Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ОЦЕНКА АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ (НА ПРИМЕРЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ И СЕЯНЫХ УГОДИЙ)

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "ОЦЕНКА АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ (НА ПРИМЕРЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ И СЕЯНЫХ УГОДИЙ)"

¿-ъгиъ

На правах рукописи

ТЕМИРСУЛТАНОВ ЭЛЬ-ПАША ЭЛЬХАКВИЧ

ОЦЕНКА АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ (НА ПРИМЕРЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ И СЕЯНЫХ УГОДИЙ)

Специальность 03.00.16—Экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Москва 2003

Диссертационная работа выполнена на кафедре луговодства Московской сельскохозяйственной академии им К.А.Тимирязева и в Московском городском педагогическом университете.

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.В.Кобоз*в доктор сельскохозяйственных наук, профессор Р.Л.Афанасьев доктор сельскохозяйственных наук, профессор ГЛ.Бл>г»мщ«нскмй доктор технических наук, профессор В.Н.Пряхин

Ведущая организация:

Всероссийский

научно-исследовательский институт кормов им. В.Р.Ввльямса

Защита диссертации состоится " " февраля^003 г. в 14 часов. На заседании диссертационного совета Д 006.029.01 Всероссийского научно-исследовательского института удобрений и агропочвоведеиия им. Д.Н.Прянишникова (127550, Москва, ул. Прянишникова, 31).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах просим направлять по указанному адресу на имя учйного секретаря диссертационного совета. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА. Автореферат разослан "_"_2003 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

НЛ.Пухяльская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Важнейшей задачей человечества является сохранение своего биосферного окружения. Её можно решить только путём интенсификации продукционного процесса в агроэкоспстемах на основе замедления диссипационных и усиления адсорбционных явлений (Кобозев И .В., Тюльдюков В.А., Парахин Н.В., 1995).

Первым вопросом стратегии регулирования качества окружающей среды (в т.ч. плодородия земель) является организация исследований, направленных «а выявление источников и факторов воздействия на экологические системы. Значительные территории в кашей стране заняты травяными экосистемами. Они представляют собой естественные и сеяные кормовые угодья, значимость которых в общем кормовом балансе оценивается высоко. В условиях экономического кризиса возникает опасность потерь ранее накопленных ресурсов: уменьшение плодородия почвы, деградация агроэкоснстем и перевод их функционирования на экстенсивный путь, загрязнение окружающей среды, потеря информации, выраженная в снижении культуры земледелия и заинтересованности крестьянства в развитии производства, а также в уменьшении биологического и технологического разнообразия в агроэкосисгемах (переход х монокультуре фермерских хозяйств). В связи с этим необходимо разработать экологически безопасные способы повышения эффективности функционирования агроэкосистеме.

Цель и задули исследований, Основной целью исследований является теоретическое и экспериментальное обоснование принципов и экологически безопасных технологий стабильного развития кормопроизводства в Центральном районе Нечернозёмной зоны РФ, в той числе на основе интенсификации и стабилизации продукционного процесса в травянистых экосистемах, с учЭтом сукцессионных явлений, происходящих в них под влиянием коренного и поверхностного улучшения, агрохимических и агротехнических приёмов (внесение удобрений, извести, подсева трав, орошения, обработки почвы, пастьбы).

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- проанализировать действие закона А Л .Чижевского о количественной компенсации в биосферных функциях с целью разработки методологии стабилизации и экологизации производства кормов;

- дать агроэхолопгческую оценку различным антропогенным сукцессням на естественных и сеяных кормовых угодьях;

- исследовать значение принципа биологического и технологического многообразия - в агроэкосистемах в обеспечении стабильности их функционирования; _

обосновать основные пути одновреме 1

стабилизации, интенсификации, экологизации функционирования агроэкосистем и повышения его энергетической и экономической эффективности;

- изучить эффективность приёмов повышения продуктивности и рационального использования многолетних травостоев (в севообороте и вне севооборота) с целью усиления н стабилизации продукционного процесса в агроэкосистемах с учетом сложного строения ландшафтов;

- оптимизировать набор клеверо-злаковых и злаковых травостоев с целью улучшения качества продукции, увеличения- и стабилизации производства корцов, в т.ч. с учётом рельефа;

- изучить способы продления продуктивного долголетия травостоев и улучшения качеств: кормов как на основе, использования' минеральных удобрений, так и за счёт усиления биологической азотфиксации путём обогащения фигоценозов бобовыми травами;

- исследовать приёмы уменьшения потерь при заготовке и хранении сена;

- определить эффективность орошения, известкования, удобрения многолетних травостоев и других кормовых культур;

• определить влияние интенсивности пастбищного использования на состояние естественных кормовых угодий в зависимости от их продуктивности, разработать методику его оптимизации;

- изучил, влияние основных изучаемых приёмов на-агрохимические свойства почвы и баланс энергии, азота, фосфора- н калия в системе "антропогенный фактор - почва -растения- урожай"; ,

- определить экономическую и энергетическую эффективность производства кормов и факторов его интенсификации.

Научная новизна и теоретическая значимость исследований заключается в том, что было изучено действие закона АЛЛижевского о квантитативной компенсации в биосферных функциях применительно к ахроэкоснстемам. При этом показано, что основой стабилизации производства кормов является обеспечение сложной структуры и мозаичностн агроэкосистеыы, использование неодинаковой реакции на ритмы абиотической среды разных видов растений и фитоценозов, расположенных на разных элементах рельефа. Кроме того задача стабилизации н. экологизации кормопроизводства решается через освоение севооборотов с культурами, обеспечивающими относительную замкнутость биогеохимнческих циклов.. Разработаны основные принципы достижения биологического и технологического многообразия агроэкосистем с целью обеспечения стабильного их функционирования.

Выявлено, что для экологизации и стабилизации сельскохозяйственного производства следует, во-первых, снизить уровень колебаний абиотической среды, во-вторых, повысить адаптивный потенциал агроэкосистем; в-третьих.

интенсифицировать продукционный процесс, т.е. обеспечить рост средней величины продуктивности агроэкосистем; в-четвЕртых, увеличить длительность их функционирования или ускорить производственные циклы. Всё сказанное достигается через опережающий рост наукоёмкости технологий/

Определено, что стабильность урожайности растений и севооборотов, а также производства продукции резко снижается при ухудшении экономической ситуации, особенно у культур интенсивного типа, при этом уменьшается биологическое и технологическое многообразие в агроэкосистемах. Уточнены уравнения, описывающие пути уменьшения экологических последствий деятельности консументов в агроэкосистемах н повышения стабильности и величины экономической и энергетической эффективности продукционного процесса в них и обеспечение продовольственной безопасности ей населения.

Исследовано влияние различных факторов на эффективность инвазии подсеваемых видов в разные травостои, на формирование симбиотического аппарата бобовых и симбиотическую азотфиксацию.

Предложена методика оценки экологически безопасного уровня нагрузки животных на пастбища по соотношению съеденной массы к продуктивности поедаемых видов в фитоценозе.

Изучено влияние подсева клевера лугового и люцерны изменчивой, различных минеральных удобрений, поверхностного и коренного улучшения травостоев и орошения на качество корма, агрохимические свойства почвы и баланс минеральных питательных веществ и энергии в системе "антропогенный фактор - почва - растения — урожай", а также на загрязненности вертикального стока.

Практическая ценность работы. Установлены зависимости урожайности, ботанического состава травостоя, качества продукции, баланса энергии и минеральных питательных веществ в агроэкосистемах, плодородия почвы от орошения, удобрений, известковаш«, поверхностного и коренного улучшения луга, подсева клеверов, выпаса овей.

Были разработаны севообороты с высокой товарностью растениеводства и продуктивностью в размере 3400-4400 кормовых единиц с 1 га. Определено, ■сто наибольшую продуктивность (650-700 кг/га сырого протеина и 32-42 ГДж/га обменной энергии) обеспечивает набор травосмесей, состоящий из раннеспелого (клевер луговой двуукосный ежа сборная) и позднеспелого (клевер одноукосный + тимофеевка луговая) травостоев. При этом на верхнем плато рекомендуется возделывать две травосмеси, на южном склоне — раннеспелый, а на северном и нижнем плато — позднеспелый травостой. Установлено, что варьирование продуктивности по годам всего сложного агроландшафта в 1,32 раза меньше, чем в среднем у отдельных из его элементов, В условиях диспаритета цен в пользу промышленных товаров

продуктивное долголетие травостое» можно продлить без внесения азотных удобрений с помощью подсева клевера лугового и люцерны изменчивой, производимого во влажный год после первого укоса, особенно на фоне весеннего внесения фосфорно-калиПных удобрений.

На основе полученных математических моделей можно прогнозировать экономическую эффективность удобрений, орошения, подсева и выпаса скота, в т.ч. с учётом экологических последствий.

Даны рекомендации по.уменьшению потерь прн заготовке и хранению сена и оптимизации использования пастбищ в зависимости от их продуктивности. Рассчитана эффективность разных оросительных систем.

Результаты исследований подтверждены опытом хормопроизводетва ГПЗ "Заря Подмосковья", в Крестьянском хозяйстве Темирсултанова и других хозяйствах Московской, Ярославской и Орловской областей.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- использование закона Л Л.Чижевского о количественной компенсации в биосферных функциях позволяет стабилизировать производство кормов в крупных и фермерских хозяйствах,

биологическое, технологическое многообразие, севообороты, использование разных элементов ландшафта и подбор адаптированных к ним травостоев и культур позволяет стабилизировать продукционный процесс в агроэкосисхемах, в частности производство кормов;

- продуктивное долголетие многолетних травостоев можно продлить на основе усиления биологической азотфиксзции путбм подсева клевера лугового и люцерны изменчивой, улучшением фосфорно-калийного питания, известкованием и омоложением травостоев;

экономическая ситуация определяет стабильность сельскохозяйственного производства, его рентабельность, а также востребованность приёмов его интенсификации, экологизации и стабилизации;

- экологизация, стабилизация и интенсификация продукционного процесса в агроэкосистемах определяются его энергетической эффективностью и достигаются через опережающий рост наукоемкости производства, когда в совокупных затратах возрастает доля расходов на развитие науки и техники; .

• антропогенные воздействия в виде подсева трав, коренного и поверхностного улучшения травостоев, орошения, удобрения, известкования, обработки почвы, интенсивность пастьбы влияют не только на продуктивность, состав фитоценоза, качество продукции, энергетическую и экономическую эффективность производства кормов, но и на агрохимические свойства, микробиологическую активность почвы, баланс питательных веществ и энергии в системе "антропогенный фактор - почва - фитоценоз - урожай", а также на качества фильтрационной воды (вертикальный сток);

• уменьшить экологические последствия в пастбищных экосистемах и предотвратить их деградацию можно путём увеличения и стабилизации их продуктивности при соответствующей оптимизация пастбищной нагрузки и коэффициента использования корма;

- совершенствование технологий, заготовки и хранения сена позволяют снизить потери питательных веществ и улучшить его качество и тем самым повыигть эффективность орошения и удобрения;

- повышение экономической эффективности кормопроизводства и приемов его интенсификации достигается через снижение диспаритета цен и повышение энергетической эффективности производства на основе роста нзукоемкосш технологий.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных, научно-практических конференциях и совещаниях, включая:

- научные конференции МСХА (1990-2001 гг.); республиканские семинары (1995-2000 гг.), объединённое научно-техническое совещание ученых и специалистов МСХА, ГГО "Заря Подмосковья" и учхоза МСХА "Дружба" -Москва, 1996; Международная конференция "Биологизация и экологизация земледелия", Орёл, 1999; Всероссийские конференции "Экологические аспекты по возделыванию с.-х. культур в фермерских хозяйствах1*, Переел авль, 1995, 1998; научные конференции МШУ, 2000 и 2001 тт.

Публикации. По материалам исследований опубликована 40 работ (59,2 усл. п. л.), в т.ч. 4 монографии, I учебное пособие.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, десяти глав, выводов, предложений производству, списха литературы и приложений. Работа изложена на 334 страницах, содержит 77 таблицы, 17 рисунков и 10 приложений. Список использованной литературы содержит 477 наименования, в т.ч. на иностранных языках 127.

В основу диссертации положены данные экспериментальных исследований, полученных автором самостоятельно и в совместных исследованиях с д.с.-хл. В.А.Тюльдюковым, д.с,-х.н, Н .В. Парах иным, к.с.-х.н. Г.С.Маркиным, д-с.-х.н. Кобозеаьа), к.с.-х.н. ИЛ.Латифовым.

Автор .выражает искреннюю благодарность сотрудникам ОНИЛ технологии и механизации орошения кафедры луговодства ТСХА за оказанную техническую помощь в проведении исследований. 75% объема работы ко сбору и обобщению результатов исследований выполнено автором.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В г.таи» I - "Пути стаби щ папин, •жопоппзции и повышения Аропуутивнрсти агороэкосистем (обзор литературы^ изложены основные положения интенсификации кормопроизводства на ' основе концепции предотвращения критических ситуаций в агроэкосистемах, учения В.И.Вернадского и его последователей о биосфере п ноогенезе. Дан акал га состояния изученности проблемы экологически безопасной и стабильной интенсификации сельского хозяйства, кормопроизводства в частности.

В главе 2 — "Цель, методика и условия проведения исследований1' указывается, что в основу диссертации положен анализ развития кормопроизводства в Орловской области, в ГПЗ "Заря Подмосковья" Московской области, АО им. Ленина Переславского р-на Ярославской области и в других предприятиях за 1981-2000 гг. Основная часть полевых опытов проведена на землях учхоза "Дружба" и Крестьянском хозяйстве Тем1грсултановп и "Ольха" Переславского района Ярославской области. Проведены 9 летние опыты по определению эффективности продления продуктивного долголетия разных сеяных бобово-злаковых травостоев на основе подсева бобовых, злаковых трав и внесения удобрений, по оптимизации набора травосмесей с учётом адаптации тс к элементам атроландшзфта. Проведён 11-летинй опыт по поверхностному улучшению естественного травостоя и рациональному пастбищному их использованию. Поставлен 7л сгний опыт по влиянию коренного улучшения естественного луга, внесения на нйм фосфорно-калнйных и разных форм азотных удобрений, извести. Кроме того, в 1989-1994 гг. осуществлено изучение разработанного б-ти-нольного севооборота, как в палевом опыте, так и в' крестьянском хозяйстве. Помимо этих опытов были проведены исследования динамики продуктивности, естественных и сеяных травостоев в зависимости от расположения их на рельефе, подсева бобовых, поставлены 3-4-летние опьггы по повышению эффективности подсева бобовых трав в старовозрастные травостои, по орошению, удобрению культурных пастбищ, кукурузы и кормовой свёклы. Часть схем основных производственных и полевых опытов представлено в соответствующих таблицах и раскрывается по тексту реферата. При выборе схемы опытов руководствовались рекомендациями И.С.Шатилова, ВНИИ кормов и кафедры луговодства ТСХА.

Исследования проведены по общепринятом методикам, утвержденным ВЙУА, ЦШ1АО, ВНИИ кормов, ВИЖ. Данные по продуктивности травостоев обработаны методом дисперсионного анализа. В исследованиях применены методы системного анализа с использованием математического моделирования (Кобозев И.В., 1995).

Основные опыты проведены на серых лесных оподзоленных среднесуглинистых почвах.

Содержание гумуса (по Тюрину) в слое 0-20 см — 1,8-2,6%, подвижного фосфора (но Кирсанову) — 12,0-14,5 мг Р:0; на 100 г почвы, обменного калия (по Масловой) — 12,2-17,7 мг КгО на 100 г почвы, рН - 5,8-6,3. Сумма поглощённых- оснований — 12,5-13,4 мг/экв. на 100 г почвы, ёмкость поглощения — 14,8-15,1, степень насыщенности основаниями — 84-89 "А.

Вегетационный период 1990 г, был влажным и прохладным, с пониженной солнечной активностью. Вегетационный период 1991 г. можно отнести х средним, с повышенной температурой и относительно хорошей влагообеспеченностью, особенно в июне-августе. 1992 и 1995и 1999 гг. характеризовались острой засушливостью, осадков выпадало на 45-57% меньше, средняя температура воздуха в 1,15 раза была больше, чем по средним многолетним данным. Эти годы отмечались повышенной солнечной активностью. Вегетационный период 1993 и 2000 гг, были яркой противоположностью 1992 к 1995 гг., а 1994 и 1997 гг. были близки к среднемноголетним данным.

В главе 3 , — "Пути стабилизации развития кормопрот№лства и Функционирования ап?о-чсосистем" пан подробный анализ действия закона в агроэкосистемах разного уровня (от опытного участка до области) АЛ.Чижевского о количественной компенсации.

Закон А.Л.Чижевского заключается в том, что количественные соотношения в функциях биосферных образований в холе того или иного явления стремятся сохраняться путем периодических компенсаций, давая одну и ту же постоянную величину. На основе разработанной И.В.Кобозевым (1972, 1979) формулы (I) определения коэффициента варьирования К. урожайности фитоцснозов и севооборотов во времени была произведена оценка стабильности продукционного процесса в агроэкосистемах (отдельная культура, севооборот, травостой, набор травосмесей, агроландшафт, хозяйство, область).

году; Q(t) — отрицательное, P(t) — положительное отклонение урожайности в каждом конкретном году от средней урожайности.

lto формулы I и результатов своих исследований (табл. 1), мы сделали вывод о том, что для стабилизации продукционного процесса необходимо, во-первых, увеличить среднюю продуктивность У, что достигается путём уменьшения колебаний и оптимизацией параметров окружающей среды за счёт орошения, внесения удобрений и т.д.; во-вторых, стоить колебания

урожайности за сч£т указанных факторов и повышения адаптивного потенциала агроэкосистемы; в-третьих, продлить функционирование последней, т.е. увеличить способность противостоять неблагоприятным условиям.

Повышение адаптивного потенциала агроэкосистемы на уровне хозяйства, области, региона достигается > увеличением биологического и технологического разнообразия в ней. За счёт подбора культур в севообороте К, и набора технологий производства кормов резко уменьшается по сравнению со среднеарифметическим коэффициентом варьирования в среднем по культуре (табл. 1 и 2).

I. Средняя урожайность (У в т/га корм.ед) сельскохозяйственных культур и показатели производственной деятельности, а также коэффициент их варьирования по годам (К», %) в П13 "Заря Подмосковья" в зависимости

К^тът\*ры и показатели 1986-1991 гг. 1992-1996 гг.

У 1 К„ % У I К„ %

Внесено, кг/га N: Р: К 109: 61 :92 37:26:30

Фондообеспеченность тыс. рубУге, в ценле 1987 г. 484 1,7 283 6,2

Рентабельность производства, % 25,9 15.9 14.7 45,0

Доход, тыс. рубУга в ценах 3757.4 . П,1 1756,8 28,0

Сбор кормовых единиц, т/га

Зегиовые 5,00 2,8 3,85 ил

Кукуруза на силос ' 10,20 6.6 2.99 33,7

Корнеплоды 1 11,00 3.5 5.07 25,9

Однолетние травы на зеленую массу 1 4,67 3,0 2.33 15.7

Многолетние тргзы на зей&гчо массу 1 4,67 3.1- ■ 4.65 12.5

Многолетние травы на сено 1 5,41 2,0 4,36 6.3

Прошлой вностъ 1 гапаганн 1 6,19 2,5 3.5 К 10,3

Среднеарифметический К. по культуре 1 4.3 . 15,9

Эффект севооборота и различной реакции культур на ритмы 4,3 :2,5 = 1,7 15,9 :10,3 «* 1,6

При этом роль севооборота в стабилизации продукционного процесса без орошения выще, чем при орошении и удобрении, т.е. при экстенсивном ведении хозяйства необходимость его многоотраслевой структуры и севооборотов увеличивается. Однако, как свидетельствуют результаты исследований, при ухудшении экономической ситуации хозяйства постепенно переходят на монокультуру, поскольку происходит снижение величины и стабильности хотя и высокопродуктивных, но энергоёмких культур (кукуруза, корнеплоды). При этом происходит отказ от производства ряда видов продукции (травяная мука, корнеплоды, кукурузный силос, сено искусственной досушки и др.). В результате происходит дестабилизация всего производства (табл. 2). Это подтвердил и анализ развития кормопроизводства и растениеводства Орловской

области за 1981 -1998 гг.

2. Объём производства кормов (ВП, т. корм, ел.) и его коэффициент

варьирования (К,. %) в ГПЗ "Заря Подмосковья" в разные пе] риодм

Вид корма 1 С. 1986-1991 В. 1992-1996 В : С

ВП. т К.. % ВП.т к„% ВП,т: К,. %

Сенаж 4433 7,2 7224 10.2 167 142

Силос 6374 7,7 1092 21.0 17 272

Сено 6253 2,0 4082 36,1 65 1300

Травяная мука [ 832 42,2 . - -

Зегно \ 3549 10,8 1137 45.0 32 1 417

Всего 1 21344 2.9 13540 6,1 63 210

Л. К, по всему хозяйству 1 2.9 6.1 210

Б. Среднеарифметическое значение ! К, по отдельным видам кормов 14,0 28,1 201

Эффект мозаичности технологий Б : 1 Л . | 4,9 4.6 94

Вие севооборота урожайность каждой культуры и энергетическая эффективность её возделывания уменьшается. В результате колебания коэффициента энергетической эффективности возделывания каждой культуры увеличиваются, т.е. производственные процессы становятся менее стабильными, а экологические последствия более навязчивыми, что и является причиной деградации агроэкосистем при монокультуре (табл. 3). Это особенно заметно на зерновых и кукурузе.

Нами впервые было рассчитано, что в стабилизации уровня продуктивности 1 га пашни путем ведения севооборота большую роль играет разнотипность реакции культур на экзогенные ритмы 51*95% от всего эффекта, получаемого за счет севооборота. В увеличении ц стабилизации коэффициента энергетической эффективности 36-50% падает на обеспеченность замкнутости биогеохимического цикла, которая в той или иной степени достигается благодаря правильному чередованию культур.

На основе исследований можно сделать вывод, что севооборот должен строиться ш культур и сортов с разнотипной реакцией на ритмы окружающей среды и в то же время на принципах замкнутости биогеохимических циклон, так, чтобы порча место обитания одной культуры нейтрализовалась последующей и служила условием ей процветания, чтобы недоиспользованные ресурсы одним видом или сортом растений использовались последующей культурой.

3. Коэффициент варьирования (К„ %) коэффицне!гта энергетической, эффективности (г| ** : Ег) производства кормов при возделывании культур в севообороте и бессменных посевах (графа 1 - в 1-й ротации; 2 - во второй;

Культура Севооборот Ежесменные посевы

без удобрений с МРК без удобрений сОТК.

I 1 ■ 2 I ■ 2 1 1 2

Ячмень на монокорм 12,5 12,3 14.6 14,5 18,4 183 19,1 21,2

Ми. траки 9,й 9,5 11,5 11,8 9,9. 10,1 11.1 12.6

Оз. шгеннца 13.5 14.0 15,2 16.8 21,4 23,8 29,4 35,6

Кукуруза па силос 19,3 19.8 23,4 23,4 25.6 29.5 31,6 | 38,7

Одн. травы 14,5 193 16,3 16.8 17,3 18,4 18.8 ( 24,2

В среднем по культуре: ' 1

а) в севообороте (А) 11,7 11,7 14,0 16,7 - - \

б) в монокультуре (Б) - • - 18,5 21,0 22,0 1 26.5

К. по севообороту (С) 8,3 8,0 10,4 9.5 - 1

Эффект от севооборота, Б: С 2,2 2,6 2,1 2,3 •

я том числе:

а) от разнотипности реакции культур на экзогенные ритмы, А: Б,% 64 60 62 64

б) от замкнутости биогедал ч ического цикла в севообороте 36 40 38 36

Отрицательное действие бессменности посевов на стзби пъность эффектен ости возделываний ку.илуры в среднем дал> 1,6 1.8 1.6 1.6

Еф-прибавка энергии в урожае; Е, - затраты энергии.

Исходные данные подучены совместно с И.В.Кобозевым, Г.С.Маркиным и Н.В.Шрахиним.

При этом замыкающая севооборот культура должна сменяться агроценозами, восстанавливающими плодородие почвы. В большинстве случаев к последним относятся бобовые и бобово-злаховые травостои, особенно многолетние.

На основе этого нами разработан к экспериментально обоснован и освоен на практике севооборот для растениеводческого фермерского хозяйства со следующим чередованием культур; озимая пшеница с подсевом весной

травосмеси клевер + тимофеевка — травы 1-го пользования на зеленую массу; травы 2-го гола пользования на сено, картофель поздний - картофель среднеспелый (30 т/га навоза) - картофель ранний. В первую ротацию сбор кормовых единиц в производственных условиях составил 3,4 т/га, а в полевом опыте —4,1 т/га. В атом севообороте учтены биологические особенности всех культур, возможности азотфиксации, зеленого удобрения, очистки полей от болезней и стабилизация продуктивности-за счйт многолетнего травостоя с преобладанием в 1-й год клевера. Исследования показали, что в хозяйствах очень важно иметь травостои разных сроков созревания (табл. 4).

4, Продуктивность травостоев вне севооборота и коэффициент её варьирования (К,, %) за 5 лет (1990-1994 гг.)

Травостой Сухое вещество | Сирой белок Содержание белка, % стх. п-ва

1 т/га 1 К„ % 1 кг/га 1 К„ %

Тим.:: утопия + др. 3.7 ! 10.« 1 58.4 ) 12,9 15.КЗ

Ежа сбогкая ■+■ др. 3.4 9.7 1 512 I 8.6 15.9

В среднем по агроэкосистеме из за\х травостоев 3,5 93 | 548 | 10,1 15,52

Эффект от набора травосмесей - 1.10 1 - | 1,06 1

Установлено, что фитоценоз ы, расположенные по разным сторонам низины (балки) и на склонах с противоположной экспозиций неодинаково реагируют на ритмы абиотического окружения.

В результате этого коэффициент варьирования продуктивности всего сложного ландшафта в 1,32 раза меньше, чем в среднем у отдельного из его элементов (табл, 5).

5. Урожайность сухого вещества {У т/га) естественного травостоя и коэффициент её варьирования (К», 54) в зависимости от расположения __на рельефе (в среднем за 5 лет)__

Показатель Экспозиции на рельефе По 7!2НЛУ»ф1У

плато е-з склон ю-з низинный луг ' склон с-э плато ю-в

У, т/га .3,50 1,99 5,71 2,52 3,61 3,47

к* 13,4 14,4 2.0 8.2 12,2 7,6

СрелнеаэяфметическиН коэффициент К, = 10.0: эффект моз.шчности 10,0; 7,6= 1.32

Таким образом, в условиях кризиса и дефицита средств интенсификации продукционного процесса для его стабилизации необходимо использовать все пути достижения мозаичной структуры агроэкосистем, не разрушая их на обособленные фитоценозы и разрозненные хозяйства. Особая роль при этом отводится многолетним травостоям, особенно бобовым и бобово-злаковым.

На основе анализа производственной деятельности хозяйств и результатов полевых опытов выявлено, что орошение, внесение удобрений, улучшение технической оснащенности хозяйств и другие факторы интенсификации продукционного процесса в агроэкосистемах обеспечивают одновременно его стабилизацию.

р главе 4 — "ррлбор клевд>о-з,чп'совмх травосмесей с целью увеличения н стаРиличании прризполстпз кормов" - приведены результаты исследований по формированию бобово-злаковых травостоев разных сроков созревания на принципах фитоценотической ко мплем «парности их компонентов н обеспечения наилучшего развития снмбиотического аппарата клевера лугового в травосмесях.

Исследования показали, что наибольшую урожайность сухого вещества (4,14 т/га) и высокую ев стабильность (К,°16%) обеспечивает набор клеверо-элаковых травосмесей разного возраста, состоящий из двух травостоев: клевер луговой одноукосный 1 + тимофеевка луговая и клевер двуукосный 2 •+■ ежа сборная.

При этом ранняя травосмесь - клевер двуукосный в смеси с ежой сборной — благодаря раннему ограстанню и лучшему использованию запасов почвенной влаги, накопленной в осенне-весенний период, в острозасушливые годы обеспечивала сбор сухого вещества на 75-82% больший, чем позднеспелая кдеверо-тимофеечная смесь. Наименьшее содержание клетчатки, самую высокую белковость и энергетическую ценность имело сухое вещество травосмеси клевер двуукосный + тимофеевка луговая, затем клевер одноукосный + тимофеевка и клевер двуукосный + ежа сборная (табл. 6).

6. Содержание (числитель) и сбор (знаменатель) сырого протеина

(сПЛУкг/га) и обменной энергии (ОЭ-МДж/кг/ГДж/га) _в сухом веществе разных травосмесей_

Травосмеси 1-я тгкладка. 2-я закладка.

в среднем га 1991-1993 п\ в среднем за 1992-1993 гг.

- сП: ОЭ сП оэ

1. Клевер 1 ■*■ тимофеевка 12Л 2Л2 12Д

635 34,1 655 33.4

2. Клевер 2 + тимофеевка 18.4 Ш ш

651 34,4 62$ 31,0

3. Клевер 1 + ежа 114 ш

540 29,9 610 зи

4. Клевер 2 + ежа 17,2 Ш Ж2

679 37,2 694 373

Й среднем по 1 ^4 Ш ал 1.я,7 1И

657 35.6 674 35,4

Максимальную величину и стабильность сбора сырого протеина

обеспечивает возделывание сразу двух травосмесей: раннеспелой — клевер двуукосный + ежа сборная и позднеспелой — клевер одноукосный тимофеевка луговая (табл. б). Наиболее оптимальные отношения между бобовым и злаковым компонентом складываются в клеверо-тимофеечных смесях; в смеси с ежой лучше высевать клевер двуукосный, а не одноукосный. Ежа сборная быстрее тимофеевки вытесняет из травостоев клевер, особенно позднеспелый одноукосный.

В клеверо-ежовых смесях отмечается худшее формирование симбнотического аппарата клевера, чем в клеверо-тимофеечных (табл. 7).

7, Формирование симбиотаческого аппарата клеверов в разных травосмесях

(в среднем за 2 укоса; N — число активных клубеньков, млн/га,. _М — их масса, кг/га: т—масса 1 ООО шт.. г)_

Травосмеси I -я закладка, в среднем за 1991-1993 гг. 2-я закладка, в среднем за 1992-1993 гг.

N 1 М т N М 1 т

1. Клевер 1 -пим. 20,2 1 187 9 Л 31,8 346 1 10,05

2. Клевер 2 +там. 20,1 ) 155 9.29 33.2 376 \ 10.58

3. Клевер 1 ■+■ ежа 18.4 1 152 8,34 27,3 294 \ 9,85

4. Клезер 2 * ежа 18.6 1 186 9,26 30.3 315 1 9,28

Исследования показали, что для стабилизации и усиления продукционного процесса в агроэкоснстемах состав травостоев должен быть адаптирован к рельефу, с учетом эллипсоидного и сегментарного его строения. При этом верхнее плато должно засеваться двумя указанными смесями (ранней и позднеспелой); южный склон — клевером двуукосный в смеси с ежой сборной; северный склон и нижнее плато — клевером луговым одноукосным с тимофеевкой луговой, В этом случае средний урожай по такой мозаичной агроэкосистеме составляет 4,14 т/га сухого вещества, при коэффициенте ей варьирования по годам 15,1%. Наибольшую урожайность и самую е£ высокую стабильность обеспечивают угодья, расположенные в основании склонов на нижнем плато.

В глав? 5 — "Способы продления продуктивного долголетия многолетних травостоев" — сравниваются различные технологии повышения продуктивности бобово-элаковых травосмесей после выпадения из них бобового компонента.

Исследования показали, что подсев клевера в травостои лучше всего проводить после 1-го раннего укоса во влажные годы. Наиболее гарантированный эффект от этого мероприятия получается при осуществлении полива после подсева, в таком случае содержание клевера можно увеличить на 30-50%, а урожайность на 0,37-1,39 т/га сухого вещества. Подсев клевера в травосмеси, осуществленный на 3-й год их использования после 1-го укоса во влажном 1993 г„ существенно повышал его содержание в травосмесях.

особенно на фоне внесения фосфорн о-калийных удобрений. Подсев клевера в клеверо-тимофеечную смесь удавался лучше, чем в клеверо-ежовую. Фосфор ио-калийные удобрения способствовали сохранению бобовых в травостоях, а азопшс - их вытеснению, последнее особенно ярко выражено в травосмесях с ежой сборной.

Подсев клевера лугового и внесение РК, особенно при их совместном применении, способствовали развитию более мощного и активного симбиотического аппарата бобовых в травостоях, который имел большую величину в клеверотимофеечной смеси, чем в клеверо-ежовой. По сравнению с фосфорно-калийным фоном внесение азотных удобрений, усиливая рост злаков, ухудшало формирование клубеньков на корнях клевера лугового, особенно в смеси с ежой сборкой (табл. 8).

8. Влияние удобрений и подсева клевера на количество (К, млн. штЛа),

общую массу (М, кг/га), размер (т. г/1000 шт.) активных клубеньков

Вариант Клевер 1 + ■ Клевер 2 + ежа

тимофеевка

N М т N М 1 т

1. Контроль 2.4 30 12,5 2,0 24 | 12.0

2. Подсев после 1-го укоса в 1993 г. 17,3 201 11,6 - - 1 -

3. РцК»! до в 1993 г. без подсева (РК) 9,5 108 П.4 5,2 69 1 18.3

4. РК +подсев клевера 32,9 4 КО 14,6 29,5 404 1 13,7

5, N.. +в 1995 г. + в 1994 г. 1,1 58 4.5 1.0 4 1 4.0

Концентрация сырого протеина и обменной энергии в сухом веществе травостоев увеличивалась при подсеве клевера и внесении фосфорно-калнйных удобрений, но наиболее мощным фактором повышения^ этих показателей является внесение минерального азота (табл. 9). Содержание клетчатки снижалось при повышении концентрации сырого протеина.

Подсев клевера даже без удобрений существенно увеличивал сбор сухого вещества, сырого протеина и обменной энергии, но особенно благоприятно воздействует этот приём на эти показатели и на клеверотимофеечной смеси при внесении РК (табл. 9, 10). Азотные удобрения дали существенную прибавку продуктивности травостоев, особенно травосмеси с ежой сборной. На 1 кг N внесенного на фоне одноразового применения Р^К^ прибавка сухого вещества составила 15-20 кг, сырого протеина - 3,90-5,73 кг, ОЭ - 169-221 МДж. Подсев клевера способствовал продлению продуктивного долголетия травостоев, однако он довольно быстро (через 1-2 года) выпадает из травостоя. Поэтому в 1996 г. решили начать сравнение ремонта травостоев путйм подсева клеверо-элаковых травосмесей и травосмесей с включением фитоценогнчеекого

устойчивого сорта "Бега 87" люцерны изменчивой (схема опыта приведена в табл. Ю).

Исследования показали, что наибольший и более длительный эффект получается, если подсевать не клевера, а их смесь с люцерной изменчивой "Вега 87", что особенно сильно проявилось в острозасушливый 1999 г. Этот приём в целом, несмотря на его однократность, оказался более эффективным, чем ежегодное внесение Ы«. При этом подсев люцерны повышал стабильность урожайности по годам, увеличивая в её формировании долю 2-го укоса. Люцерна в травостоях сохраняется более длительное время, чем клевер луговой. Люцерна засухоустойчивее и в то же время очень хорошо реагирует на улучшение водного режима.

Подсев бобовых трав и внесение фосфорно-калийных удобрений усиливали биологическую азотфиксацию, благодаря чему повышался баланс азота в системе "почва — растение — урожай". Азотные удобрения, увеличивая вынос этого элемента с урожаем, . снижали чистую продуктивность биологической азотфнксацин. В среднем при подсеве клевера в травостои чистая прибавка связанного биологического азота за год составила 128 кг/га, что на 49 кг больше, чем при подсеве, при внесении до и подсеве эта

величина поднималась до 154 кг/га N в год. Ежегодный вынос Р'С>5 травостоем составил 21-31 кг/га, калия 91-132 кг/га. Травостой с ежой сборной потреблял больше указанных элементов и азота, чем клевсро-тимофеечная смесь, особенно при внесении азотных удобрений на фоне фосфорно-калийных.

Исследования показали, что в биогеоценозах с многолетними травами имеет место явление гомеоспш, обеспечивающее относительную стабильность содержания усвояемых форм фосфора, калия и общего азота в почве.

Увеличение выноса того или иного элемента способствует переводу его из неусвояемой формы в доступную растениям, а внесение его с удобрениями действует в обратном направлении. Благодаря этому не наблюдается снижения содержания К, Р,'К равнозначно их выносу, а при внесении удобрений нет адекватного увеличения усвояемых в почве форы этих элементов. Повышение потребления травосмесями одного из элементов увеличивает вынос и друпех вешеств, что можно назвать одним из проявлений поддержания гомеостаза внутренней среды живых систем.

При возделывании многолетних травостоев сложился положительный баланс гумуса, увеличение содержания в травостоях бобовых стабилизировало рН и степень насыщенности почвы основаниями; Внесение аммиачной селитры действовало в обратном направлении, особенно на травосмесях с ежой сборной, в последнем случае имело место некоторое повышение кислотности почвы.

9. Влияние 1-го улучшения травостоев 3-го года пользования на содержание и сбор сырого протеина (сП) и обменной энергии (ОЭ) в сухом веществе (в среднем за 3 года, в числителе - средневзвешенное содержание, в знаменателе - сбор с 1 га)

Вариант Клевер 1 +■ тимофеевка Клевер 2 * ежа

уП, % кг/гэ сП. % | ОЭ. МЛж'кг

ГДж/га кг/га I ГДж/га

I

■ 1 -

Контроль 16,? 623 9.53 36,7 650 9.13 37,9

Подсев клевера ил 764 42,8 "V 16.6 739 9.44 42,0

Подсев клевера на фоне Р^оК^ Ш 872 9.73 47,2 Щ RS9" 2Ä1. 48,8

1&2 994 ■ 10-02 52.8 12Ä 1077 S5.S

Таким образом, продление продуктивного долголетия травостоев путём обогащения их бобовыми видами и омоложения высевом семян злаковых трав с осуществлением мер, усиливающих инвазию подсеваемых растений, является но сравнению с применением минеральных удобрений более экологически безопасным.

Р главе б —„"Разработка экологически безопасных технологий повышения прогтуктивносгги и использования кормовых культур" приведены результаты 7-летнего опыта по эффективности применения извести, фосфорно-калнИных и разных форм азотных удобрений, как при коренном улучшения естественного луга, так и без него (табл, U).

Исследования показали, что коренное улучшение с посевом клеверозлаковой травосмеси (клевер луговой — 30% + овсяница луговая 20% +■ тимофеевка луговая 20% + кострец безостый 20% ежа сборная 10% — приносило ощутимый результат, только в первые годы (прибавка 1,5-2,0 т/га сухого вещества и 250-300 кг/га сырого белка), в среднем же за лет после коренного улучшения без использования других факторов интенсификации продукционного процесса сбор сухого вещества увеличивался на 0,86 т/га, а сырого белка—на 124 кг/га.

Внесение удобрений резко увеличивало продуктивность естественного луга, а еще в большей степени улучшенного сеяного. Известкование и внесение МэдРеоКт (при использовании аммиачной селитры) увеличивало сбор сухого вещества на естественном луге с 1,94 до 6,10 т/га, а сырого протеина с 249 до

889 кг/га. Однако применение более кислой формы азотных удобрений (сульфат аммония) дало худшие результаты, чем аммиачной селитры. Известкование несколько снижает действие физиологической и гидролитической кислотности удобрений, но не в полной мере. Видимо, лучшим выходом является использование нейтральных или даже щелочных форм удобрений.

Наибольший эффект по всем показателям подучен при применении всех факторов интенсификации. Прибавка сухого вещества от коренного улучшения, внесения извести и применения N (аммиачной селитры на фоне РК) составила 5,46 т/га сухого вещества, а сырого белка 860 кг/га в среднем за год. При применении же вместо аммиачной селитры сульфата аммония прибавка сухого вещества составила 4,73 т/га, а сырого протеина 746 кг/га.

По исследованиям И.В.Кобозева (1997) аммиачные кислые формы азотных удобрений (КН»С1, (ГЩ^БО^ способствуют усилению конкурентоспособности 1шзко продуктивных ацидоустойчивых видов и популяций, характеризующихся пониженной активностью ннтратредуктазной системы и приспособленных к произрастанию в условиях накопления в почве недоокисленных веществ и дефицита в ней нитратов (луговика дернистого, белоуса торчащего).

Известкование, коренное улучшение, внесение РК и азотных удобрений повышали белковость корма, сбор сырого белка, вынос азота травостоев. При этом известкование увеличивало вынос азота в урожае естественного травостоя на 20-29 кг/га, а после его коренного улучшения на 32-41 кг/га. Поскольку этот прийм не снижал и даже увеличивал содержание гумуса в почве, то указанную прибавку можно полностью отнести на интенсификацию биологической азотфиксации или на нейтрализацию кислотности, снижения доли бобовых в фитоценозе и других отрицательных факторов, мешающих этому процессу. Вот почему известкование сильнее проявилось при внесении сульфата аммония. Такой же причиной можно объяснить положительное действие на выкос азота с урожаем и увеличение сбора сырого белка при внссенип фосфорно-калийных удобрений и коренном улучшении травостоя.

1Ьвесткование и коренное улучшение повышало коэффициент использования азотных удобрений. Коэффициент использования азота сульфата аммония на естественном травостое без известкования был на 16,3% (в 1,66 раза), а при известковании на 18,5% (в 1,38 раза) ниже, чем аммиачной селитры. При коренном улучшении эти цифры соответственно составили 28,7% (1,52 раза) -без извести, и с еб применением -20,5% (1,31 раза), т.е. при коренном улучшении кислотность удобрений действует отрицательно на коэффициент их использования, ток же, как и на естественном, а в абсолютном выражении даже сильнее.

10. Динамика) рожа Л л ости сухою вещества (т/га) мн оголен шх травостоев в зависимости от способа продления

их нрод>ктивпого дол1олетня(К>-коэффи[ЩСШ варьирования продуктивности по годам за 9-легший период)

Вариант I 1991 | 1992 | 1993 I 1994 | 1995 | 1996 | 1997 I 1998 ! 19S9 |В срежем]К»%

1, Клевер л>го&ой ссшоуьосный (Ярославский 9) гимофеевка л\тюаая (Я рослаьская 1)

1.1. Кон грань 4,69 1,02 4,73 3,90 2,92 3,31 Ji27 3,85 3.00 ззо 13,4

1.2а. Подпев клевера после 1-го ргосав 1993 г. и в 1996 г" клсверас тимофеевкой 4,69 1,02 5,00 337 4,68 5,29. 5.16 2,80 4,16 12,8

1.26.То*е,что и 1.2а,нов 19%г. клевер +■ люцерна (Всга 87) тимофеевка 4,69- 1,02 5,00 4,94 337 4,71 6,17 6,01 4,89 4,53

1.3, РщКэд в 1993 г. 4,69 1.02 5,11 4,36 Вариант не ключ еи - - - -

1,4, Подсев трав по варишту 1.26 на фоне 4,69 1,02 5,21 5,32 4,04 5,23 6.46 637 5,15 4,83 10,9

1.5. Р^К«^ в 1993 и 1996 Г. В ocraibHiie годы 4,69 1,02 6J4 5,42 4,18 5,69 6,09 5,99 335 4,74 13,4

2. Клевер л товой двуукоешй (НИК-7)» ежа сборная DU К-61

21. Ко» гриль 5,09 1.S6 4,91 '4,46 3,02 3,42 3,62 4,02 2,50 3,66 11,7

2.2 а. Подсев клевера после 1-го >мка в 1993 и в 1996 гг. с ежой 5,09 1,86 5,19 4,S4 3,40 4.73 5,44 5,07 2,92 4,28 12,1

2.26. См2.2а в 1996 г. клевер + люиериа + ежа 5,09- 1,86 5,19 5,04 2,40 .4,75 5,67 5,81 4,88 4,61 2,5

2.3. РЛ в 1993 г,- 5,09 U6 5,29 5,77 Шрианг Hoc-M'tiu - - . -

2.4. См. 226 на фоне Р^К« 5,09 1,86 5,40 5.77 4,09. 5,11 6,41 6,20 5,01 4,99 9,0

2.5. См. IJ 5,09 1,86 6,55 6.05 4.28 634 631 . 632 3,83 5,18 122

HCP« 0,35 026 026 0,30 0.27 0,31 0,24 036 0,27 0,19

11. Действие известкования коренного улучшения и семилетнего применения ■

удобрений на продуктивность травостоя и свойства серой лесной почвы (Ярославская обл„ 1994-2000 гг., опыт заложен в 1993 г., в числителе-без извести, в знаменателе—с известью в т/га)

Показатели Естественный травостой Травостой после коренного улучшения

0 I РК ( РКМ.. I РКЫ, 0 I РК 1 РКК„ I РК_\Г,

Среднегодовые -

Сбор сухого в-ва, т/га 1,94 2,90 Ш 5.31 6.10 430 5.48 гм 4,26 3.14 6.19 7,40 5.10 6,67

ИСР0$ 0,15 0,11

Сбор сырого белка кг/га 249.3 374.4 ЗШ! 7^.4 889,4 <я?з 7853 2215 573.8 99М И 09.3 шл 995.8

Вынос N урожаем, кг/га 39.9 59,9 121,7 1423 2М 125,6 59.3 91,8 ш 1Д4.0 177,5 ШЛ 1593

Содержание сП в сухом в-ве.% 12,85 12,91 12,90 14,32 15,58 14Д4 1433 13,34 13,47 13,63 14,54 144» 14,48 14,93

Коэффициент использования К-удобрений, % - 66.4 67,1 40.1 48,6 - - 83.9 85,6 56,3

Свойства почвы в 2000 г. (в слое 0-30 см)

Недоокнсленкые в-ва (01Н КМпО< за сутки, мг-экв/100 г Ш 56,1 63,1 МЛ 66,7 70,1 48.6 42.3 ¿55 51,1 Ш 64,5

Количество микроорганизмов, тыс, клеток/г 2120 3250 2750 2900 3150 2650 2850 2352 150 36<?0 3850 гт 2850

Выделение СО1 мкл/ги по Ва(ОИ)? 3.3? 3,60 3.40 3.66 3.85 3.10 3.45 4.16 4.25 ¿24 4.4? 4,62 123 3,61

Гумус, % 2.81 2,89 23* 2М 2.86 гл 2,83 г,7« 2,89 2.93 122 3,02 Ш 2,96

Н„ мг.экв/100 г и,<? 1,10 Ш 130 135 1.30 0.98 1.10 \£2 1,16 ш 1,44

рНко 5.86 6.02 6.10 5.Я0 6,00 й2й 5.80 ДО 6,40 Ш 6,15 ш 5,80

>РК - Р^К, Дй; N 60+30 кг/га; N.. - N^N'0,; N. - (N1^50,

Совместно с И-В-Коботевым

Сульфат аммония способствовал подкислению почвы и накоштенню в ней вредных недоокиспенных веществ сильнее, чем аммиачная селитра, эти негативные процессы несколько замедлились при коренном улучшении, внесении РК и извести.

Внесение удобрений, извести и коренное улучшение в определённой степени' способствовали "увеличению содержания'.гумуса в' почве и ей микробиологической активности, однако при применении сульфата аммония эта тенденция выражена слабее, чем при использовании аммиачной селитры

(табл. 11).. - : ,.*_.'*......

В условиях Нечерноземной зоны даже при оптимальном'соотношении: №Р:К, применение высоких доз удобрений, выпускаемых в нашей стране, как правило,» кислой форме, уже иа третий год приводит к резкому увеличению в

г - . '4 % . г . ,

травостое щавеля конского, пырея ползучего," щучки дернистой, при этом ежа сборная образует своеобразные кочки, между которыми нет растительности. Внесение" высоких доз-удобрений как бы ускоряет переход луга с молодой корневищной и рыхлокустовой стадии к плотнокустовой. Это при внесении сульфата аммония проявляется сильнее, чем при использовании аммиачной селитры. В опытах кафедры луговодства Д1СХА лучшими оказались Юч'О}, " Сз^ЮО/иК^МОЦКобозевИЗ.,^??). . :

Для получения высоких и стабильных урожаев кормовых культур в условиях Ярославской области, как показывают расчеты, требуется проведение вегетационных поливов почти в 80% лег.

В условиях Нечернозёмной зоны орошение должно обязательно сопровождаться внесением удобрений. Наибольшая урожайность отмечена при режиме 75-80% ППВ (НВ) с внесением ИРК. (табл. 12).

, 12. Влияние режимов орошения и минеральных удобрений на урожайность | _зеленой массы трав (т/га) НСР<ц—0.95 т/га ■ ._

Удобрения Преяполийной урояень влажности (% ППВ) в (0-40см) слое почвы

без полива 1 60-<">5 ■ 65-70 . 70-75' 1 75-80

Без удобрений 8,9 13,7 19,0 21,2 ) ■ 19,2

■ 19,8 ' | 30,2 33,7 37,5 | • 43.8

При таком сочетании обеспечивается наиболее равномерное поступление пастбищного корма. 'по циклам стравливания; одновременно при этом улучшается качество корма, в нём увеличивается содержание протеина и каротина (табл..13). Однако при этом. содержание-сухого вещества в траве снижается. Например, в засушливом 1999 г. при орошении 75-80% ППВ и внесении ЫРКоно снизилось в целом с 25,7% до 19% (в 1,35 раза).

Одновременно были проведены исследования по влиянию расчетных доз минеральных удобрений и 60 т/га жидкого навоза крупного рогатого скота и их сочетания на урожайность кукурузы на силос и корневой свёклы по схеме, представленной в табл. 14. ■*.■■■

Исследования проведены в севообороте: яровые с подсевом трав,

многолетшетравы на сено к пастбища - (5 лет}- озимая пшеница - пропашные культуры -3 года; Причём в эвене пропашных культур чередовались кукуруза, картофель и сзехла по схеме: (0,5 поля кукурузы + 0,5 свёкла) - (0,5 картофель * 0,5 кукуруза) - (0,5 кукуруза + 0,5 'картофель). Севооборот разработан совместно с1' проф.' И.В.Кобозевым на принципах, предложенных Г.В.Благовещенск им, " учитывающих конечные цели и продуктивность животных. Такой севооборот позволяет с каждого гектара получить 20-25 т товарного картофеля и 4400 корм, ед., обеспечивая при этом круглогодичное кормление животных с оптимальным рационом без покупки кормов на стороне. 13.Изменение химического состава (в % от сухой массы) растительной массы трав в зависимости от режимов орошения и удобрения (1999 г.)

Вариант Kapo тин, мг/кг. Про теин, мг/кг. Жир, мг/кг. Клет чатка мг/кг. PiOi мг/кг. K;0 мг/кг. Na, мг/кг. Ca, мг/кг. Me. мг/кг. Суное B->L>, i/ra.

Без удобрений и орошенни

lyitoe 1 333.5 | 10.62 1 3.7 21,0 ! O.iO 1.9 0,10 0.53 0.32 0.3

2 укос | 218.0 1' 9.92 1 5.9 25.1 t 0.31 22 0.06 0.30 0.(58 04

Зукос 1 194.0 1 12.00 | 52 25.1 0,31 2.1 0.02 0,5 S 0,43 0,3

75-80% ППВ без удобрений

! 169.3 ' 10.CS 1 4.3 '23.4 I 0.38 | 22 \ 0,0J 0.27 ! 0.60 0.3

2 укос 1 214.0 14,78 i 6.1 24.9 1 0.53 l 22 l 0.05 0,62 i 0.5S 0.6

3>*ос | 161.0 10.60 | 4,7 . 24,1 1 0.33 ! 2.1 | 0.03 . 0.87 1 0,46 0.7

75-80% ППВ + PKN

1>кОС 252.9 j I7.2S 5,2 1 22.0 1 0.41 3.9 0.10 | 0.44 0,27 0.4

2укос .323.0 1 15.69 J.6 j 23.3 1 Ö2S 3.4 0.06 | 0.45 0,41 0.8

3>иос 210.0 | 14.50 S.6 I 2J.S ! 0.29 гл 0,10 j 0.S9 0.43 U

14. Урожайность (У т/га) кормовых культур (в числителе) и коэффициент е5 варьирования (К», %, в знаменателе) в зависимости от внесения различных

Культуры Без Минеральные Жидкий навоз Жидкий навоз

удобрений удобрения 60 т/га весной 60 т/га +

4 минеральное

удобрение

Кукуруза . ■ . ОД 4? ,40 ¿ЬН Ш5

HCPnt= 6,0 т/га 5Д 0.7 0.7 од

Свекла Ш2 4Q.6S ¿2*95 &&

НСР^= 10,0 т/та 72 1Л 5,9 0.2

Во всех вариантах опьгга были проведены по два вегетационных полива нормой 300-3ЗО м^/га в наиболее засушливыепериоды вегетации кормовых культур. Как показали результаты, такая оросительная норма не полностью удовлетворяет потребность кормовых культур в продуктивной влаге.

Исследования показали, что наиболее высокие урожаи были получены при внесении жидкого навоза и добавки к нему минеральных азотных удобрений, что согласуется с результатами опытов Г.Е.Мерзлой, Р.А-Лфанасьеваи др. (табл. 14)^

В среднесухом году оросительная норма под кукурузу и кормовую свбклу составляет по расчйту 1000-1500 м'/га, а поя многолетние травы - 1500-2000м'/га.

В условиях дефицита влаги уменьшается олиственность, увеличивается число генеративных побегов, ускоряется старение растений, ухудшается азотфиксация и потребление элементов питания. Веб это, в конечном счёте, ведёт к снижению урожайности кормовой ценности многолетних трав. При атом установлено, что устранение указанного дефицита в большинстве случаев, в первую очередь, изменяет биохимический состав растений, а затем уже урожайность, что и определяет возможность улучшения качества продукции (табл.15). ;

Указанные закономерности: характерны-как для естественных, так и сеяных бобовых, бобово-элаковых и злаховых травостоев, причем практически во всех зонах. Однако уровень влияния: на качество корма того или иного при£ма зависит от погодных и зональных почвенно-климатических условий.

При возделывании клевера лугового в Ярославской области наибольшее влияние на содержание белка, аминокислот, каротина и других веществ оказывают удобрения, особенно фосфорно-калийные, затем известкование. Орошение в этом отношении — второстепенный фактор, проявляющий, свое действие только на фоне первых. . .*.

Однако, благодаря повышению содержания сырого протеина и увеличению в надземной массе доли листьев в целом при внесении удобрений и при орошении, концентрация незаменимых аминокислот в сухом веществе возрастала в 1,2-1,4 -раза. При этом снижается лигкшшзацня корма(одревеснения), что обеспечивает улучшение его переваримости (табл. 15).

Следует отметить, "что антропогенные приёмы, нивелируя колебания условий внешней среды »1 оптимизируя их в определенной степени, способствуют стабилизации качества продукции,' что очень важно для производства. Однако эффективность этих приёмов, например, орошения и внесения удобрений, резко падает при запаздывании в использовании травостоев при неблагоприятных условиях вегетации (табл. 15).

15, Эффективность орошения и удобрений клевера в зависимости от срока уборки (Ярославская область учхоз "Дружба", [996-1998 гг., графа I -бутонизация. 2 — полное цветение)__

Показатель 1 Псз оэошення 1 И5-!00% ЦП и слое 0-30 см

Без удобрений Без удобрения

1 2 1 2 1 2 1 1 2

Урожайность сена, т/га сухого вещества 3,4 3,2 4,8 3,7 5,7 4.8 7,1 1 6,3

Содержание в сухом веществе сП в % 14,0 11,0 14.6 12.1 15,0 12.1 17,1 15.6

Каротина, мг/кт 40 38 45 40 48 | 45 1 50 1 49

Сырой клетчатки. % 28.5 35.3 31,4 34,8 22.0 1 33.4 1 29.0 1 33.2

Лигнина. % 5.3 8.7 53 8.5 4.5 1 8.6 1 4,7 \ 3.3

Коэффициент одрелеснення 54.3 59,0 49,0 58.7 I 4Н,1 I 59.0 | 47.9 I 57,9

Содержа!гне незаменимых рмннокислот г в 1 кг сухого вещества

Лизин 6,1 5.3 7,4 6.6 ] 6,4 \ 6,0 | 8.0 1 5,9

Метионин 3,5 2,0 3.1 2.3 1 3,3 \ 2,3 1 3,9 1 2,4

Триптофан 4.2 3,1 4.6 3.2 1 3,9 \ 3.5 1 5,5 1 3,3

Фенилаяаннн 5,7 4,1 5.5 4,3 \ 5,8 1 4,4 1 6.6 1 5,1

Гиетидин 3,8 3.5 4,6 3,6 1 4.8 I 3,4 1 4,Ь | 4,0

Аргинин 6.0 4,5 5.0 4.5 6,1 1 5,6 1 7.6 [ 5.Я

Лейцины 13,9 П.О 7*4,1 13.2 15,1 1 13,0 18.2 1 13.8

Треомнк 5,2 4.2 6.7 4.5 6.3 1 4,7 7,5 1 5.1

Валин 5,7 5.0 6.5 5.1 6.5 1 5,1 7,3 , 5.6

Таким образом, запаздывание с уборкой ведёт к утрате преимуществ приемов интенсификации продукционного процесса, к резкому снижению их энергетической, а, следовательно, и экологической эффективности.

В производственных опытах доказана эффективность активного вентилирования сена и периодической продувки его холодным воздухом, а также высокая окупаемость сенных сараев и навесов.

Нами испытан новый способ хранения сена в скирдах и стогах, предложенный ИЗ.Кобозевым и позволяющий свести потери питательных веществ к минимуму. Он заключается в том, чго на их поверхность напыляется карбамидоформальдегидная смола (крепитель М-3), а в остожье размещается смесь извести и сульфата аммония с расчётом получения 5-9 кг/т аммиака,

В любой экосистеме деятельность консумента и других живых организмов связана с экологическими последствиями, которую можно описать формулой 2, выведенной И.В.Кобозевым (1995) и уточненной нами.

Е}п=М*еп,,(Ьт2)-т*Эй*Кс,=>1*е,,*(1-т1)-т(Еа 4-ЛЕ)" К„, (2)

где Ем - энергетическое выражение экологических последствий; N -численность консумента (животных); е„ -удельное его потребление;

т-коэффицнйгг полезного использования продуктов фотосинтеза; -производство энергий фитоценозом; К — коэффициент стабильности Э® во времени; Кп=1-К,; Э(=(Ео+ДЕ); Ео - природная продуктивность фитоценоза, ЛЕ — увеличение продуктивности за счйт антропогенных факторов,. К, — коэффициент варьирования.. " .

Указанная формула рассмотрена применительно к пастбищам для овец. Она свидетельствует о том, что- для снижения' отрицательных экологических последствий, содержание на пастбищах овец, при этом можно уменьшать численность овец, однако при. этом может упасть выход продукции, что недопустимо для человека, в частости для фермера. Кроме того, если снизить . К-численносгь овец, то уменьшиться т-коэффициент использования продуктов фотосинтеза и они откладываются в виде загрязнении (торф, мертвые остатки и т.д.), 'по ведет к снижению продуктивности фотосинтеза. Таким - образом, поголовье овец можно снизить только в пределах оптимизации нагрузки на пастбища.

Снижение экологических последствий достигается и через уменьшение удельного потребления растениеводческой продукции консу ментам и (животными). Однако при этом резко снижается — коэффициент полезного Использования корма, увеличиваются удельные расходы на получение единицы животноводческой продукции, уменьшается ев.производство и прибыль, что недопустимо для производителя (фермера). В результате остается единственная . перспектива развития производства, связанная с одновременным решением трех задач. Первая из них — повышение производства кормов, т.е. пут5м увеличения Э6 — производства энергии в агрозкосистсме продуцентами (растениями). Вторая задача - стабилизация производства кормов - повышение К„.. Третья задача - т-коэффициента полезного использования продуктов фотосинтеза. С целью экспериментальной проверки этой формулы в течение 10 лет (19912000 гг.) проведены полевые опыты в хозяйстве "Эльха" Переслзвского района Ярославской области. В качестве объекта взяты пастбища на суходоле. Средняя урожайность их в 1989-2001 гг. составила 8,2 т/га зелёной массы. Поедаемые виды трав составили ' примерно 70%, коэффициент поеааемости 0,6. Пастбищный период составил 120 суток. Овцы романовской породы выпасались на пастбищах. Па каждом варианте угодий паслось 4 'головы. Нагрузку регулировали продолжительностью нахождения овец на пастбище. Размер делянки 100 м, повторностъ 4-х кратная. Схема опыта представлена в табл. 16. Исследования показали, что коэффициент поедаемости травостоя и его урожайность зависела от нагрузки на пастбища и технологии их содержания (табл. 16).

16. Поедаемость и продуктивность естественны пастбищ в зависимости от технологии их содержания и использования (в числителе - контроль, в знаменателе- дискование -*- подсев -г известь)

Нагрузка на пастбище , гоя./га Коэффициент поедаем ости травы, % Урожай неметь траэостол, т/га Нспоедзечых в »доз в ipaaocioe. % к*. ypowaííiio сти за 10 лет, *Л

в среднем 1 в за 10 пет I 2000 г. в среднем за 10 лет в 2000 г. в среднем за 10 лет в 2000 г.

0 0 1 0 5,1 4,6 7.1 63 17

3 ¿2 44 38 1 32 и 11,2 7,9 2U 24.3 11 { Ы 18 ! 16

7 62 1 53 1 48 15,9 10.7 16,3 2 U 18.0 22 1 11 14 14

10 22 I 73 1 72 ТА 16,4 S.L 1 Ш 17,3 1 11,0 72 В 12 1 12

14 ! М 34 1 73 ЬА 16.0 i.1 ¿1D 17.5 10.0 2* I 21 13 1 13

НСРм частных 2,8 | 8,4 0,20 1,8 ' 1 "

Нагрузка 1,9 ) 6,1 0,15 1.0 | - I

Подсев * СаСо) + РК 0,5 0,03 0,5 J i

Где естественные пастбища не использовались, травостой начал быстро переходить на плотно кустовую стадию дер] горообразовательного процесса, что соответствует выводам А.А.Кутузовой (1995,1999). В н5м преобладающее место стали занимать непоедаемые виды и плотнокустовые растения: белоус торчащий, луговик дернистый, появился зверобой - ядовитое растение. Поверхность луга покрылась кочками, образовался неразложившнйся растительный войлок, луг зарос кустарником - берёзой, при этом рНш почвенного раствора снизился с 5,4 до 4,9. Таким образом, подтверждено утверждение (П.В Кобозев, 1995), что фитоценоз функционирует по правшу Ле-Шателье, т.е. не использование продуктов его функционирования снижает его продуктивность. Если же учесть, что доля не поедаемых трав возросла с 30 до 63, то продуктивность луга снизилась в 3,4 раза и даже больше. При этом для поднятия продуктивности пастбищ понадобилось бы коренное их улучшение, энергетические затраты на осуществление которого составили бы более 40 ГДж/га.

Оптимальная нагрузка в наших опытах на естественных пастбищах без их улучшения составила 7 голов/га.* В этом случае наблюдалась наиболее

стабильная урожайность, которая, по сути дела, оставалась на прежнем уровне, хотя коэффициент поедаемости и доля в травостое поедаемых видов несколько возросла. Как снижение, так и увеличение нагрузки на пастбища уменьшало их продуктивность и ее стабильность, при этом в травостое увеличивалась доля не поедаемых видов. При чрезмерной нагрузке поедаемость травостоя была выше, чем содержание в нём поедаемых видов, т.е. овны из-за дефицита кормов начинали поедать луговые сорняки и даже ядовитые растения, практически полностью уничтожая хорошо поедаемые вилы (овсяница, тимофеевка, клевер, лядвенец и др.). Последнее вело к деградации естественных неулучшенных пастбищ, их урожайность снизилась до 4,1 т/га зелёной массы, в травостое массовое развитие получили одуванчик, подорожники, спорыш (горец птичий) и местами лапчатка гусиная. При этом уменьшилась стабильность продуктивности пастбищ." Таким образом, в данном случае возникла необходимость снижения поголовья овен (нагрузки на паегбиша) или коренного улучшения кормового угодья.

Повышение продуктивности пастбищ и коэффициента поедаемости травы за счёт подсева трав на фоне внесения-извести и РК позволило даже при увеличенном в 2 раза поголовье овец избежать существенных экологических последствий пастьбы. При этом следует отметить, что улучшение пастбищ без увеличения на них нагрузки приводило к снижению коэффициента поедаемости и снижению урожайности травостоя из-за накопления мёртвых растительных остатков и Солее быстрого перехода травостоя на плотнокустовую стадию дерновообразоватслыюго процесса. Таким образом, недоиспользование продуктов фотосинтеза ведёт к переводу их из бногеохимического цикла в теологический (отложено органических остатков, их'оторфовываннс), что ведёт к замедлению продукционного процесса, в экосистеме.

Анализ результатов опыта _ показал, >гго оптимальную пастбищную нагрузку можно определить по соотношению съеденной массы к урожайности поедаемых видов. Оптимум этого соотношения находится в пределах £0-90%. Если оно меньше 70% или больше 10ОТ4, то деградация фитоценоза выражена ярко,

В указанной главе с помощью математических формул и ссылок на экспериментальные данные, доказано, что стабилизация, экологизация и интенсификация производства, в частности кормов, — взаимосвязанные и одновременные процессы и базируются на опережающем росте иаукй2мкости технологий, обеспечивающей увеличение биологического и технологического многообразия в агрозкосистемах, повышение их адаптивного потенциала, замкнутость и ускорение производственных процессов.

В разделе 6.5 "Влияние антропогенных факторов на качество вертикального внутри почвенного водостока приведены данные по влиянию

бессменного возделывания пропашных культур, многолетних, севооборою, известкования, коренного улучшения луга, дан тельного применения минеральных удобрений и подсева многолеших бобовых трав на содержание NOj; NH*; PO-í" " * в вертикальном водном стоке в осенний период. Экспериментально доказано, 'tro возделывание многолетних трав, внедрение севооборота, известкование, замена минерального азота на биологический путём периодического подсева в травостсй клевера лугового и люцерны изменчивой уменьшают загрязнённость вертикального водного стока органогенными соединениями, в перзую очередь азотистыми.

В f-iane 7 — "Энергетическая н экономическая '"ЬФектипность разных способов увеличение продуктивного долголетия многолетиях травостоев. Розь экономического фактора р стабилизации кормопроизводства" — дана не только энергетическая, но и экономическая оценка орошения и удобрения трав, причем разными машинами, а также возделыванию бобо во-злаковых травосмесей и продления их продуктивного долголетия с помощью подсева клевера лугового. При этом получено, что без внесения удобрений и подсева клевера возделывание клеверо-тимофеечиой смеси за 4 года дало прибавку обменной энергии в размере П9,7 ГДж/га, а клеверо-ежовой - 131,4 ГДж/га, а при внесении РбсКзд+NW Эти показатели увеличились на 12,6 и 17,5 ГДжЛа. С учётом изменения плодородия почвы прибавка энергии в контроле на тимофеечном травостое составила 105,0 ГДж/га, а при внесении РК - 130 ГДж/га, однако из-за диспаритета цен последний приём оказался экономически невыгодным. В варианте подсев клевера на фоне Р«КМ дополнит ельно получено на клеверотимофеечной травосмеси 14,7 ГДж/га, а клеверо-ежоном -12,6 ГДж/га, с учугом же изменения и плодородия почвы эта прибавка составила44,8 ГДж/га.

В условиях сложившегося на начало 2002 года диспаритета цен в пользу техногенной энергии наиболее экономически целесообразным приемом является возделывание бобово-элаковых трав с подсевом бобовых через 3-4 года. Из-за диспаритета иен энергетически эффективные приёмы {внесение удобрений и орошение) становятся экономически невыгодными.

На основе полевых опытов и обобщения производственных результатов сделан вывод, что при товарных отношениях получение прибыли является обязательным условием интенсификации продукционного процесса в агроэкосистемах, В свою очередь интенсификация сельскохозяйственного производства является единственным перспективным приёмом увеличения экономической эффективности и экологической безопасности ведения сельского хозяйства, в частности кормопроизводства.

Получение экономического эффекта в агроэкосистемах тесно связано с рыночной конъюнктурой и зависит от динамики йен на техногенную энергию и получаемую продукцию, что описывается формулой 3.

Пр-Щпт-Ы^-Ц,. . (3)

где Пр - прибыль, т] - коэффициент энергетической эффективности использования техногенной энергии; вт - удельные затраты последней на единицу площади Б*, Ц. - цена техногенной энергии, Ь - коэффициент экологических последствий использования техногенной энергии; у -коэффициент диспаритета цен =Ц,:Ц/,; Ц* - нена энергии в сельскохозяйственной продукции; п-Ге./е^,^ Ь=еф„/е,; е^е,4-^,,; е, - энергия, затраченная на развитие науки и техники; е^*, — энергия, расходуемая в физических процессах (удобрения, горючее и т.д.).

Таким образом, чтобы увеличить прибыль и обеспечить экологическую безопасность производства необходимо снизить диспаритет цен, повысить г], уменьшить Ь, к соблюсти неравенства тг<т\(Ь4"1) и Т}>(Ъ+1), что достигается'за счет роста иаукоемкости технологии при котором е,->е„ а т.е. в

структуре совокупных затрат, увеличивается доля расходов на развитие науки и техники. В современных условиях диспаритет иен у достиг 6, Ь„г11=1, следовательно, для обеспечения прибыльности коэффициент энергетической эффективности производства или приёма его интенсификации должен быть больше 7, что в производственных условиях Нечернозёмной зоны практически недостижимо. Поэтому необходимо снижать диспаритет цен, желательно через уменьшение цен на техногенные энергоносители.

На примере АО им. Ленина Ярославской области ещй раз показано, что при экономическом кризисе теряется возможность технологического многообразия, в результате чего разрушаются севообороты' и дестабилизируется кормопроизводство с переводом его на более низкий энергетический уровень:

выводы

1. . Неправильное использование в агроэкосистем е минеральных удобрений, 'одностороннее орошение без внесения ^К, нерациональное использование фитоиенозов приводит к депрессивным сукцессиям, заставляющим человека отступить и предоставить место демутацисшшч процессам. В то же время при выводе земель из сельскохозяйственного оборота вся масса, которая■могла бы пойти на корм, -превращается в загрязнение фитоценоза.* Чрезмерная интенсивная эксплуатация агроэкосистем приводит к угнетенно их продуцирующей части,, снижению плодородия точны и ухудшению её агрохимических свойств и загрязнению внутрипочвенного водного стока органогенными веществами, в особенности азотистыми.

2. В настоящее время агроэкосистемы, образуя в совокупности с естественными биогеоценозами биосферу, составляют основную еб часть и повторяют ей по своему строению и функционированию. Потоки анергии к вещества в агроэкосистсмах управляются человеком в его интересах, которые при товарном производстве решаются через получение прибыли, что обусловливает взаимосвязь его экологического и социально-экономического экстремизма, ведущего к разрушению агроэкосистем, одной из предпосылок предотвращения хоторого является одновременное осуществление интенсификации и стабилизации продукционного процесса в последних на основе роста наухоёмкости технологии и совершенствования товарных отношений.

3. Устойчивость агроэкосистем базируется на придании им мозаичной функциональной структуры н достигается несколькими путями: ро-первых, расширением пространства; во-вторых, введением многообразия в виде разных агрофитоценозов и севооборотов с культурами, имеющими разнотипную реакцию на экзогенные ритмы н обеспечивающими относительную замкнутость биогеохимического круговорота, в-третьих, набором технологий, адаптированных к элементам ландшафта и другим природным факторам, а также к социально-экономическим условиям; в-четвертых, продлением или ускорением их функционирования.

4. Севообороты и смену фигоценозов нужно строить тах, чтобы одна культура, портя свой место обитания, создавала условия для процветания последующей, которая нейтрализовала бы эху порчу и рацион алы к» использовала недоиспользованные ресурсы. При этом после замыкзюшей культуры должны следовать восстанавливающие фитоиеиозы - многолетние травы. Средняя величина и стабильность продуктивности и коэффициента энергетической эффективности севооборота и всего агролакдшафта всегда выше, чем по набору бессменных посевов иди отдельных элементов. Эта

разница особенно сильно проявляется в условиях экстенсивного ведения хозяйства, а также при экономическом кризисе, при котором развал агроэкоснетем на мелкие разрозненные хозяйства наиболее опасен, так как он связан с распадом замкнутых производственных и биогеочимичгоких циклов, диссипацией энергии и информации,, уменьшением интенсивности производства, а также с его дестабилизацией и необходимостью увеличения размера страховых фондов, что снижает его экологичностъ и рентабельность,

5, Толерантность того или иного вида и сорта растений к бессменному посеву можно оценить по степени снижения их продуктивности в севообороте от 1-й его ротации ко 2-й в сравнении с бессменным возделыванием за этот же период, используя формулу: .Ктк = (Ум.1 :Ум^У(ус.] гДе К,* -коэффициент толерантности культуры к бессменному возделыванию. Ус] и Ус г - средняя продуктивность ее в севообороте за 1-ю и 2-ю ротацию, Уч ] иУм 1 -то же при возделывании её в бессменных посевах за те же периоды. Наименьшая толерантность к бессменному возделыванию отмечена у озимой пшеницы, причём в отличие от кормовых растений, скашиваемых на зеленый корм, сенаж, силос, сено и монокорм, она снижается при внесении ^К.

6, Стабильность1 и величина урожайности растений и севооборотов увеличивается при орошении,, внесении удобрений, оптимизации структуры фнтоненозов 'и посевных, площадей, 'она резко снижается в годы экономического кризиса, особенно у культур интенсивного типа (кукуруза, корнеплоды). Реакция культур на антропогенные факторы зависит от ритмов абиотической среды, солнечной активности, погоды и т.д. Из-за диспаритета цен в пользу техногенных энергоносителей эффективные, экологически безопасные приёмы по интенсификации продукционного процесса могут оказаться экономически невыгодными и невостребованными.

7. Многолетние травостой, особенно бобово-злаковые, и естественные кормовые угодья обеспечивают наиболее стабильное и энергетически выгодное производство кормов. По величине и стабильности урожаев у;одья располагаются в следующем убывающем порядке: нижнее, затем верхнее плато, склоны. Реакция растительности на тменение внешних условий зависит от расположения её на рельефе, благодаря чему варьирование по годам проективности всего сложного агр©ландшафта в 1,3 раза меньше, чем в среднем у отдельного из его элементов.

8. Подсев ценных трав следует проводить после частичного нарушения дернины или ■ ослабления конкурентоспособности старого травостоя (подкашивание, стравливание) во. влажную почву или с последующим орошением- Подсев бобовых лучше всего осуществлять на фоне или совместно о внесением РК, а на кислых почвах после известкования.

9. Внесение удобрении, особенно в сочетании с орошением, известкованием и улучшением состава фитоценозов является решающим фактором стабилизации и интенсификации продукционного процесса в агроэкосистемах и развития кормопроизводства. При этом следует иметь в виду, что применение высоких доз кислых удобрений ухудшает агрохимические свойства почвы и состав фитоценозов, требует более частого известкования. Азотные удобрения, особенно кислые, снижают биологическую азотфиксацию; фосфорно-калийные, известкование и коренное улучшение с посевом бобово-злаковой смеси усиливают её.

10. Орошение, внесение удобрений, подсев бобовых трав улучшает биохимический состав сухого вещества травостоев, повышая концентрацию в нём сырого белка, незаменимых аминокислот и каротина и снижая содержание клетчатки. При этом запаздывание с уборкой и нарушение технологий заготовки и хранения кормов ведёт к потере указанных преимуществ интенсификации продукционного процесса в агроэкосистемак, увеличивая потери питательных веществ и энергии. Наиболее радикальным способом уменьшения потерь при заготовке сена является технология досушивания массы активным вентилированием и охлаждением её холодным воздухом в ночное время. Последнее желательно периодически повторять в морозный период.

11. Наиболее аффективно хранение сена под навесами и в сенных сараях. При хранении сена в скирдах потери можно резко уменьшить путём напыления на них карбамидоформальдепцшой смолы (крепителя М-3) и укладки в основание стога или скирды смеси карбонатной соли, например, извести, и аммонийной соли (сульфата аммония) из расчёта выделения 5-9 кг/г аммония.

12. Разработан и экспериментально проверен севооборот (зерновые -травы — картофель 3 поля разных сроков уборки), обеспечивший в 1-й ротации при внесении 30 т/га и азота продуктивность в размере 3400-4060 кормовых единиц с 1 га, с коэффициентом её варьирования по годам 4,5-7,4%, что в 1,21,5 раза меньше, чем среднее арифметическое его значение по каждой отдельной культуре.

13. Наибольшую среднюю продуктивность (650-700 хг/га) сырого протеина (37-42 ГДж/га обменной энергии) обеспечивает набор из 7равосмесей, состоящий из раннеспелого (клевер луговой двуукосный + ежа сборная) и позднеспелого (клевер луговой одиоукосный + тимофеевка) травостоев. При этом на верхнем плато рекомендуется возделывать две травосмеси, а на южном склоне- раннеспелый травостой, на северной же экспозиции и нижнем плаю -позднеспелую смесь. Многолетние травы, особенно злаковые, характеризуются высоким адаптивным потенциалом. После неблагоприятных условий онн быстро восстанавливают свою продуктивность. Раннеспелая травосмесь была более устойчива к засухе, чем клевер одиоукосный + тимофеевка.

14. Энергетическое - выражение • Еи экологических последствий (ЭП) жизнедеятельности консумеита {например, пастьбы овец) в агроэкосистемах можно описать равенством. Ем=N*е„*[( 1 -т2)-**Эе * К^, где N - численность поголовья скота, е„ — удельное (энерго) потребление. De — средний уровень продукционного процесса, Ка - коэффициент его стабильности, Krt=l-K, -коэффициент варьирования продуктивности,. т — коэффицимгг полезного использования энергии, ассимилированной продуцентами. Для снижения экологических последствий (ЭП) необходимо повысить т, уменьшить потери и затраты при заготовке переработке, транспортировке, хранении, реализации и потреблении продукции, увеличить продуктивность агроэкосистсм (Э<>) и уменьшить е2 колебания —. К„. отрегулировать численность консумента (N). Анализ указанной формулы и эксперимешы показали, что всё это достигается через увеличение наукоймкости технологий, ускорение производственных циклов и внедрение достижений науки и техники.

15. Чем выше естественный потенциал экосистемы, чем больше антропогенный рост её продуктивности, тем большую нагрузку консу ментам и они выдерживают. Более того, увеличение продуктивности без усиления эксплуатации угодий сменяется деградацией последних, переводом веществ из биогеохимического цикла в'- геологический, к смене более продуктивной растительности на менее продуктивную. В Нечерноземной зоне па лугах эго выражено распространением пяопюкустовых видов, сорных и ядовитых растений и мелколесья. Чрезмерно интенсивная эксплуатация продуцирующей части агроэхосистемы также ведёт к ей деградации и ухудшению условий е5 функционирования. . .

16. В целях снижения-деградации пастбищ Нечерноземной зоны РФ и восстановления их естественной урожайности рекомендуется оптимальная расчётная нагрузка на естественных пастбищахбез их улучшения 7 овец/га. В этом случае наблюдалась наиболее стабильная урожайность, которая оставалась на прежнем уровне, хотя коэффициент поедаемости и доля в травостое поедаемых трав возросла с 30 до 63. Повышение продуктивности пастбищ и коэффициента поедаемости травы за счёт подсева трав на фоне внесения извести и РК позволило даже при увеличенном в 2 раза поголовье овец избежать существенных последствий пастьбы.

17. Оптимизацию пастбищной нагрузки можно осуществить путем определения соотношения съеденной животными массы и массы поедаемых видов, оптимум которого находится в пределах 80-90%. Если это соотношение меньше 70% и Солее. 100%, то деградация фитоценоза становится ярко выраженной.

18. В условиях диспаритета цен в пользу промышленных товаров продуктивное долголетие многолетних травостоев можно продлить без

внесения азотных удобрений путём подсева клевера луговою и люцерны изменчивой, производимого при орошении или во влажный год после 1-го укоса при незначительном их содержании (менее 10%) в фитоценозе. Наилучшие результаты такой подсев да>г на фоне внесения фосфорио-калийных удобрений п известкования. Эти при£мм увеличивают содержание в травостое клевера лугового и люцерн и изменчивой, усиливают снмбиотическую азогфнксацню. Дополнительная прибавка от указанных факторов по сырому протеину составила 422-523 кг/га, а по обменной энергии с учетом увеличения плодородия почвы - 44,8 ГДж/га. Подсев клевера лугового дал несколько больший эффект на клеверо-тимофеечной травосмеси, а внесение азотных удобрений ■+■ Х'ь* на фоне - на травостое с включением ежи

сборной. В целом внесение - РмКцс^а лзвало дополи тельную прибавку сырого протеина 763-915 кг/га, а обменной анергии с учбтом сохранения плодородия почвы - 23,9 ГДж/га. Включение люцерны изменчивой в подсеваемую травосмесь позволяет стабилизировать и увеличит!, продуктивность травостоев на более длительное время.

39. Возделывание бобово-злакових травостоев, особенно с внесением фосфорно-калийных удобрений и подсевом трав, позволяет стабилизировать плодородие почвы и увеличить в ней содержание гумуса н общею азога. Калане доступных растениям питательных веществ в системе "удобрение - почва -растение — урожай" показал, что вынос их с урожаем сопровождается гораздо меньшим снижением, а внесение — более низким увеличением содержания их в почве. Чем больше вынос или внесение питательных веществ, тем больше это несоответствие. За сп5т гомеостаза живых систем увеличение потребления того или иного элемента усиливает адсорбционные процессы, перевод его из неусвояемых форм в усвояемые, а внесение удобрений действует, как правило, в обратном направлении. Однако возможности гомеостаза не безграничны, для стабилизации и повышения продуктивности кормовых угодий требуется антропогенная подпитка их энергией и веществом, соответствующая потребностям фитоценоза.

20. Качество вертикального внутри почве иного стока зависит от технологии использования кормового угодкя. Бессменное возделывание пропашных культур, особенно с внесением высоких доз минера;:ыщх удобрений, приводит к загрязнению грунтов и внутрипочвенного вергнкалькою стока органогенными веществами, в первую очередь азотистыми, Севооборот и возделывание многолетних трав предотвращают это загрязнение и являются факторами экологизации кормопроизводства. Постоянное внесение азотных удобрений, особенно кислых, увеличивает загрязненность вертикального водного стока, которая уменьшается при известковании и замене минерального азота подсевом бобовых трав.

21. Формирование прибыли в растениеводстве можно описать формулой: ПрзЦ1(г|г)'-Ь-1)е,-5к, где Ц, - цена техногенной анергии, т| - коэффициент её энергетической окупаемости, с, — сё удельные затраты на единицу площади 5*, И - коэффициент экологических последствий использования техногенной энергии, у—коэффициент диспаритета цен, у^ Цг; Ц^, — цепа энергии,

заключённой в сельскохозяйственной продукции. Таким обраюм, чтобы обеспечить экономическую эффективность и экологическую безопасность производства необходимо снизить коэффициент диспаритета цен у, соблюсти неравенство у<т1:(Н+1) или у<г|:2, либо повысить коэффициент энергетической эффективности и снизить коэффициент экологических последствий использования техногенной энергии так, чтобы обеспечить неравенство п>у-(ЬН). Это обеспечивается на основе опережающего роста наукоёмкое™ технологий и культуры производства за счет увеличения доли затрат на развитие науки и образования в структуре совокупных затрат, когда с,— -»О, поскольку т^е^е,.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях Нечернозёмной зоны России производство кормов можно увеличить и стабилизировать за счёт возделывания бобово-злаковых травосмесей разных сроков' созревания,' ' использования мозаичностй агролалдшафтов, рационального построения севооборотов и создания технологического. н биологического многообразия в агроэкосистемах (хозяйствах). ' '

2. На верхних плато местности рекомендуется возделывать одновременно две травосмеси: "клевер луговой одноукосиый ■+■ тимофеевка луговая" и ."клевер луговой двуукосный + • ежа сборная", на южных склонах — раннеспелый клеверо-ежовый травостой; на северном и нижнем плато - позднеспелый клеверо-тимофееч иы й. *

3. В сложившейся экономической ситуации наиболее эффективно увеличение продуктивного долголетнего травостоя путём подсева бобовых видов (клевера лугового и люцерны изменчивой), проводимого при орошении или во влажные годы после 1-го укоса на фоне внесения фосфорно-хадиГшых удобрений при выпадении т фитоценозов бобовых,

' 4. Коренное и поверхностное улучшение лугов в Нечернозёмной зоне должно сопровождаться оптимизацией водного режима в сочетании с внесением удобрений и извести. При этом целесообразно применять нейтральные или щелочные формы удобрений. Повышение продуктивности травостоев должно сопровождаться совершенствованием сроков и технологий заготовки кормов, а на пастбищах оптимальным увеличением пастбищной нагрузки.

5. Стабилизация, экологически безопасная и экономически эффективная интенсификация производства обеслечивается за счйг роста наукоемкое™ технологий и снижения диспаритета цен на техногенные энергоносители и сельскохозяйственную продукцию.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ ТРУДОВ Учебники, монографии и рекомендации (брошюры)

1. Кобозев И.П., Пзрахин Н. В., Темирсултанов Э.-П.Э. Этот трудный путь в ноосферу. - М.: МИФИ, 1995. - 11,8/3 п.л.

2. Темирсултанов Э.-П.Э., Кобозев И.В. Ноогенез как составная часть космогенеза и основа экологизации сельскохозяйственного производства. — М: МИФИ, 1998. - 12 плЛ пл.

3. Тем ирсудгаиов Э.-П.Э., Кобозев Н.В. Информационно-энергетические принципы экологизации сельскохозяйственного производства и их реализация в технологиях. - М.; МИФИ, 1998.-12п.л./5 пл.

4. Жерукоз Б.Х., Кобозев И.В., Темнреултанов Э.-П.Э. Основы социальной экологии. - Нальчик: КЕГСХА, 2001.- 18нл./4 п.л.

5. Темирсултанов Э.-И.Э., Кобозев И.В., Волков В.М„ Кантов П.И. Экология (бполого-космотенные и социально-экономические основы), - М,; МГЛУ, 2002,- 12 плУ4 пл.

6. Латифов ИЛ., Кобозев И .В., Темирсултанов Э.-П.Э. Агротехнические способы снижения периодичности и неравномерности плодоношения фруктовых деревьев (рекомендации). - Махачкала, РФ, МСХиП Дагестана, ТСХА, 1992. - 3 плЛ.б пл.

7. Кобозев И .В., Метел ьский З.И., Тсмирсултаноз Э.-П.Э. и др. Периодичность плодоношения плодовых деревьев и приемы е€ преодоления. -М-Никополь, МСХиИ Украины, МСХиП РФ. ТСХА, сиецчоз "Приднепровский", 1992.-3 пл./0,5 пл.

8. Кобозев И.В.. Латифов Н.Л., Темирсултанов Э.-П.Э, АгротехЕтческие приёмы получения высоких урожаев винограда. - МСХиП РФ, ТСХА, 1992, -2,5 плУО.б пл.

9. Латифов Н.Л., Темирсултанов Э.-Н.Э. Овощи на приусадебном участке. -М.: МСХиП ГФ, ТСХА, 1993. - 1,5 пл./0,7 пл.

10. Темирсултанов Э.-П.Э. Приемы увеличс.тия и стабили иди и производства кормов на основе создания и рационального использования многолетних травостоев. / Автореф. дне. канд. с.-х. наук. - М.: ТСХА, 1995. -1,5 пл.

Статьи

11. Темирсултанов Э.-П.Э, Эффективность глифосата в борьбе с сорняками в виноградниках. -М.: Изв. ВШШПЭИ, 1984. - 1,2 пл.

12. Темирсултанов Э.-П.Э. Рекомендации по применению гербицидов на виноградниках РСФСР.-М.: Мин. сл. СССР,ТСХА, 1987. -С. 15-18.-0.1 пл.

13. Темирсултанов Э.-П.Э. Применение перспективных тербинидов на посевахзлаковых. — М.: Реферативный журнал, 1987.-С.41-43,— 0,1 пл.

14. Темирсултанов Э.-П.Э. Эффективность применения ряда гербицидов и удобрений на посадках картофеля.-М.: Реферативный журнал, 1938. - С. 23-25,-0,1 пл.

15. Демин ВЛ., Стадии к В.П, Темирсултанов Э.-П.Э. Продуктивность кормового севооборота .при использовании расчётных систем удобрений на серой лссной почве.-Ярославский ЦПТИ, 1989.-С. 1-5.-1,1 пл70,6 пл.

16. Демин В.А., Стадник В.Г., Темирсултанов Э.Э. Урожайность и качество зелёной массы кукурузы на силос при различных системах удобрений на серой лесной почве,—Ярославский ЦНТИ,1989.— 10 е. —0,8 плЛ>,4 пл.

17. Темирсултанов Э.-П.Э. Изучение возможности экологически безопасного применекия*удобрений и гербицидов в посевах зерновых культур, -Ярославский ЦПТИ, 1993.-9 с.-0,6 пл.

18. Темирсултанов Э.-П.Э. Экологические основы поливного режима при возделывании с.-х. культур. -Материалы научной конференции. - Пересланль, ГТУ, 1995,-С. 17-18.-0,2 пл.

19. Темирсултанов Э.-П.Э. Экологические аспекты совершенствования технологии производства картофеля в фермерских хозяйствах. Материалы научной конференции. — Переславль, ГГУ, 1995. —С. 12-13. —0,2 пл.

20. Темирсултанов Э.-П.Э. Изучение возможности экологически безопасного применения удобрений и гербицидов в посевах зерновых культур. -Ярославский ЦИТИ, 1993. - 0,2 пл.

21. Темирсултанов Э.-П.Э. Экологические аспекты совершенствования технологии производства картофеля и многолетних трав в фермерских хозяйствах. Материалы научной конференции. - Переславль, ГТУ, 1995. - С. 20-28. - 0,5 пл.

22. Тюльдюков В.А., Кобозев И.В., Темирсултанов Э.-П.Э. Оптимизация набора травосмесей с целью обеспечения стабильности производства кормов. -М„ Доклады ТСХА, 1996. вып. 2.-С. 18-23.-0,2 п л 70,1 пл.

23. Кобозев Н.В., Темирсултанов Э.-П.Э., Пашков А.И. и др. Разработка новых ресурсосберегающих технологий обработки почвы. - Изв. ТСХА, 1996, вып.2. - С. 40-48.-0,5 пл./0.3 пл. .

24. Кобозев И.В., Мельников В.Н., Темирсултанов Э.-П.Э. Подсев клевера лугового и внесение удобрений как средство повышения энергетической эффективности возделывания многолетних трав. -Материалы IV Международной конференции СОИСАФ, 6-7 мая 1996. "Биологический азот в растениеводстве", - С. 13-20:-0,7 пл./О.З пл.

25. Кобо1ев И.В., Маркин Г.С., Темирсултанов Э.-П.Э. Действие в агроэкоснстсмах закона Л.Л.Чижевского о количественной компенсации и стабилизации производства в фермерских и крупных хозяйствах. - М.: МСХА, 1996. Изв. ТСХЛ, вып. 1. - С.27-42. - 0,4 и л ./0,2 ил.

26. Тюльдюков В.Л., Кобозев И.В., Парах и н Н.В., Темирсултанов Э.-ГТ.Э, Экологически безопасное ведение сельскохошйственного производства в зонах заповедников и национальных парков. -Материалы Международной конференции "Биологизация земледелия". Орел, ОГСХЛ, 1999, - С. 9-15. - 0,5 плУ0,2 пл.

27. Парахин Н.В., Тюльдюков В.А., Кобозев И.В., Темнрсулганов Э.-П.Э. Действие в агроэкосистсмах закона А.Л.Чижевского о квантитативной компенсации в биосферных функциях. - Тезисы международной конференции "Биологизация земледелия", 1999. - Орёл, ОГСХЛ. - С. 21-29. - 0,6 п.лУО.З пл.

28. Кобозев И.В., Темирсултанов Э.-П.Э. Новые подходы к методике преподавания вопросов экологиззиии производственной деятельности человека. - Тезисы международной конференции "Биологизация и экологизащ1 я земледелия*.Орёл, ОГСХЛ, 1999.-С. 18-28, - 0,8 пл./0,4 пл.

29. Темирсултанов Э.-П.Э, Экологически: безопасное веде нее сельскохозяйственного производства в зонах заповедников, — Тезисы международной конференции "Биологизация и экологизация земледелия". Орёл, ОГСХА, 1999.-С. 5-12.-0,7п.л.

30. Темирсултанов Э.-П.Э. Эффективность разных способов повышения продуктивности старо возрастных травостоев. -Материалы .международной конференции "Биологизация и экологизация земледелия". Орёл, ОГСХА, 1999, -С. 3-7.-0,3 пл.

31. Темирсултанов Э.-11.Э. Увеличение видовой и популяциошюК разно качественности естественных травостоев, произрастающих на разных элементах ландшафта и использование её в практических целях, -Матери алы международной конференции "Биологизация и эхологизания земледелия", 1999, Орёл, ОГСХЛ. - С. 24-30. - 0,5 пл.

32. Темирсултанов Э.-П.Э. Влияние интенсивности выпаса на состояние естественных пастбищ. - М.: МСХА, Доклады ТСХЛ, 2002, вып. 274. с. 301304. - 0,2 пл.

33.Темирсултзнов Э,Э. Продукта нос 1ь агрофитоиинозов в зависимости от обогащения их бобовым компонентом и внесение удобрений. М.: Кормопроизводство. 2002, вып. 9. с. 8-12.-0.2 пл.

34. Темирсултанов Э.Э. Факторы улучшения качества кормов, М>: Кормопроизводство. 2002, вып.9. с. 31-32.0.1 пл.

35. Темирсулганов Э.Э. Значение клевера для зерновых в агроэкосистемах. Зерновое хозяйство. М.; 2002, вып, 7. с.20-21,-0.1 п.л.

36. Темирсултанов Э.Э. Использование зерновых культур, как покровных для клевера ползучего. Зерновое хозяйство. М.: 2002,вып,7. с.21-22,-0.1 пл.

37. Темирсултанов Э.Э. Баланс питательных веществ в бобово-злаковых травостоях. Земледелие. 2002, вып. 5.С.20-22.-0.2 пл.

38. Темирсултанов Э.Э, Методика исследований динамики сорбции железа. Материалы. Международной научно-практической конференции, «Проблемы экологии и безопасности жизнедеятельности в XXI-веке". М.: 2002, С.115-121.-0.2 пл.

39. Темирсултанов Э.Э. Экологические проблемы в системах содержания и кормления КРС в: условиях рыночных отношений. Материалы Международной научной конференции, «Проблемы экологии и безопасности жизнедеятельности в XXI-веке". М,; 2002, С.40-45.-0.2 п.л,

40. Темирсултанов Э.Э. Человек и гидросфера земли. Вестник МГПУ, М.: 2002, С.39-27.-0.2 пл.

Отпечатано с готового оригинал-макета

Объем £t £~п. А_Зак. 5"69_Тираж WQ

AHO «Издательство МСХА» 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44