Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Обоснование приемов реализации потенциальной азотфиксирующей активности, урожайности и белковой продуктивности вики посевной в чистом виде и в смеси с овсом

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Обоснование приемов реализации потенциальной азотфиксирующей активности, урожайности и белковой продуктивности вики посевной в чистом виде и в смеси с овсом"

Рч

с^ Сг

^ О

О

се; сь

со ^ На правах рукописи

к *

^Ч/ ХРАМОЙ Виктор Кириллович

кандидат сельскохозяйственных наук

ОБОСНОВАНИЕ ПРИЕМОВ РЕАЛИЗАЦИИ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ АЗОТФИКСИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТИ, УРОЖАЙНОСТИ И БЕЛКОВОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ вики ПОСЕВНОЙ В ЧИСТОМ ВИДЕ И В СМЕСИ с овсом (в условиях Нечерноземной зоны)

Специальность 06.01.09 — Растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1997

Диссертационная работа выполнена в Калужском филиале Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных, наук, профессор Гатаулина Г. Г.; доктор сельскохозяйственных наук Шпаков А. С.; доктор сельскохозяйственных наук Афанасьев Р. А.

Ведущее предприятие — Научно-исследовательский институт сельского хозяйства центральных районов Нечернозем-

в ..... час. на заседании диссертационного совета

Д-120.35.04 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева аю адресу: 127650, Москва, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет ТСХА.

ной зоны.

диссертации состоится

С диссертацией можно Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета — кандидат с.-х. наук, доцент

/

Р. Р. Усианов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Вика посевная одна из основных бобовых культур Нечерноземной зоны. Однако неустойчивость семеноводства сдержи ласт расширение площадей под этой важной кормовой культурой, способной создавать урожай без затрат азотных удобрений благодаря симбиотической азотфиксации. Главной причиной низких урожаев семян и слабой азотфнксиругощей активности вики посевной является несбалансированность элементов минерального питания, неудовлетворительные условия для бобово-ризобиального симбиоза, неоправданное применение азотных удобрений, несоответствие сорта агроклиматическим условиям зоны, полегание одновидовых посевов и угнетение вики в смешанных посевах. Разработка технологических приемов, обеспечивающих получение высоких и устойчивых урожаев семян и зеленой массы вики посевной за счет биологической фиксации азота воздуха при минимальных затратах макро- и микроудобрений является важной народнохозяйственной задачей.

Целью наших исследований было обосновать параметры основных факторов среды, при которых реализуется потенциальная симбиотическая активность и урожайность вики посевной, и влияние азотных удобрений .ча эти показатели; выявить сортовую специфичность вики по формированию симбиотического аппарата и продуктивности; определить влияние различных способов посева вики с овсом на развитие растений и их продуктивность.

В задачи исследований входило:

- проанализировать влияние количества осадков и их распределения в течение вегетационного периода вики посевной на показатели симбиотической деятечьности растений, урожайность и белковую продуктивность;

- определить оптимальные параметры реакции почвенного раствора, при которых реализуется максимальная активность симбиотической азот-фиксации и продуктивность вики в чистом виде и в смеси с овсом;

- выявить нижнюю границу оптимальной обеспеченности фосфором и калием для наибольшем активности симбиотической азотфиксации и продуктивности;

- изучить влияние борных и молибденовых удобрений на показатели, симбиотической и фотоскнтетнческой деятельности вики в чистом виде и в смеси с овсом на дерново-подзолистой известкованной почве с низким содержанием этих элементов;

- уточнить влияние низких и средних норм азотных удобрений на формирование симбиотического апгарата, усвоение азота воздуха, урожайность и белковую продуктивность;

- определить влияние средних и высоких норм азотных удобрений на активность симбиотической азотфиксации, урожайность и белковую продуктивность вики в смеси с овсом;

- изучить формирование симбиотического аппарата, накопление биомассы, семенную и белковую продуктивность различных по скороспелости сортотипов ь условиях Центрального района Нечерноземной зоны;

- выявить влияние различных способов посева вики с рвсом на рост И развитие растений, формирование симбиотического аппарата, накопление биомассы, семенную продуктивность;

- определить динамику потребления элементов минерального питания растениями в течение вегетации и вынос их в расчете на 1т семян в зависимости от обеспеченности макро- и микроэлементами и норм азотных удобрений;

- определить долю участия биологического азота в питании растений . в зависимости от условий выращивания;

- провести энергетическую оценку агротехнических приемов по созданию оптимальных услгвий для активной симбиотической азотфиксации и применению азотных удобрений;

- провести производственную проверку рекомендуемых приемов реализации потенциальной азотфиксирующей активности и продуктивности вики посевной.

Научные положения, вынесенные на защиту:

1. Симбпотическая деятельность, урожайность и белковая продуктивность вики посевной в зависимости от количества осадков и их распрб-депения в течение вегетационного периода.

2. Обоснование оптимальных параметров реакции почвенного раствора для реализации. потенциальной активности симбиотической азотфиксации и урожайности вики.

3. Обоснование нижней границы оптимальной обеспеченности дерново-подзолистой почвы фосфором и калием для наибольшей симбиотической активности и продуктивности вики посевной.

4. Эффективность применения бора и молибдена на дерново-подзолистой известкованной почве.

5. Обоснование нецелесообразности применения азотных удобрений под вику посевную при возделывании на семена.

6. Симбиотическая деятельность, урожайность и белковая продуктивность различных сортотипов вики посевной в условиях Центрального района Нечерноземной зоны.

7. Узкополосный способ посева вики с овсом при возделывании на семена.

Научная новизна. Впервые в условиях Нечерноземной зоны определены диапазон оптимальной реакции почвенного раствора и нижний порог оптимальной обеспеченности фосфором и калием для реализации потенциальной азотфиксирующей активности и продуктивности вики посевной, проведена оценка разных по скороспелости сортов вики по формированию симбиоза с ризобиями, выявлена эффективность борных и молибденовых удобрений на дерново-подзолистой известкованной почве. Установлено, что низкие и средние нормы азотных удобрений (30 и 90 кг/га) снижают усвоение азота воздуха и не повышают семенную продуктивность вики, а норма минерального азота более 160 кг/га практически полностью подавляет усвоение азота воздуха. Определена зависимость азотфиксирующей активности и продуктивности вики посевной на дерново-подзолистой супесчаной почве от количества осадков и их распределения в течение вегетационного периода. Впервые разработана и обоснована технология узкополосных посевов вики с овсом по схеме 1 рядок вики + 2 рядка овса и 1 рядок вики + 3 рядка овса.

Практическая значимость. Оптимизация реакции почвенного раствора и уровня обеспеченности элементами минерального питания - фосфором, калием, бором и молибденом позволяет на дерново-подзолистой супесчаной почве увеличить биологическую азотфиксацию посевами вики на 35...71 кг/га н повысить семенную продуктивность с 1,1 т/га до 1,9 т/га. Применение технологии узкополосных посевов вики с овсом обеспечивает получение слабополегающих посевов и уменьшение затрат семян вики по сравнению с вико-овсяной смесью на 25...30% без снижения ее семенной продуктивности, благодаря чему коэффициент размножения вики возрастает с 12 до 19. Использование в Центральном районе Нечерноземной зоны среднеспелых сортов зики позволяет повысить ее семенную продуктивность в 1,2 раза.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научных конференциях ТСХА (1981,1982); первой и второй всесоюзных и третьей и четвертой международных конференциях СОИСАФ

(Калуга, 1989, 1991, 1993; Москва, 1996); на областных научно-практических конференциях (1992... 1997); на межвузовских и внутриву-зовских научных конференциях (1989... 1997).

Публикация результатов исследований. Автором опубликовано 36 научных работ, в том числе 32 - по теме диссертации во всесоюзных, республиканских и ведомственных изданиях.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 253 страницах машинописного гскста, состоит из введения, 10 глав, выводов и рекомендаций производству; содержит 12 таблицы, 10 рисунков, 68 приложений. Список цитируемой литературы включает 292 наименования, в том числе 46 иностранных авторов.

В решении отдельных вопросов в разные годы принимали участие сотрудники Лаборатории биологической фиксации азота воздуха Кф ТСХА - Кузнецоп В.В., Петровская Е.Л., Ермаков С.И., Рахимова О.В,, Кривцов И.И., а также 17 студенгоз-дипломников Калужского филиала МСХА. Всем выражаю искреннюю благодарность за активную помощь.

Особенно благодарю моего научного консультанта Заслуженного деятеля науки Российской Федерации, академика Академии Аграрного Образования, Международной Академии Информатизации, Международной Славянской Академии, доктора сельскохозяйственных Наук, профессора Георгия Сергеевича Посыпанова за помощь в разработке программы исследований, методические консультации в процессе ее выполнения и в завершении работы над диссертацией.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе - "Факторы, определяющие потенциальную азотфиксирующую активность и продуктивность вики посевной" (Обзор литературы) - изложены кормовая и агротехническая ценность вики, особенности азотного питания и условия активного бобово-ризобиального симбиоза, технологические приемы возделывания вики в чистом виде и в смеси с овсом, определены цель и задачи исследований.

Во второй главе - "Объекты, место, условия и методика проведения исследовании" - указывается, что экспериментальная работа проведена в 1978... 1980 гг. на опытном участке колхоза "Побед:." Клинцов-ского района Брянской области и в 1987...1996 гг. на опытном поле Калужского филиала МСХА. Почва опытного участка колхоза "Победа" дерново-подзолистая, супесчаная, рНсол. 5,5...5,7; содержание гумуса - среднее, фосфора - среднее (119...136 мг/кг), калия - нгзкое (43...67 мг/кг). Почва опытного поля КФ МСХА дерново-подзолистая, супесчаная, рНсол. 6,3...6,8; содержанке гумуса низкое, фосфора - очень высокое (>250 мг/кг), калия - низкое (70...110 мг/кг), бора - ниже среднего (0,3...0,5 мг/кг), молибдена- низкое (0.09...0,15 мг/кг).

Метеорологические условия значительно различались по годам исследований. Из 12 лет наблюдений в 3 года сумма активных температур за период май...август была близкой к средним многолетним данным; в 4 года она была ниже на 6... 13%; в 5 лет сумма активных температур превысила среднемноголетний показатель на 7...11%.

По количеству осадков за период май...август анализируемые годы распределились следующим образом: 6 лет - количество осадков близко к среднемноголетним данным; 4 года - превышение среднего уровня на 20...60%; 2 года - ниже среднего уровня на 40...50%.

Наиболее равномерное распределение осадков наблюдалось в "среднеувлажненные" годы. В засушлигые годы минимальное количество осадков выпадало в начале вегетации и в период цветения вики. В годы с повышенным увлажнением осадки выпадали в виде ливней в июне...июле, поэтому на супесчаной почве даже в эти годы наблюдались периоды, когда растения испытывали дефицит влага.

В полевых и вегетационных опытах' изучали влияние разных уровней рН почвы, обеспеченности растений фосфором, калием, бором, молибденом и минеральным азотом на симбиотическую и фотосинтетическую деятельность вики посевной в чистом виде и в смеси с овсом. Изучали сортовую специфичность по формированию симбиотического аппарата и продуктивности на примере 9 сортов трех групп скороспелости, а также особенности роста и развития вики в вико-овсяной смеси и в узкополосных посевах по схеме 1 рядок вики + 2 рядка овса и 1 рядок вики + 3 рядка овса.

В процессе исследований проводили биометрический анализ растительных проб по фазам развития. Определяли количество и массу клубеньков, в том числе с леггемоглобином, содержание леггемоглобина,. нитрогеназную активность, массу отдельных органов растеннй, площадь листьев; учитывали количество бобов и семян в период созревания; определяли фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосин-

теза, величину общего и активного симбиотического потенциала, количество фиксированного азота воздуха, ¿олю участия азота воздуха в питании растений вики посевной, содержание элементов питания в отдельных Органах и потребление их растениями, накопление белка.

В исследованиях использовали общепринятые методы. Известь вносили осенью под зяблевую вспашку. Фосфорные и калийные удобрения вносили под зяблевую вспашку или культивацию из расчета доведения содержания Р2О5 до 150 мг/кг, К20 до 120 мг/кг почвы. Бораые удобрения -1 кг/га бора вноси под культивацию в виде борной кислоты, смешанной с наполнителем. Молибденово-кислый аммоний наносили на семена перед ьосевом - 50 г на 100 кг семян. Площадь учетной делянки 25 и 50 м2, по-вторность четырехкратная, размещение вариантов рендомизированное.

В вегетационных опытах в сосуд емкостью 6 кг почвы высевали по 10 проростков вики, инокулированных активным штаммом ри>обий К-145. Диапазон значений исследуемого фактора изучался на фоне оптимальных значений прочих факторов среды.

Глава 3. "Обоснование оптимального уровня влагообеспеченно-стн для формирования активного симбиоза с ризобиями и реализации потенциальной продуктивности вики посевной".

Проанализированы 10-летние данные, полученные в полевом опыте на дерново-подзолистой, супесчаной почве, о влиянии количества осадков и их распределения в течение вегетационного периода на активность сим-биотипзской азотфиксации и продуктивность вики посевной.

Результаты исследований показывают, что максимальные значения всех показателей симбиотической и фотосинтетической деятельности вики посевной достигаются при повышенном количестве осадков (таблица 1). При среднем количестве осалков масса и количество клубеньков в фазе цветения снижается в 1,6 раза, усвоение азота воздуха в 1,4 раза, урожай биомассы и семян в 1,5 раза. В засушливые годы масса клубеньков в фазе стеблевания меньше по сравнению с условиями оптимального увлажнения в 1,3 раза, а в фазе цветения - в 6,2 раза, усвоение азота воздуха снижается в 7,8 раза, накопление биомассы - в 2,2 раза, семена вообще не наливаются, генеративные органы засыхают и опадают. Накопление белка в биомассе в условиях оптимального увлажнения достигает 1006 кг/га, в годы со средним увлажнением оно ниже в 2,4 раза, а а засушливые - в 2,1 раза.

Таблица 1

Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность вики посевной в зависимости от количества осадков за вегетационный период (1978.„1980,

1987...1993гг.).

Количество осадков

Показатель Недоста- Сред- Повы-

точное нее шенное

Количество лет 2 4 4

Количество клубеньков, млн./га

Стеблевание 43 80 124

Цветение 18 46 73

Масса клубеньков, кг/га

Стеблевание 14 20 19

Цветение 4 16 25

Усвоение азота воздуха, кг/га 12 65 94

Доля азота воздуха, % 28 56 . 58

Макс, площадь листьев, тыс.м2/га 12 33 39

ФСП, тыс. м2 дн./га 764 1436 1550

ЧПФ, г/м2 сутки 3,1 3,4 4,3

Биомасса, АСВ, т/га 2,9 4,2 6,7

Белок в биомассе, кг/га 470 723 1006

Урожай семян, т/га 0,02 0,96 1,42

Содержание азота в органах растений, особенно в семенах, повышается в условиях среднего увлажнения (таблица 2). В условиях засухи наибольшее снижение концентрации азота наблюдается в листьях и семенах, что указывает на нарушение обмена веществ в растениях.

В условиях повышенного увлажнения достигается максимальное накопление элементов минерального питания посевом вики. Так, накопление азота и калия возрастает по сравнению с условиями среднего увлажнения в 1,4 раза, а фосфора в 2 раза. В то же время максимальное потребление азота и калия на 1 т семян остается на одном уровне - соответственно 107 кг и 78 кг, а фосфора - возрастает при повышенном увлажнении.

Таблица 2

Содержание азота в органах растений и накопление азота, фосфора и калия викой посевной в зависимости от количества осадков за вегетационный период (данные за 10 л^ г).

Элемент Орган Количество осадков

питания растения Недостаточ- Среднее Повышенное

ное

Содержание, % АСВ (налив семян)

Азот Лист 3,32 3,84 3,62

Стебель 2,28 1,91 1,80 Генеративные

органы 2,79 3,38 3,42

Корень 2,98 2,41 2,06

♦Семена - 4,18 3,80

Максимальное накопление посевом, кг/га

Азот 75 117 161

Фосфор 13 20 41

Калий 54 85 120

* Полная спелость

На оснозании корреляционного анализа установлено, что показатели симбиотической деятельности растений больше зависят от осадков в первом половине вегетации, а урожай семян - от осадков в период бутонизации—налива семян. Наиболее тесная корреляция всех показателей развития вики посевной . наблюдается с осадками за период ветвление—образование бобов: коэффициент корреляции для ОСП, количества и массы клубеньков составляет 0,71...0,74; для урожая семян - 0,67; для накопления АСВ0,92.

Глава 4."Обосноваине оптимальной реакции почвенного раствора для реализации потенциальной продуктивности вики посевной."

В структуре почв Центрального района Нечерноземной зоны более 60% относятся к кислым, из них около 50% имеют средне- и сильнокис-

Г

лую реакцию почвенного раствора. Поэтому обоснование нижнего порога рН для оптимального развития вики посевной и активного усвоения азота воздуха имеет не только теоретическое, но и практическое значение.

Исследования проводили в вегетационном опыте ь диапазоне рНсол. 4,3; 5,1; 6,0; 6,6; 7,1 с активным штаммом ризобий К-145 и в полевом опыте при рНсол. 5,5...5,7 1. 6,3...6,4 со спонтанными штаммами ризобий.

Результаты вегетационных опытов показывают, что при рН 4,3 азэт-фиксация практически отсутствует; при рН 5,1 количество и масса клубеньков возрастают в 53 и 105 раз соответственно. Лучшие условия для симбиоза вики с ризобиями создаются при рН сол. 6,0...6,6 (таблица 3). Максимальные показатели накопления биомассы и семян наблюдаются при рН сол. 6,6, однако различия между уровнями рН сол. 6,0 и 6,6 не существенны. При рН сол. 7,1 наблюдается тенденция снижения показателей симбиотической и фотосинтетической деятельности вики посевной.

Содержание азота в семенах увеличивается при повышении рН до 6,0, накопление его в растениях достигает максимальной величины при рН 6,6 (таблица 4). Накопление фосфора увеличивается до рН сол. 5,1 и далее остается на одном уровне. Накопление калия возрастает до рН сол. 7,1.

Таблица 3

Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность вики посевной в зависимости от уровня рН почвы.

Показатель рН сол. НСР 05

4,3 5,1 6,0 6,6 7,1

Образование бобов

АСВ клубенькоз, мг/сосуд 4 420 559 660 487' 81

Клубеньков, пгг./сосуд 7 370 533 451 441 96

Нитрогеназная активность,

мкгЫ/сосуд час 33 242 476 490 434

Леггемоглобин, мг/срсуд — 10,1 14,3 15,6 11,7 3,2

Площадь листьев, дм2/сосуд 10,4 15,0 18,7 17,8 17,1 1,9

Полная спелость

Биомасса АСВ, г/сосуд 25,5 38,7 41,4 42,8 37,7 2,1

АСВ семян, г/сосуд 8,9 16,1 18,3 20,0 18,5 1,1

Бобов, пгг./сосуд 42 50 58 63 57 6,9

Семян, шт./сосуд 212 268 344 360 317 48

Масса 1000 семян, г 42,0 60,1 53,3 55,6 53,5

Доля семян в биомассе,% 39 48 49 52 48

Таблица 4

Содержание азота и накопление азота, фосфора и калия в растениях вики посевной при разных уровнях рН почвы.

Элемент Орган pH сол. НСР

питания растения 4,3 5,1 6,0 6,6 7,1 05

Содержание, % АСВ

Азот "Листья 3,68 3,55 3,34 3,65 3,21

"Стебли 1,48 1,41 1,55 1,43 1,52

* Корни 1,88 1,61 1,63 1,72 1.8Г

** Створки 0,89 0,68 0,75 0,74 0,68

** Семена 3,38 3,67 4,11 3,99 3,92

** Накопление, мг/сосуд

Азот Все растение 472 812 988 1047 977 44

Фосфор Все растение 74 104 98 104 104 6

Калий Все рас гение 537 790 751 786 932 31

* Образование бобов ** Созревание

В полевом опыте в первый год после известкования почвы с исходным pH сол. 5 S.,.5,7 не наблюдалось увеличения активности симбиотиче-ской азотфиксации, что, вероятно, объясняется снижением подвижности почвенного бора. На второй i чД после внесения извести отмечается тенденция увеличения массы клубеньков и АСП на известкованном фоне, однако острая почвенная засуха нарушила развитие растений и снивелировала эти различия. Наибольшая эффективность наблюдается на третий год после внесения извести: усвоение азота воздуха возросло на 25%, урожай зеленой массы вико-овсяной смеси и вики на 19% (таблица 5).

Развитие вики и овса в смешанном посеве зависит от количества осадков в вегетационный период. В засушливом 1979г. дол? вики в урожае зеленой массы смеси составила 36...38%, а урожай семян у вики не сформировался. В 1980 г. в условиях избыточного увлажнения вика подавила овес, урожай зеленой массы смеси состоял на 85...90% из вики, а урожай зерна овса на сформировался.

Таблица 5

Активность сибиотической азотфнксации вики посевной и продуктивность вико-овсяной смеси в зависимости от рН почвы (1973...1980 гг.)

Показатель 1978 г. 1979 г. 1980 г.

рК сол. НСР 05 рН сол. НСР 05 рН сол. НСР 05

5,5... 5,7 6,3... 6,4 5,5... 5,7 6,3... 6.4 5,5... 5,7 6,3... 6,4

* Клубеньков:

млн.шт./га 15 16 5 6 40 58

кг/га 37 38 12 15 19 7 145 180 27

АСП, кг дн./га 2250 2005 764 734 4487 5638

Усвоено N воз-

духа, кг/га 34 31 4 4 56 70

Урожай з.м., т/га:

Смесь 15,4 16,0 0,94 10,8 11,0 1,30 15,2 18,1 2,50

в т.ч. вика 7,9 8,7 1,32 3,9 3,8 1,37 13,8 16,2 0,97

Семена, т/га:

Смесь 1,22 1,51 0,24 0,86 0,88 0,14 0,78 0,87 0,12

' в т.ч. вика 0,47 0,47 0,11 0 0 0,78 0.87 0,12

* Максимальное значение

В среднем за 3 года усвоение азота воздуха викой посевной возросло в варианте с известкованием на 4 кг/га или на 12%. Вероятно, в условиях Нечерноземной зоны сформировались генотипы клубеньковых бактерий способные к активной азотфиксации на слабокислых и близких к нейтральным почвах.

Глава 5. "Обоснование нижней границы оптимальной обеспеченности вики фосфором и калием".

Нижний порог оптимальной обеспеченности вики посевной фосфором и калием определяли в вегетационных опытах при достаточной обеспеченности прочими макро- и микроэлементами, оптимальной реакции почьенного раствора и влагообеспеченности.

Таблица б

Влияние уровня обеспеченности: подвижным фосфором на симбио-тическую деятельность и развитие растений вики посевной.

Р2О5, мг/кг почвы НСР

Показатель 45 75 165 OS

Образование бобов

Клубеньков, шт./сосуд 191 216 533 85

АСВ клубеньков, мг/сосуд 100 123 559 51

.Ьеггемоглобин, мг/г АСВ клуб. 7,7 16,0 25,6

То же. мг/сосуд 0,8 2,0 14,3 1,1

Нитрогеназная активность,

мкгЫ/сосуд час 6 17 182

Площадь листьев, дм2/сосуд 3,8 5,1 16,5 0,9

Полная спелость

Биомасса АСВ, г/сосуд 14,8 20,1 37,2 2,6

АСЗ семян, г/сосуд 3.4 6,5 17,3 1,6

Бобов, шт./сосуд 20 28 65 10

Семян, шт./сосуд 101 139 293 33

Масса 1000 семян, г 33,7 46,8 59,1

Доля семян в биомассе, % 28 36 52

Накопление, кг/га: азота 203 386 979 73

фосфора 29 43 112 9,3

калия 226 444 902 66

В первом опыте с фосфором изучали следующие уровни Р203: 45 мг/кг - низкая обеспеченность, 100 мг/кг - средняя обеспеченность, 150 мг/кг и 180 мг/кг - повышенная обеспеченность почвы фосфором. Было установлено, что количество и масса клубеньков, масса растений и семян возрастают до уровня Р205 - 150 мг/кг. Дальнейшее повышение уровня Р205до 180 мг/кг не приводит к увеличению этих показателей.

Во втором вегетационном опыте с фосфором были изучены уровни P2Oj 45 мг/кг, 75 мг/кг и 165 мг/кг почвы. Даже незначительное повышение уровня Р205 с 45 мг/кг до 75 мг/кг активизирует симбиотическую систему и развитие растений вики: концентрация легтемоглобина возрастает в 2 раза, нитрогеназная активность - в 2,9 раза, накопление азота в растениях и урожай семян - в 1,9 раза (таблица 6). При уровне Р205 165 мг/кг почвы

увеличение этих показателей еще более значительно. По сравнению с уровнем Р203 75 мг/кг масса клубеньков возрастает в 4,5 раза, нитроге-назная активность з 11 раз, накопление азота в 2,5 раза, масса семян в 2,7 раза. Увеличивается также доля семян в биомассе и масса 1000 семян. Повышается содержание в растениях азота и фосфора.

Таблица 7

Формирование симбиотнческого аппарата и продуктивность вики посевной при разных уровнях обеспеченности калием.

КгО, мг/кг почвы НСР

Показатель 60 100 120 160 05

Образование бобов

Клубеньков, шт./сосуд 61 91 224 267 26

АСВ клубеньков, мг/сосуд 14 19 47 57 13

Площадь листьев, дм2/сосуд 2,0 3,1 3,2 3,4 0,3

АСВ растении, г/сосуд 2,9 4,3 5,4 6,0 0,8

Полная спелость

АСВ растений, г/сосуд 7,3 11,7 13,4 12,7 0,9

АСВ семян, г/сосуд 0,7 1,8 3,4 3,3 0,5

Бобов, шт./сосуд Ю V 1 . . 13 14 14 2,2

Семян, шт./сосуд 26 ' 40 65 63 9,1

Масса 1000 семян, г 27 45 52 52

Доля семян в биомассе, % 10 15 25 26

Для обоснования нижней границы оптимальной обеспеченности калием изучали в вегетационном опыте следующие уровни К20: 60 мг/кг - низкая обеспеченность, 100 мг/кг и 120 мг/кг - средняя обеспеченность, 160 мг/кг - повышенная обеспеченность.

Результаты исследований показывают, что нижней границей оптимальной обеспеченности калием для реализации потенциальной азотфнк-. снрующей активности и продуктивности вики посевной на дерново-подзолистой почве является уровень К20 120 мг/кг. В этом варианте по сравнению с уровнем К20 60 мг/кг масса клубеньков возрастает в 3,4 раза, а их количество в 3,7 раза (таблица7). И хотя масса клубеньков повышает-

ся до уровня К20 160 мг/кг почвы, однако различие между уровнями К20 120 мг/кг и 160 мг/кг не превышает ИСР05. Показатели продуктивности и структуры урожая в фазе полной спелости в этих вариантах одинаковые.

Таблица 8

Влияние уровня обеспеченности обменным калием на активность симбиотической азотфиксацпи, урожайность, белховую продуктивность и потребление элементов питакия викой посевной (среднее, 1987... 1993гг.).

К20, мг/кг

Показатель 68... 110 >120 +У%

* Количество клубеньков, млн.шт./га 84 94 +12

* АСВ клубеньков, кг/га 25 32 +28

ОСП, кг дн./га 1142 1348 . +18

Леггемоглобин, мг/г АСВ клуб. 18,2 19,6 +8

Усвоение азота воздуха, кг/га 33 40 +21

" Доля азота воздуха, % 27 31

♦Площадь листьев, тыс.м*/га 30 33 +10

ФСП, млн. м2 днУга 1,2 1,3 +8

ЧПФ, г/м2 сутки 3,7 3,8 +3

Биомасса, АСВ, т/га 4,4 4,9 +11

Белок ч биомассе, кг/га _ 729 782 +7

Урожай семян, т/га 0,82 0,89 +9

Белок в семенах, кг/га 249 299 +20

Потребление, кг/га: азота 120 127 +6

фосфора 16 18 +12

- калия 82 99 +21

Вынос, кг на 1 т семян: азота 109 98 -11

фосфора 17 16 -6

калия 80 82 +2

* Максимальные значения

При низком уровне обеспеченности калием резко угнетается формирование семян, их масса снижается в 4,9 раза по сравнению с оптимальным уровнем. Повышение уровня К20 до 100 мг/кг почвы усиливает накопление биомассы и формирование семян. Дальнейшее повышение уровня

К20 до 120 мг/кг почвы в большей степени влияет на семенную продуктивность: масса растений возрастает в 1,4 раза, а семян в 1,9 раза.

Таблица 9

Влияние оптимизации фосфорно-калийного питания на активность снмбнотнческой азотфиксации вики посевной и продуктивность вико-овсяной смеси (среднее, 1978... 1980 гг.).

Показатель Р205 и К20, мг/кг почвы + V%

P2Os-119...136 K2Q-43...67 Р203>150 К20>110

♦Активных клубеньков:

млн./га 33 48 +45

кг/га 50 96 +92

АСП, кг дн./га 2792 4699 +68

Усвоение азота воздуха, кг/га 35 57 +66

Урожай зеленой массы, т/га:

смесь 15,0 18,8. +25

в т.ч. вика 9,6 12,2 +27

Урожай семян, т/га: смесь 1,09 1,22 +12

в т.ч. вика 0,45 0,53 +18

Доля вики, % 41 43

* Максимальное значение

В полевом опыте повышение содержания К20 с 68... 100 мг/кг почвы до оптимального уровня способствовало увеличению массы клубеньков на 28%, ОСП - на 18%, усвоения азота воздуха на 21% (таблица 8). Повысилась продуктивность вики посевной: накопление биомассы на 11%, а урожай семян на 9%. Происходит это за счет роста площади листьев и ФСП; ЧПФ изменяется незначительно. Увеличивается также накопление белка в семенах - на 20%. В то же время вынос азота на 1 т семян снижается, а фосфора и калия остается приблизительно на одном уровне с контролем.

В полевом опыте с вико-о веяной смесью повышение содержания Р205 со 119... 136 мг/кг и К20 с 43...67 мг/кг до оптимального уровня каждого нз элементов резко усиливает активность симбкотической азотфиксации вики: масса активных клубеньков возрастает в 1,9 раза, а усвоение азота воздуха в 1,7 раза (таблица 9). Урожай зеленой массы вики и смеси

возрастает на 27% и 25%, а урожай семян на 18% и 12% соответственно, что указывает на повышение конкурентной способности вики.

Глава 6. "Эффективность применения борных и молибденовых удобрений под вику посевную на известкованной дерново-подзолистой почве".

Дерново-подзолистые почвы имеют низкое содержание бора и молибдена. На доступность этих микроэлементов для растений большое влияние оказывает известкование почвы. При внесении извести подвижность бора уменьшается, а молибдена увеличивается.

Таблица 10

Симбиотическая деятельность и продуктивность вики посевной в зависимости от обеспеченности растений бором и молибденом.

Показатель Кон- В Мо ВМо НСРоз

троль

Образование бобов

АСВ клубеньков, г/сосуд 250 344 218 274 49

Нитрогеназная активность, мкг 490 493 484 526

И/сосуд час

Полная спелость

АСВ растений, г/сосуд 35,5 41,3 38,5 42,7 2,6

АСВ семян, г, сосуд 15,9 17,3 14,7 18,5 1,6

Бобов, шт./сосуд 55 57 51 58 3,3

С"мян; шт ./сосуд 317 346 288 356 28

Наши исследования проводились на известкованной дерпово-подзолистой, супесчаной почве с содержанием бора 0,3...0,5 мг/кг и молибдена 0,15 мг/кг почвы. Схема вегетационного опыта включала следующие варианты: 1. Контроль - естественное содержание бора и молибдена; 2. В - содержание бора доведено до 1 мг/кг почвы; 3. Мо - обработка семян молибденово-кислым аммонием - 50 г на 100 кг семян; 4. ВМо - совместное применение микроэлементов.

Таблица 11

Влияние борных и молибденовых удобрений на активность симбио-тической азотфиксации и продуктивность вики посевной (среднее, 1987... 1993гг.).

Показатель Контроль | В ВМо НСР05

* Клубеньков, млн./га 94 121 114

* АСВ клубеньков, кг/га 32 40 39

ОСП, кг дн./га 1348 1506 1527

* Концентрация лб., мг/г АСВ клуб. 19,6 19,7 22,0

Потенциал лб., кг дн./га 37,4 47,5 50,2

Усвоение азота воздуха, кг/га 40 49 52

Накопление азота посевом, кг/га 127 137 142

Доля азота воздуха, % 31 36 37

"Площадь листьев, тыс.м2/га 32,9 37,5 34,9

ФСП, млн. м2 ди./га 1,30 1,39 1,33

ЧПФ, г/м2 сутки 3,8 4.0 4,4

Биомасса, АСВ, т/га 4,9 5,6 5,9 0,65

Урожай семян, т/га 0,89 1,04 1,05 0,13

Содержание белка,%:

в биомассе 15,9 17,0 17,5

в семенах 27,4 28,1 27,3

Накопление белка в биомассе, кг/га 782 839 865 73

•Максимальное значение

Повышение обеспеченности бором способствовало увеличению массы клубеньков в 1,5 раза, концентрации леггемоглобина в 1,2 раза, накопления азота на 12%, биомассы растений на 16% (таблица 10). Применение одного молибдена оказалось неэффективным. Максимальные показатели снмбиотической и фотосинтетнческой деятельности вики посевной достигаются при совместном применении бора и молибдена, однако различия между вариантами В и ВМо несущественные.

В полевом опыте применение борных удобрений также увеличивало все показатели симбиопгческой деятельности вики посевной. Масса клубеньков возросла на 25%, потенциал леггемоглобина на 27%, усвоение азота воздуха на 23% (таблица 11). Обработка семян молибденом на фоне борных удобрений не обеспечивает увеличения массы клубеньков, но по-

вышает концентрацию леггемоглобина, благодаря чему возрастает потенциал леггемоглобина и усвоение азота воздуха на 6%.

Урожай семян повышается достоверно при внесении одних борных удобрений, а урожай биомассы и накопление белка - только при совместном применении бора и молибдена. Содержание белка в биомассе возрастает под влиянием бора и молибдена, а в семенах только при внесении бора. Применение молибденовых удобрений снижает содержание белка в семенах с 28,1 до 27,3%.

Под влиянием микроэлементов увеличивается потребление элементов питания посевом. В то же время затраты элементов питания на формирование 1 т семян вики при внесении борных удобрений снижаются: азота с 113 кг до 100 кг; фосфора с 16 кг до 14 кг; калия с 88 кг до 80 кг.

Таблица 12

Влияние борных удобрений на активность симбиотической азотфик-сации и продуктивность вики посевной в смеси с овсом (среднее, 1978...1980 гг.).

Показатель Контроль В

•Активных клубеньков: млн./га 48 55 +15

кг/га 96 121 +26

АСП, кг дн./га 4699 5707 +21

Усвоение азота воздуха, кг/га 58 71 +22

Урожай зеленой массы, т/га: смесь 18,8 21,5 +14

в т.ч. ВИ 1 12,2 14,2 +16

Урожай семян, т/га: смесь 1,22 1,47 +20

в т.ч. вика 0,53 0,73 +38

Доля вики, % 43 50

* Максимальное значение

При возделывании вики в смеси с овсом оптимизация борного питания обеспечивает увеличение усвоения азота воздуха на 22% - с 58 кг/га до 71 кг/га (таблица 12). Урожай зеленой массы вики возрастает иа 16%, а семян на 38%, доля семян вики в урожае смеси увеличивается с 43% до 50%.

Глава 7. "Влияние азотных удобрений на ектиаиость симбиотической аютфнксации я продуктивность вккн посевной о чистом виде и в смеси с овсом".

Влияние азотных удобрений на продуктивность бобовых культур оценивается неоднозначно в связи со способностью последних удовлетворять часть потребностей в этом элементе за счет симбиотической азотфик-сации. В настоящее время наибольшие дискуссии вызывает вопрос о роли низких и средних норм минерального азота в повышении продуктивности бобовых культур.

Таблица 13

Показатели симбиотической деятельности вики посевной в зависимости от норм азотных удобрений (среднее, 1987... 1993 гг.).

Показатель N0 N30 N90 НСР05

* Клубеньков, млн./га 102 95 36 .18,5

* АСВ клубеньков, кг/га 31 26 16 6,4

Концентрация лб., мг/г АСВ клуб. 22,4 19,4 15,4

ОСП, кг дн./га 1527 1398 924

Усвоение N воздуха, кг/га 52 42 33

Накопление N в биомассе, кг/га 142 149 161

Доля N воздуха, % 37 28 20

Макс, площадь листьев, тыс.м2/га 34,9 36,8 38,8

ФСП, млн. м2 дн./га 1,33 1,37 1,40

ЧПФ, г/мг сутки 4,4 4,4 4,4

Биомасса, АСВ, т/га 5,9 6,0 6,2 0,65

Урожай семян, т/га 1,05 1,07 0,98 0,13

Содержание белка, %:

в биомассе (напив семян) 17,4 17,3 17,4

в семенах 27,3 26,8 26,9

Белок в биомассе, кг/га 865 886 970 73

* Фаза стеблевания

В полевом опыте с викой посевной в чистом виде мы изучали нормы азотных удобрений 30 и 90 кг/га. Результаты исследований показывают, что отрицательное влияние минерального азота на активность симбиоза более заметно в начале вегетации. Азотные удобрения в норме 30 кг/га в фазе стеблевания снизили массу клубеньков на 19% и концентрацию лег-гемоглобина на 15% (таблица 13). В целом за вегетацию усвоение азота воздуха снизилось на 19%, хотя общее потребление азота возросло на 5% за счет азота удобрений. Азотные удобрения в норме 90 кг/га угнетают

симбиоз еще сильнее. Масса клубеньков снижается в 2 раза, концентрация леггемоглобина в 1,5 раза, усвоение азота воздуха в 1,6 раза. В то же время потребление азота увеличивается со 142 кг/га в контроле до 161 кг/га при норме азота 90 кг/га.

Таблица 14

Влияние азотных удобрений на активность симбиотической азот-фиксации и продуктивность вики посевной в смеси с овсом (среднее, 1978... 1980 гг.).

Показатель No Ng0 N)6o N236

•Активных клубеньков: млн./га 55 11 6 2

кг/га 121 67 19 8

ОСП, кг дн./га 7621 3906 1590 1681

АСП, кг дн./га 5707 1984 771 720

Усвоение N воздуха, кг/га 71 25 9 9

Урожай зеленой массы, т/га:

смесь 21,5 24,2 29,3 30,7

в т.ч. вика 14,2 14,3 16,2 16,7

Доля вики, % 66 59 55 54

Урожай семян, т/га: смесь 1,47 1,58 1,82 1,91

в т.ч. вика 0,73 .0,62 0,72 0,71

Доля вики, % 50 39 39 37

* Максимальное значение

При внесении азотных удобрений наблюдается тенденщи увеличения площади листьев и ФСП, но ЧПФ остается на уровне фона без азотных удобрений. Урожай биомассы прн норме азота 90 кг/га увеличивается незначительно, а урожай семян имеет тенденцию к снижению. Содержание белка в биомассе остается на одном уровне 17,3... 17,4%, а содержание белка в семенах имеет тенденцию снижения при внесении азотных удобрений. Накопление белка в биомассе достоверно возрастает прн норме азота 90 кг/га.

В полевом опыте с вико-овсяной смесью при количественном соотношении растений вики и овса 1:2 изучали три нормы азотных удобрений: 80; 160; 236 кг/га. Азотные удобрения в нормах 160 и 236 кг/га подавляют симбиоз вики с ризобиями: масса клубеньков снижается в 6,4 и 15,1 раза соответственно, усвоение азота воздуха в 7,9 раза (таблица 14).

Азотные удобрения в норме 80 кг/га угнетают формирование сим-биотического аппарата в начале вегетации. Масса клубеньков уменьшается в 1,8 раза, усвоение азота воздуха в 2,8 раза.

Урожай зеленой массы вико-овсяной смеси стабильно увеличивается по мере возрастания нормы азота до 160 кг/га. Дальнейшее повышение нормы азота до 236 кг/га дает незначительную прибавку урожая - всего на 5%, так как посевы сильно полегают. Урожай зеленой массы вики при норме азотных удобрений 80 кг/га не повышается, а при норме 160 кг/га увеличивается только на 14%, в то время как урожай смеси возрастает на 36% преимущественно за счет овса. До: я вики в урожае смеси снижается с 66% до 55%. Урожай семян вики при этом не изменяется, а урожай зер-носмеси возрастает полностью за счет овса.

Глава 8. "Специфичности сортотнпов вики посевной по формированию симбнотнческого аппарата и продуктивности".

Вика посевная отличается высокой пластичностью, но для успешного семеноводства необходимо подобрать сорта, биологические особенности которых наиболее полно соответствуют климатическим условиям зоны. С этой целью нами было проведено испытание 9 сортов вики посевной трех групп скороспелости: раннеспелые - Немчиновская 72, Немчиновская 84, Луговская 85; среднеспелые - Льговская 60, Орловская 84, Немчиновская 2053/85; позднеспелые - Льговская 65, Полтавская 1, Красноуфимская 49.

Результаты исследований показывают, что продолжительность межфазных периодов значительно различается в зависимости от скороспелости сортов и по годам исследований. Среднеспелые сорта зацветают в среднем на 4 дня, а позднеспелые на 7 дней позже раннеспелых (таблица 15). В то же время по годам исследований отклонения от среднего показателя по группам составляют + 7... 11 дней. Удлинение периода всходы...цветение наблюдается в годы с пониженными температурами воздуха в мае...июне. В среднем продолжительность вегетационного периода у среднеспелых сортов больше, чем у раннеспелых на 9 дней, а у позднеспелых на 19 дней.

У раннеспелых сортов пороговой для перехода к цветению является сумма активных температур окало 600° С, у среднеспелых - 630° С, у позднеспелых - 680° С. В аномальные годы она увеличивается на 29...33%. Сумма активных температур за вегетацию составляет у раннеспелых сортов 1413" С, у среднеспелых 1553° С, у позднеспелых 1671° С. Генеративный индекс, рассчитанный как отношение генеративного периода к вегетативному, возрастает от раннеспелых к позднеспелым сортам. Генеративный индекс, рассчитанный по сумме активных температур, достигает максимальной величины у среднеспелых сортов.

Таблица 15

Продолжительность межфазных периодов, сумма активных температур и генеративный индекс разных по скороспелости сортотипов вики посевной, среднее за 3 года.

Ранне- Средне- Поздне-

Показатель спелые спелые спелые

Продолжительность периодов, дн.

Всходы-цветение 52 56 59

Отклонения: min...шах 42...59 46...67 48.„68

Всходы-созревание 97 106 116

Оплонения: min...rnax 85...112 101...120 108...130 Сумма активных температур, °С

Всходы-цветение 655 711 784

Отклонения: mm...max 593...765 634...843 684...905

Всходы-созревание 1413 1553 1671

Отклонения: min...max 1196...1648 1343...1776 1473...1856 Генеративный индекс

По продолжительности межфазных 0,87 0,93 0,99 периодов

По сумме активных температур 1,16 1,19 1,14

По формированию массы к: деньков выделяются сорта Полтавская 1 и Немчиновская 84: соответственно 30 и 28 кг/га; значительно отстают от них сорта Красноуфимская 49 и Немчиновская 72 - 14 и 18 кг/га. Различия по группам сортов менее выражены (таблица 16).

Формирование площади листьев до цветения более быстро происходит у раннеспелых и среднеспелых сортов. В период налива семян у этих групп площадь листьев снижается в 1,5 ...1,3 раза. У позднеспелых сортов к фазе налива площадь листьев, напротив, возрастает. В целом за вегетацию более высокий ФСП формируют среднеспелые и позднеспелые сорта.

Таблица 16

Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность, урожайность и белковая продуктивность сортотгпов вики посевной, среднее за 3 года.

Раннеспелые Среднеспелые Позднеспелые

Показатель Нем- Нем- Лу- Льго- Ор- Нем- Льго- Пол- Крас-

чшю- чино- гов- вская лов- чинов- вская тавс- ноу-

всхая вская ская 60 ская ская 65 кая фимс-

72 84 85 84 2053/ 85 1 кая49

Клубеньков;

млн./ га 49 57 58 43 49 71 52 67 31

кг/га 18 28 24 21 23 23 24 30 14

Площадь листьев, тыс.м /га:

Цветение 45 49 54 48 55 58 50 45 51

Налив 26 34 40 48 44 39 52 46 53

ФСП,

млн.м2 дн./га 2,2 2,5 2,8 3,0 2,8 3,0 3,3 2,9 3,2

ЧПФ.г/м2 2,9 3,1 2,8 3,2 3,3 3,1 2,5 3,0 2,7

сутки

Биомасса, АСВ,т/га

Цветение 3,4 3,5 4,2 4,0 3,8 4,0 3,2 2,8 3,3

Налив 6,3 7,8 7,9 9,5 9,2 9,3 8,3 8,6 8,7

Белок в био- 946 1168 1270 1395 1364 1327 1358 1406 1401

массе, кг/га

в т.ч.по груп- 1128 1362 1388

пам

Семена, т/га 1,61 1,68 1,73 1,74 1,83 1,98 1,92 1,55 1,78

в т.ч.по груп- 1,67 1,85 1,75

пам

Белок в семе- 420 439 466 465 472 512 498 414 466

нах, кг/га

в т.ч.по груп- 442 483 459

пам

Накопление биомассы происходит аналогично площади листьев. Максимальную биомассу формируют среднеспелые сорта - 9,2...9,5 т/га АСВ, минимальную - раннеспелые - 6,3...7,9 т/га АСВ. Позднеспелые сорта незначительно уступают среднеспелым. По сбору белка в биомассе позднеспелые и среднеспелые сорта на 20...22% превосходят раннеспелые.

Максимальный урожай семян в условиях Центрального района Нечерноземной зоны имеют среднеспелые сорта - 18,5 т/га, это на 11% боль-

ше, чем у раннеспелых, и на 6% больше, чем у позднеспелых сортов. Из отдельных сортов выделяются Немчиновская 2053/85, Льговская 65, Орловская 84

Глава 9. "Снмбнотнческая деятельность и продуктивность вики посевной в чистом виде и в совместных посевах с овсом при различных способах размещения компонентов".

Для получения технологичных, слабополегающих посевов вики с овсом нс-ми разработана технология узкополосных посевов по схеме: 1 рядок вики + 2 рядка овса (1+2) и 1 рядок вики + 3 рядка овса (1+3).

Таблица 17

Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность вики посевной в чистом виде и в совместных посевах с овсом (среднее за 3 года).

Вика в Вика + Вика + Вика + НСР

Показатель чистом овес овес' овес 05

виде (смесь) (1+2) (1+3)

Развитие растений

* Клубеньков, шт./раст. 16,6 12,8 " 16,4 20,6

* АСВ клубеньков, мг/раст. 7,4 7,2 8,8 10,2

* Площадь листьев, 262 210 260 305

смг /раст.

* Биомасса АСВ, г/раст. 5,09 4,33 4,78 5,28

Развитие посева

Клубеньков, млн./ га 28,5 10,9 10,2 9,2

АСВ клубеньков, кг/га 9,5 4,8 4,1 3,3

Площадь листьев, 37 16 16 13

тыс. мг / га

ФСП, тыс. м2 дн./га 1179 484 441 382

ЧПФ, г/мг сутки 5,8 6,6 6,0 5,2

Биомасса, АСВ, т/га: вика 6,9 3,2 2,6 2,0

весь посев 6,9 8,5 9,0 8,8

Урожай семян, т/га: вика 1,8 1.0 1.0 0,8

весь посев 1,8 2,1 2,3 2,1

Коэффициент размножения 13 12 19 19

вики

0,5 1,3

' Максимальное значение

Результаты исследований показывают, что растения вики в полосных посевах угнетаются овсом меньше, чем в внко-овсяной смеси: количество клубеньков у них выше на 28% и 61%, масса клубеньков - на 22% и 42%, площадь листьев - на 24% и 45%, накопление биомассы - на 22% и 42% (таблица 17). В пересчете на 1га эти показатели в полосном посеве (1-1-2) находятся на уровне вико-овсяной смеси, а в полосном посеве (1+3) на 20...30% ниже, тах как норма высева вики в полосных посевах на 25...40% меньше, чем в традиционной вико-овсяной смеси.

Урожай биомассы совместных посевов вики с овсом на 23...30% превосходит одновидовой посев вики. Доля вики в биомассе смеси составляет: 38% в смешанном посеве, 29% в полосиом посеве (1+2), 23% в полосном посеве (1+3).

Биологический урожай семян вики в совместных с овсом посевах в 1,8...2,2 раза ниже биологического урожая вики в чистом виде, но общий урожаи зерносмеси совместных посевов на 17...28% больше урожая вики в чистом виде.

Несмотря на снижение нормы высева вики в полосном посеве по схеме 1 рядок вики +2 рядка овса на 30% по сравнению с внко-овсяной смесью урожай семян вики остается на уровне смешанного посева, благодаря чему коэффициент размножения увеличивается с 12 до 19. В полосном посеве (1+3) наблюдается снижение урожая семян вики по сравнению с вико-овсяной смесью на 20%, но коэффициент размножения также увеличивается до 19.

Таблица 18

Структура урожая вики посевной в зависимости от способа посева, среднее за 3 года.

Вика в Вика + Вика + Вика +

Показатель чистом овес овес овес

виде (смесь) (1+2) (1+3)

Бобов, шт./ раст. 10,7 9,6 11,2 11,8

Семян, шт./ раст. 59 53 63 66

Семян, шт./ боб 5,5 5,5 5,6 5,6

АСВ, г/раст.: семян 2,2 1,9 2,6 2,5

створок 1,6 1,5 1,8 1,6

стеблей 2,2 1,8 1,8 1,8

Доля семян в биомассе, % 37 36 42 42

Повышение коэффициента размножения вики в полосных посевах происходит за счет увеличения количества бобов и семян на растениях в 1,2 раза и массы семян в 1,3...1,4 раза по сравнению с вико-овсяной смесью (таблица 18). Возрастает также доля семян в биомассе.

Глава 10. "Энергетическая эффективность рекомендуемых приемов н производственная проверка результатов исследований."

Расчет структуры затрат на создание оптимальных условий для бо-бово-ризобиального симбиоза вики показывает, что затраты на применение калийных, борных и молибденовых удобрений составляют 2,2 ГДж или 14% от общих затрат на ее возделывание, а прибавка энергии - 11,3 ГДж, что в 5,1 раза больше. В оптимальных условиях чистый энергетический доход возрастает на 26% (таблица 19).

Таблица 19

Энергетическая оценка эффективности применения минеральных удобрений под вику посевную, (среднее, 1987...1993 гг.).

Показатель Конт- К КВ КВ КВМо КВМо

роль Мо N,9 N90

Затрачено энергии, ГДж/га 15,5 17,5 17,7 17,73 20,7 25,5

Получено энергии с основной 49,6 56,0 60,8 60,9 61,3 62,2

и побочной продукцией,

ГДж/ги

Чистый энергетический 34,1 38,5 43,1 43,17 40,6 36,7

доход, ГДж/га

Коэффициент энергетической 2,20 2,20 2,44 2,44 1,96 1,43

эффективности

Энергетическая себестои- 18,9 19,7. 17,0 17,0 19,3 20,6

мость семян, ГДж/га

Внесение азотных удобрений в норме 30 и 90 кг/га повышает незначительно накопление биологической энергии в урожае вики. Затраты на их применение не окупаются, чистых энергетический доход снижается, энергетическая себестоимость семян увеличивается соответственно на 14 и 21%.

В опыте с вико-овсяной смесью затраты энергии на применение азотных удобрений в нормах SO и 236 кг/га окупаются дополнительной биологической энергией урожая, но коэффициент энергетической эффективности снижается, а энергетическая себестоимость зерносмеси возрастает.

Производственная проверка результатов исследований проведена в период 1993... 1995 гг. в СТОО "Правда" Дзержинского района и колхозе "Маяк" Перемышльского района Калужской области. Проверяли следующие агроприемы: узкополосные способы посева по схеме 1 рядок вики + 2 рядка овса и 1 рядок вики +3 рядка овс.; оптимизация фосфорного, калийного и борного питания; среднеспелый сорт вики Орловская 84.

Результаты проверки подтвердили высокую эффективность рекомендуемых агроприемов. Прибавка урожая семян зики колебалась от 0,9 ц/га до 2,3 ц/га или 20...32%. Наибольшая прибавка урожая семян вики была получена при совместном применении рекомендуемых агроприемов. Внедрение рекомендуемых приемов позволило обеспечить устойчивое семеноводство вики посевной в хозяйствах Калужской области.

ВЫВОДЫ

1. На супесчаной, дерново-подзолистой почве максимальные показатели развития симбиотнческого аппарата, усвоения азота воздуха, семенной и белковой продуктивности вики посевной достигаются при повышенном количестве осадков. При выпадении осадков в 2 раза ниже нормы (1...2 года из десяти) урожай семян не формируется. Наиболее тесная корреляция основных показателей симбиотической и фотосинтетической деятельности наблюдается с осадками, выпадающими в период ветвление—образование бобов.

2. Нижним порогом оптимальной реакции почвенного раствора для активной симбиотической азотфиксации, роста и развития вики посевной являемся рН сол. 6,0. Максимальные показатели симбиотической деятельности и продуктивности вики достигаются при рН сол. 6,6.

Повышение рН сол. с 5,7 до 6,4 обеспечивает увеличение усвоения азота воздуха викой в смеси с овсом на 12% и урожая семян смеси на 15%.

3. Нижним порогом оптимальной обеспеченности вики посевной фосфором и калием является содержание в почве Р2О5 - 150 мг/кг, К20 -120 мг/кг. Повышение содержания К20 с 68...100 мг/кг почпы до оптимального уровня увеличивает усвоение азота воздуха викой на 21% и сбор белка в семенах на 26%.

При повышении содержания в почве фосфора с 119—136 мг/кг и калия с 43—67 мг/кг до оптимального уровня усвоение азота воздуха викой

посевной в смеси с овсом возрастает на 66%, урожай зеленой массы вики -на 27%, семян - на 18%.

4. На дерново-подзолистой почве с содержанием бора ниже среднего уровня при реакции почвенного раствора близкой к нейтральной борные удобрения повышают все показатели скмбиотической и фотосинтетической деятельности вики посевной и снижают вынос элементов минерального питания на 1 т семян.

Применение борных удобрений под вико-овсяную смесь повышает преимущественно урожай семян вики, доля вики в зерносмеси возрастает на 16%.

5. На почве с низшим содержанием молибдена, при реакции почвенного раствора близкой к нейтральной обработка семян вики молибденово-кислым аммонием из увеличивает массу клубеньков, но повышает концентрацию леггемоглобииа, однако это не приводит к увеличению усвоения азота воздуха и белковой продуктивности посева.

6. При возделывании вики посевной в чистом виде азотные удобрения в норме 30 кг/га снижают усвоение азота воздуха в 1,2 раза, а в норме 90 кг/га — в 1,6 раза. Показатели фотосинтетической деятельности и продуктивности вики по сравнению с безазотным фоном при норме минерального азота 30 кг/га практически не изменяются, а при норме 90 кг/га возрастают только в годы со средним увлажнением, при этом наблюдается тенденция снижения урожая семян и содержания в них белка.

7. При возделывании вики в смеси с овсом азотные удобрения в норме 160 и 236 кг/га снижают усвоение азота "воздуха в 8 раз, но повышают показатели фотосинтетической деятельности вики на 11...15 %, а овса на 57...78 %. Урожай семян вики при этом остается на уровне фона без азотных удобрений, а урожай семаЛ'смеси возрастает за счет овса.

8. Формирование симбиотического аппарата у сортов вики посевной определяется геномом сорта. Различия по Массе и количеству клубеньков между отдельными сортами внутри одной группы скороспелости значительно больше, чем между средними показателями по группам.

9. Среднеспелые сорта лучше других соответствуют климатическим условиям Центрального района Нечерноземной зоны. Они формируют максимальный урожай биомассы и семян, превосходят раннеспелые сорта по накоплению белка. В то же время в каждой группе скороспелости имеются высокопластичные сорта, превосходящие средний уровень по группе. К ним относятся Луговская 85, Орловская 84, Немчииовская 2053/85, Льговская 65.

10. В вико-овсяной смеси растения вики развиваются хуже, чем в одновидовом посеве, а в узкополосных посевах по схеме 1 рядок вики + 2 или 3 рядка оаса — на уровне одновидового посева. В полосных посевах достигаются лучшие показатели структуры урожая вики, чем в одновндо-

вом посеве и в смеси с овсом, благодаря чему коэффициент размножения семян увеличивается с 12 до 19. Уменьшение нормы высева вики в полосном посеве на 30% по сравнению с вико-овсяной смесью не приводит к снижению урожая семян вики и зерносмеси.

11. Энергетические затраты на применение под вику посевную в чистом виде фосфорных, борных и молибденовых удобрений окупаются дополнительной биологической энергией урожая, а затраты на применение азотных удобрений в нормах 30 и 90 кг/га — не окупаются, что приводит к увеличению энергетической себестоимости семян соответственно на 14 % и 21 %.

12. При возделывании вико-овсяной смеси наибольшую энергетическую окупаемость имеют фосфорно-капийные и борные удобрения. Затраты энергии на применение под вико-овсяную смесь азотных удобрений в нормах 80 и 236 кг/га также окупаются дополнительной биологической энергией, но при этом повышается энергетическая себестоимость зерносмеси.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения высоких и стабильных урожаев зеленой массы и семян вики посевной в Центральном районе Нечерноземной зоны необходимо высевать среднеспелые сорта, доводить реакцию почвенного раствора до рН сол. 6,0, содержание фосфора до 150 мг/кг, калия до 120 мг/кг почвы и вносить борные удобрения в норме 1 кг/га бора, благодаря чему достигается максимальное усвоение азота воздуха и реализуется потенциальная продуктивность сортотипа. Внесение азотных удобрений в любых дозах в этом случае нецелесообразно.

2. Для получения технологичных, слабополегающих посевов и повышения коэффициента размножения семян вики при возделывании ее с овсом необходимо производить посев по схеме 1 рядок вики + 2 рядка овса с нормой высева вики 0,7 млн., овса 3,5 млн. всхожих семян на ! га.

Основные положения диссертации отражены в опубликованных работах:

1.Храмой В.К. Вика посевная на Брянщине.- Зерновое хозяйство, 1982, №8, с. 36.

2.'Храмой В.К., Посыпанов Г.С. Развитие вики посевной в смеси с овсом при разных уровнях азотного питания. Сборник науч. тр.ТСХА "Вопросы агрохимии азота", М., 1982, с.93-96.

3. Посыпанов Г.С., Храмой В.К. Формирование симбиотического аппарата вики посевной при разных условиях выращивания.- Известия ТСХА, 1983, №4, с. 176-178.

4. Посыпанов Г.С., Храмой В.К., Сычев Ю.П. Влияние минеральных удобрений на белковую продуктивность и качество урожая вики посевной в смеси с овсом.- В сб. науч.трудов УДН. М.,1984, с.48-53.

5. Посыпанов Г.С., Храмой В.К. Доля участия азота почвы воздуха и удобрений в формировании урожая вики посевной при различных условиях выращивания.- Известия ТСХА, 1986, вып.2, с.35-39.

6. Посыпанов Г.С., Храмой В.К. Симбиотическая фиксация азота воздуха викой посевной по фазам развития в зависимости от условий выращивания. - Докл. ВАСХНИЛ, 1986, № 7, с. 16-18.

7. Посыпанов Г.С., Храмой В.К., Кузнецов В.В., Петровская Е.Л., Стыцыиа Е.А. Формирование симбиотического аппарата и семенная продуктивность вики посевной при разных уровнях обеспеченности калием. -Тезисы докл. 1 всесоюз. науч. конф. СОИСАФ, Калуга, 1990, с.22-23.

8. Посыпанов Г.С., Храмой В.К., Кузнецов В.В., Петровская Е.Л., Стыцына Е.А. Формирование симбиотического аппарата и семенная продуктивность вики посевной в зависимости от реакции почвенного раствора. - Тезисы докл. 1 всесоюз. кауч. конф. СОИСАФ, Калуга, 1990, с.32-33.

9. Храмой В.К., Топунов А.Ф., Гаркавенкова А.Ф. К вопросу о методике определения леггемоглобина в клубеньках бобовых культур. - Тезисы докл. I всесоюз. науч. конф. СОИСАФ, Калуга, 1990, с.75-76.

Ю.Посыпанов Г.С., Храмой В.К., Кузнецов В.В., Петровская Е.Л., Стыцына Е.А. Формирование симбиотического аппарата и семенная продуктивность вики посевной при разных уровнях обеспеченности фосфором. - Тезисы докл. научио-практич. конф. КФ ТСХА , Калуга, 1990 , с. 1920.

11.Храмой В.К. Симбиотическая деятельность и продуктивность вики посевной в смеси с овсом при питании биологическим и минеральным азотом. - В сб.: Биологический азот. Ежегодник СОИСАФ. Калуга, 1992, вып. 1, часть 2, с. 48-62.

12.Храмой В.К., Трифонова М.Ф., Посыпанов Г.С. Однолетние бобовые травы. Калуга, 1992.-46 с.

13. Храмой В.К. Влияние минеральных удобрений на урожай и качество зеленой массы вико-овсяной смеси.- В сб.: Новое в кормлении животных и кормопроизводстве. М.: МВА, 1992, с. 121-124.

М.Храмой В.К. Симбиотическая деятельность посевов и урожайность семян вики посевной при разных уровнях минерального питания.-Науч. труды КФ ТСХА, Калуга, 1993, вып. 1, с. 3-6.

15.Храмой В.К., Шагиров A.A. Формирование симбиотического аппарата и продуктивность вики посевной в чистом виде и в смешанных посевах,- Науч. труды КФ ТСХА, Калуга, 1993, вып. 1, с. 6-12.

16.Храмой В.К., Тюркина О.В. Сравнительная эффективность спонтанных и селекционных штаммов клубеньковых бактерий прг возделывании вики посевной,- Науч. труды КФ ТСХА, Калуга, 1993, вып. 1, с. 17-21.

17.Храмой В.К., Панин A.A. Сравнительная характеристика форм вики посевной по симбиотической деятельности и продуктивности,- Науч. труды КФ ТСХА, Калуга, 1993, вып. 1, с. 22-24.

18.Храмой В.К., Рахимова О.В. Обоснование оптимального уровня кислотности почвы при возделывании вики посевной. Информ. листок №287-93, КМТ ЦНТИ. Калуга, 1993,- 4с.

19.Посыпанов Г.С., Храмой В.К., Кривцов И.И., Дебелый Г.А. Особенности формирования симбиотического аппарата и семенная продуктивность у разных сортов вики посевной . - Известия ТСХА, 1994, вып.2, с.205-209.

20.Храмой В.К., Рахимова О.В. Обоснование целесообразности применения калийных и фосфорных удобрений под вику посевную в зависимости от содержания в почве подвижных форм калия и фосфора. Информ. листок № 21-94, КМТ ЦНТИ. Калуга, 1994.- 4с.

21.Храмой В.К.,Кривцов И.И. Обоснование отбора сортов вики посевной для условий центральных районов Нечерноземной зоны.- Информ. листок, №63-94, Калуга, ЦНТИ, 1994,- 4 с.

22.Храмой В.К., Рахимова О.В. Влияние бора и молибдена на активность бобово-ризобиального симбиоза и продуктивность вики посевной.-Информ. листок № 76-94, Калуга, ЦНТИ, 1994,- 4 с.

23.Храмой В.К., Рахимова О.В. Влияние низких и средних норм азотных удобрений на продуктивность вики посевной,- Информ. листок № 92-94, Калуга, ЦНТИ, 1994,- 3 с.

24.Храмой В.К. Технология узкополосных посевов вики с поддерживающей культурой.- Информ. листок, № 88-95, Калуга, ЦНТИ, 1995.- 3 с.

25 .Храмой В.К., Рахимова О.В. Влияние уровня влагообеспеченно-сти вики посевной на активность симбиоза с Rhizobium, формирование урожая и его качество,- Науч. труды КФ МСХА, Калуга, 1996, вып. 2, с.149-153.

26.Храмой В.К., Петровская Е.Л., Рахимова О.В. Формирование симбиотического аппарата и накопление азота викой посевной в зависимости от реакции почвенного раствора. Науч. тр. КФ МСХА, Калуга, 1996, с.250-251.

27.Храмой В.К.,Петровская Е.Л., Рахимова О.В. Формирование симбиотического аппарата и накопление азота викой посевной в зависимости

от уровня обеспеченности фосфором. Науч. тр. КФ МСХА, Калуга, 1996, вып. 2. с.249-250.

28.Храмой В.К., Кривцов И.И. Количественные показатели активности симбиоза различных сортов вики посевной в условиях Калужской области,- Науч. труды КФ МСХА, 1996, вып. 2, с. 251-252.

29.Храмой В.К., Рахимова О.В., Кривцов И.И. Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность вики посевной в зависимости от рН почвы. Тез. докл. четвертой международной научной конференции СОИСАФ. М.,

1996, с. 95-96.

30.Храмой В.К., Рахимова О.В., Кривцов И.И. Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность вики посевной в зависимости от количества осадков в вегетационный период. Тез. докл. четвертой международной научной конференции СОИСАФ. М., 1996, с. 97-99.

31 .Храмой В.К., Посыпанов Г.С., Рахимова О.В. Активность симбио-тической азотфиксации и продуктивность вики посевной в зависимости от рН и обеспеченности почвы фосфором, калием, бором и молибденом. -Известия ТСХА, 1996, вып. 2, с. 56-71.

32.Храмой В.К., Рахимова О.В. Отбор скороспелых и высокопродуктивных форм вики и люпина для Центральных районов Нечерноземной зоны. Сборник докл. 3-ей научно-агрономич. конф. КФ МСХА , Калуга,

1997,с.9-11.