Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Подбор покровных культур для донника волосистого (Melilotus hirsutus Lipsky) в условиях лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Подбор покровных культур для донника волосистого (Melilotus hirsutus Lipsky) в условиях лесостепи Среднего Поволжья"

На правах рукопись

00553702/ Ъ^ШШ/

АВДОНИН АЛЕКСЕЙ СЕРГЕЕВИЧ

ПОДБОР ПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР ДЛЯ ДОННИКА ВОЛОСИСТОГО (MELILOTOS HIRSUTOS LIPSKY) В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность: 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

7 НОЯ 1№

Пенза-2013

005537027

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Пензенский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель -Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, доцент Тнмошкин Олег Алексеевич доктор сельскохозяйственных наук, Варламов Владимир Александрович, профессор кафедры «Переработка сельскохозяйственной продукции» ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» кандидат сельскохозяйственных наук, Блохниа Лилия Петровна,

доцент кафедры «Теории и методики дошкольного и начального образования» ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет»

Ведущее предприятие:

ГНУ Мордовский НИИСХ Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится 28 ноября 2013 года з 10 часов на заседании диссертационного совета Д. 220.053.01 при ФГБОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30.

Тел./факс: 8 (8412) 62-81-51; E-mail: sha_penza@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Автореферат разослан «28» октября 2013 года

Учёный секретарь

диссертационного совета

В.А. Гущина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Важным резервом кормопроизводства в лесостепи Среднего Поволжья является внедрение донника двулетнего. Это высокоурожайное кормовое растение, по питательности не уступающее люцерне. Преимущество донника в его высокой экологической пластичности, нетребовательности к плодородию и условиям произрастания. Он обладает устойчивой кормовой продуктивностью, скороспелостью, ценен как медоносное растение. Донник обладает высокой средообразующей функцией и не уступает чистому пару в качестве предшественника для сельскохозяйственных культур. Целесообразность расширения посевов донника обуславливается также устойчивым семеноводством, несложной агротехникой, слабой подверженностью болезням и повреждению вредителями, выраженной фитосанитарной способностью.

В 2012 году в Государственный реестр сортов, допущенных к использованию, внесен сорт донника волосистого (МеШоШв ЫгеШиэ 1лрзку.) Солнышко селекции Пензенского НИИСХ и ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова.

Донник волосистый - новая двулетняя кормовая культура для Пензенской области. Он обладает комплексом хозяйственно ценных признаков, которые предполагают возможность его широкого использования в сельскохозяйственном производстве, как на кормовые цели, так и в качестве сидеральной культуры. Поэтому разработка приемов его возделывания на кормовые цели и семена является важным условием его интродукции в кормопроизводство лесостепи Среднего Поволжья.

Цель исследований — теоретически обосновать и разработать технологические приемы возделывания донника волосистого сорта Солнышко на кормовые цели и семена, базирующиеся на подборе покровных культур, их норм высева и сроках уборки, обеспечивающие максимальную продуктивность донника в условиях лесостепи Среднего Поволжья.

В задачи исследований входило:

• изучить особенности роста и развития донника волосистого в подпокровных и в беспокровных посевах;

• изучить параметры фотосинтетической деятельности, формирование симбиотического аппарата донника волосистого;

• определить влияние покровных культур на засоренность агрофитоце-

ноза;

• провести подбор покровных культур, способствующих оптимальному развитию донника в год посева и оказывающих минимальное отрицательное воздействие на продуктивность в год использования агроценоза;

• определить оптимальные нормы высева покровных культур и срок их уборки, обеспечивающих высокую продуктивность донника;

• определить влияние агротехнических приемов на показатели качества зеленой массы донника волосистого;

• дать экономическую оценку изучаемых приемов возделывания.

Научная новизна. Применительно к почвенно-климатическим условиям лесостепи Среднего Поволжья определены лучшие покровные культуры, нормы их высева и сроки уборки при возделывании новой кормовой культуры донника волосистого сорта Солнышко на кормовые цели и семена.

Показаны закономерности формирования фотосинтетической и симбио-тической деятельности донника волосистого, засоренность и освещенность аг-рофитоценозов яровых ранних и поздних покровных культур. Выявлены особенности влияния покровных культур на формирование урожайности семян, зелёной массы и ее качество. Показана экономическая эффективность изучаемых приемов технологии возделывания донника волосистого.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. На основании проведенных исследований разработаны и рекомендованы приемы ресурсосберегающей технологии возделывания донника волосистого: оптимальный способ посева - беспокровный ранневесенний, лучшие покровные культуры - ячмень, просо на зерносенаж и кукуруза на зеленую массу. Применение рекомендуемых приемов технологии возделывания донника волосистого позволяет получать 6,5-8,5 т/га кормовых единиц, 1,4-1,8 т/га переваримого протеина, 80-105 ГДж/га обменной энергии и 1,14-1,22 т/га семян.

Результаты исследований автора вошли в региональные методические рекомендации: «Технология возделывания донника волосистого (Melilotus hirsutus Lipsky) сорта Солнышко на кормовые и семенные цели» (Пенза, 2012).

Положения, выносимые на защиту:

- особенности роста, развития растений, продукционного процесса донника волосистого в зависимости от приемов возделывания;

- закономерности изменения засоренности и освещенности донника в аг-рофитоценозах с яровыми ранними и поздними покровными культурами;

- продуктивность донника волосистого в зависимости от приемов возделывания;

- экономическое обоснование приемов возделывания донника волосистого.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались

на ежегодных отчётах ГНУ Пензенский НИИСХ (2011-2013 гг.); региональной конференции: «Инновационные технологии в АПК: теория и практика» (Пенза, .2013); международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 2013); международной научно-практической конференции «Теоретическое и практическое развитие науки в современных социально-экономических условиях» (Москва, 2013).

Разработки внедрены в двух хозяйствах Пензенской области.

Публикация в печати. Основные положения диссертации опубликованы в 8 статьях, в том числе 3 - в изданиях по перечню, рекомендованному ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 134 страницах компьютерного текста, содержит 32 таблицы, 18 рисунков и 41 приложение. Список литературы включает 263 источников, в том числе 19 зарубежных авторов.

Выражаю глубокую благодарность и признательность научному руководителю O.A. Тимошкину, доктору сельскохозяйственных наук, зав. отделом кормопроизводства ГНУ Пензенский НИИСХ за неоценимую помощь в процессе планирования и работы над диссертацией.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная работа выполнена в 2011-2013 годах на опытном поле Пензенского научно-исследовательского института сельского хозяйства, производственная проверка проводилась в хозяйствах Пензенской области.

Территория региона располагает значительными радиационными (3,0-3,5 млрд. ккал./га ФАР) и тепловыми ресурсами (сумма температур выше 10° -2200-2400°С). Приход ФАР и тепло не являются лимитирующими факторами для роста и развития растений. Радиационные ресурсы в зоне проведения исследований можно рассматривать как важный, недостаточно используемый резерв повышения урожайности кормовых культур. Осадков за год выпадает 450500 мм, из них за период вегетации - 250-280 мм. Гидротермический коэффициент (ГТК) 1,0-1,1. Безморозный период - 125-142 дня.

Метеорологические условия в годы проведения исследований были благоприятными для роста и развития донника и покровных культур: 2011 г. - ГТК = 1,3; 2012 и 2013 гг. - ГТК = 1,2.

Решение поставленных задач осуществлялось постановкой и проведением трехфакторных полевых опытов, сопровождавшихся сопутствующими наблюдениями, учётами и анализами.

Опыт 1. Влияние яровых ранних покровных культур на продуктивность донника волосистого.

Схема: Фактор А - покровная культура:

1. Ячмень; -2. Овес; 3. Яровая пшеница; 4. Вико-овес Фактор В - норма высева покровной культуры (% от полной): 1. 100%; 2. 80%; 3. 60%

Фактор С - срок уборки покровной культуры:

1. в фазу молочно-восковой спелости (на зерносенаж); 2. в фазу полной спелости (на зерно).

Площадь делянки 1-го порядка - 40 м2, 2-го порядка - 10 м2, 3-го порядка 5 м", повторность 4-х кратная.

Опыт 2. Влияние яровых поздних покровных культур на продуктивность донника волосистого.

Схема: Фактор А — покровная культура:

1. Суданская трава; 2. Просо; 3. Кукуруза

Фактор В - норма высева покровной культуры (% от полной): 1. 100%; 2. 80%; 3. 60%

Фактор С - срок уборки покровной культуры:

1. в фазу молочно-восковой спелости (на зерносенаж), кукуруза - в фазу

выметывания метелки (на зеленую массу)

2. в фазу полной спелости (на зерно), кукуруза - в фазу молочно-

восковой спелости зерна (на силос)

^ Площадь делянки 1-го порядка - 30 м2, 2-го порядка - Юм2, 3-го порядка 5 м", повторность 4-х кратная.

Норма высева донника - 7 млн. вех семян на 1 га, способ посева - рядовой. Полная норма высева покровных культур - согласно рекомендациям по их возделыванию в Пензенской области, а также сниженная на 20 и 40% от полной. Способ посева - рядовой, кукурузы - широкорядный (45 см).

Использовали следующие сорта культур: донник волосистый Солнышко, ячмень - Одесский 100, овёс - Аллюр, пшеница яровая мягкая - Пирамида, вика яровая - Орловская, суданская трава - Лунинская, просо - Саратовское 7, кукуруза - гибрид Катерина СВ.

Сорт донника волосистого Солнышко по качеству корма не уступает стандарту, имеет пониженное содержание кумарина (0,35% в фазу кормовой спелости). Созревание семян раннее и дружное, не осыпается 7-10 дней после созревания. Устойчив к мучнистой росе, пероноспорозу. Не полегает (устойчивость к полеганию 3 балла). Зимостойкий, засухоустойчивый.

Посев донника и покровных культур проводился раздельно в оптимальные сроки для яровых ранних и поздних культур. Предшественник - однолетние травы на зеленый корм. Система основной обработки почвы предусматривала максимальное очищение ее от сорняков и выравнивание поверхности поля. Обработка почвы на опытном участке состояла из ранневесеннего боронования, выравнивания участка, культивации, предпосевной культивации (для поздних культур) и предпосевного прикатывания. Посев проводили сеялкой СН-16. После посева почву прикатывали кольчато-шпоровыми катками ЗККШ-6.

Уборку донника на корм проводили в фазу начала цветения растений, на семена - при полной спелости бобов.

Семена донника волосистого с целью снижения твердосемянности и увеличения всхожести заблаговременно скарифицировали вручную. Непосредственно перед посевом (в день посева) семена были обработаны ризоторфином, изготовленным на ООО «Биофабрика» г. Кузнецк.

Опыты закладывали и проводили в соответствии с методическими указаниями Б.А. Доспехова (1985), ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1986, 1987), Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1985), МСХА им. К.А. Тимирязева (1995) и других научных учреждений.

Почва опытного участка - чернозём выщелоченный среднемощный сред-несуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое 6,5%), рЦ.0Л -56 ёмкость поглощения высокая - 35,63...35,75 мг экв. на 100 г почвы, степень насыщения основаниями повышенная - 81,1%. Содержание легкогидролизуемого азота подвижного фосфора и калия - высокое (89, 165 и 146 мг на 1 кг почвы).

Фенологические наблюдения за фазами роста и развития, изучение динамики роста растений, накопление зелёной и сухой биомассы, ботанический со-

став, структуру урожая, засоренность, учёт урожая и другие сопутствующие исследования проводили по методике Госсортсети (1985) и рекомендациям ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1987).

Наблюдения за формированием симбиотического аппарата, образованием клубеньков и леггемоглобина в них - по методике Посыпанова Г.С. (1991).

Показатели фотосинтетической деятельности растений в посевах определяли по методике A.A. Ничипоровича (1961, 1973), чистую продуктивность фотосинтеза - по формуле, предложенной L. Briggs, F. Kidd, С. West (1920).

Учёт урожая зелёной массы проводили сплошным поделяночным способом с одновременным определением ботанического состава.

Структуру урожая и урожайность семян определяли методом пробного снопа.

Выход кормовых единиц и переваримого протеина с урожаем - расчётным методом на основании данных химических анализов растений (Методические указания по оценке качества и питательных кормов, 2002) с учётом коэффициента переваримости по М.Ф. Томме (1970).

Математическую обработку экспериментальных данных проводили методами корреляционного, дисперсионного анализов (Доспехов Б.А., 1985) на ПЭВМ с использованием Excel 2000, Statistica 5.5, Statgraphics Plus 5.0.

Экономическая эффективность рассчитывалась по технологическим картам с использованием типовых норм (РАСХН, 2007; ВНИИЭСХ, 2010).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВЛИЯНИЕ ЯРОВЫХ РАННИХ ПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР НА ФОРМИРОВАНИЕ АГРОФИТОЦЕНОЗА ДОННИКА ВОЛОСИСТОГО

Формирование агроценоза. В среднем за годы исследований полевая всхожесть донника при беспокровном посеве составила 38%, под покровом яровых ранних культур - 28-34%. После фазы кущения покровных культур быстро нарастало их негативное влияние на подпокровный донник, что привело к частичному выпадению растений из агроценоза. Ко времени уборки на зерно-сенаж яровых ранних покровных культур на 1 м2 оставалось на 16-73 растений донника меньше, чем при посеве без покрова, при уборке на зерно - на 35-84 растений.

Уменьшение нормы высева приводит к существенному увеличению числа сохранившихся растений донника. Так, при норме высева ячменя 5 млн. вех. семян на 1 га сохранность (при уборке покровной культуры на зерносенаж) составила 38,6%, а при норме высева 3 млн. вех. семян на 1 га - 47,3%. Максимальное выпадение растений донника наблюдалось под покровом вико-овсяной

смеси. Ко времени уборки на зерносенаж под покровом этой культуры на I м3 оставалось 56-85 растений, при уборке на зерно — 41-66 растений, сохранность растений не превышала 28,5-40,7 и 21,1-31,5% соответственно.

Срок уборки покровной культуры оказал существенное влияние на сохранность растений. Так, количество сохранившихся растений донника при уборке покровных культур на зерносенаж составило 56-113 шт./м2, а при уборке на зерно - 41-90 шт./м2 или на 20,1-26,8% меньше. В беспокровных посевах за это же время погибло всего 4 растения (или 3,2%).

Зимостойкость растений донника зависела от всех изучаемых факторов. Наилучшие условия для перезимовки складывались при беспокровном посеве (зимостойкость - 91,3%), также при посеве под ячмень со сниженной на 40% нормой высева и уборкой на зерносенаж — 82,4%.

Формирование зимующих почек, масса и объем корневой системы донника первого года жизни в значительной степени зависит от покровных культур, норм их высева и срока уборки. Более высокие показатели количества зимующих почек (5,9 шт. на растение), массы сухого корня (3,1 г) и его объема (1,8 см3), массы корней (4,03 т/га) получили при беспокровном посеве.

Среди ранних покровных культур наименьшее негативное влияние на формирование корневой системы донника оказывал ячмень, наибольшее - ви-ко-овсяная смесь. Снижение нормы высева покровной культуры на 20 и 40% увеличило количество зимующих почек на 0,1-0,3 шт., сухую массу корня — 0,20,6 г, объем корня - 0,1-0,3 см3. Ранний срок уборки покровных культур (на зерносенаж) на 25-30 дней продлевал период интенсивного роста донника, благодаря чему сформировалось более высокое количество зимующих почек и массы корней.

Формирование симбиотического аппарата. Из ранних покровных культур ячмень оказывал минимальное негативное действие на симбиотическую деятельность донника, в результате количество клубеньков при уборке ячменя на зерносенаж составило 40,8-60,6 млн. шт./га (из них активных - 27,3-40,5 млн. шт./га), масса клубеньков - 87,6-130,1 кг/га (активных - 58,6-87,0 кг/га). Далее по степени усиления угнетения симбиотической деятельности донника покровные культуры расположились в ряд: пшеница - овес - вико-овес. Самые высокие показатели получили при беспокровном посеве - 140,3 млн. шт./га (активных - 93,7 млн. шт./га), массой 303,7 кг/га (активных - 202,8 кг/га).

Донник 1-го года пользования отличается высокими показателями симбиотической деятельности при беспокровном посеве - 362,2 млн. шт./га клубеньков, массой 796,6 кг/га, из них активных - 239,2 млн. шт./га, массой 526 кг/га(табл. 1).

Использование покровных культур снизило активность симбиотической деятельности. Менее других из покровных культур симбиотическая деятельность угнеталась при использовании ячменя со сниженной нормой высева на 20-40% и уборке его на зерносенаж. При этом на 1 га формировалось 134,2164,2 млн. клубеньков, массой 290,0-354,8 кг, из них активными были 88,5108,4 млн. шт., массой 191,3-234,1 кг.

Таблица 1 - Показатели симбиотической деятельности донника волосистого __ Солнышко, 1-й г.п. (2012-2013 гг.)_

Покровная культура Норма высева покровной культуры, млн. шт./га Уборка на зерносенаж Уборка на зерно

количество клубеньков, млн. шт./га масса клубеньков, кг/га количество клубеньков, млн. шт./га масса клубеньков, кг/га

всего активные всего активные всего активные всего активные

Беспокровный 362,2 239,2 796,6 526,0 288,1 190,5 633,8 418,8

Ячмень 5 102,8 67,8 222,1 146,4 47,9 31,7 103,4 68,4

4 134,2 88,5 290,0 191,3 65,6 43,4 141,8 93,8

3 164,2 108,4 354,8 234,1 83,4 55,2 180,2 119,2

Овес 5 50,1 33,0 108,3 71,2 21,7 14,3 46,8 30,9

4 71,8 47,3 155,0 102,2 34,1 22,6 73,7 48,7

3 94,6 62,4 204,4 134,9 46,1 30,5 99,5 65,8

Пшеница 6 73,3 48,2 158,2 104,2 32,4 21,4 69,9 46,1

5 97,1 64,0 209,8 138,2 46,1 30,5 99,6 65,8

4 123,5 81,4 266,7 175,8 59,9 39,6 129,4 85,5

Вико-овес 1,0:3 28,3 18,6 61,1 40,1 11,7 7,7 25,2 16,6

0,7:2 46,4 30,5 100,2 65,9 20,9 13,8 45,2 29,8

0,5:1 65,9 43,4 142,4 93,8 30,7 20,3 66,3 43,8

Соответственно массе клубеньков изменялись общий и активный сим-биотический потенциал (ОСП и АСП). Наиболее высокие показатели получили при беспокровном посеве — 22259 и 15302 кг • сут./га. Среди покровных культур меньшее негативное влияние на формирование ОСП и АСП оказал ячмень, далее - пшеница, сильно снизил показатели овес и наибольшее угнетение вызывала вико-овсяная смесь.

Фотосинтетическап деятельность агроценоза. В первый год пользования донника волосистого происходит интенсивное нарастание ассимиляционной поверхности и к фазе начала цветения она достигает в беспокровном посеве 71,4-76,4 тыс. м2/га, фотосинтетический потенциал составил 1855-1985 тыс. м" • сутки/га. Интенсивное нарастание вегетативной массы обеспечивается высокими показателями продуктивности фотосинтеза - чистая продуктивность фотосинтеза составила 5,12-5,48 г/м" • сутки.

Более благоприятные условия для фотосинтетической деятельности посевов донника в подпокровных посевах складывались при посеве его под ячмень. При этом ФП составил 1112-1327 тыс. м2 • сутки/га при уборке ячменя на зер-носенаж и 978-1276 тыс. м2 • сутки/га при уборке ячменя на зерно. При посеве под пшеницу ФП был ниже и составил в зависимости от срока уборки - 10191110 и 948-1071 тыс. м2 • сутки/га, минимальным ФП был под покровом вико-овсяной смеси — 646-914 и 544-894 тыс. м2 • сутки/га соответственно.

Норма высева покровной культуры также оказала влияние на показатели фотосинтетической деятельности: чем выше норма высева, тем ниже площадь листьев донника.

Поздний срок уборки яровой ранней покровной культуры (на зерно) также снижает фотосинтетическую деятельность агроценоза донника.

Засоренность посевов. Из яровых ранних культур в наибольшей степени сорные растения подавляла вико-овсяная смесь, как в отношении однолетних, так и многолетних сорняков. Такой же высокой конкурентоспособностью с сорными растениями обладал овес. Ячмень и пшеница в меньшей степени подавляли сорные растения.

Уменьшение нормы высева покровных культур на 20 и 40% вело к увеличению как количества сорняков - на 7,9-25,1% и 25,6-50,2%, так и их сырой массы - на 9,1-23,1% и 29,5-46,1%.

Продуктивность агроценоза. В среднем за два года наибольшую продуктивность показали агроценозы донника волосистого при беспокровном способе посева - 8,36 т/га кормовых единиц, 1,78 т/га переваримого протеина, 102,4 ГДж/га обменной энергии (табл. 2).

Таблица 2 - Продуктивность донника под покровом яровых ранних культур,

2012-2013 гг.

Покровная культура Норма высева, млн. шт./га Сбор с 1 га

уборка на зерносенаж уборка на зерно

корм, ед., т ПП, т оэ, ГДж корм. ед.,т ПП,т ОЭ, ГДж

Беспокровный 8,36 1,78 102,4 8,36 1,78 102,4

Ячмень 5 J 3,17 0,67 40,0 2,46 0,52 31,5

4 4,64 0,98 58,0 3,68 0,78 46,7

3 6,46 1,37 80,3 5,44 1,15 68,5

Овес 5 I 3,89 0,82 49,6 3,46 0,73 44,6

4 4,64 0,99 58,7 4,02 0,85 51,4

3 5,70 1,21 71,7 5,12 1,08 65,2

Пшеница 6 3,99 0,84 50,7 3,15 0,66 40,5

5 4,54 0,96 57,2 3,62 0,76 46,2

4 5,50 1,16 68,8 4,42 0,94 56,1

Вико-овес 1,0:3 4,87 1,03 62,4 3,54 0,75 45,9

0,7:2 5,44 1,15 69,2 4,19 0,88 53,9

0,5:1 5,41 1,14 68,2 4,61 0,97 58,9

Среди покровных посевов более высокие показатели продуктивности донника 1-го года пользования получили при сниженной на 40% норме высева ячменя, уборке его на зерносенаж - 6,46 т/га кормовых единиц, 1,37 т/га переваримого протеина и 80,3 ГДж/га обменной энергии или на зерно - 5,44 т/га 1,15 т/га, 68,5 ГДж/га соответственно.

Существенное снижение продуктивности донника отмечается при посеве покровных культур полной нормой высева.

Использование покровных культур повышает продуктивность звена «яровые ранние покровные культуры + донник - донник 1-го года пользования». Так, суммарная продуктивность вико-овсяной смеси (при уборке ее на зерносенаж) и донника 1-го года пользования составила 11,13-11,61 т/га кормовых единиц, 1,89-1,97 т/га переваримого протеина, 118,4-123,4 ГДж/га обменной энергии, в беспокровном посеве - 8,36 т/га, 1,78 т/га и 102,4 ГДж/га соответственно (табл. 3). Существенно превысили беспокровный посев донника по суммарной продуктивности и ячмень с пшеницей (при уборке на зерносенаж) со сниженными на 40% нормами высева.

Таблица 3 - Суммарная продуктивность донника и покровных яровых ранних __ культур, 2011-2013 тг. _

Норма высева, млн. шт./га Сбор с 1 га

Покровная уборка на зерносенаж уборка на зерно

культура корм. ед.,т ПП,т ОЭ, ГДж корм. ед.,т ПП, т ОЭ, ГДж

Беспокровный (ранний) 8,36 1,78 102,4 8,36 1,78 102,4

5 ^ 7,72 1,43 94,6 5,30 0,73 57,4

Ячмень 4 8,87 1,69 108,8 6,33 0,98 70,8

3 10,26 2,00 125,9 7,70 1,32 89,1

5 9,52 1,45 121,5 5,75 0,91 65,7

Овес 4 10,00 1,59 127,2 6,16 1,02 71,1

3 10,72 1,77 135,9 6,94 1,22 81,9

6 8,62 1,42 101,8 6,24 0,92 66,1

Пшеница 5 8,69 1,48 103,1 6,52 1,00 70,2

4 9,36 1,64 111,5 6,99 1,15 77,4

1,0:3 11,33 1,89 119,1 5,03 0,91 59,4

Вико-овес 0,7:2 11,61 1,97 123,4 5,33 1,00 64.3

0,5:1 11,46 1,97 122,7 5,24 1,04 64,7

При уборке покровных культур на зерно ни один из опытных вариантов не превысил по суммарной продуктивности беспокровный посев донника.

Химический состав и питательность. Кормовая масса донника отличается достаточно высокими показателями питательности - 10 МДж обменной энергии, 0,82 кормовых единицы в 1 кг сухого вещества и более 210 г переваримого протеина в 1 кормовой единице. При посеве под покров снизилось содержание обменной энергии и кормовых единиц в сухом веществе. Более высокие показатели получили при сниженной норме высева покровной культуры и уборке в более ранний срок (на зерносенаж).

Урожайность семян. Донник волосистый Солнышко отличается высокой урожайностью в беспокровных посевах - 940-1330 кг/га по годам исследований, в среднем за два года - 1135 кг/га. Покровные культуры, угнетая донник в

год посева, расходуя влагу и элементы питания из почвы, значительно снижали урожайность семян донника в год пользования. По сравнению с беспокровным посевом урожайность донника под покровом ранних яровых культур снижалась на 6,2-51,5% при уборке на зерносенаж и на 28,6-59,1% при уборке на зерно.

Из ранних покровных культур наименьшее угнетающие действие оказал ячмень, урожайность семян при этом составила 705-1140 кг/га (при уборке на зерносенаж) и 530-865 кг/га (при уборке на зерно). При посеве под овес и пшеницу урожайность снизилась до 550-895 кг/га и 595-750 кг/га (при уборке покровной культуры на зерносенаж), 465-780 кг/га и 485-640 кг/га (при уборке на зерно) соответственно.

Снижение нормы высева покровной культуры оказало достоверное влияние на рост урожайности семян. С уменьшением нормы высева ячменя с 5 до 3 млн. вех. семян на 1 га урожайность семян донника увеличилась на 51,1-63,2%, овса - 62,7-67,7%, пшеницы - 26,1-32,0%, вико-овсяной смеси - 41,4-62,0%.'

Дисперсионный анализ данных урожайности семян в зависимости от изучаемых факторов показал, что наибольшее влияние оказывает вид покровной культуры (доля влияния 50%), значительно ниже влияние нормы высева покровной культуры - 18%, далее следует срок уборки - 10%. Влияние взаимодействия факторов незначительно и составило менее 10%.

ВЛИЯНИЕ ЯРОВЫХ ПОЗДНИХ ПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР НА ФОРМИРОВАНИЕ АГРОФИТОЦЕНОЗА ДОННИКА ВОЛОСИСТОГО

Формирование агроценоза. Из яровых поздних культур кукуруза и просо оказали несущественное влияние на всхожесть донника, различия с беспокровным посевом составили 0,6-2,3%. Суданская трава уже с начальных фаз своего развития оказывала угнетающее влияние на всходы донника, его всхожесть снизилась по сравнению с беспокровным посевом на 3,1-4,7% и составила 33,7-35,3%.

Просо и суданская трава оказывали существенное влияние на сохранность растений донника, отмечалось снижение сохранности донника под этими культурами при уборке их на зерносенаж - на 6,1-15,4% (суданской травы) и 2,0-8,5% (проса), при уборке на зерно - на 11,3-19,9% и 5,7-13,7% соответственно. На сохранность растений донника кукуруза влияла в меньшей степени.

Более высокие показатели зимостойкости (77,2-85,3%, при 87,5% в беспокровном посеве) получили под покровом кукурузы, сниженных нормах высева культур и уборке в ранний срок.

Способ посева и покровные культуры оказали значительное влияние на формирование агроценоза донника волосистого первого года жизни. Благодаря двукратному подкашиванию сорняков на беспокровном посеве, растения донника характеризовались более высокими биоморфологическими показатели. Так, высота травостоя составила 62,7 см (с колебаниями по годам от 55 до 70 см), количество зимующих почек -5,7 шт. (5,3-6,0 шт.), масса сухого корня -3,1 г (2,7-3,3 г), объем корней с одного растения - 1,7 см3 (1,5-1,9 см3).

Из покровных культур наиболее близкие показатели развития донника первого года жизни с беспокровным посевом получили при посеве под кукурузу со сниженной на 40% нормой высева и уборке ее на зелёную массу: высота травостоя - 54,7 см, зимующих почек - 5,4 шт., масса сухого корня одного растения - 2,7 г и объем корня - 1,5 см3. Просо и суданская трава сильнее угнетали донник, особенно при полных нормах высева культур.

Формирование симбиотического аппарата. На формирование количества и массы клубеньков донника первого года пользования кукуруза оказала наименьшее негативное влияние из яровых поздних культур. Количество клубеньков донника под покровом кукурузы (при уборке ее на зеленую массу) составило 233,7-302,7 млн. шт./га (в зависимости от норм высева), из них активных - 154,8-200,5 млн. шт./га, масса - 509,6-659,9 кг/га, в том числе активных -337,4-437,1 кг/га.

Использование проса и суданской травы существенно снижает количество и массу клубеньков по сравнению с беспокровным посевом: суданская трава на 71,6-85,0% и 72,1-85,3%) (при уборке на зерносенаж), просо - на 58,7-74,9% и 59,4-75,3% соответственно.

Наиболее высокие показатели симбиотической активности получены при снижении норм высева на 40%. При поздней уборке покровных культур (на зерно) показатели симбиотической деятельности снизились в 1,8-2,0 раза.

Наиболее высокие показатели ОСП и АСП получили при беспокровном посеве донника - 21246 и 14642 кг • сут./га. Кукуруза оказала наименьшее негативное влияние на формирование ОСП (14220-18462 кг • сут./га) и АСП (988912750 кг • сут./га) при уборке ее на зеленую массу, 7900-10658 и 5629-7490 кг • сут./га соответственно при уборке ее на силос. Значительно снизили показатели ОСП и АСП просо и суданская трава.

Фотосинтетическая деятельность агроценоза. Исследования показали, что в первый год пользования величина листовой поверхности донника в значительной степени зависела от приемов возделывания покровной культуры. Наибольшая площадь листьев донника (67,3 тыс. м2/га), ФП (1750 тыс.м" • сут. /га), ЧПФ (5,06 г/м2 • сутки) сформировались под покровом кукурузы со сниженной на 40% нормой высева и уборкой ее на зеленую массу. Наименьшую ассимиляционную поверхность имели растения под покровом суданской травы с полной нормой высева и уборкой на зерно (33,9 тыс. м2/га, в беспокровном посеве - 76,2 тыс. м2/га).

Засоренность. Конкуренция покровных культур с сорными растениями за биотические факторы снижает количество сорных растений при беспокровном посеве с 115,6 шт./м2 (через 10 дней после посева) до 102,2 шт./м~ (при уборке покровной культуры на зерносенаж) и до 84,9 шт./м2 (при уборке на зерно). Из яровых поздних культур в наибольшей степени сорные растения подавляла суданская трава, как в отношении однолетних, так и многолетних сорняков. Высокой конкурентоспособностью с сорными растениями обладало просо. Кукуруза в меньшей степени подавляла сорные растения.

При посеве покровных культур со сниженными нормами высева ко времени их уборки количество сорняков было больше, чем при полной норме высева.

Продуктивность донника первого года пользования. Наиболее урожайным в годы исследований был беспокровный посев донника, урожайность зелёной массы с 1 га составила 44,3 т, сбор сухого вещества— 10,16 т, кормовых единиц - 8,55 т, переваримого протеина - 1,82 т, обменной энергии - 105 ГДж (табл. 4). Покровные культуры значительно снижали продуктивность донника. Наименьшее влияние оказала кукуруза со сниженной на 40% нормой высева и ранней уборкой - 38,8 т/га зелёной массы, 8,86 т/га сухого вещества, 7,19 т/га кормовых единиц, 1,53 т/га переваримого протеина и 88,7 ГДж/га обменной энергии.

Покров суданской травы обеспечивал наиболее существенное снижение урожайности донника - на 16,0-27,1 т/га зелёной массы (на 35,2-59,6%). Просо занимало промежуточное положение по влиянию на продуктивность донника 1-го года пользования.

Снижение норм высева покровных культур и их ранняя уборка обеспечивают существенные прибавки урожайности зелёной массы и, в целом, продуктивность агроценоза донника.

Таблица 4 - Продуктивность донника под покровом яровых поздних культур,

2012-2013 гг.

Покровная культура Норма высева, млн. шт./га Сбор с 1 га

уборка на зерносенаж уборка на зерно

корм. ед.,т ПП,т оэ, ГДж корм. ед.,т ПП, т оэ, ГДд

Беспокровный 8,55 1,82 105,0 8,55 1,82 105,0

Суданская трава 4 4,00 0,85 50,9 3,10 0,65 39,8

3 4,65 0,98 58,6 3,95 0,83 50,2

2 5,28 1,12 66,2 4,71 1,00 59,5

Просо 4 5,29 1,12 66,4 4,42 0,94 56,1

3 5,95 1,26 74,1 5,18 1,10 65,3

2 6,36 1,35 78,9 5,90 . 1,25 73,9

Кукуруза 0,120 6,04 1,28 75,2 5,16 1,09 64,9

0,096 6,52 1,38 80,7 5,62 1,19 70,3

0,072 7,19 1,53 88,7 6,48 1,37 80,7

Анализ продуктивности звена «яровая поздняя покровная культура + донник - донник 1-го года пользования» показал, что при уборке покровных культур на зерносенаж наиболее высокий сбор кормовых единиц (12,87 т/га), переваримого протеина (2,01 т/га) и обменной энергии (145,0 ГДж/га) получили при посеве проса со сниженной на 20% нормой высева (табл. 5). Посев под по-

кров суданской травы и кукурузы со сниженной на 40% нормой высева был менее эффективен.

При возделывании покровных культур на зерно наибольшую суммарную продуктивность получили под кукурузой - 14,53-14,67 т/га кормовых единиц, 1,75-1,94 т/га переваримого протеина, 217,4-222,1 ГДж/га обменной энергии. Просо и суданская трава в 2-2,5 раза уступали кукурузе по сбору кормовых единиц и переваримого протеина.

Таблица 5 - Суммарная продуктивность донника и покровных яровых поздних __ культур, 2011-2013 гг._

Покровная культура Норма высева, млн. шт./га Сбор с 1 га

уборка на зерносенаж уборка на зерно

корм. ед.,т ПП, т ОЭ, ГДж корм. ед.,т ПП, т ОЭ, ГДж

Беспокровный 8,55 1,82 105,0 8,55 1,82 105,0

Суданская трава 4 11,97 1,57 136,9 4,76 0,77 55,4

3 12,13 1,65 139,4 5,37 0,94 63,5

2 12,17 1,74 140,6 5,61 1,07 68,0

Просо 4 12,81 1,94 143,6 6,52 1,11 75,7

3 12,87 2,01 145,0 7,14 1,26 83,6

2 12,65 2,04 143,4 7,42 1,38 88,1

Кукуруза 0,120 11,44 1,68 136,1 14,58 1,75 222,1

0,096 11,62 1,75 138,2 14,53 1,81 219,1

0,072 11,87 1,87 141,4 14,67 1,94 217,4 |

Не установлено существенных различий в продуктивности по нормам высева покровной культуры. Это связано с тем, что чем ниже норма высева покровной культуры, тем ниже ее урожай, но при этом выше урожай донника.

Химический состав и питательность. Установлено, что более высокое содержание сырого протеина в кормовой массе (21,40-22,32%) и низкое - сырой клетчатки (28,97-30,16%) получено под покровом кукурузы. Снижение нормы высева и более ранний срок уборки способствуют получению более высоких показателей кормовой ценности - 9,86-10,01 МДж/кг СВ, 0,79-0,81 корм, ед./кг СВ. Содержание переваримого протеина в 1 кормовой единице практически не изменялось от изучаемых факторов - 211,0-212,4 г.

Урожайность семян. Высокая осыпаемость семян донника желтого и белого (от 20-25% до полной потери урожая) из-за продолжительного цветения и неравномерного созревания семян является одной из главных проблем его медленного внедрения в производство. Донник волосистый Солнышко обладает очень ценным хозяйственным признаком - созревает дружно и не осыпается после созревания в течение 7-10 дней. Благодаря этому качеству посевы донника можно убирать напрямую в фазе полной спелости семян.

В среднем за годы исследований при беспокровном посеве получили 1220 кг/га семян. Посев под кукурузу способствовал минимальному снижению уро-

жайности семян - на 80-235 кг/га или на 6,6-19,3% (при уборке на зеленую подкормку), на 175-385 кг/га или на 14,4-31,6% (при уборке на силос). Суданская трава и просо снизили урожайность семян донника более значительно, причем тем больше, чем выше норма высева, а также при поздней уборке (на зерно).

Дисперсионный анализ в зависимости от изучаемых факторов показал, что наибольшее влияние на урожайность семян у яровых поздних культур оказывает вид покровной культуры (доля влияния 55%), значительно ниже влияние срока уборки - 14% и нормы высева покровной культуры - 13%. Влияние взаимодействия факторов незначительно и составило менее 7%.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ДОННИКА ВОЛОСИСТОГО В ПОКРОВНЫХ ПОСЕВАХ

Анализ экономической эффективности изучаемых приемов технологии возделывания донника на кормовые цели показал, что наиболее высокие экономические показатели отмечаются при беспокровном способе посева. Так, при посеве одновременно с севом яровых ранних культур отмечена наименьшая себестоимость 1 т кормовых единиц - 1,17 тыс. руб., высокий условный чистый доход - 32,0 тыс. руб./га и наибольший уровень рентабельности - 327%. При посеве донника под покров более высокие показатели экономической эффективности получили при снижении нормы высева покровных культур на 40% и уборке их на сенаж: себестоимость 1 т кормовых единиц - 1,32 тыс. руб., условный чистый доход - 37,8 тыс. руб., рентабельность - 280% под покровом ячменя; 1,25 тыс. руб., 40,2 тыс. руб., 300% под покровом овса; 1,28 тыс. руб., 41,5 тыс. руб., 292% под покровом вико-овса соответственно.

Из яровых поздних культур суданская трава и просо с нормой высева, сниженной на 40%, обеспечили более высокую эффективность, чем при беспокровном посеве: себестоимость - 1,15; 1,07 и 1,16 тыс. руб. за 1 т кормовых единиц, условный чистый доход - 46,9; 49,8 и 32,9 тыс.руб./га, рентабельность — 335; 369 и 332% соответственно.

При уборке яровых ранних покровных культур на зерно по эффективности все варианты существенно уступали беспокровному способу посева.

Среди яровых поздних культур уборка кукурузы на силос (уборка остальных культур на зерно) превысила по экономической эффективности беспокровный посев: условный чистый доход составил 58,2 тыс. руб./га, рентабельность -383% (при беспокровном посеве - 32,9 тыс. руб./га и 332%).

При возделывании донника на семена наиболее высокая эффективность среди яровых ранних культур получена при посеве под ячмень, овес и вико-овес со сниженной на 40% нормой высева и уборкой на сенаж: себестоимость 1 т семян составила 6,5; 7,6; 7,6 тыс. руб., условный чистый доход - 57,1; 54,7; 57,9 тыс. руб./га, рентабельность - 375; 360; 362% (при беспокровном посеве -6,3 тыс. руб./т; 45,7 тыс. руб./га и 411%).

При уборке яровых поздних культур на зерносенаж более высокие показатели себестоимости семян, условного чистого дохода и рентабельности полу-

чили при возделывании донника под покровом суданской травы и проса со сниженной на 40% нормой высева - 1,15 и 1,07 тыс. руб./т, 46,9 и 49,8 тыс. руб./га, 335 и 369% (при беспокровном посеве - 1,16 тыс. руб./т, 32,9 тыс. руб./га, 332%).

При уборке яровых поздних культур на зерно использование кукурузы в качестве покровной культуры обеспечило максимальную экономическую эффективность - 1,04 тыс. руб./т, 58,2 тыс. руб./га, 383%.

ВЫВОДЫ

1. Покровные культуры оказали существенное влияние на рост и развитие донника волосистого. Наибольшая сохранность, зимостойкость и биометрические показатели растений донника наблюдались в беспокровных посевах. При посеве под покров более высокие показатели получены из яровых ранних культур под ячменем, из поздних - под просом и кукурузой, со сниженной на 40% нормой высева и уборкой покровной культуры на зерносенаж (кукурузу - на зеленую массу).

2. Наибольшее количество клубеньков (233,7-302,7 млн. шт./га) и их масса (509,6-659,9 кг/га) сформировались при посеве донника под покров кукурузы, убранной на зеленую массу, и ячменя, убранного на зерносенаж (102,8164,2 млн. шт./га и 222,1-354,8 кг/га).

При беспокровном способе посева количество клубеньков было больше на 54,7-71,7%, масса - 55,4-72,1%.

3. Величина листовой поверхности донника в значительной степени зависела от способа посева и приемов возделывания покровной культуры. Наибольшая площадь листьев донника - 62,9 тыс. м2/га, ФП - 1636 тыс.м" • сут. /га, ЧПФ - 4,94 г/м2 ■ сутки сформировались при использовании в качестве покровной культуры ячменя со сниженной на 40% нормой высева и уборкой его на зерносенаж. Среди поздних культур наибольшие показатели площади листьев -67,3 тыс. м2/га, ФП - 1750 тыс.м • сут. /га, ЧПФ - 5,06 г/м2 • сутки получили под покровом кукурузы со сниженной на 40% нормой высева и уборке на зеленую массу.

4. Из яровых ранних культур в наибольшей степени сорные растения подавляла вико-овсяная смесь и овес. При уменьшении нормы высева покровных культур на 20 и 40% количество сорняков увеличилось - на 7,9-25,1% и 25,650,2%, сырая масса- на 9,1-23,1% и 29,5-46,1%.

Из яровых поздних культур в наибольшей степени сорные растения подавляла суданская трава, как в отношении однолетних, так и многолетних сорняков. Кукуруза в незначительной степени подавляла сорные растения.

5. Наибольшая продуктивность донника волосистого 1-го года пользования получена при беспокровном способе посева - 8,36 т/га кормовых единиц, 1,78 т/га переваримого протеина, 102,4 ГДж/га обменной энергии.

Более высокие показатели продуктивности донника под покровом яровых ранних культур получены при посеве под ячмень со сниженной на 40% нормой высева, уборке на зерносенаж - 6,46 т/га кормовых единиц, 1,37 т/га перевари-

мого протеина и 80,3 ГДж/га обменной энергии или на зерно - 5,44 т/га, 1,15 т/га, 68,5 ГДж/га соответственно.

По суммарной продуктивности звена «яровые ранние покровные культу-ры+донник - донник 1-го года пользования» вико-овсяная смесь (при уборке на зерносенаж) превысила беспокровный посев, сбор кормовых единиц составил 11,13-11,61 т/га, переваримого протеина - 1,89-1,97 т/га, обменной энергии -118,4-123,4 ГДж/га.

6. Яровые поздние покровные культуры значительно снижали продуктивность донника. Наименьшее негативное влияние оказала кукуруза с уменьшенной на 40% нормой высева и уборкой на зеленую массу - 8,86 т/га сухого вещества, 7,19 т/га кормовых единиц, 1,53 т/га переваримого протеина и 88,7 ГДж/га обменной энергии.

Покров суданской травы обеспечивал наиболее существенное снижение урожайности донника - на 16,0-27,1 т/га зелёной массы (или на 35,2-59,6%).

Снижение норм высева и ранняя уборка покровных культур обеспечивают существенные прибавки урожайности зелёной массы донника.

Более высокие показатели суммарной продуктивности получили при посеве донника под просо со сниженной на 20% нормой высева и уборке на зерносенаж: сбор кормовых единиц - 12,87 т/га, переваримого протеина - 2,01 т/га и обменной энергии - 145,0 ГДж/га. При уборке покровных культур на зерно наибольшую продуктивность получили при посеве донника под покров кукурузы - 14,53-14,67 т/га кормовых единиц, 1,75-1,94 т/га переваримого протеина, 217,4-222,1 ГДж/га обменной энергии.

7. Кормовая масса донника отличается достаточно высокими показателями питательности - 9,86-10,07 МДж обменной энергии, 0,79-0,82 кормовых единицы в 1 кг сухого вещества и более 210 г переваримого протеина в 1 кормовой единице. Более высокие показатели питательности корма получили при сниженной норме высева покровной культуры и уборке в более ранний срок (на зерносенаж).

- 8. Покровные культуры снижали урожайность семян донника в 1-й год пользования. По сравнению с беспокровным посевом урожайность донника под покровом ранних яровых культур снижалась на 6,2-51,5% при уборке на зерносенаж и на 28,6-59,1% при уборке на зерно. Наименьшее угнетающие действие на донник оказал ячмень, урожайность семян составила 705-1140 кг/га (при уборке на зерносенаж) и 530-865 кг/га (при уборке на зерно).

Посев донника под кукурузу при уборке на зеленую массу обеспечил минимальное снижение урожайности семян - на 80-235 кг/га (6,6-19,3%), при уборке на силос на 175-385 кг/га (14,4-31,6%), при беспокровном посеве получили 1220 кг/га семян.

9. Наиболее высокие экономические показатели при возделывании донника на кормовые цели получены в беспокровном посеве: себестоимость 1 т кормовых единиц - 1,17 тыс. руб., условный чистый доход - 32,0 тыс. руб./га и уровень рентабельности - 327%. Среди яровых поздних культур суданская тра-

ва и просо с нормой высева, сниженной на 40%, обеспечили более высокую эффективность, чем при беспокровном посеве.

При возделывании донника на семена наиболее высокая эффективность среди яровых ранних культур получена при посеве под ячмень со сниженной на 4.0% нормой высева и уборкой на сенаж: себестоимость 1 т семян составила 6,5 тыс. руб., условный чистый доход - 57,1 тыс. руб./га, рентабельность - 375%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для повышения эффективности сельскохозяйственного производства донник волосистый на кормовые цели рекомендуется возделывать под покровом ячменя, кукурузы или проса со сниженной нормой высева на 20-40% от полной и уборкой их на зерносенаж (кукурузу - на зеленую массу).

2. При возделывании донника волосистого на семена рекомендуется использовать беспокровный посев, посев под ячмень или просо со сниженными нормами высева на 40% от полной и уборкой их на зерносенаж.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Технология возделывания донника волосистого (Melilotus hirsutus Lipsky) сорта Солнышко на кормовые и семенные цели (Методические рекомендации) //O.A. Тимошкин, О.Ю. Тимошкина, A.C. Авдонин, A.A. Яковлев. -Пенза, 2012.-36 с.

2. Тимошкина, О.Ю. Донник волосистый сорта Солнышко - культура многоцелевого использования //О.Ю. Тимошкина, O.A. Тимошкин, A.C. Авдонин/ Сб. статей Всерос. науч.-практич. конф. «Инновационные технологии в АПК: теория и практика» /МНИЦ ПГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2013. -С. 185-¡89.

3. Тимошкин, O.A. Формирование агроценоза донника волосистого сорта Солнышко в подпокровных посевах //O.A. Тимошкин, О.Ю. Тимошкина, A.C. Авдонин / Сб. статей Всерос. науч.-практич. конф. «Инновационные технологии в АПК: теория и практика» /МНИЦПГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2013. -С.181-185.

4. Авдонин, A.C. Элементы технологии возделывания донника волосистого сорта Солнышко в подпокровных посевах / Авдонин A.C., Тимошкин O.A. // Мат. II Международной научно-практической конференции молодых учёных «Теоретическое и практическое развитие науки в современных социально-экономических условиях», М.: Изд-во «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», 2013. - С.69-72.

5. Тимошкин, O.A. Возделывание донника волосистого сорта Солнышко в подпокровных посевах /O.A. Тимошкин, О.Ю. Тимошкина, A.C. Авдонин// X Международный симпозиум «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования», Пущкно. - 2013-Т. 2.-С.249-252.

6. Тимошкин, O.A. Элементы технологии возделывания донника волосистого сорта Солнышко на кормовые цели / O.A. Тимошкин, О.Ю. Тимошкина, A.C. Авдонин //Международный сельскохозяйственный журнал. - 2013. -№4.-С. 58-61.

7. Тимошкина, О.Ю. Элементы технологии возделывания донника волосистого сорта Солнышко на семенные цели / О.Ю. Тимошкина, A.C. Авдонин // Достижения науки и техники АПК. - 2013. -№8. - С, 13-16.

8. Тимошкина, О.Ю. Экономическая эффективность возделывания донника волосистого на кормовые и семенные цели / О.Ю. Тимошкина, O.A. Тимошкин, A.C. Авдонин // Достижения науки и техники АПК. -2013. -№9. -С. 49-52.

Подписано в печать 25.10.2013 г. Формат 60x84 ¡/16. Объем 1,04 п. л. Тираж 100. ____Заказ №

Отпечатано с готового оригинал-макета в мини-типографии. Свидетельство № 5551. 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Авдонин, Алексей Сергеевич, Пенза

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Государственное научное учреждение

ПЕНЗЕНСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

04201455163

АВДОНИН АЛЕКСЕЙ СЕРГЕЕВИЧ ПОДБОР ПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР ДЛЯ ДОННИКА

волосистого (МЕЫьотив нгозитиз ЫР8КУ)

В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность: 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Тимошкин Олег Алексеевич

ПЕНЗА - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ......................................................................4

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА............7

1.1 Народнохозяйственное значение донника двулетнего..............7

1.2 Покровные культуры в технологии возделывания многолетних трав......................................................................................................................12

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.. 24

2.1 Место и условия проведения исследований....................................24

2.2 Материал, объект и методика проведения исследований.. 29

3 ВЛИЯНИЕ ЯРОВЫХ РАННИХ ПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР НА ФОРМИРОВАНИЕ АГРОФИТОЦЕНОЗА ДОННИКА ВОЛОСИСТОГО 35

3.1 Формирование агроценоза донника волосистого

в 1-й год жизни..............................35

3.2 симбиотическая деятельность донника......................................41

3.3 Фотосинтетическая деятельность агроценоза..............................48

3.4 Засоренность посевов в зависимости от покровных культур 53

3.5 Освещенность посевов в зависимости от покровных культур 55

3.6 Продуктивность покровных культур..........................................................58

3.7 Продуктивность агроценоза донника. 60

3.8 Химический состав и питательность корма из донника 65

3.9 Урожайность семян донника 67

4 ВЛИЯНИЕ ЯРОВЫХ ПОЗДНИХ ПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР НА ФОРМИРОВАНИЕ АГРОФИТОЦЕНОЗА ДОННИКА ВОЛОСИСТОГО.................................................................... 72

4.1 Формирование агроценоза донника волосистого в 1-й

год жизни..................72

4.2 Формирование симбиотического аппарата......................................76

4.3 Фотосинтетическая деятельность донника волосистого 8 2

4.4 Засоренность посевов в зависимости от покровных

культур 84

4.5 Интенсивность освещения под поздними покровными

культурами..........................................................................................................................................87

4.6 Продуктивность покровных культур..........................................................88

4.7 Продуктивность агроценоза донника 90

4.8 Химический состав и питательность корма из донника ... 93

4.9 Урожайность семян донника 95 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

ДОННИКА ВОЛОСИСТОГО........................................................................99

ВЫВОДЫ............................................................................................................................................................107

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ..................................................................................110

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ............................................111

ПРИЛОЖЕНИЯ.....................................................................

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Важным резервом кормопроизводства в лесостепи Среднего Поволжья является культура донника двулетнего. Это высокоурожайное кормовое растение, по питательности не уступающее люцерне. Преимущество донника в его высокой экологической пластичности, нетребовательности к плодородию и условиям произрастания. Он обладает устойчивой кормовой продуктивностью, скороспелостью, ценен как медоносное растение. Донник обладает высокой средообразующей функцией и не уступает чистому пару в качестве предшественника для сельскохозяйственных культур. Целесообразность расширения посевов донника обуславливается также легкостью семеноводства, не сложной агротехникой, слабой подверженностью болезням и повреждению вредителями, выраженной фитосанитарной способностью.

В 2012 году в Государственный реестр сортов, допущенных к использованию, внесен сорт донника волосистого (МеШоШБ ЫгбцШб Ырвку.) Солнышко селекции Пензенского НИИСХ и ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова.

Донник волосистый - новая двулетняя кормовая культура для Пензенской области. Он обладает комплексом хозяйственно ценных признаков, которые предполагают возможность его широкого использования в сельскохозяйственном производстве, как на кормовые цели, так и в качестве сидеральной культуры. Поэтому разработка приемов его возделывания на кормовые цели и семена является важным условием его интродукции в кормопроизводство лесостепи Среднего Поволжья.

Цель исследований - теоретически обосновать и разработать технологические приемы возделывания донника волосистого сорта Солнышко на кормовые цели и семена, базирующиеся на подборе покровных культур, их норм высева и сроках уборки, обеспечивающие максимальную продуктивность донника в условиях лесостепи Среднего Поволжья.

КМ

В задачи исследований входило:

• изучить особенности роста и развития донника волосистого в подпок-

ровных и в беспокровных посевах;

• изучить параметры фотосинтетической деятельности, развитие сим-биотического аппарата донника волосистого;

• определить влияние покровных культур на засоренность агрофитоце-

ноза;

• провести подбор покровных культур, способствующих оптимальному развитию донника в год посева и оказывающих минимальное отрицательное воздействие на продуктивность в год использования агроценоза;

• определить оптимальные нормы высева покровных культур и срок их уборки, обеспечивающих высокую продуктивность донника;

• определить влияние агротехнических приемов на показатели качества зеленой массы донника волосистого;

_• дать экономическую, оценку изучаемы-х-приемов-возделывания:

Научная новизна. Применительно к почвенно-климатическим условиям лесостепи Среднего Поволжья впервые определены лучшие покровные культуры, нормы их высева и сроки уборки при возделывании новой кормовой культуры донника волосистого сорта Солнышко на кормовые цели и семена.

Показаны закономерности формирования фотосинтетической и симбио-тической деятельности донника волосистого, засоренность и освещенность аг-рофитоценозов яровых ранних и поздних покровных культур. Выявлены особенности влияния покровных культур на формирование урожайности семян, зелёной массы и ее качество. Показана экономическая эффективность изучаемых приемов технологии возделывания донника волосистого.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. На основании проведенных исследований разработаны и рекомендованы приемы ресурсосберегающей технологии возделывания донника волосистого Солнышко: лучший способ посева - беспокровный ранневесенний, лучшие покровные культуры - ячмень, просо на зерносенаж и кукуруза на зеленую подкормку. Применение рекомендуемых приемов технологии возделывания

донника волосистого позволяет получать 6,5-8,5 т/га кормовых единиц, 1,4-1,8 т/га переваримого протеина, 80-105 ГДж/га обменной энергии и 1,14-1,22 т/га семян.

Результаты исследований автора вошли в региональные методические рекомендации: «Технология возделывания донника волосистого (МеШоШБ ЫгбцШб ЬлрБку) сорта Солнышко на кормовые и семенные цели» (Пенза, 2012).

Положения, выносимые на защиту:

- особенности роста, развития растений, продукционного процесса донника волосистого в зависимости от приемов возделывания;

- закономерности засоренности и освещенности донника в агрофитоцено-зах с яровыми ранними и поздними покровными культурами;

- продуктивность донника волосистого в зависимости от приемов возделывания; ________

- экономическое обоснование приемов возделывания донника волосистого.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались

на ежегодных отчётах ГНУ Пензенский НИИСХ (2011-2013 гг.); региональной конференции: «Инновационные технологии в АПК: теория и практика» (Пенза, 2013); международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 2013); международной научно-практической конференции «Теоретическое и практическое развитие науки в современных социально-экономических условиях» (Москва, 2013).

Разработки внедрены в хозяйствах Пензенской области.

Публикация в печати. Основные положения диссертации опубликованы в 8 статьях, в том числе 3 - в изданиях по перечню, рекомендованному ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 134 страницах компьютерного текста, содержит 32 таблицы, 18 рисунков и 41 приложение. Список литературы включает 263 источника, в том числе 19 зарубежных авторов.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1 Народнохозяйственное значение донника двулетнего

В современном земледелии усиливается значение экологической и биологической роли органического вещества почвы и влияния агроприемов на почву. В этой связи важное значение приобретают биологические способы воспроизводства плодородия почвы, поддержание ее удовлетворительного структурного состояния, предотвращение эрозии и сохранение плодородия почвы, ресурсо- и влагосбережения, регулирование фитосанитарного состояния посевов и почвы (Кирюшин В.И., 1966; Нарциссов В.П., 1982; Жученко A.A., 1983, 1990, 2000, 2009; Исаева Л.И., 1985; Вальков В.Ф., 1986; Милащенко Н.З., 1987; Лошаков В.Г., 1992; Кирюшин В.Н., 1993; Благовещенский Г.В., 1995; Михайличенко -B.FI.rl 99571997; БелякВ.Б. ,1998Г20087Денйсов Е.Г1, Солодовников А.Г1, 2006, 2007; Косолапое В.М., 2008, 2009, 2010; Кашеваров Н.И., Вязовский В.А., 2010; Орешкин М.В., 2010).

Самой масштабной отраслью в сельском хозяйстве, оказывающей существенное влияние на решение ключевых проблем растениеводства и земледелия, сохранения и воспроизводства плодородия почв, является кормопроизводство. Именно совершенствование структуры кормового поля путём расширения видового состава за счёт нетрадиционных и малораспространённых культур в регионе, создании и внедрении в производство новых высокоурожайных сортов многолетних трав, характеризующихся стабильной продуктивностью и хорошими кормовыми качествами, во многом будет способствовать решению существующих проблем (Шпаков A.C., 2001а, б, 2002, 2008; Косолапов В.М., 2008, 2009).

В этой связи перспективной культурой является донник двулетний - высокоурожайная кормовая культура, богатая протеином и другими питательными веществами. По питательности он равноценен лучшим бобовым травам -люцерне, клеверу, эспарцету, а по содержанию протеина, фосфора, кальция -часто превосходит их (Мелешко H.A., 1934; Суворов В.В., 1950; Садырин М.М.,

1958; Халлер Э.К., 1959; Барбалис П.Д., Якобсоне Ю.А., 1960; Тютюнник М.Г., 1967; Томмэ М.Ф., 1970; Артюков Н.В., 1970, 1972, 1973; Кириченко И.И., 1974; Вавилов П.П., Кондратьев A.A., 1975; Ошаров И.И., 1978; Пучков Б.А., 1980; Зайнеев Ш.А., 1984; Кутузова A.A., Новоселов Ю.К. и др., 1984; Масали-мов Т.М., 1984, 1991; Хуснидинов Ш.К., 1985; Сусоев А.Д., 1985а, б; Валько-ванный В.Л., 1985; Величко П.К., 1985; Готшалюк В.И.; Левин А.Б., 1985; На-заренко П.Н., 1985; Банул Ю.С., 1986; Левин И. Ф., 1987; Капустин Н.К., 1993; Гриценко В.Г., Егоров B.C., 1995; Крюков Н.П., 1997; Беляк В.Б., 1998; Бенц В.А., Кашеваров Н.И., Демарчук Г.А., 2001; Зарипова Г.К., 2007; Мадебейкин И., Скворцов А., 2007; Шукис Е.Р., Шукис С.К., 2008; Дридигер В.К., 2010; Werner К., 1961; McEwen L., Johnston А.Е., 1985).

По кормовым достоинствам зеленая масса донника не уступает зеленой массе других ценных бобовых трав. В 100 кг ее содержится 18.0-18,7 кормовых единиц и 3,2-4,5 кг переваримого протеина. Донниковое сено по питательности практически сходно с люцерновым и клеверным. Лишь по количеству витаминов оно немного уступает клеверу (Вавилов П.П., Посыпанов Г.С., 1983; Гончарова В.П., 1991; Беляк В.В., 1995, 1998; Посыпанов Г.С. и др., 1997; Дридигер В.К., 1998). Питательная ценность донника зависит от способов использования. Более высокий сбор кормовых единиц, переваримого протеина и каротина в корме получается при выращивании на зеленую массу, в сене донника мало каротина, но содержится много кальция и фосфора; у травяной муки и сенажа - кормовая ценность средняя, но сбалансированная (Лопатко М.В., Андрианов В.И., 1979). Белок донника полноценен по составу незаменимых аминокислот (Суворов В.В., 1950; Томмэ М.Ф, 1972; Вавилов П. П, 1983; Гейдебрехт И.П., 1983; Посыпанов Г. С., 1993; Беляк В. Б., 1998; Дридигер В.К., 2010).

Донник двулетний - хорошее пастбищное растение и может использоваться длительное время с начала весны до поздней осени как в первый, так и во второй год жизни (Мелешко Н. А., 1934; Артюков Н. В., 1972; Масалимов Т.М., Нурмухамедов Н. М., 1984; Кушинский М. Ф., Лукьяненко А. И. и др.,

1985; Надежкин С.Н., 1999; Новиков М.Н., Тужилин В.М., 2011; Feather C.L.; Fulbright Т.Е., 1994). Гарантированно обеспечивает высокий урожай раннего корма с хорошим качеством даже в условиях засухи, что немаловажно в условиях наметившейся аридизации климата в последние годы в лесостепи Среднего Поволжья (Кенесов К.Т., 1983; Шуклов Ф.П., 1983; Костенко П., Лапшин Н., 1986; Михайлюк И.Н., 1974; Масалимов Т.М., 1988; Nelson Y., 1982; Castonguay Y., Guckert A., 1996; Griffm G. D., Jenzen К. В., 1997; Кирпичов I. В., 1999; Brand-saeter K.O., Smeby Т., Tronsmo A.M., 2000).

О достаточно высокой питательной ценности донникового силоса писал Г.К. Баранов и др. (1992). В своих исследованиях они сравнили по основным показателям качества донниковый силос с кукурузным: сухого вещества содержалось - 33,86 и 19,80%; переваримого протеина - 4,60 и 1,85%; жира - 1,93 и 1,15%; клетчатки - 9,40 и 6,01% соответственно; содержание_кормовых-единиц в 1 кг корма - 0,28 и 0,18; содержание переваримого протеина в 1 кг корма - 35,4 и 10,5 г. При силосовании листья сохраняются полностью, а стебли размягчаются и полностью поедаются животными.

Хорошо поедается животными сенаж из донника. Это высокопитательный корм: в 1 кг содержится 0,3 корм, ед., 15 мг каротина, 18% протеина, 89% молочной кислоты от общего количества органических кислот (Артюков H.B., 1971, 1972).

Оптимальное сочетание питательных элементов и продуктивности растений донника отмечается в фазе бутонизация - начало цветения. Позднее количество протеина резко снижается, а клетчатки и кумарина - возрастает. Так, донниковое сено при уборке до цветения содержит 0,52 корм, ед., в начале цветения -0,50 корм, ед., а в полное цветение - только 0,45 корм. ед. По данным Н.П. Крюкова (1997) при скашивании донника в период бутонизации - начала цветения содержание протеина в зеленой массе было наибольшим - 19,84% и отмечалась наивысшая облиственность растений - 52,3%.

Донник содержит во всех частях растения ароматическое вещество - кумарин в количестве от 0,03 до 1,5% на сухое вещество (Суворов В.В., 1962; Са-галбеков У.М., 1984; Масалимов Т. М., 1991; Тимошкин O.A., Тимошкина О.Ю., 2012, 2013). Его содержание изменяется в зависимости от условий выращивания, фазы развития, времени скашивания. Наибольшее содержание его отмечается в фазе полного цветения - начала созревания. В утренние и вечерние часы содержание кумарина уменьшается, в полуденные часы - возрастает. Поэтому скашивать донник на сено, сенаж или силос лучше рано утром или перед заходом солнца.

Донник является одной из лучших парозанимающих культур, часто он оказывает большее действие и последействие на урожайность сельскохозяйственных культур, чем черный пар (Садырин М.М., 1958; Саламатин Н.С, 1958; Халлер Э.К., 1959; Грузнев Н., Молчадский С., .19_61;_Суворов-В.В,-,- 1962-; -Жир-линская Е.А., Рюмин И.Н., 1965; Фокеев П.М., Игнатов П., 1966, Хуснидинов Ш.К., 1985; Масалимов Т.М., 1990; Надежкина Е.В., Надежкин С.М., Корягин Ю.В., 1997; Алборова П.В., Фарниев А.Т., 1998; Беляк В.Б., 1998; Колпаков A.A., 1998; Шашкаров Л.Г., 1999; Халин A.B., 2000; Парахин Н.В., Петрова С.Н., 2000, 2009; Берзин A.M., 2008; Ляшко В., 2010; Титов В.Н., Мамонов А.Н., 2011; Козырев, А.Х., Алборова П.В., Сабанова A.A., 2012).

Многолетние бобовые травы в полевых севооборотах являются источником сохранения и повышения содержания органического вещества в почве. Среди них донник имеет существенные преимущества, так как уже в первый год жизни значительно превосходит их по урожайности, азотфиксации и накоплению в почве корневых и пожнивных остатков, и тем самым обогащает почву перегноем и другими элементами питания (Саламатин Н. С, 1961; Канищев В., 1964; Ошаров И.И., 1978, 1980; Ошаров И., 1983; Кушинский М. Ф. и др., 1985; Костенко П., Лапшин Н., 1986; Дридигер Б.К., Данко С.Н., Ахцигер С.Б., 1995; Лукин С.М., 1995; Пинегин В., 1998; Савин А.П., 2005, 2011; Середа H.A., Хай-руллин ИХ., Петрова М.В., 2007; Шрамко, Н.В., 2009; Williams M. J., Chambliss

С. G., Brolmann J. В., 1995; Cecoon P., Giovanardi R., Marini P., Peresotti A., 1996; Wivstad M., 1997; ZahranH.H., 1998). Зеленая масса донника при заделке в почву быстро разлагается (Шубин М.М., 1958; Игнатов П.М., 1976, 1997). Механическое действие мощной корневой системы донника на почву улучшают ее дренаж, аэрацию, структуру, физико-химические свойства (Фокеев П., Игнатов П., 1970).

При возделывании донника с полей исчезают многие почвенные вредители - нематоды, проволочники, ложнопроволочники. Считается, что причина их гибели - дикумарин, образующийся из кумарина при гниении растительных остатков (Артюков Н.В., 1973; Каращук И.М., Ошаров И.И., 1981, 1988; Маса-лимов Т.М., 1988).

Солевыносливость и фитомелиоративные свойства делают донник незаменимым на солонцовых и засоленных почвах, песках,_крутых_склонах,-ре^-культивируемых землях (Таланов Б.В., 1935; Макарова Г.И., 1961; Молчадский С.Р., 1969; Яковлев А., Коноровский А.К., 1971; Стецура П.А., Ли A.B., 198