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 (В УСЛОВИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ)

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 (В УСЛОВИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ)"



На правах рукописи

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

£

( 1 У

г

■'/г С? <Т и /С; ,'

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 на> к Афанасьев Р. А.

Ведущее предприятие — Научно-исследовательский институт сельского хозяйства центральных районов Нечерноземной зоны у л I?

Защита диссертации состоится _ 199Д г

ш с-<?

в ." час на заседании диссертационного совета Д-120 35 04 в Московской сельскохозяйственной академии им К А. Тимирязева по адресу. 127550, Москва, \л Тимирязевская, 49 Ученый совет ГСХА

С диссертацией можно ознакомиться в^ЦНБ ТСХА

Автореферат разослан 1997 г

Ученый секретарь диссертационного совета — / кандидат с х на\к, доцент^ ' ' ' * Р. Р. Усманов

/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Вика посевная одна из основных бобовых культур Нечерноземной зоны. Однако неустойчивость семеноводства сдержи зает расширение площадей под этой важной кормовой культурой, способной создавать урожай без затрат азотных удобрений благодаря симбиотической азотфиксации. Главной причиной низких урожаев семян и слабой азотфиксирующей 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 на 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 деятельности 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 наибольшей активности симбиотической азотфиксации и продуктивности;

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

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧЧ-'.Я БИБЛИОТЕКА ' Ь",ос;с. •. 'й'.адямии

Йнв. Ма

- 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 в условиях Центрального района Нечерноземной зоны;.

- выявить влияние различных способов посева вики с овсом на рост I развитие растений, формирование симбиотического аппараза, накопление биомассы, семенгую продуктивность;

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

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

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

- провести производственную пооверку рекомендуемых приемов реализации потенциальной азотфиксируюшей активности и продуктивности вики посевной.

Научные положения, вынесенные на защиту:

1. Сим готическая деятельность, урожайность и белковая продуктивность вики посевной в зависимости от количества осадков и их распре-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 эоны.

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 продуктив-. ность 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 и 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 пики 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, праетических конференциях (1992 . !997); на межвузовских и внутриву. зовских научных конференциях (1989 ..1997).

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

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 253 страницах машинописного и.кста, состоит из введения, 10 глав, выводов и рекомендаций производству; содержит 72 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 - Кузнецоь В В , Петровская ЕЛ, Ермаков С.И, Рахимова О В., Кривцов ИИ., а также 17 студентов-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 исследовании, методические консультации в процессе ее выполнения и в завершении работы над диссертацией

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе - "Факторы, определяющие потенциальную азотфиксмрующую активность в 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 исследований" - указывается, что экспериментальная работа проведена в 1978... 1980 гг. на опытном участке колхоза "Победе." 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 - низкое (43...67 мг/кг). Почва опытного поля КФ МСХА дерново-подзолистая, супесчаная, рНсол. 6,3...6,8; содержание 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: б 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 засушлирые 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 влаги. . .

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! Изуча-. ли сортовую специфичность по формированию симбиотического аппарата и продуктивности иа 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. -

1 В процессе исследований проводили биометрический анализ растительных проб по фазам развития. Определяли количество и массу клубеньков, в том числе с леггемоглобииом, содержание леггемоглобина, нитрогеназную активность, массу отдельных органов растений, 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 б-лка

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 до 150 мг/кг, К20 до 120 мг/кг почвы. Борные удобрения -1 кг/га бора вноси под культивацию в виде борной кислоты, смешанной с наполнителем Молибденово-! ислый аммоний наносили на семена перед иосевом - 50 г на 100 кг семян. Площадь учетной делянки 25 и 50 м\ по-вторность четырехкратная, размещение вариантов рендомизированное.

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

Глава 3. "Обоснование оптимального уровня влагообеспеченно-"сти для формирс ишя активного симбиоза с ризобиями и реализация 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-биоти" 'ской азотфиксации и продуктивность вики посевной.

Результаты исследований показывают, что максимальные значения всех показателей симбиотической и фотосинтетической деятельности вики посевной доь-шгаются при повышенном количестве осадков (таблица 1). При среднем количестве осадков масса и количество клубеньков в фазе ц чтения 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 н опадают. Накопление белка в биомассе в условиях оптимального увлажнения достигает 1006 кг/га, в годы со средним увлажнением оно ниже в 1,4 раза, а в 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.).

Показатель Количество осадков

Недостаточное Среднее Повышенное

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.мг/га 12 33 39

ФСП. тмс. м2 дн7га 764 1436 1550

ЧПФ, г/м1 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 ос ается 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^ .)■

Элемент Орган Количество осадков

питания растения Недостаточ- Среднее Повышенное

ное

Содержание, % АСВ (напив 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 осноаании корреляционного анализа установлено, что показатели симбиотической деятельности растений больше зависят от осадков в первой половине вегетации, а урожай семян - от осадков в период бутониза-ции...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 АСВ - 0,92.

Глава 4."Обоснопанне оптимальной реакции почвенного раствора для реализации потенциальной продуктивности пики посевной."

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

лук» 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 в 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...5,71; 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. f,6.

Таблица 3

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

Показатель N ( рНсол. НСР 05

4,3 S,1 6,0 6,6 7,1

. Образование бобов

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

Клубеньков, ютУсосуд 7 370 533 451 441 96

Нитрогеназная активность,"

MKrN/сосуд час 33 242 476 490 434

Легтемоглобин, мг/сосуд 10,1 14,3 15,6 11,7 3,2

Площадь листьев, дм*/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, шт./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 питания Орган растения пН сол НСР 05

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

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 1,82 1,61 1,63 1,72 1,8."

** 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 97 7 44

Фосфор Все растение 74 104 98 104 104 6

Калий Все растение 537 790 ?51 886 832 31

* Образование бобов

** Созревание

В полевом опыте в первый год после известкования почвы с исходным рН сол. 5 ^...5,7 не наблюдалось увеличения активности симбиотиче-ской азотфиксации, что, вероятно, объясняется сни • ением подвижности почвенного бора. На второй I д 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. доля вики в урожае зеленой массы смеси составила 3б...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 азотфкксации вики посевной и продуктивность вико-овсяной смеси в зависимости от рН почвы (1978... 1980 гг.)

1978 г. 1979 г. 1980 г.

Показатель рН сол. НСР рНсол. НСР рНсол. НСР

5,5... 6,3... 05 5,5... 6,3... 05 5,5... 6,3... 05

5/7 6,4 5,7 6,4 5,7 6,4

* Клубеньков: млн.штУга 15 16 5 6 40 58

кг/га 37 38 12 15 19 7 145' 180 27

АСП, кг днУга 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 Семена, т/га: 7,9 8,7 1,32 3,9 3,8 1,37 13,8 16,2 0,97

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 н калием".

Нижний порог оптимальной обеспеченности вики посевной фосфо^ ром и калием определяли в вегетационных опытах при достаточной обеспеченности прочими макро- и микроэлементами, оптимальной реакции почвенного раствора и влагообеспеченности.

Таблица 6

Влияние уровня обеспеченное! и подвижным фосфором на симбио-тическую деятельность и развитие растений вики посевной.

Р205) мг/кг почвы НСР

Показатель 45 75 165 05

Образование бобов

Клубеньков, штУсосуд 191 216 533 85

АСВ клубеньков, мг/сосуд 100 123 559 51

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

Тоже, мг/сосуд 0,8 2.0 14,3 1.1

Нитрогеназная активность.

мкгЙ/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, штУсосуд 20 28 65 10

Семян, штУсосуд 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 Р2О5: 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 РгО$ - 150 мг/кг. Дальнейшее повышение уровня Р2О5Д0 180 мг/кг не приводит х увеличению этих показателей.

Во втором вегетационном опыте с фосфором были изучены уровни PjOj 45 мг/кг, 75 мг/кг и 165 мг/кг почвы Даже незначительное повышение уровня P2Oj с 45 мг/кг до 75 мг/кг активизирует симбиотическую систему и развитие растений вики: концентрация леггемоглобина 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 P2Oj 165 мг/кг почвы

увеличение этих показателей еще более значительно. По сравнению с уровнем Р205 75 мг/кг масса клубеньков возрастает в 4,5 раза, нитроге-вазная активность в 11 раз, накопление азота в 2,5 раза, месса 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 симбиотического аппарата и продуктивность вики посевной при резных уровнях обеспеченности калием.

КгО, мг/кг почвы НСР

Показатель 60 100 .120 160 . 05

- Образование бобов

Клубеньков, штУсосуд 61 91 224 267 26

АСВ клубеньков, М1Усосуд 14 19 47 57 13

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

АСВ растений, 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 зз 0,5

Бобов, шт7сосуд 10- . к. 13 . 14 14 2,2

Семян, штУсосуд 26 1 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 азотфик-сирующей активности и продуктивности вики посевной на дерново-подзолистой почве является уровень К20 120 мг/кг. В этом варианте по сравнению с уровнем КгО 60 мг/кг масса клубеньков возрастает в 3,4 раза, а их количество в 3,7 раза (таблица?)- И хота масса клубеньков повышает-

ся до уровня К*0 160 мг/кг почвы, однахо различие между уровнями КгО 120 мг/кг и 160 мг/кг не превышает ИСР03. Показатели продухтьвност и структуры урожая в фазе полной спелости в этих вариантах одинаковые.

Таблица 8

Влияние, уровнч обеспеченности обменным калием на активность симбиотической азотфиксацпи, урожайность, белковую продуктивность и потребление элементов питания викой посевной (среднее, 1987..Д993гг.).

Показатель К2О, мг/кг +У%

68...110 >120

* Количество клубеньков, млн.штУга 84 94 +12

* АСВ клубеньков, кг/га 25 32 +28

ОСП, кг диЛЬ 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. м днУга 1,2 и +8

ЧПФ, г/м2 сутки 3,7 3,8 +3

Биомасса, АСВ, т/га 4,4 4,9 +11

Белок " 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

SS»"

KjO flo 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 симбиотческой «эотфиксации вики посевной и продуктивность вико-овсяной смеси (среднее, 1978...1980 гг.).

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

P*Os- 119... 136 KiO-43.,.67 P,0j>150 К2О>110

* Активных клубеньков:

. млнУга 33 48 +45

кг/га 50 . 96 +92

АСП, кг днУга 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, г/т смесь 1,09 1,22 +12

. , в т.ч. вика 0,45 0,53 +18

Доля ВИКИ, % 41 43

... и I 1

* 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 опьпе с внко-о веяной смесью повышение содержания Р2О3 со 119...136 мг/кг и К2О с 43...67 мг/кг до оптимального уровня каждого из элементов резко усиливает активность симбиотической азотфик-сации вики: масса активных клубеньков возрастает в 1,9 раза, а усвоение азота воздуха в 1,7 рвэа (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 кошсуреттной способности вики.

Глава 6. "Эффективность применения борных о 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 НСР05

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. «-осуд 15,9 173 14,7 18,5 1,6

Бобов, ипч/сосуд 55 57 51 58 3,3

С~мян, шт^сосуд 317 346 288 356 28

Наши исследования проводились на известкованной дерново-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-тнческой азотфиксации и продуктивность вики посевной (среднее, 1987. .1993гг.).

Показатель Кон- | В ВМо HCPej

траль j

* Клубеньков, млн /га 94 121 114

• АСВ клубеньков, кг/га 32 40 39

ОСП, кг днУга 1348 1506 1527

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

Потенциал лб, кг днУга 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.м5/га 32,9 37,5 34,9

ФСП, млн. м: днУга 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 симбиотической и фатосннтетической 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 симбиотической деятельности вики посевной. Масса клубеньков возросла на 25%, потенциал леггемоглобина на 27%, усвоение азота воздуха на 23% (таблица И). 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 аэотфнк-сации и продуктивность вики посевной в смеси с овсом (среднее, 1978...1980 гг.).

Показатель Контроль | В + У%

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

юУга • 96 121 +26

АСП, кг днУга 4699 5707 +21

Усвоение азота воздуха, кг/га 58 71 +22

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

в Т.Ч. ВР 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 на 16%, а семян на 38%, доля семян вики в урожае смеси увеличивается с 43% до 50%.

Глава 7. "Влияние азотных удобрений на активность сжмбмоти-чее «сой аютфиксацн я продуктивность нп поссвной в частом вид« и в смссн с овсом". ■

Влияние азотных удобрений на продуктивность бобовых культур оценивается неоднозначно в связи со способностью последних удовлетворять часть потребностей в этом элементе за счет снмбиотической 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 снмбиотической деятельности вики посевной в зависимости от норм азотных удобрений (среднее, 1987... 1993 гг.).

Показатель И, N,0 N,0 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. м1 днУга 1,33 1,37 1,40

ЧПФ, г/м2 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 (налив семян) 17,4 17,3 17,4

в семенах 27,3 26,8 26,9

Белок в биомассе, кг/га 866 886 970 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 обшее 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 ' леггемоглобкна в 1,3 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 N0 N,0 IV N»6

'Активных клубеньков: млиУга 55 11 . 6 2 .

кг/га 121 67 19 ■ 8 г

ОСП, кг дн./га 7621 3906 1590 1681 ;

АСП, кг днУга 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 .Л,62 0,72 0,71 >

Доля вики, % 50 39 39 ■ ; 37 1

* Максимальное значение ''"■';.

При-внесении азотных удобрений наблюдается тенденция увеличения площади листьев и ФСП, но ЧПФ остается на уровне фона без азотных удобрений. Урожай биомассы при норме азота 90 кг/га увеличивается незначительно, а урожай семян имеет тенденцию к снижению. Содержанке 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 при 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. Урожаи 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 т вики в урожае смесл снижается с 66% до 55%. Урожай семян вики при этом не изменяется, а урожай зер-носмеси возрастает полностью за счет овса.

Глава 8. "Специфичное!» сортотипов вики посевной по формированию симбиотического аппарата и продуктивности".

Вика посевная отличается высокой пластичностью, но для ^ спешного семеговодства 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, Красно}фимская 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 Отклонения: гшп...тах Всходы-созревание Оплонения: тш...тах

52 42...59

97 85... 112

56 46...67 106 101...120

Сумма активных температур, С

Всходы-цветение Отклонения: пмп...тах Всходы-созревание Отклонения: тш...шах

655 593..,765

1413 1196...1648 Генеративный индекс

По продолжительности межфазных 0,87 периодов ' 1 '

По сумме активных температур 1,16

711 634...843

1553 1343...1776

0,93 1,19

59 48...68 116 108... 130

784 684...905

1671 1473...1856

0,99 1,14

' По формированию массы к: 1еньков выделяются сорта Полтавская

1 и Немчиновская 84: соответственно 30 и 28 кг/га; значительно отстают от них сорта Красноуфимская 49 ^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 Позгнеспелые

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

ччно- чино- ГОВ- вская лов- чинов- вская тавс- ноу-

вская вская ская 60 ская ская 65 кая фимс-

72 84 85 84 2053/ 85 I кая49

Клубеньков.

млн7 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 33 2.9 3,2

ЧПФ.г/м1 2,9 3,1 2.8 3,2 3,3 3,1 2,5 3,0 2,7

сутки

Биомасса, ДСВ.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 1,5э 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. ч '

Глава 9. "Симбиотическая 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 нгми 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, штУраст. 16,6 12,8" 16,4 20,6

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

♦ Площадь листьев. 262 210 260 305

см2 /раст. - ■

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

Развитие посева

Клубеньков, млнУ га 28,5 10,9 10,2 9,2

АСВ клубеньков, кг/га ' 9,5 4,8 4,1 3,3

Площадь листьев, 37 46 16 13

тыс. м3 / га

ФСП, тыс. м1 днУ га • 1179 484 441 382

ЧПФ, г/и1 сутки 5,8 6,6 6,0 5,2

Биомасса, АСВ, т/га: вика 6,9 зд 2,6 2,0 0,5

'..весь посев 6,9 8,5 9,0 8,8 1,3

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 _ -

. * Максимальное значение

Результаты исследований показывают, что растения вики в полосных посевах угнетаются овсом меньше, чем в вико-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% н 42% (таблица 17). В пересчете на 1га эти показатели в полосном посеве (1 2) находятся на уровне вико-овсяной смеси, а в полосном посеве (1+3) на 20...30% ниже, так 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 смесн составляет: 38% в смешанном посеве, 29% в полосном 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 урожай 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 вико-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, штУ раст. 59 53 63 66

Семян, цпУ 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 2Л 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-овеяной смесью (таблица 18). Возрастает также доля семян в биомассе.

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

Расчет структуры затрат на создание оптимальных условий для бо-бово-риэобиального 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 Н»

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/Га

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 80 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 вики 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 лочве 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 PjO$ - 150 мг/кг, КгО -120 мг/кг. Повышение содержали* KjO с 68 „100 мг/кг почвы 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 не увеличивает массу клубеньков, но повышает концентрацию леггемоглобина, 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 сем . 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 груп-

. пе. К ним относятся Луговская 85, Орловская 84, Немчиновекая 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 овса — на уровне одновидового посева. В полосных посевах достигаются лучшие показатели структуры урожая вики, чем в одиовидо-

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-калийные и борные удобрения, затраты энергии на применение под вико-овсяную смссь азотных удобрений в нормах 80 и 236 кг/га также окупаются дополнителоной 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 1 га.

Основные положения диссертации отражены в опубликованных работах:

1. Храмой В К. Вика посевная на Бряншине.- 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.З 5-39.

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.! 6-18.

7. Посыпанов Г.С., Храмой В.К., Кузнецов В.В., Петровская E.JL, Стыцына 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 E.JL, Стыцына Е.А. Формирование симбиотического аппарата и семенная продуктивность вики посевной в зависимости от реакции почвенного раствора. - Тезисы докл. 1 всесоюз. науч. 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. 1 всесоюз. науч. конф. СОИСАФ, Калуга, 1990,с.75-76.

10.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. научно-практич. конф. КФ ТСХА, Калуга, 1990 , с.19-20. ■.-:'.■..•- , .

И .Храмой В.К. Симбиотическая деятельность н 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.

14.Храмой В.К. Симбиотическая деятельность посевов и урожай» ность семян вики посевной при разных уровнях минерального питания.-Науч. труды КФ ТСХА, Калуга, 1993, вып. I.e. 3-6.

15 Храмой В К, Шагиров А А. Формирование симбиотического аппарата и прод.» ктивность 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 npi* возделывании вики посевной - Науч труды КФ ТСХА, Калуга, 1993, вып. 1, с. 17-21.

17.Храмой ВК, Панин А А. Сравнительная характеристика форм вики посевной по симбиотической деятельности и продуктивности.- Науч. труды КФ ТСХА, Калуга, 1993, вып. 1, с. 22-2418 Храмой В К, Рахимова О В. СОоснование оптимального уровня кислотности почвы при возделывании вики посевном Информ. листок №287-93, КМТЦНТИ Калуга, 1993.-4с.

19.Посыпанов Г С., Храмой В К, Кривцов И.И, Дебелый Г.А. Особенности формирования симбиитического 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, X» 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.

26Лрамой 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 ЕЛ, Рахимова О В. Формирование симбиотического аппарата и накопление азота вихой 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, выи. 2, с. 251-252.

29.Храмой В.К., Гахимова 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.

* ЗО.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-агрономии, конф. КФ МСХА , Калуга,

1997,с.9-11. \

Объем 2 п л

Закзз 670

Тираж 100

Типогоафия Изительства МСХА 127550 Москза Тимирясзаская >л, 44