕ ПРИРОДНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ЮГА ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ.........................................................34

3. УСЛОВИЯ, СХЕМА ОПЫТОВ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Схема опытов и методика исследований.......................................43

3.2 Условия проведения исследований................................................46

3.3 Агротехника опытных посевов.......................................................52

4. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ТРАВОСТОЯ И ПРОДУКТИВНОСТИ ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СРОКОВ, СПОСОБОВ ПОСЕВА И НОРМ ВЫСЕВА

4.1 Оценка полевой всхожести.............................................................53

4.2 Влияние сроков, способов посева и норм высева на фазы развития эспарцета песчаного........................................................62

4.3 Оценка густоты стояния и интенсивности кущения.....................65

4.4 Зимостойкость.................................................................................77

4.5 Динамика линейного роста............................................................83

4.6 Облиственность...............................................................................96

4.7 Фотосинтетическая деятельность посевов.....................................102

4.8 Урожайность зеленой и сухой массы.............................................111

5. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

5.1 Использование биологических особенностей сельскохозяйственных растений в целях оздоровления агрофитоценозов.........121

5.2 Распределение тяжелых металлов в органах растительного организма эспарцета песчаного.......................................................122

5.3 Сравнительная оценка защитных возможностей эспарцета песчаного...........................................................................................124

5.4 Фитомелиоративная и толерантная оценка сельскохозяйственных культур.............................................................................125

6. ОЦЕНКА ПИТАТЕЛЬНОСТИ И КОРМОВОЙ ЦЕННОСТИ ВОЗДУШНО-СУХОЙ МАССЫ ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО

6.1 Сравнительная оценка питательности и химического состава......130

6.2 Обоснование сроков уборки.............................................................132

7. РАЗВИТИЕ ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО ПЕРВОГО ГОДА ЖИЗНИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПОКРОВНЫХ И ПОЛУПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР............................................................................135

8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИЗУЧАЕМЫХ

ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО.... 137

ВЫВОДЫ...................................................................................................141

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................................144

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................162

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Решение экологических проблем биосферы требует научного подхода к биогеоценозам. Это в полной мере относится и к искусственным агроценозам, созданным человеком. Они в большей степени, чем естественные экосистемы, подвержены влиянию человека, часто негативному. В связи с этим деятельность сельхозпроизводителей должна быть направлена не только на повышение продуктивности агроценозов, но и на улучшение, бережное использование почвы и всего природного комплекса.

В настоящее время в Иркутской области по-прежнему остро стоит проблема бесперебойного снабжения населения высококачественной сельскохозяйственной продукцией. Это связано с хроническим дефицитом кормов, в том числе высокобелковых, и с крайне неблагоприятной экологической обстановкой, оказывающей большое влияние на здоровье людей и сельскохозяйственных животных. Наблюдается значительное увеличение заболеваемости населения Прибайкалья по сравнению с заболеваемостью жителей не только западных районов страны, но других регионов Восточной Сибири [Экологическая обстановка в Иркутской области в 1992 г., 1993]. Поэтому наряду с мероприятиями, направленными на повышение урожайности сельскохозяйственных культур, идет поиск перспективных высокопродуктивных растений с целью расширения видового разнообразия культурной флоры и учета экологического аспекта в подборе интродуцируемых растений. Введение экологизированного сельскохозяйственного производства является новым направлением в стратегии создания и управления агроценозами.

Сегодня назрела необходимость в скорейшем решении первостепенной задачи животноводства - повышении его продуктивности и улучшении санитарно-гигиенического качества кормов, так как современное состояние кормопроизводства Иркутской области можно охарактеризовать как кризисное. Производимые корма имеют неустойчивое сахаропрогеиновое соотношение, дефицит белка достигает 15-20%, каротина - 25-30%. В кормах недостает йода, ко-

бальта, марганца и некоторых других микроэлементов [Гончаров, 1986]. Кроме того корма, получаемые в отдельных районах, не отвечают экологическим нормам. Однообразие, низкая питательная ценность заготавливаемых кормов приводят к значительному их недобору, снижает продуктивность животноводства, повышает себестоимость продукции животноводства.

Расширение посевов многолетних бобовых трав является одним из резервов укрепления кормовой базы. Однако экстремальность климата во многих районах Иркутской области, дефицит влаги, бедный химический состав почвы определяют узость видового состава кормовых культур и ограничивают подбор травянистых высокобелковых растений. Среди многолетних бобовых культур, возделываемых в области (донник, клевер, люцерна), наименьшее распространение получил эспарцет песчаный - Onobrychis arenaria D.C. Несмотря на кормовые достоинства растения, площади под этой ценной культурой на сегодняшний день составляют ] .1% от общей площади, занятой многолетними бобовыми травами.

Фитомасса эспарцета высокопитательна, обладает прекрасным вкусом. По содержанию сухого вещества, сырого протеина, обменной энергии культура относится к одним из лучших кормовых растений. Его белок хорошо переваривается и интенсивно усваивается сельскохозяйственными животными. При этом улучшаются их выносливость, воспроизводительная способность, рост. Кроме того, после двух -трехлетнего выращивания эспарцета, как и после люцерны и клевера, в почве накапливается около 80-120 ц/га корневых и пожнивных остатков, которые по содержанию азота, фосфора, калия и других питательных элементов равноценны 40-60 т/га навоза. При хорошем урожае они фиксируют до 150-200 кг/га азота [Гончаров, 1986], что улучшает плодородие почвы и способствует увеличению урожайности последующих зерновых и других культур.

По комплексу эколош-хозяйственных признаков эспарцет пригоден для широкого внедрения в хозяйствах области. Он высокоурожаен, морозостоек, засухоустойчив, отличается ранним весенним отрастанием и предъявляет невысокие требования к плодородию почвы. "Между тем отсутствие научно обоснованной технологии воз-

делывания культуры в зональных условиях не позволяет в полной мере использовать потенциальные возможности растения, не изучена его экологическая ценность.

Цель и задачи исследования. Главной целью исследования явились интродукция эспарцета песчаного в условиях юга Иркутской области. В задачу исследования входило изучение:

-природно-экологических особенностей Иркутской области и возможности интродукции эспарцета песчаного;

-основных биологических особенностей эспарцета песчаного; -формирования агрофитоценозов эспарцета песчаного под влиянием различных условий выращивания и оценка их продуктивности;

-толерантных возможностей культуры в условиях техногенного загрязнения окружающей среды;

-кормовой ценности сена эспарцета песчаного.

Научная новизна. Впервые в условиях Иркутской области на основании комплексного изучения эколого-биологических особенностей эспарцета песчаного установлено влияние сроков, способов посева и норм высева на элементы ] (родукгивности культуры; разработаны отдельные технологические приемы возделывания эспарцета песчаного; приведены фотометрические показатели посевов; проведена сравнительная оценка кормовой ценности, толерантных возможностей эспарцета песчаного в сравнении с некоторыми другими кормовыми культурами, возделываемыми в Иркутской области; составлена карта распространения эспарцета песчаного в Иркутской области в естественной и культурной флоре.

Практическая значимость работы. Полученные экспериментальные данные имеют определенное научно-производственное значение. Предложены районы возможного возделывания эспарцета песчаного. Разработанная технология позволит повысить урожайность культуры в Иркутской области. Это явится предпосылкой обеспечения и улучшения кормовой базы животноводства

полноценными высококачественными кормами, повышения их продуктивности и улучшения плодородия почвы.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на научных конференциях Иркутской государственной сельскохозяйственной академии (ИрГСХА) в 1993 - 1997 годах, на юбилейной научной конференции, посвященной 60-летию образования ИСХИ, на конкурсе ученых вузов Иркутской области в 1995 году. Производственный опыт, проведенный в совхозе ' Ангинский" Качугского района, позволил установить агрономическую и экономическую целесообразность возделывания эспарцета песчаного по разработанной нами технологии (акты о внедрении культуры даются в приложении).

Положения, выносимые на защиту

1. Интродукция и связанное с нею соответствие экологических особенностей эспарцета песчаного почвенно-климатическим ресурсам юга Иркутской

области.

2. Влияние различных условий среды обитания на рост и развитие эспарцета песчаного.

3. Значение эспарцета песчаного для развития сельского хозяйства Иркутской области.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных статей, получен 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 194 страницах и состоит из введения, 8 глав, выводов и рекомендаций производству. Она содержит 39 таблиц, 13 рисунков, 15 фотографий, 19 приложений. Список использованной литературы включает 210 наименований, в том числе 6 работ зарубежных авторов.

Выражаю глубокую благодарность научному руководителю кандидату сельскохозяйственных наук III.К. Хуснидинову и докторам биологических наук Н.Э. Илли, Ю.С. Корзинникову, В А. Серышеву за предложения, высказанные v: процессе подготовки диссертации, а также сотрудникам библиотеки ИрГСХА, предоставившим в распоряжение автора научную литературу.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Распространение и интродукция культуры

Эспарцет - древнее бобовое растение с интересной, до конца не изученной историей введения в культуру.

В настоящее время описано 100-130 видов эспарцета, распространенных в Европе, Азии, Северной Африке. Только на территории России и в странах СИГ встречается 60 видов этого растения. Из них научный интерес представляют 6-7 видов. Наибольшее распространение в культуре получили 3 вида: закавказский, виколистный (обыкновенный, посевной), песчаный [Шлыков, 1963, Брежнев, Коровина, 1980, Вавилов, Балышев,1984, Андреев, 1989, и др].

Несмотря на то что растение известно давно, среди учёных нет единого мнения о его родине. Большой интерес представляет азиатский очаг культуры, к которому относятся Персия, примыкающие к ней Армения и Азербайджан [Кулешов, 1933]. Древние историки указывают на то , что эспарцет закавказский возделывался с незапамятных времён на Кавказе. Введение его в культуру в Грузии и Армении относится к 5 веку [Каращук, 1951]. В архивных рукописях Алишана "Ай - Кусан" говорится о Григоре Наренкации, жившем в 10 веке и упоминавшем об эспарцете в своей песне [Матевосян, 1950]. Таким образом, эспарцет на Кавказе возделывают с глубокой древности и, по мнению С.С. Шаина [1948], возможно, что именно Закавказье является первоисточником мировой культуры эспарцета. Однако не одно столетие известны эспарцеты ( высочайший и закавказский) и в Иране [Купцов, 1975].

Значительно позднее с культурой познакомились в Европе. По предположению Де-Кандоля, в 15 веке во Франции появился эспарцет обыкновенный [Шаин, 1948]. Эспарцет виколистный быстро распространился в Бельгии, Голландии, Германии, Италии, Испании, Анг лии. Однако наибольшее распространение эспарцет получил всё-таки во Франции, где его посевы занимали сотни тысяч гектаров [Кулешов, 1933].

В настоящее время эспарцет широко возделывают французские фермеры. Он играет важную роль в кормовом балансе засушливой зоны северо-востока Испании, в других странах Западной Европы его культивируют меньше. Используют эспарцет в США, Канаде как пастбищное, сенокосно-пастбищное растение, вводят в качестве новой кормовой культуры на богарных пастбищах Австралии, МНР [Lodge, 1980, Hanna, 1980, Michelena, 1983, Эрдэнэжав, 1983, Chassange, Chamber, 1993, Matches, Kallenbach, Mahan, 1993, Fräser, Richards, Hanna, 1994].

В России первые попытки возделывания эспарцета относятся к 1795 году. Закончились они неудачей. Вторично в Россию эспарцет посевной завез в первой половине XIX века из Франции граф Кочубей, которого считают j тонером эспарцетосеяния в России. Он начал разводить эспарцет и люцерну в своём имении Диканьке Полтавской губернии в сороковых годах прошлого века [Рабинович, 1951].

И. Н. Клинген [1906] указывал на широкое распространение нескольких форм эспарцета в России. По его мнению, особый интерес представляют два вида: виколистный и песчаный. Введение эспарцета песчаного, распространённого в дикой флоре от Евразии до Забайкалья в культуру, впервые было начато на Украине. В 1842 году профессор Харьковского университета В. М. Черняев попытался окультурить дикорастущий эспарцет песчаный, для чего посеял семена этого вида в ботаническом саду на площади 1.5 десятины. Его начинания были продолжены профессором того же университета Е. С. Гордиенко, который после многолетних опытов охарактеризовал окультуренный песчаный эспарцет как высокоурожайную бобовую траву, не страдающую от морозов и засух [Ширяев, 1930, Каращук, 1951].

Заслуживают внимания попытки Удельного Ведомства Самарской губернии (1904), занимавшегося сбором диких семян эспарцета с целью его продвижения в восточные районы России.

Благодаря научным поискам энтузиастов, работе учёных в начале 20 века в России возделывали 11 видов многолетних трав, в том числе три вида эспар-

иста: закавказский, посевной, песчаный [Лубенец, 1971]. Тем не менее широким распространением эспарцета песчаного, введением его в культуру мы обязаны крестьянину Сумского уезда Т. А. Харченко, который многие годы (1905-1915) собирал и высевал на своих нолях семена дикого эспарцета песчаного. Отсюда эспарцет (песчаный) в 1917-1923 годы попадает на ряд опытных полей и станций: Весё-ло-Подолянскую, Харьковскую, Сумскую и др. [Рабинович, 1951].

В настоящее время песчаный вид эспарцета с успехом возделывают в Ставропольском крае, Поволжье, Центрально-чернозёмных областях, Западной Сибири, Средней Азии [Панин, 1971, Юсупов, 1972, Возыка, 1974, Балян, Ко-нушбаев, 1976, Возделывание эспарцета в Западной Сибири ,1976, Калюк, 1986, Зоркина, 1990, Кононов, Рассадников, 1990]. Эспарцет песчаный как самый засухоустойчивый, зимостойкий и морозостойкий вид эспарцета считают 1 ¡срспективным для интродукции в полупустыне, в восточных и северных районах страны [Ларин, 1969, Медведев, Сметанникова, 1981]. Учёные пытаются окультурить эспарцет сибирский (близкий к эспарцету песчаному) в Якутии [Денисов, Поклонная, 1989]. Распространение эспарцета в Восточной Сибири сдерживается слабой изученностью вопросов его агротехники в каждой конкретной почвенно-климатической зоне и проблемами в селекционной работе.

В Иркутской области, по наблюдениям И.С. Буддо [1947], Г.А. Пешковой, И.Л. Малышева [1972, 1979] и сведениям Д.Д. Брежнева, О.Н. Коровиной [1980], в диком виде встречаются эспарцет песчаный, донской и сибирский. Они растут на степных сенокосах Усть-Ордынского округа, в Аларском районе, около Балаганска, в районе Братска, на суходольных лугах по сухим террасам Ангары и её притоков, на верхней Лене, в зарослях кустарников, вдоль кюветов Качугского тракта и в Ольхонском районе. Однако нельзя исключить, что это далеко не исчерпывающая информация о распространении эспарцета на территории нашей области. Исходя из данных о местообитании эспарцета в дикой флоре и из анализа почвенного покрова этих районов, мы пришли к выводу, что растение в основном произрастает на черноземных, дерново-карбонатных и

каштановых по