Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Повышение продуктивного долголетия вырождающихся травостоев фрезерованием с подсевом бобовых трав

ВАК РФ 06.02.02, Кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

Автореферат диссертации по теме "Повышение продуктивного долголетия вырождающихся травостоев фрезерованием с подсевом бобовых трав"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ pre ВЕ^КОЛУКСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ г' и АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

ФЕДОРОВА-СЕМЕНОВА Татьяна Евгеньевна

ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОГО ДОЛГОЛЕТИЯ ВЫРОЖДАЮЩИХСЯ ТРАВОСТОЕВ ФРЕЗЕРОВАНИЕМ С ПОДСЕВОМ БОБОВЫХ ТРАВ

Специальность 06.02.12 - кормопроизводство и луговодство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Великие Луки 1998

Диссертационная работа выполнена на кафедре луговодства и сельскохозяйственной мелиорации Великолукской государственной сельскохозяйственной академии.

Научные руководители: Заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.П. Спасов; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент М.А. Костенко.

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.А. Тюльдкжов;

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Д.С. Корнышев.

Ведущее предприятие (учреждение) - Псковский научно-исследовательский институт сельского хозяйства.

Защита диссертация состоится " 30 " ^ЮНЯ_1998 г.

В" 15~ " часов " 00 " минут на заседании диссертационного совета К 120.34.01 Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. Адрес: 182100, Псковская область, г. Великие Луки, пл. Ленина, д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Великолукской ГСХА. Автореферат разослан " ^^ " МО-Я 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Л.И. Иванова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Большинство лугов Нечерноземья в настоящее время находятся в неудовлетворительном состоянии. Длительность использования, повышенная нагрузка на дернину привели к ухудшению флористического состава, замене ценных видов трав сорным разнотравьем. Частые перезалужения, практикуемые ранее, связаны с большими материальными затратами, которые порой себя не оправдывали.

Создание бобово-злаковых травостоев путем подсева в дернину бобовых трав является ресурсосберегающим и экологически чистым приемом поверхностного улучшения старосеяных сенокосов и пастбищ, без внесения минерального азота, дорогостоящей обработки почвы при перезалужении, экономии семян трав, при сохранении кормовой площади практически без перерыва в постоянном использовании.

Цель и задачи исследований. Основная цель настоящей работы состоит в разработке эффективного приема поверхностного улучшения сеяных старовозрастных травостоев, направленного на продление продуктивного долголетия, на улучшение качества кормовой массы, при этом экономически выгодного и экологически безопасного. В задачу исследований входило:

- разработать, изготовить и испытать экспериментальный образец фрезерной машины, выполняющей специальную поверхностную обработку дернины;

- выявить характер действия различных приемов улучшения на побегообразование, урожайность, видовой состав травостоев;

- определить влияние поверхностного улучшения на качество получаемой кормовой массы;

- определить уровень накопления азота урожаем и размер биологической азотфиксации;

- определить изменение агрохимических, агрофизических и биологических свойств почвы под влиянием способа улучшения;

- дать агроэнергетическую оценку изучаемых технологий улучшения травостоев.

Научная новизна. Существующие приемы поверхностного улучшения, такие как удобрения, известкование, механическая обработка, подсев многолетних трав, проводимые отдельно и в комплексе, полностью не решают проблему продления продуктивного долголетия. Впервые предлагается технология поверхностного улучшения, которая за счет специальной обработки почвы фрезерованием заменяет длительную эволюцию дернины, формирует крупные кусты овсяницы тростниковой, коренным образом улучшает среду обитания побегов, восстанавливает высокую продуктивность старосеяного травостоя. Благодаря совпадению направленности воздействия на дернину поверхностной обработки с естественным развитием дернового процесса влияние этой обработки многократно усиливается. Для осуществления данной обработки создана действующая модель агрегата поверхностного улучшения лугов.

Практическое значение разработок. Поверхностное улучшение долголетних сеяных травостоев с применением подсева бобовых трав, осуществляемое по предлагаемой технологии дает возможность увеличения урожая на 28 % по сравнению с типовой технологией улучшения с подсевом, обеспечивает участие бобовых трав в старовозрастном травостое до 40-60%, сохраняет травостой пригодным к эксплуатации сразу в год улучшения, в целом продлевает продуктивное долголетие старосеяного луга.

Связь с научно-техническими программами. Исследования по данной теме были включены в межвузовскую научно-техническую программу на 1995-2000 гг. "Разработать и внедрить энергосберегающие экологически чистые технологии кормопроизводства''.

Реализация полученных результатов. Разработанный прием поверхностного улучшения прошел производственную проверку и внедрен в сельскохозяйственном обществе с ограниченной ответственностью "Искра" Великолукского района Псковской области. Основные резуль-

таты исследований опубликованы в 3-х печатных работах. По материалам исследований в Великолукской ГСХА на кафедре луговодства и сельскохозяйственной мелиорации защищены 3 дипломные работы, на кафедре механики и графики 1 дипломная работа.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научно-производственных конференциях в Великолукской ГСХА (1996 и 1998гг.).

На защиту выносятся положения о влиянии различных способов поверхностного улучшения старосеяных травостоев овсяницы тростниковой на динамику побегообразования, ботанический состав, урожайность, размеры накопления биологического азота, качество получаемой травяной массы, на агроэнергетическую эффективность приемов улучшения травостоев.

Струюура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав экспериментальной части, выводов, предложений производству, списка использованной литературы. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы, 12 рисунков. Список литературы включает 222 наименования, в том числе 17 на иностранных языках.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования по теме диссертационной работы были проведены в 1995-1997 гг. на лугомелиоративном стационаре научно-исследовательской лаборатории по кормопроизводству Великолукской ГСХА, расположенном на территории учхоза "Удрайское" Великолукского района Псковской области.

Опытный участок расположен на старопойменной дерновой аллювиальной среднесуглинистой почве. В слое 0-20 см почва имеет реакцию среды рНка-5,7, гидролитическую кислотность 1,5 мг-экв/100 г., хорошо насыщена основаниями (89,3%), содержит 2,50% гумуса,

7,3 мг/100 г легкогидролизуемого азота, фосфора и калия - соответственно 12,0 и 14,4 мг на 100 г почвы. Плотность скелета почвы составляла 1,36 г/см3, плотность твердой фазы - 2,58 г/см3, общая порозность -46,2%.

Температурный режим и увлажнение вегетационных периодов в годы проведения исследований были разными и характерными для области: осадков выпадало 280-355 мм, ГТК составлял 0,95-1,31, средняя температура воздуха за вегетационный период составляла 12,6-13,9°С.

Опыт был заложен в мае 1995 г. на исходном сеяном травостое с преобладанием овсяницы тростниковой девятого года жизни, который использовался на зеленый корм. Доля основного вида в травостое составляла около 52%.

Опыт 1 (основной) предусматривал исследование различных вариантов поверхностного улучшения:

A. Исходный травостой:

1) без подсева и без удобрений

2) без подсева + №пРлоКед.

Б. Типовое фрезерование:

1) подсев + К'эоРбоКьо

2) без подсева и без удобрений.

B. Экспериментальное фрезерование с шириной междурядий 40см:

1) без подсева и без удобрений

2) без подсева + ИоР^Км

3) без подсева + И^РвоК-бо

4) подсев без удобрении

5) подсев + ЫоР6оК<о

6) подсев с увеличением междурядий до 60 см + Ко?боК«о-

Г. Коренное улучшение.

Типовое фрезерование поверхности почвы проводилось по методике ВНИИ кормов (взрыхление полос шириной 12,5 см и расстоянием между ними 30 см). Норма высева 2,5 кг/га семян клевера лугового сорта 6

Псковский местный двуукосный.

Варианты в опытах размещены методом рендомизированных повторений. Площадь учетной делянки составляла 10 м2. Повторность опытов 5-кратная.

Агротехника использования многолетних травостоев общепринятая для Нечерноземной зоны России. За сезон проводили 2 укоса: первый в фазу выметывания овсяницы, второй - через 65-70 дней.

Опыт 2 (краткосрочный) предусматривал изучение полевой всхожести и выживаемости подсеваемых бобовых трав при различных технологиях обработки почвы. Схема опыта включала в себя следующие варианты:

A. Белорусская технология.

Б. Английская технология.

B. Технология обработки ВНИИ кормов.

Г. Экспериментальная технология.

В каждой технологии предусматривался подсев трех бобовых компонентов: клевера лугового сорта Псковский местный двуукосный -2,5кг/га, клевера ползучего сорта Волат -1.5 кг/га, козлятника восточного сорта Гале - 5 кг/га. Дозы минеральных удобрений вносили из расчета РбоКео. Учет полевой всхожести и выживаемости проводили в соответствующие периоды. Первый - в стадию стеблевания, второй - за 5-10 дней до конца вегетации растений.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО

УЛУЧШЕНИЯ

Предлагаемая нами технология поверхностного улучшения направлена на продление продуктивного долголетия рыхлокустовых злаков, улучшение качества кормовой массы за счет изменения содержания бобовых трав в травостое.

В основу технологии положен биологический механизм продле-

ния продуктивного долголетия злаковых травостоев, выявленный в длительном опыте, проводимом в Великолукской ГСХА с 1983 по 1995 гг., согласно которому в развитии травостоя можно выделить три периода: I период - высокопродуктивный, продолжительностью до 5 лет; II период- деградация травостоя, внедрение сорного разнотравья и, как следствие, снижение продуктивности; Ш период - на 10-14 год жизни травостоя самовозобновление продуктивности за счет образования крупных кустов рыхлокустовых злаков, в которых усиливается вегетация. Эти периоды в развитии травостоя, выделяемые по уровню продуктивности и изменениям его состояния, оказались связанными с эволюцией средообразую-щих свойств дернины: от образования дернины в первый период, сплошного ковра во второй период до преобразования сплошного ковра в отдельные пятна в третий период. Отсюда открывается возможность регулированием дернового процесса воздействовать на продуктивность старовозрастного травостоя.

Специальная поверхностная обработка, выполненная на 4-5 году жизни травостоя, позволяет исключить длительный нгокопродуктавньш период в развитии травостоя. Замена длительной эволюции дернины специальной поверхностной обработкой луга в кратчайшие сроки преобразует сплошной ковер дернины в отдельные пятна с микроповышениями рельефа луга, что вызывает ускоренное образование крупных кустов с последующим восстановлением высокой продуктивности.

Для осуществления специальной обработки нами был разработан, изготовлен и испытан экспериментальный образец агрегата, который отличается от известных отечественных и зарубежных аналогов тем, что создает специальный микрорельеф поверхности почвы (рис. 1).

Формирование профиля производит активный рабочий орган -двойная фреза. Разрушение дернины осуществляют ножи в форме дисков диаметром 24 см. Форма и геометрические размеры дисковых ножей были выбраны таким образом, чтобы обеспечить интенсивное крошение почвенных частиц до 1 -2 мм и уменьшить скорость отбрасывания час-

тиц, что очень важно при формировании микрорельефа. Фрезерный рабочий орган крепится на раме, на которой также располагается семенной ящик с высевающим устройством.

Рис. 1. Микрорельеф поверхности почвы после проведения экспериментального фрезерования и подсева бобовых трав

Вращаясь в разные стороны, дисковые ножи разрушают дернину, образуя канавки. Выбранная из канавок и измельченная дернина формирует гребень, под которым находятся присыпанные злаковые растения, для которых и создаются благоприятные условия для роста и развития тем, что защищается зона их кущения от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды. Вследствие этого улучшается вегетативное возобновление растений.

Согласно предлагаемой технологии подсев бобовых трав производится в отфрезерованные канавки, в которых уменьшается конкуренция со стороны основного вида. Предлагаемая нами технология исключает применение гербицидов, т.е. является экологически безопасной. На дне канавки фреза оставляет бороздки, в которые попадают семена бобовых трав.

Создаваемый микрорельеф поверхности почвы позволяет изменять агрофизические свойства почвы, такие, как плотность сложения, порозность, от которых во многом зависит аэрация почвы и водоснабжение растений улучшаемого травостоя.

Следовательно, за короткий промежуток времени путем специальной поверхностной обработки дернины происходит образование крупных кустов овсяницы тростниковой, подобных кустам, создаваемым природой, в которых усиливается вегетация. Подсеваемые бобовые существенно изменяют ботанический состав травостоев.

Наши исследования направлены на сравнение предлагаемой технологии поверхностного улучшения с некоторыми ранее существующими технологиями.

Разработанный агрегат за один проход может выполнять фрезерование, создавать специальный микрорельеф поверхности почвы, производить внесение удобрений, подсев трав. Это позволяет избежать нежелательного уплотнения дернины из-за неоднократного проезда сельскохозяйственной техники.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Побегообразование. Наблюдения за изменением характера побегообразования показали, что за 1995-1997 гг. в травостое с преобладанием овсяницы тростниковой, не подвергавшемся приемам улучшения, сократилось число побегов с 648 до 613 шт/м2. Ежегодное внесение удобрений ЫэоРбоКбо увеличило количество побегов в среднем до 752 шт/м2.

В вариантах поверхностного улучшения с применением фрезерования, как типового, так и экспериментального, произошло увеличение количества побегов овсяницы тростниковой, хотя по годам исследований динамика побегообразования носила различный характер. Так, в год обработки типовое фрезерование усилило образование побегов до 674-792 шт/м2, а экспериментальное фрезерование в некоторых вариантах даже снизило исследуемый показатель до 527-612 шт/м2, т.к. определенная часть старого травостоя была разрушена.

На другой год после обработки в вариантах экспериментального фрезерования усилилась интенсивность побегообразования, особенно в

варианте с подсевом клевера лугового и внесением РбоКбо до 157% к исходному травостою.

Данные наблюдений 1997 года свидетельствуют также в пользу экспериментального фрезерования. Показатель числа побегов здесь составил 126-165% к исходному травостою. Тогда как типовое фрезерование снизило побегообразовательную способность овсяницы тростниковой до 704 шт/м2 (114%).

В процессе исследований проводили наблюдения не только за интенсивностью побегообразования овсяницы тростниковой, но и за трансформацией самих растений. В результате наблюдений выяснилось, что создание специального микрорельефа поверхности почвы ускоряет образование крупных кустов (с числом побегов более 40-50 штук), в которых интенсифицируются процессы кущения. В вариантах экспериментального фрезерования со стандартной шириной обработки (40 см) на 1 м2 образовалось 9-14 кустов диаметром 18-22 см и числом побегов 40120 шт., близких по размерам естественным кустам, которые создает природа на 14-15-м год}' жизни травостоя за счет саморегуляции. Увеличивая при обработке междурядья до 60 см, нарушается соотношение, между обработанной и необработанной частями дернины, поэтому в этом варианте снижается количество крупных кустов до 5-9 на 1 м\

Ботанический состав. В год фрезерования (1995 г.) исходный травостой состоял на 52,1% из сеяного вида - овсяницы тростниковой, 8,4% бобовых других ценных кормовых злаков - 12,2%. Обилие одуванчика лекарственного в составе 27,2% разнотравья свидетельствовало о дигрессии лугового травостоя (таблица 1). Улучшение травостоя путем внесения удобрений (ИадРбоКбо) повысило долю овсяницы тростниковой до 60%. Сочетание типового фрезерования с полосным подсевом клевера лугового и внесением Р60К60 обеспечило участие в травостое бобовых 21,3% на второй и 16,1 % на третий год проведения исследований.

Существенно трансформировался травостой при проведении экс-

11

Ботанический состав травостоев в зависимости от способа улучшения, % по массе

19 95 г. 1996 г. 19 97 г.

Способ улучшения Овсяница тростниковая Прочие злаки Бобовьк Разнотравье Овсяница тростниковая Прочие злаки Бобовые Разнотравье Овсяница тростниковая Прочие злаки Бобовые Разнотравье

Исходный травостой Исходный травостой+НадРбоКбо 52,1 59,7 12.3 11.4 8,4 8,6 27.2 20.3 52,4 65,9 11,9 10,5 6,2 8,2 29,6 15,4 53,3 66,0 12,1 11,2 4.5 4.6 30.1 18.2

Типовое фрезерование: подсев + ИоРеоКбо без подсева и без удобрений 51,7 53,5 10,6 6,1 11,3 10,2 26,4 30,2 50,1 56,5 6,3 12,1 21,3 4,1 22,3 27,3 55,3 55,5 6,2 12,2 16,1 3,6 22,4 28,7

Экспериментальное фрезерование: без подсева и без удобрений без подсева + ИоРмК«) без подсева + N90 Р60 К«, подсев без удобрений подсев + М0РбоК«0 увеличение междурядий + подсев + ИоРбоКбо 62 61,4 59,9 56,2 56,2 55,7 5.7 5.8 6,1 7,7 8,3 9,7 4,6 4,8 4,8 14,3 15,8 16,2 27,5 28,0 29,2 21,2 19,7 18,4 58,7 58,6 59,0 46,0 33,6 44,9 8,5 8,9 16,7 2,8 3,2 3,1 6,6 6,8 6,6 48.1 59,9 49.2 26,2 25,8 17,7 3,1 3,3 2,8 60,0 60,2 58.2 60,2 60.3 57.4 8,2 8,1 7.3 7.4 6,8 8,3 4.2 4.3 5,0 20,2 23,2 18,7 27,6 27.4 29.5 12,2 9,7 15.6

Коренное улучшение 69,2 1,6 26,5 2,7 58,9 3,7 32,1 5,3 75,1 5,2 12,1 7,6

периментального фрезерования с подсевом клевера и внесением фос-форно-калийных удобрений, особенно на 2-й год пользования. Доля бобовых возросла до 59,9%. При этом отмечено снижение в травостое разнотравья, особенно одуванчика лекарственного.

Урожайность улучшаемых травостоев. Средняя урожайность сухой массы исходного травостоя, улучшаемого внесением поверхностно ЫдоРбоКбо, составила 3,26 т/га. Прибавка за счет удобрений - 1,38 т/га (26%). Наибольший средний урожай сухой массы получен при экспериментальном фрезеровании, сочетаемом с подсевом клевера лугового и внесением фосфорно-калийных удобрений РбоК«> - 3,88 т/га (таблица 2). Типовое фрезерование с подсевом на фоне РбоК^о обеспечило получение 3,03 т/га сухой массы, что на 28% меньше, чем в вышеуказанном варианте.

При выполнении экспериментального фрезерования с увеличением междурядий получена более низкая урожайность (3,59 т/га), чем при стандартной ширине обработки.

Сравнивая вариант поверхностного улучшения с внесением адбоЮ» (3,26 т/га) с вариантом экспериментального фрезерования без подсева на фоне РбоК«о (3,28 т/га) наблюдаем практически одинаковый результат, что свидетельствует об эффективности последнего.

Полевая всхожесть и выживаемость бобовых трав. Наши наблюдения показали, что специальный микрорельеф поверхности способствует получению лучших результатов по полевой всхожести: у козлятника восточного она составила - 26%, клевера лугового - 63%, клевера ползучего - 61%. По другим технологиям этот показатель составил соответственно: 22-24, 44-58, 42-57%.

Как уже было отмечено, наблюдения за выживаемостью подсеваемых компонентов проводились в два срока. Первый - в стадии стеблевания бобовых, второй - в конце периода их вегетации. Если на первом этапе наблюдений разница между вариантами была несущественной (3-7%), то в конце периода вегетации по трем подсеваемым бобовым видам трав лучшие результаты получены в варианте экспериментального

13

Продуктивность и агроэнергетическая эффективность технологий улучшения старовозрастных травостоев (среднее за 1995-1997 гг.)

Сбор с 1 га

Способ улучшения Сухой массы, т Обменной энергии, ГДж ЭКЕкрс Сырого протеина, кг Затраты совокупной энергии, ГДж/га Агроэнергетический коэффициент, %

Исходный травостой Исходный травостой + Ы^боК«) 1,88 3,26 17,13 28,79 1260 2054 179 391 3,85 14,77 445 189

Типовое фрезерование: подсев + Щ'боКео без подсева и без удобрения 3,03 2,20 28,15 19,91 2021 1452 262 209 7,21 4,96 391 401

Экспериментальное фрезерование: без подсева и без удобрений без подсева + Щ^дКи без подсева + И^Р^К«) подсев без удобрений подсев + МоРбоКво 3,11 3,28 3,51 3,64 3,88 27,83 29,49 31,91 34,07 37,21 2021 2132 2352 2584 2871 336 340 386 474 584 5,20 7,39 15,15 5,99 7,80 535 399 210 569 477

увеличение междурядий + подсев + МоРбоК«> 3,59 33,93 2885 521 7,76 437

Коренное улучшение 3,53 32,74 2471 439 15,99 205

фрезерования, где выживаемость составила: у козлятника восточного -13%, клевера лугового- 25%, клевера ползучего - 20%. Другие технологии обеспечивали выживаемость соответственно только 9-10, 9-16, 8-16%.

Изменение свойств почвы под действием факторов улучшения. Механическая обработка фрезерованием повлияла на изменение объемной массы почвы в слое 0-20 см. Во всех вариантах с экспериментальным фрезерованием уменьшился этот показатель с 1,36 г/см3 до 1,131,16 г/см3. В варианте с увеличением междурядий изменение объемной массы было меньшим (1,16 г/см3), чем при стандартной ширине междурядий (1,13 г/см3). Когда фрезерование проводили путем рыхления полос по технологии ВНИИ кормов, показатель объемной массы уменьшался до 1,19-1,20 г/см3.

Исследования по изменению порозности показали, что все варианты поверхностного улучшения с механической обработкой способствовали увеличению общей порозности с 42,2 до 54,4-56,7%.

Наблюдения за изменением содержания органических остатков в почве выявили, что экспериментальное фрезерование уменьшило этот показатель с 14,20 до 12,2-12,4 т/га, тогда как типовое фрезерование до 13,7-13,8 т/га.

Качество травяпой массы. Качество растительной массы оценивали по содержанию основных питательных веществ, минеральному составу и энергетической питательности. В наших исследованиях на концентрацию сырого протеина наибольшее влияние оказал ботанический состав травостоев. Типовое фрезерование, сочетаемое с подсевом бобовых трав на фоне Р60Кбо, обеспечило изменение содержания сырого протеина с 9,50 до 11,95%. При экспериментальном фрезеровании с подсевом клевера концентрация сырого протеина составила 13,03%, а при сочетании его с внесением Р6о К^о возросло до 15,05%, что связано с высоким участием в травостое бобовых растений (33%).

Концентрация обменной энергии в вариантах с подсевом бобовых трав возросла с 9,11 МДж/кг до 9,29-9,59 МДж/кг, а энергетическая пи-

тательность соответственно с 0,67 до 0,70-0,74 ЭКЕкрс/кг. Наибольшее содержание обменной энергии и кормовых единиц отмечено в сухой массе, полученной в варианте экспериментального фрезерования с подсевом клевера лугового на фоне РбоКбо-

Основные показатели продуктивности травостоев. На сбор валовой энергии, обменной энергии, кормовых единиц и сырого протеина значительное влияние оказало фрезерование по экспериментальной технологии, сочетаемое с подсевом бобовых трав. Было получено с 1 га 33,93 - 37,21 ГДж обменной энергии, 2584-2885 кормовых единиц, 474587 кг сырого протеина против 28,15 ГДж/га, 2021 ЭКЕкрс/га, 362 кг/га при обработке типовым фрезерованием, также с подсевом клевера лугового (таблица 2).

Если исходный травостой улучшали внесением только К'эдРбоКбо, то сбор обменной энергии повысился с 17,13 до 28,79 ГДж/га, сырого протеина с 179 до 391 кг/га, ЭКЕкрс с 1260 до 2054 с 1 га. Этот вариант улучшения имел преимущество перед вариантом с типовым фрезерованием и подсевом клевера на фоне Р6оКбо-

Накопление биологического азота в надземной массе. Общий вынос азота урожаем был выше там, где технология улучшения проводилась с подсевом бобовых трав и достигал 43,93-56,26 кг/га. Биологическая азотфиксация, определенная разностным методом в сравнении с исходным травостоем составила 18,55-30,88 кг/га.

При сравнении 2-х технологий полосного подсева, экспериментальной и типовой, коэффициент биологической азотфиксации составлял соответственно 49,9-54,8 и 42,2%, что свидетельствует о преимуществе экспериментальной технологии полосного подсева бобовых трав.

Агроэнергетическая эффективность способов улучшения старовозрастных травостоев. В структуре затрат совокупной энергии на производство травяной массы основную долю составляли затраты (до 50% от общих затрат) на минеральные азотные удобрения в тех вариантах, где они применялись. Затем следовали затраты на горюче-смазочные мате-

риалы (24-61%), машины и оборудование (12-24%). Естественно, что большой разброс по статьям совокупных затрат зависел от набора технологических операций в технологиях улучшения.

Наименьшие удельные затраты энергии были в вариантах с экспериментальным фрезерованием, проводимых с подсевом бобовых трав: 176-230 МДж на 1 ГДж обменной энергии. КПД в этих вариантах составил 437-569%. При типовой технологии, проводимой с подсевом бобовых и внесением РбоКво, КПД составил 391 против 477% в аналогичном варианте экспериментального фрезерования.

Самый высокий КПД (569%) был получен при экспериментальном фрезеровании с полосным подсевом бобовых трав без внесения минеральных удобрений, хотя этот вариант и уступал варианту с внесением РбоКво по выходу валовой энергии (65,16 против 70,42%), обменной энергии (34,07 против 37,21%), сбору сырого протеина (474 против 584 кг/га).

ВЫВОДЫ

1. В условиях северо-запада Российской Федерации (Псковская область) на дерновой аллювиальной среднесуглинистой почве улучшение старовозрастных сеяных травостоев подсевом в дернину многолетних бобовых трав по экспериментальной технологии не уступает типовой технологии улучшения с подсевом. Несмотря на неблагоприятные погодные условия, особенно за последние два года исследований, улучшите по экспериментальной технологии позволило получить в среднем за три года 3,51-3,88 т сухой массы, 33,93-37,21 ГДж обменной энергии, 2584-2885 кормовых единиц и 474-584 кг сырого протеина с 1 га. Продуктивность травостоя, улучшаемого по типовой технологии, была ниже и составляла 3,03 т сухой массы, 28,15 ГДж обменной энергии, 2021 кормовых единиц, 362 кг сырого протеина с 1 га.

2. Экспериментальное фрезерование создает благоприятные условия для основного вида - овсяницы тростниковой, усиливая ее побего-

образование. Динамика побегообразования овсяницы тростниковой зависела от специального микрорельефа поверхности почвы, который стимулировал формирование побегов; если в год обработки произошло уменьшение числа побегов из-за разрушения значительной части дернины, то на 2-3-й год пользования наблюдалось усиление побегообразования. В среднем за годы исследований насчитывалось 908 побегов овсяницы на 1 м2, что составляло 144% к исходному травостою.

3. Приемами поверхностного улучшения с механической обработкой и подсевом бобовых трав удалось сохранить достоинства старосеяного луга, избежать неблагоприятной перестройки фитоценозов, улучшить качественный состав травостоя увеличением доли бобовых до 21,3-59,9%; наиболее эффективной оказалась технология подсева с экспериментальным фрезерованием, особенно на второй год пользования. В этом случае доля бобовых составила 48,1-59,9%. При подсеве бобовых трав в дернину по технологии ВНИИ кормов фрезерование, как прием подавления конкуренции растений исходного травостоя, оказалось менее эффективным, так как в результате неполного уничтожения старой растительности подсеянные травы быстрее вытеснялись из улучшаемого травостоя.

4. Экспериментальное фрезерование обеспечивало более высокую полевую всхожесть многолетних бобовых трав, чем известные ранее технологии обработки почвы. Клевер луговой обеспечивал высокую полевую всхожесть - 63%. Выживаемость различных бобовых культур, подсеянных в старовозрастной травостой, также оказалась выше при экспериментальной обработке поверхности луга. Так, для клевера лугового на конец периода вегетации этот показатель составил 25%, для козлятника восточного 13%, для клевера ползучего 20%. Исследуемые технологии обработки дернины дали результаты по полевой всхожести, близкие результатам предлагаемого фрезерования - 44-58%, но на конец периода вегетации выживаемость была значительно ниже: для клевера лугового она составила 9-16%, для козлятника восточного 9-10%, для клевера пол-

зуч его 14-16%.

5. Механическая обработка дернины повлияла на изменение агрофизических свойств почвы, что проявилось в уменьшении объемной массы на 0,16-0,17 г/см3, увеличении порозности с 42,2 до 54,6-56,7%. При экспериментальной технологии фрезерования, когда разрушается значительная часть дернины (32-36%), исследуемые агрофизические показатели были в условиях опыта наилучшими: объемная масса - 1,131,16 г/см3, общая порозность 55,5-56,7%.

6. Экспериментальная обработка дернины позволила существенно снизить содержание неразложившихся органических остатков в почве. За три года исследований этот показатель изменился с 14,2 до 12,2012,41 т/га, тогда как типовое фрезерование привело к уменьшению лишь до 13,8 т/га.

7. Изменения в соотношении между бобовыми и злаковыми компонентами в улучшаемых травостоях оказали большое влияние на химический состав травяной массы. Лучший химический состав имели травосмеси в тех технологиях поверхностного улучшения, где производился подсев бобовых трав. Так, за годы исследований среднее значение содержания сырого протеина составляло 13,03-15,05%, сырой клетчатки 26,30-27,02%. Внесение полного минерального удобрения К9оР6оК6о также привело к получению более качественной травяной массы, в которой содержалось сырого протеина 11,98%, сырой клетчатки 31,01%, каротина 136,2 мг/кг. По содержанию других питательных веществ (сырой жир, сырая зола, БЭВ) и минеральному составу (Р, К, Са, М§) изучаемые варианты отличались незначительно.

8. Энергетическая ценность травяной массы находилась в прямой зависимости от химического состава. Концентрация валовой энергии была примерно одинаковой (17,79-18,15 МДж/кг), а по содержанию обменной энергии в сухом веществе и энергетической питательности преимущество было за вариантами с подсевом бобовых трав: в этом случае в траве содержалось 9,36-9,59 МДж обменной энергии и 0,71-0,74 кормо-

вых единиц в 1 кг сухого вещества.

9. Наиболее интенсивно биологическая фиксация азота происходила в вариантах с подсевом бобовых трав по экспериментальной технологии, удобренных фосфором и калием РбоКбо (30,88 кг/га), коэффициент азотфиксации здесь составил 54,4%. При увеличении междурядий при обработке коэффициент азотфиксации снижался до 51,2%. При типовой технологии подсева создавались менее благоприятные условия для симбиотического азотного питания. Биологическая фиксация азота в этом случае составила 18,55 кг/га, а коэффициент азотфиксации соответственно 42,28%.

10. С учетом агроэнергетической эффективности технологий поверхностного улучшения экспериментальная технология обработки с подсевом оказалась более выгодной, чем типовая технология улучшения и тем более коренное улучшение. Преимущество было за технологией экспериментального фрезерования, проводимого с подсевом бобовых трав без внесения фосфорно-калийных удобрений. При включении в эту технологию удобрения фосфором и калием (РбоКбо) удельные затраты увеличились незначительно и составили на производство 1 ГДж валовой энергии 111 МДж, 1 ГДж, обменной энергии - 210 МДж, 1 кг сырого протеина -13 МДж при агроэнергетическом коэффициенте 477%.

Применение экспериментальной технологии с подсевом позволило снизить удельные энергетические затраты на 14-16% по сравнению с типовой технологией улучшения с подсевом бобовых трав, затраты при которой составили на производство 1 ГДж валовой энергии - 132%, 1 ГДж обменной энергии - 256%, 1 кг сырого протеина - 20 МДж; КПД по обменной энергии достигал - 391%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Разработать промышленную модель фрезерной машины, выполняющей специальный микрорельеф поверхности почвы, которая мо-

жет использоваться в агрегате с современными марками тракторов, и начать ее серийный выпуск.

2. После начала серийного выпуска фрезерной машины рекомендовать технологию поверхностного улучшения с подсевом бобовых трав в условиях северо-запада Российской Федерации на старовозрастных травостоях овсяницы тростниковой для повышения эффективности лугового кормопроизводства, снижения энергетических и ресурсных затрат на производство продукции и получения насыщенных белком травяных кормов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Спасов В.П., Костенко М.А., Федорова-Семенова Т.Е. Рабочая секция агрегата для поверхностного улучшения травостоя //Биологическая и техническая интенсификшшя сельскохозяйственного производства: Тезисы XXXI научно-практической конференции /Великолукская ГСХА. - Великие Луки, 1997. - С. 122-124.

2. Спасов В.П., Костенко М.А., Федорова-Семенова Т.Е. Биологическая азотфиксация на травостоях с клевером луговым в технологиях улучшения старовозрастных травостоев //Проблемы природопользования, экологического воспитания и образования: Материалы Российско-белорусской экологической конференции /Великолукская ГСХА, Белорусская ГСХА. - Великие Луки, 1998. - С. 130-136.

3. Спасов В.П., Костенко М.А., Федорова-Семенова Т.Е. Экологически безопасная технология поверхностного улучшения лугов //Проблемы природопользования, экологического воспитания и образования: Материалы Российско-белорусской экологической конференции /Великолукская ГСХА, Белорусская ГСХА. - Великие Луки, 1998. -С. 130-131.

Лицензия ЛР № 040831 от 17.07.97 г. Подписано к печати 28.05.98 Формат 60 х 90/16 Усл. печ.л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ 522

Редакционно-издательский отдел ВГСХА 182100, Псковская обл., г. Великие Луки, пл. Ленина, 1