Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Приему увеличения и стабилизации производства кормов на основе создания и рационального использования многолетних травостоев

ВАК РФ 06.01.12, Кормопроизводство и луговодство

Автореферат диссертации по теме "Приему увеличения и стабилизации производства кормов на основе создания и рационального использования многолетних травостоев"

р(8 ОД

9 ч ^дй 1э95уюсковская ордена ленина

и ордена трудового красного знамени сельскохозяйственная академия имени к. А. тимирязева

На правах рукописи ТЕМИРСУЛТАНОВ ЭЛЬ-ПАША ЭЛЬХАЕВИЧ

удк 631.585 : 631.8 : 631.6

ПРИЕМЫ УВЕЛИЧЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ

ПРОИЗВОДСТВА КОРМОВ НА ОСНОВЕ СОЗДАНИЯ И РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МНОГОЛЕТНИК ТРАВОСТОЕВ

Специальность 06.01.12 — кормопроизводство и луговодство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1995

Работа выполнена на кафедре луговодства Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, член-кор. РАСХН, профессор В. А. Тюльдюков; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент И. В. Кобозев.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Р. А. Афанасьев; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент В. М. Максимов.

Ведущее учреждение — Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрального района Нечерноземной зоны.

Защита диссертации состоится . 1995 г.

в . . . час. . . мин. на заседании диссертационного ученого совета К 120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии им. К- А. Тимирязева по адресу: 127550, Москва И-550, Тимирязевская, 49, сектор защиты диссертаций ТСХА.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке ТСХА.

Автореферат разослан . ^^л:..... 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета —

кандидат сельскохозяйственных наук

Мельников

I. Общая характеристика работ

Острейшими проблемами сельского хозяйства являются не только улучшение качества кормов и увеличение объемов их производства, но и обеспечение стабильности и экологичное™ последнего. Б условиях экономического кризиса возникает опасность потерь ранее накопленных ресурсов» уменьшение плодородия почвы, деградация агроэкосисгем к перевод их функционирования на экстенсивный путь, загрязнение окружающей среди, потеря информации, выраженная в снижении культуры земледе- ; лия и заинтересованности крестьянства в развитии производства, а также в ухудшении сортового состава растений и уменьшении генетического разнообразия в биогеоценозах, в т.ч, в агроэкосисте-иах (переход к монокультуре фермерских хозяйств), В связи с этим необходимо разработать способы замедления дисснпационшх и усиления адсорбционных процессов в агрозкосистеиах.

Основной_цельв_работы являлось теоретическое и экспериментальное обоснование приемов усиления и стабилизации продукционного процесса в агроэкосистемах, в частности производства кормов в центральном районе Нечерноземной зош. .

Задачи исследований. I. Анализ действия закона А Л.Чижевского о количественной компенсации в биосферных функциях с целью разработки методологии стабилизации производства кормов. :

2. Исследование значения мозаичности а агроэкосистемах и в обеспечении стабильности их функционирования.

3. Изучение эффективности использования многолетних травостоев с целью усиления и стабилизации продукционного процесса в агроэкосистемах с учетом сложного строения ландаафтов.

4. Оптимизация набора клеверо-злакошх и злаковых травостоев с целью улучшения качества продукции, увеличения и стабилизации производства кормов, в т.ч. с учетом рельефа.

5. Разработка способов продления продуктивного долголетия травостоев и улучшения качества кормов как на основа использования минеральных удобрений, так и за счет усиления биологической азотфиксации путем обогащения фитоценозов бобовыми травами,

6. Определение направленности диссипадионннх и адсорбционных процессов в фйтоценоэах при применении разных способов

увеличения их продуктивности с учетом кзкаиеьчя плодородия поч-ш, экономической и энергетической эффективности производства коршв.

Новизна_нсследдваннй, Вперше било изучено действие закона АЛ .Чижевского о квантитативной компенсации в биосфершх функциях применительно к огрсэко системам, При этом показано, что основой стабилизации производства корнов является обеспечение сложной структуру и мозаично сти arpo э ко си стеки, использование неодинаковой реакции на piiTisi абиотической среда фитоценозов в зависимости от видового и сортового состава, располояеншх на разгаах элементах рельефа, а такие освоение севооборота с культурами, обеспечивавшими относительную замкнутость биогеохиии-ческих циклов. Разработана основные принципы достижения ьюэа-ичшстн и устойчивости агроэкосистеы. Определено, что стабильность урожайности растений и севооборотов, особенно интенсив--ного типа, снижается в годи экономического кризиса. Изучено . влияние подсева клевера и минеральных удобрений на баланс общего азота, подвикного фосфора и обменного калия в системе "антропогенный фактрр-почва-растенил-урояай* и агрохимические свойства почш,

' П2й1£рическая_значищсть_иссле^вашй заключается в том, что бил разработан укороченный севооборот с высокой товарность® растениеводства и продуктнвностьв в размере 3400-4060 кор-ыовах единиц с I га. Определено» что наибольшую продуктивность (650-700 кг/га сырого протеина - 32-42 ГДя/га обменной энергии), обеспечивает набор травосмесей, состояний из раннеспелого (клевер луговой двуукосшй + ела сборная) и позднеспелого (клевер одноукосный тимофеевка луговая) травостоев. При этом на верхнем плего рекомендуется возделывать две травосмеси, на «¿ном склона - раннеспелый, а на северном и ннянем плато - позднеспелый травостоЕ. Установлено, что варьирование продуктивности по годам всего сяожного агроландаафтав 1,7 раза ывньш, чей в среднем уотдельшх из его элементов, В условиях диспаритета цен в пользу промышленных товаров продуктивное'долголетие тра- • востоавыозшо продлить без внесения азотных удобрений с помощью подсева клевера лугового, производимого вовлажный год после 1-го укоса, особенно на фоне весеннего внесения фосфоро-ка-лийных удобрений, .

Результаты исследовании подтверждены опытом кормопроизводства ГПЗ "Заря Подмосковья" и в Крестьянском хозяйства Тенир-султонова.

ёИШйё'ЩЯ' Основше положения, эащищаеше в диссертационной работе, излокенн в 6 опубликованшх работах, доложены на декабрьской научной конференции 1СХА (1994 г.). Диссертация рассмотрена и одобрена на кафедре луговодства ТСХА» на объединенном научно-техническом совещании учешх и специалистов ТСХА,. ГПЗ "Заря Подмосковья" и учхоза ТСХА "Дружба".

QÜJ¡ü£!~SSÚ£™< Диссертация изложена на ¡83 с. м.п,т.,включает 44 таблицы, 4 рисунка. Состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, списка литературн (205 наименований) и приложений.

Долевое участие автора диссертации в сборе и обработке информации составляет 75 %, .Автор приносит искрению» благодарность своим руководителям и сотрудникам ОНИЛ технологии и ш-ханизации орошения сенокосов и пастбищ, а таете кандидату с.-х. наук Г.С.Маркину за оказанную помощь в сборе и обработке информации и обосновании методологии исследований,

2. Условия и методика исследований

Основные исследования проведена на базе полевых опытов и наблюдений за производстяекиыш по севаки и травостоями в Крестьянском хозяйстве Текирсултанова в 1989-1994 гг. в Перзславскои районе Ярославской области. Для анализа действия закона АД. Чижевского использована данные о производственной деятельности ГПЗ "Заря Подмосковья" и других хозяйств (см, табл.1 и 2),

Схемы полевых опытов представлены в табл. 3-12.

В основном опыте № 3 изучалось 4 варианта: I - клевер луговой одноукосный Ярославский 9 (клевер I) + тимофеевка луговая. Ярославская II (тим.); 2 - клевер луговой двуукосннй ВПК-? (клевер 2) + тим.} 3 - клевер I + ежа сборная ШК 61 (ежа)} 4 -клевер 2 + ежа. 0шт » 3 повторен 3 раза, три закладки 1990, 1991 и 1992 гг. Площадь опытной делянки при закладке в 1990 г. составила 250 у? при 4-х кратной повторности; в 1991 и 1992 гг,-100 i/'. Траш высевались под покров ячменя (Московский-121)

при норме его высева 4 шш в схожих седан на I га; клевера -5,5-6,0 млн всхожих семян, 10 млн - тим., 5 млн - ежи.

Две травосмеси (клевер I + тим. и клевер 2 + esa) в опыте Р 4 испытывались на разшх элементах рельефа в 1991 г.

Изучение способов продления продуктивного долголетия проводилось на травостоях (клевер I + тим. и клевер 2 + ежа), заложенных в опыте № 3 в 1990 г. В 1993 г. эти делянки были рас-, щеплеш на 5 вариантов! 1-Й вариант - без удобрений и без подсева; 2-й - подсев клевера посла 1-го укоса в 1993 г.; 3-Й -весеннее внесение в 1993 г. PggKgo в виде суперфосфата и калийной соли без подсева; 4-0 - PgoKgQ весной + подсев клевера после 1-го укоса (1993 г.); 5-Й - внесение в 1993 г. весной ^60^90^68 в ВИД® аммиачной селитра и в 1994 г. весной ífgg. При выборе сроков подсева и схеш исследований ш руководствовались рекомендациями И .С.Шатилова (1954, 1959), ЕШИ кормов и кафедры луговодства ТСХА,

Вегетационный период 1990 г. был влажный и прохладшй, с низкой солнечной активностью; 1991 г. можно отнести к средним; 1992 г. - сстроэасушлишй, осадков выпало на 77 % меньше сред-немноголвтиего, с высокой солнечной активность»; 1993 г. был полной противоположностью 1992 г.; 1994 г, близок к среднемно-голетним.

Почва - дерново-подзолистая, среднесуглинистая, содержание гумуса в слое 0-20 см 1,8-2,1 %\ подвижного Pg05 (по Кирсанову) 12,0-14,5 мг{ обменного 1^0 (по Масловой) 12,2-17,8 мг на 100 г почш} рНС0Л - 5,8-6,0-; сумма поглощенных оснований 12,5-13,4 мг/экв на 300 г почш; емкость поглощения 14,8-15,1; степень насыщенности основаниями 84-89 %.

Исследований проведет по общепринятом методикам, данные по урожайности об работаш методом дисперсионного анализа. Баланс энергии к питательнее веществ в системе "антропогенный фактор-почва-растекия-урожай" и коэффициент неравномерности продуктивности травостоев, культур и севооборотов по методике кафедры луговодства ТСХА.

3. Результата исследований

3.1. Использование закона А.Л.Чюмэвского о квантитативной компенсации п биосферюх функциях с целью увеличения и стабилизации производства в крупная и фермерских хозяйствах.

Закон А.Л.Чижевского заключается в том, что количественно соотношения в функциях биосферных образований в ходе того или иного явления на очень больших территориях стрзштся сохраниться путем периодических коипенсеций, давая одну и ту ш постоянную величину. В работе кафедры луговодства (Кобозев И.В., Пора-хин Н.В., "Польдюкоп В.Л., 1995) этот закон дополнен полояэтгем о биогзохииической и биологической кокпснссцин, обусловленной неодинаковой реакцией ценопопуляций и видов на колебания параметров окружающей средн.

Не основе розряботанной И.В.Кобоэпшм (1972, 1979) формул» (I) определения коэффициента неравномерности ^ урожайности фи-тоценозов и севооборотов по годам, нами была произведена оценка стабильности продукционного процесса в агроэкосистемах (отдельная культура, севооборот, травостой, набор травосмесей, аг-роландшафг, хозяйство, группа хозяйств). I

I, т

где у - средняя продуктивность за р лет; Л' - урожайность в / каждом году; - отрицательное, //£,<- положительное отклонение урожайности в каждом конкретном году от средней урожайности .

Из формулы I и результатов своих исследований (табл,1), ш сделали вывод о том, что для стабилизации продукционного процесса^ необходимо, во-первых, увеличить среднюю продуктивность У , что достигается путем уменьшения колебаний и оптимизацией параметров окружающей среда за счет орооения, внесения удобрений и т.д.; во-вторых, снизить колебания урожайности за счет указанных факторов и пошшения адаптивного потенциала аг-роэкосистеш; в-третьих, продлить функционирование последней, т.е. увеличить ее инерционность,.способность проскакивать через неблагоприятные условия.

- б -

Таблица I

Пути стабилизации продуктивности огроэкосистеш аа счет увеличения ее коэаичности к техногенной анергии (числитель - без орошния, знашнатель -с орошениои, 1962-1992 гг.)

Культура :ГПЗ «Заря :АО "50 лет ¡АО "Октябрь?: ;Подаоскопьп" {Октября",Ста5Укракна : ___________I____________^втгополье____I___________1.

В среднем

:У,т/ {Кн, % : :га : : '{¿га гКа,% • • I У», : т/га ■:Кн,% : _____1. У, т£га •

• §!*§ 3^9 23*1 ЮА3 42д8 5,5 39,3 _4а2

79,0 78,9 "бЛ 62,3 ~4,5 80,0 "2,9

ЛЛ 2Х05 16,7 3Х38 4,7

4,75 2,2 3,65 5,7 - 4,20 2~1

^^ 1§*з 27,2 12ь9

64е50 7,3 42,0 10,5 - 53,2 5,4

¡1д§ 16,5 19а7 ¡6*9 19^4 18*0

27„6 ~4,0 2085 "5,з 28,5 6,8 27,5 5,9

6А3 12*5 20^3

"51,6 3,7 46,8 .6,9 56,0 6,2 44,8 2,2

__ 1484 _=__ Ш 1*33

- 1,65 - 1,54 - 1,30 - 1,29

1.60

1^36

- 2,25 - 2,34 - 1,Б5 - 1,50

По севообороту 0Э,ГДк/га

о т.ч. ози-цоя гсцашща

кукуруза на сплос

одн.трссз

(а.и.)

«н.траш на сол,кори

Уианьшение Кн от'соео-оборота

От расштрз-ния агроэко-систски

От оросзгия Еиполноно сошастно с Й.В.Кобоаешы.

Уозашность огровкоскстеш пошиает ее адоптившй потенциал и стабильность. Она достигается уселичониеи разнообразия би-ота в них, т.е. аа счет подбора культур в севооборота К^ рззко уизиьшазтся по сравнению со срэднеар!!$ыетическш коэффициенте;! парьиросания в срадши по культура (табл.1 и 2), При этом роль севооборота в стабилизации продукционного процесса без ороаашш шез, чей при ороаашш, т.е. при экстенсивном ездении хозяйства роль швооборота юзрастьзт. Ороазкиа, уезличквая сродна» урожайность У и сникая колебания продуктивности, стабилизирует продукцноншй процесс на более шеокои уровне. Чей регулярнее

проводятся полней, тем больший эффект даят они. Другта способов увеличения моэаичности и устойчивости агроокосистеет является расширение ее пространства. Система, состоящая из трех хозяйств, имела Kj{ продуктивности в 1,36-1,60 раза меньшей, чем в среднем одно хозяйство. Эффективность расширения пространства при оропэ-нии была неньпэ, чем без него, т.е. разрыв потоков энергии и вещества между регионами и агробиогеоценоэами особенно вреден в условиях дефицита ресурсов и экстенсивной экономики. Следует отметить, что эффект от севооборота, т.е. от увеличения биологического разнообразия в экосистемах, уменьшался по мере расширения последней. Это свидетельствует о том, что для стабилизации продукционного процесса в отдельных агробиогаоценозах, регионах и хозяйствах при разрыве экономических связей необходиш многоотраслевая структура и увеличение биологичэского разнообразил. Колебания урожайности одной и той ке культуры компенсировались при расширении агроэкосистеш, т.е. ритма урожайности не совпадают в разных зонах. Анализ таблиц I и 2 свидетельствует о той, v что при монокультуре возникает необходимость соэдания более крупках страховых фовдов, чем при плодосменной систеке ведения хозяйства. Стабилизация продукционного процесса при монокультуре достигается шсоким уровнем интенсификации хозяйства, более тщательным регулированием пвраметров внеиних условий.

Выявлено,что раэще культур* ишют разную реакцию на антропогенные факторы, при этом эта реакция изменяется в зависимости от условий произрастания и погоди, В свою очередь, антропоген-ше фактора изменяют реакцию растений на ритш окружавшей среда. Кроме того, разные виды имеют разную стабильность урожайности. Наиболее стабильную продуктивность имеют многолетние трак*. Этот, показатель, как у отдельных культур, так и всего севооборота, (всей агроэкосистеда), резко уменьпается при дестабилизации экономической ситуации, что особенно заметно на продуктивности растений интенсивного типа (кукуруза, корнеплоды).

В условиях кризиса использование севооборота, возделывание многолетних трав, правильная эксплуатация естественных сенокосов является важшы средством стабилизации кормопроизводства.

Табяща 2

Средняя урожайность (У, т/го) сельскохозяПетхыних культур н коэффициент ее варьирования (К^, %) в ГПЗ "Заря Подмосковья" в зависимости от экономической ситуации

Культуры и показатели :Л98;-1966 гг,.. г. ¡д^ЮЭ^ гг.^ ______________________________г.У^т/га^Кп,-: У;Т/рвг.Кн^

На I га А/ : Р : К 144 : 141 ¡134 79 : 51 : 72

В среднем по хозяйству,коры,ед. 6,06 2,3 4,77 5,4

в т.ч. эерноше 3,54 3,0 3,38 6,3

кукуруза на силос 44,16 10,9 20,30 26,4

корнеплода 55,27 И,7 35,80 21,5

Шитраш на сено 8,09 1.1 7,06 3,9

на вапас 28,52 3,1 27,56 6,8

Естествеише сенокоси_ 3,20 8,5 3,10 9,0

Среднеарифметический 6,6 - 10,8

Эффект от севооборота

«.1-Кн.с,- 4,3 5,4

Получено совместно с И.В.Кобозешм, Г.С.Иаркикш

' Необходимость мозаики технологий в кормопроизводстве оче-ввдна. Например, ковффнциант варьирования валового сбора кор»о-шх единиц в силоса по ГПЗ "Заря Подмосковья" составляет 15,8, в сене 31,4 сенаже 28,6 %, травяной муке 34,2 %, корнеплодах 37,5 %, однако в целом по хозяйству он равен 5,9 %,

В фермерском хозяйстве уиеньыаетоя возможность техногенной, биологической и биотопической мозаики, Создание объединений фермерских хозяйств необходимо не только для улучшения использования сельскохозяйственной техники, но и для обеспечения замкнутости биогеохимических циклов.

На основе трудов К.А.Тимирязева (1957), А.Г.Дояренко (1958) И.С.Шатилова (1959) ншм разработан, теоретически и экспериментально обоснован и освоен на практике севооборот для растениеводческого фермерского хозяйства со следующим чередованием культур: озимая ппеница с подсевом весной травосмеси клевер + тимофеевка - траш 1-го пользования на зел, массу} траш 2-го года пользования на сено, картофель поздний - картофель раниий-нартофвль среднеспелый (30 т/га навоза). В первую ротацию сбор

кормошх единиц в произвол ствэншх условиях составил 3,4 т/га; а в полевом опыте - 4,1 т/га. В этом севообороте учтены биологические особенности всех культур, возмолиости азотфиксации, зеленого удобрения, очистки полей от болезней и стабилизация продуктивности за счет многолетнего травостоя с преобладанием в 1-й год клевера. Исследования показали, что в хозяйствах очень важно иметь травостои разных сроков созревания (табл.3).'

Таблица 3

Продуктивность травостоев вна севооборота и коэффициент ее варьирования за 5 лет (1990-94 гг.)

- Травостой :Сухое веще- 1СТВ0 :СироЙ белок 4 :Содержание :белка

Тим.луговая •+ др. :т/га 3,7" 15, Г :кг/га 12,9 15~83"~

Ека сборная + др. 3,4 9,7 512 8,6 15,19

В среднем по агроэкоси-стеме из двух травостоев 3,5 9,3 548 10,1 15,52

Эффект от набора травосмесей - 1,10 1,06

Установлено, что фитоценоза, расположенные по разным сторона« низиш (балки) и на склонах с противоположной экспозицией неодинаково реагируют на ритш абиотического окружения. Наиболее стабильные уроааи дает низинный луг { максимальным варьированием продуктивности характеризуются суходолы, особенно расположенные на склонах «иной экспозиции.

Природа ках бы создала своеобразную волну продукционного процесса, максимум которого поочередно проходит по разгегм элементам рельефа. В результате этого козфф!Щиент варьирования продуктивности всего слояного ландшафта в 1,66 раза меньше, чем в среднем у отдельного из его элементов (табл.4).

Таким образом, в условиях кризиса и дефицита средств интенсификации продукционного процесса для его стабилизации необходимо использовать все пути достижения мозаичной структуры ягроэкоскстем, не разрупая их на обособление фитоценоза и разрозненные хозяйства. Особая роль при этом отводится многолетним травостоям.

Таблица 4

Урожайность сухого вещества (т/га) естественного травостоя и коэффициент ее варьирования (Кн, %) в зависимости- от расположения на рельефе (в среднем ; за 1991-1994 гг.)

Показа- ; Экспозиция на рельефе ;В среднем тедь,, ,, :~платсГ~7~склон ТнйзйшЯйТ~склон 1~плато ; _____;__луг___;__сгэ__:__о-в_\____

У^т/га 3,50 1,99 5,71 2,52 3,61 3,47 Кн, 56-1.13,..14,4 :. . 2,0 8,2 12,2 7,6 Сраднеарифм^т-ический коэффициент = 12,55.

3.2. Подбор клеверо-злаковых травосмесей с целью увеличения и стабилизации кормов

Исследования показали, что наибольшую урожайность сухого вещества и высокую ее стабильность обеспечивает набор клеверо-злаковых травосмесей разного возраста, состоящий из двух травостоев: клевер луговой одноукосный + тимофеевка луговая и клевер двуукосный + еже сборная (табл.5).

Таблица 5

Урожайность сухого вещества (У,т/га) многолетних травостоев и коэффициент ее варьирования (Кн,%)

Травосмеси

: 1 од закладки

:в"средней Тв среднем :в~срв1нем ;за 1991Г94_:за1§92-94 .»за 1993-94

______________:УГт/га 1ыЗ;^т7га;^,$":|т/га.>Кна§,

1.Клевер1~+ Тим.3^58 17,9~ 3,63 22~5 5,86 7,0

15,0

16,3

13,6

15,6

:В среднем по ':опытному участку •

"•У,т/га:Кн,%___

~~3,95 18,0

2.Клевер2+1\ш.

3.Клевер1+Ежа

4.Клевер2+£жа Среднее по 1+4

НСР,

05

3,55 3,25 4,08 3,83 0,16

3,70 3,34 3,92 3,79 0,20

18,0 18,9 15,8 19,1

4,80 4,84 5,64 5,75 0,22

8,1 5,2 8,0

7,5

3,73 3,49 4,32 4,14

15,1 15,1 13,6 15,8

При этом ранняя травосмесь - клевер двуукосный в смеси с ежой сборной - благодаря раннему отрастанию и лучшему использованию запасов почвенной влаги, накопленной в о се нне-ве сенний пе-

риод, в острозасушливом 1992 г. обеспечивала сбор сухого вещества на 75-82 % больший, чем позднеспелая клеверо-тимофеечная смесь. Травосмесь клевер двуукосный + ежа сборная в 1-м укосе дает 60-69 % от годового урожая, а клеверо-тимофеечная 74-78 5!!, Даже без внесения удобрений указанные травосмеси обеспечили, несмотря на остроэасушлиюй 1992 г., урожайность сухого вещества в среднем за 4 года 3,6-4,1 г/га, а при относительно благо-приятдах условиях этот показатель поднимался до 5,6-5,9 т/га (табл.5). Наименьшее содержание клетчатки, самую высокую белковость и энергетическую ценность имело сухое вещество травосмеси клевер двуукосшй + тимофеевка луговая, затем клевер одноукос-шй 4 тимофеевка и клевер двуукосшй + ежа сборная (табл.6).

Таблица 6

Содержание (числитель) и сбор (знаменатель) сырого протеина (сП-% / кг/га) и обменной энергии (ОЭ -ЦДя/кг / ГДя/га) в сухом веществе раэшх траьосмесей

Травосмеси :1-я закладка,в :2-я закладка,»

:среднем за ;1991-1993 гг, ícñ : оэ !среднем за :I99Z-I993 гг,

I. Клевер I + тимофеевка 13а2 9а§0 12*3 9185

635 3471 655 3374

2. Клевер 2 + тимофеевка 18а8 9t9I 2042 I0t00

651~ 3474 626 Ii75

3. Клевер I + ежа Х1Л 9t6I !§*§ 9Д57

540 2975 610 3i75

4. Клевер 2 +■ esa 17,2 9А42 18х2 9^76

679~ 3772 694 37,3

В среднем по I +• 4 17,2 9а57 Шх1 9а83

б57~ зб7б 674~ 3574

Максимальную величину и стабильность сбора сырого протеина обеспечивает возделывание сразу двух травосмесей: раннеспелой - клевер двуукосный + ежа сборная и позднеспелой - клевер одноукосный ь тимофеевка луговая (табл.6). Наиболее оптимальные отношения между бобовым и злакошм компонентом складываются в клеверо-тимофеэчных скесях; в смеси с ежой лучше шсевать

клевер двуукосный, а не одноукосный. Ежа сборная быстрое тимофеевки вытесняет из травостоев клевер, особенно позднеспелый ;, одноукосный.

В клеверо-еясовых смесях отмечается худшее формирование сим- : биотического аппарата клевера, чем в клеверо-тимофеечных (табл.7),

Таблица 7.

Формирование симбиотичесхого аппарата клеверов в разшх травосмесях (в среднем за 2 укоса; - число : активных клубеньков, млн/га; М - их масса, кг/га{ - масса 1000 шт., г

Травосмеси : 1-я закладка : 3-я заклядка

:В среднем за 1991-94гг.:В среднем за 1993-94 гг.'

. _ : : М : : : М :

1.Клевер 1+тим. 20,2 187 9,31 31,8 346 10,05

2.Клевер 2+тим. 20,1 155 9,29 33,2 376 10,56

3.Клевер 1+ежа 18,4 152 8,34 27,3 294 9,85

4.Клевер 2+ежа Г8,6 186 9,26 30,3 315 9,28

Недостаток влаги в 1992 г. отрицательно сказался на формировании симбиотического аппарата бобошх и на продуктивности аг-рофитоценоэов, однако многолетние травостои, обладая высоким адаптивным потенциалом, при наступлении благоприятных условий быстро восстанавливают свою продуктивность. Сильнее засуха сказывается на краткосрочных бобово-злаковых травостоях, поскольку у клевера лугового способность к вегетативному возобновлению выражена слабо, особенно в смесях со злаками.

Исследования показали, что для свабилизации и усиления продукционного процесса в агроэкосистемах состав травостоев должен быть адаптирован к рельефу, с учетом эллипсоидного и сегментарного его строения. При этом верхнее плато должно звсеваться двумя указанными смесями (ранней и позднеспелой); южный склон - клевером двуукосным в смеси с ежой сборной; северный склон и нижнее плато - клевером луговым одноукосным с тимофеевкой луговой (табл, 8). В этом случае средний урожай по такой мозаичной агроэкосис-теме составляет 4,14 т/га сухого вещества, при коэффициенте ее варьирования по годам 15,1 5?» Наибольшую урожайность и самую ее высокую стабильность обеспечивают угодья, расположенные в основании склонов ни нижнем "плато (табл.,8).

Таблица 8.

Урожайность сухого вещества травосмесей (У, т/га) и ее варьирование (Кн, %) в зависимости от расположения их на рельефе (в среднем яв 1992-1994 гг.)

Травосмесь :Верхнее : : плато . г Северный : склон : Южный : склон : Нижнее плато

: У : Кн : У : Кн : У : Кн : У г Кн

Клевер I + тим. . Клевер 2 + ежа 3,79 23,2 4,26 .18,7 3,57 21,8 3,21 23,3 3,32 24,0 4,04 19,0 5,03 14,3 4,50 13,0

3,3. Способы продления продуктивного долголетия травостоев

Рано или поздно бобово-злакоше травостои превращаются в злаковые, что вызывает необходимость внесения минерального азота. . Однако постоянной применение кисшх форм удобрений, а именно только такие туки выпускаются в нашей стране, приводит к необходимости, повторного известкования и перазялужения (Маркин Г.С», 1989; ТЬльдюков В.А. с соавт., 1993, 1994), Другим способом по-штения' продуктивности травостоев является их омоложение, и под- ... сев ценных трав, в первую очередь бо'бошх. К сожалению, он часто не удается. Исследования показали, что подсев клевера в травостои лучше всего, проводить после 1-го раннего укоса во влал-тв годы, Наиболее гарантированный эффект от этого мероприятия получается при осуществлении полива после подсева, в таком слу- : чае содержание клевера можно увеличить на 30-50 %, а урожайность на 0,37-1,39,г/гасухого Еёв^ества. Подсев' клевера в травосмеси, осуществленной на 3-й год их использования после 1-го укоса во ,'. сложном 1993 г., существенно повышал его содержание в травосмесях, осо(5енно. на фоне внесения фосфорно-калийнк удобрений (рис« ^ '. I). Подсев клевера в клеверо-ткмофеечную смесь удавался лучше, ■' V чем в клев!зро-ежовую. Фосфорно-келийные удобрения способствовали сохранению, бобошх в травостоях, а азотные - кх вытеснению, последнее особенно ярко: шратено в травосмесях с ежой сборной.

Подсев-клевера лугового и внесение КС, особенно при их совместном применении, способствовали развитию более мощного, и активного сймбиотичёского аппарата бобовых в травостоях; который • имел, большую' величину, в клеверо-тимофеечной 'смеси,. чем в

клевере-ежовой, По сравнению с фосфорно-калийным фоном внесение азотных удобрений, усиливая рост злаков, ухудшало формирование клубеньков на корнях клевера лугового, особенно в смеси с ежой сборной (табл.9).

Таблица 9.

Влияние удобрений к подсева клевера на количество ( А/, млн шт/га), обвдю массу (М, кг/га), размер , ( т , г/1000 шт.) активных клубеньков (1994 г., 1-й укос)

Вариант :Клвве2_1+тимофеевкп__:. А7 : й : Л1 • Клевера+ежа, "77" М Г т

Г" Контроль 2,4 30 12,5 2,0 24 12,0

2. Подсев после 1-го укоса в 1993 г. 27,3 201 11,6 _ _ -

3. Р60К90 в 1993 г' без подсева (РК) 9,5 108 11,4 5,2 69 18,3

4. РК + подсев 32,9 480 14,6 29,5 404 13,7

6. РЩВ в 1993 г. +

в 1994 г. 1.1 5,л 4,5 1.0 4 4,0

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

Подсев клевера даже без удобрений существенно увеличивал сбор сухого вещества, сырого протеина и обменной энергии, особенно при внесении РК и на клеверо-тимофеечной смеси (рис.2,3, табл.10). Азотные удобрения дали существенную прибавку продуктивности травостоев, особенно травосмеси с ежой сборной. На I кг внесенного //на фоне одноразового применения Рб0^90 правка сухого вецаетва составила 15-20 кг, сырого протеина - 3,905,73 кг, 03 - 169-221 ЦЦж. Подсев клевера способствовал продлению продуктивного долголетия травостоев.

Исследования показали, что в биогеоценозах с многолетними травами имеет место явление гомеостаза, обеспечивающее относи-

- ¿г-

П0?СР#<г пег 1Кон7рс*ь) 2 подсев ? РК + по9сеё Г. поЗсе&г

1 л Т * 2 1 ' ч 1 я 1 1 э, 4 199* 1ТЗг 1333 1394 ■»?»/ 19з/ 19П го»е/

Рис.1.Содержание клевера лугового в травостоях: А - клевер I-(-тимофеевка, Б -клевер 2 + ека сборная.

1Ш 13?3

гор/ т1 ни 1996 хт

Рис.2.Сбор обменной энергии (ОЭ): А-клевер1-»-тимофеевка, Б - ялевер2+

с-1? ж/*.

А.

. 1<з91 фг 1т

/зз9 гот

1$ЗЧ го%/ ГЗП 1Ц}

Рнс.З. Сбор сырого протеина (СП): А - клевер 1+ткм., Б - клевер 2 +

ежа..

. - 16 - г

Л - Таблица 10 Эффективность разшх способов увеличения продуктивности травостоев на второй год (1994 г.) после применения антропогенного фактора (4-й год использования травостоев, числитель - клевер I + тим.; знаменатель - клевер 2+ежа)

Показатель

Конт- ; роль :пбдсё-1 :ва :

Прибавка от ____¡подсев: 6° ;

_¡Прибсв-

:ка на 61( ¡2 кг

4320 4685 598 "665

ОЭ, ГДж/га ; 37^0 41,5

НСР^ 210 кг/га сух.

Сух,вещество, кг/га

Сырой протеин, кг/га

1040 "380 279 "140 10,6 4,4

в-в81.

460 ~58й _151 115

5,0

1420 1310 408 ~331 15^0 13,7

1520 1590 434 "505 16^4 18,0

1060 1010 283 390 1^5 13,0

15^6 14,9

!»!§ 5,74 0.169 0,191

тельную стабильность содержания усвояемых форы фосфора,, калия и общего азота в почве (табл.II и 12),

, ' , ■ - ' Таблица II "

Баланс азота (кг/га) в система "удобрение-почва-растение-, урожай" (клеверо-тимофеечная смесь, за 4 года)

Вариант

:Содеркалось в : Вынос ¡Внесено¡Баланс , п :почв§__________: , . : , : а- ^

•в конце ¡в нача-5 ^чр \ :3а 4 ,го :В среднем

:опыта :ле опы-: : :да :эа год

Контроль 3000 3885 . 400 0 +315 +79

Подсев в 1993р. 3860 3800 . 453 0 +513 +128

Рб^дО» 1993 г, 4020 3840 ' 438 0 +613 +154

РК + подсев 4065 3885 484 О +664 +166

^61 . З®0 3840 525 136 ; +399 +100

Увеличение выноса того или иного элемента способствует переводу его из неусвояемой форш в доступную растениям, а, внесение его с удобрениями действует в обратном.направлении. Благодаря атому не наблюдается снижения содержания А/, Р, К равнозначно их шносу, а при внесении удобрений нет адекватного увеличения в почве зткх элементов. Повышение потребления травосмесями одно-

го из элементов увеличивает плюс и других веществ, что можно назвать одним из проявлений поддортишл гомеостоза внутренней среда жнпых систем.

Таблица 12.

Баланс (кг/га) подвижного Р^О^ и обменного 1^0 в снстеш "удобрение-почва-растекнп-урожпйв за 4 года (числитель - клевер I + тимофеевка; знссенатель - клевер 2 + ег.а, 1990-1994 гг.)

Ворнант

«2°

В на-:В кон

ВшгосгБаленс ;В на-:

чале Рп- :це :Рп" '.Рур ; Рп= :чале и :Рп-Рп"'+ :Кг) ;1 1?ГЕ=Рха1_____1. :Кур ±_____ 5 К=1&ЙСп ;Иур-Куд

I.Контроль "372" _+20 _504 [372~ _363 -щ-

~455 _307 98 +33 ~516 "399 ~431 "+314

2.Подсев _447 _375 __97 _525 420 _399 _1294

~450 "450 ~105 "+39 ~492 ~366 ~42б "+300

3*р60%0 450 _39§ .103 -II _495 444 _410 +269

~402 ~П4 "+15 "409 "408 ~465 7+294

4-Р60}%0+ _438 _307 -¡¡О _490 .426 _+280

подсев ~426 ~384 125 "+23 "498 ~408 ~489 "+309

5. *■ _432 _381 _108 _483 387 430 +244

~42б "366 ~126 ~507 ~390 ~526 +319

Подсев клевера н внесение РК способствовали усилению биологической азотфнксации,. благодаря чему увеличивался сбор протеина и шнос. азота с урожае«, поигашлсл его баланс в системе "гюч-ва-растения-урояай". Азопше удобрения хотя и увеличивали шнос А/, тем не менее уменьшали чистую продуктивность биологической азотфиксации. Травосмесь с екой потребляет больше Ж, Р, К. чем с тимофеевкой луговой. При возделыванни многолетних травостоев сложился положительный баланс гумуса, увеличение содержания в травостоях бобоетх стабилизировало рН и степень насыщенности почвы основаниями. Внесение аммиачной селитры действовало в обратном направлении, особенно на травосмесях с екой сборной, в последнем случае имело место некоторое повышение кислотности почвы.

3.4, Энергетическая и экономическая эффективность разных способов увеличения продуктивного долголетия многолетних травостоев

Без внесения удобрений и подсева клевера возделывание кле-веро-тимофеечной смеси дало за 4 года прибавку обманной энергии в размере 119,7 ГДк/го, а клеверо-ежовой - 131,4 ГДж/га.

При внесении Kjc ^¿в -t-fy эти показатели соответственно увеличились на 12,6 и 17,5 ГДк/га,с учетом изменения плодородия • почеы прибавка энергии в контроле составила 106,0 ГДж/га, е при внесении Nf< - 130 ГДж/га (твбл.13).

' Таблица 13. Энергетическая эффективность разных способов увеличения продуктивного долголетия клеверо-тимофеечной травосмеси (за 4 года, ГДж/га) .

Вариант îC6op :Затра-:ПрибавгНакол-:Всего :Допол-:Коэффици-:ОЭ :ты :ка 03 ;ление :прибав:нитель:ент энер-: ;энер- :с уро-$знер- :ка :ная ггетической : ггии 5«аем :гии в : :прибав:эффектив-: : s :почве : :ка ;ности при_ _ ; : J 1 „ :емов __

Контроль 139,4 19,7 +119,7 -13,7 +106,0 - - -

Подсев 152,8 22,9 +129,9 +1,2 +131,1 +25,1 13,2

Р60К90 148,0 22,9 +125,1 +16,5 +141,6 +35,6 14,е

РК +• подсев 159,6 25,4 +134,4 +16,4 +150,8 +44,8 10,2

PKVég 172,0 39,7 +132,3 -2,4 +129,9 +23,9 1,6

В варианте подсев + РК дополнительно получено на клеверо-тимофеечном травостое 14,7 ГДж/га, а на клеверо-ежовом - 12,6; с учетом же изменения плодородия почвы прибавка в первом случае составила 44,8 ГДж/га,

В условиях диспаритета цен в 1995 г. в пользу промышленных . товаров экономически целесообразном является возделывание бобо-во-злаковых травосмесей с подсевом клевера на 3-й год использования на фоне внесения РК, В диссертационной работе, на основе анализа собственного опыта и исследований кафедры луговодства, автор пришел к выводу о том, что получение прибыли является обязательны условием интенсификации и стабилизации продукционного

процесса в агроэкосистемах. В сбою очередь, интенсификация с учетом повышения плодородия почта является единственным перспективным путем увеличения экономической эффективности и экологической безопасности ведения сельского хозяйства, в частности кормопроизводства. Однако получение экономического эффекта и сохранение заинтересованности крестьянства в повышении устойчивости агроэкосистем тесно связано с инвестиционной государственной политикой, рыночной конъюнктурой и динамикой цен на разное виды техногенной энергии и сельскохозяйственную продукцию.

Вывода

1. В агроэкосистеиах разного уровня действует закон А.Л. Чижевского о количественной компенсации в биосфэртлс функциях. Основой стабилизации продукционного процесса в агроэкосистемах является обеспечение многообразия продуцентов, сложной их структуры и мозаичности, а то ¡его неодинаковая реакция растений, фито-ценозов и различите угодий на ритш абиотической среда.

2. Нозанчность и устойчивость агроэкосистем достигается несколькими путями: во-першх, расширением пространства; во-вто-]Х1Х, введением шюгообразия в зил а разных травосггесей и севооборотов с нультураш, обеспечивающими относительную замкнутость биогеохишческого 1фуговорота; в-третьих, набором технологий, адаптированных к элементам ландшафтп и-другим природный факторен, а также к социально-экономическим условиям.

3. Для стабилизации производства кориов и другой продукции следует, во-першх, скивить уровень колебаний абиотической среда; во-вторых, пошенть адаптившй потенциал агроэкосистеш; в-третьих, интенсифицировать продукционный процесс, то есть по-шеить средне» величину продуктивности фитоценозов эа счет оптимизации условий их деятельности; в-четвертых, увеличить длительность продуктивного фунщионнроввния агроэкосистем. Как правило, четыре этих условия -обеспечиваются за счет осуществления антропогенной подпитки систем энергией и веществом, осуществляемой на основе опережающего развития информации.

4. Стабильность и величина урокайности растений и севооборотов увеличивается при орошении, внесении удобрений, оптимизации структур! фитоценозов и посевных площадей, она резко сника-

ется в года экономического кризиса, особенно у культур интенсивного типа (кукуруза, корнеплоды). Реакция культур на антропогенные факторы зависит от ритмов абиотической среды, солнечной активности, погода и т.д.

5. Многолетние травостои, особенно бобово-злакоше, и естественные кормошэ угодья обеспечивая» наиболее стабильное производство кормов. По величине и стабильности урожаев угодья располагаются в следующем порядка: нижнее, затем верхнее плато, склоны. Реакция растительности но изменение внешних условий зависит от расположения ее на рельефе, благодаря чему варьирование по годам продуктивности всего сложного агролацдшафто в 1,7 раза меньше, чем в среднем у отдельного из его элементов,

6. Разработан севооборот (зерновые - травы - картофель 3 поля разшх сроков уборки), обеспечивший в 1-й ротации при внесении 30 т/га навоза продуктивность в размере 3400-4060 кормовых единиц с I га, с коэффициентом ее варьирования по годам 4,5-7,4 55, что в 1,2-1,5 раза меньше, чем среднее арифметиче-спое его значение по каждой отдельной культуре.

7. Наибольшую среднюю продуктивность (650-700 кг/га сырого протеина, 37-42 ГДж/га обменной энергии) за 4 года использования обеспечивает набор из двух травосмесей, состоящий из раннеспелого (клевер луговой двуукосшй + ежа сборная) и позднеспелого (клевер луговой одноукосный + тимофеевка). При этом на верхнем плато рекомендуется возделывать одновременно две травосмеси: на южном склоне - раннеспелый травостой, на северной экспозиции и нижнем плато - позднеспелую смесь. Многолетние траш, особенно злаковые, характеризуются высоким адаптивным потенциалом. После неблагоприятдах условий они быстро восстанавливают своо продуктивность. Раннеспелая травосмесь была более устойчива к засухе, чем клевер одноукосный + тимофеевка,

8. В условиях диспаритета цен в пользу промышленных товаров продуктивное долголетие многолетних травостоев можно продлить без внесения азотных удобрений путем подсева клевера лугового, производимого при орошении или во влажный год после 1-го укоса при незначительном его содержании в фитоценозе.

9. Наилучшие результаты такой подсев дает при внесении фосфорно-калийных удобрений. Эти факторы увеличивает содержание в травостое клевера лугового, усиливают симбиотическую

азотфиксацив. Дополнительная прибавка от этих факторов по сырому протеину составила 422-523 кг/га, а по обменной энергии с учетом увеличения плодородия почш - 44,8 ГДж/га. Подсев клевера лугового дал несколько больший эффект на клеверо-тимофе-ечной травосмеси, а внесение азотных удобрений < на

фоне ~ на тРавостО0 с включением ежи сборной. В целом

внесение фХдд^+Л&х давало дополнительную прибавку сырого протеина 783-915 кг/га, а обменной энергии с учетом сохранения плодородия почш - 23,9 ГДж/га.

10. Возделывание бобово-злаковых травостоев, особенна с внесением фосфорно-калийных удобрений и подсевом трав, позволяет стабилизировать плодородие почш и увеличить в ней содержание общего азота. Баланс доступных растениям питательных веществ в системе "удобрение-почва-растения-урояай" показал, что шнос их с урожаем сопровождается гораздо меньшим снижением, а внесение - более низким увеличением содержат« юс <* почве. Чем больше шнос или внесение питательных вев^еств, тем болыпе это несоответствие. За счет гомеостаэа жишх систем увеличение потребления того или иного элемента усиливает адсорбционные процесса!, переход его из неусвояемых форм в усвояеше; а внесение удобрений, действует, как правило, в обратном направлении. Однако возможности гомеостаза небезграничны, для стабилизации и повышения продуктивности кормовых угодий требуется антропогенная подпитка их энергией и веществом, соответствующая потребностям фитоценоза,

11. В современных условиях наиболее энергетически и экономически целесообразным способом увеличения продуктивного долголетия многолетних травостоев является подсев клевера, проводимый по указанным више правилам, однако при отсутствии такой возможности не следует отрицать использование минеральшх азотных удобрений в сочетании с фосфорно-калийшми, особенно на травосмесях с ежой сборной, - ' .

12. Анализ действия закона АД .Чижевского в агроэкосисте-мах свидетельствует, что для стабилизации производства сельскохозяйственной продукции необходимо сохранить связи мелду хозяйствами и регионами, целесообразно объединение фермерских и крестьянских хозяйств меяду собой или с крупными акционерный обществами с цельп обеспечения замкнутости производственных и био-

геохимических циклов. В крупных хозяйствах.имеется больше воз-можносгей для создания многообразия и мозаичности,: а следова-. тельно, и для стабилизации продукционного;процесса, для-замедления диссипационньсх явлений. -

Рекомендации производству

1. В условиях Нечерноземной зоны России производство кормов можно увеличить и стабилизировать за счет возделывания бо-бово-злаковшс травосмесей разных сроков созревания и использования мозаичности егроландшафтов.

2. На верхних плато местности рекомендуется возделывать -одновременно две травосмеси: клевер луговой одноукосшй + ти- ' мофеевка луговая и клевер луговой двуукосный + ежа сборная;

на южных склонах - раннеспелый клеверо-ежовый травостой;:на северных и нижнем плато - позднеспелый клеверо-тимофеечный.

3. .В сложившейся экономической ситуации наиболее эффективно увеличение продуктивного долголетнего травостоя путем подсева клевера лугового, проводимого яри орошении или во■влажные

годы посла 1-го укоса на фоне внесения фосфорно-калийшх удобрений при выпадении из фитоценоза бобовых. При отсутствии та- : кой возможности можно на 3-й,год использования применять азотные удобрения, на фоне фо^форно-калийных.

Список научных трудов по теме диссертации "

1. Демин В.А., Стадник'Б.Г., Шалов.Т.Б., Темирсултанов Э.Э, Продуктивность кормового■севооборота при использовании расчетных систем удобрения на серой, лесной .почве. - Ярославский 151111,1991 (Инф. лист.,,0,21 п.л.).

2. ДеминВ.А., Стадник Б.Г., Шалов Т.Е., Тешр султанов Э.Э. Урожайность и качество зеленой массы кукурузы на силос при.различных системах удобрения-на серой лесной почве.: - Ярославский. ВДТИ, 1991 (Инф. лист., 0,21 п.л.). -;

3. Кобоэев;И.В.,'Латифов Е.Л., Темирсултанов Э.Э. Рекомен---дации по содержанию междурадий плодового сада. - М,-Никополь,; МСХиП СССР, Госющерн (ХХЗ^ - ¿990^ * - 7,5 п.л.

- 2чЗ -

4. Кобозев И.В.; Гераськин В„А,, Гемирсултанов Э.Э. Рекомендации по монтажу, эксплуатации и ремонту дождевальных шлейфов. - М.-Никополь, МСХиП, Госконцерн СССР "ВодстроЙ", ТСХА. -1991. - 2,5 п.л.

5. Кобозев И.В., Метельский З.И., Латифов Н.Л., Тешрсулта-нов Э.Э. Периодичность плодоношения плодовых деревьев и приемы, ее преодоления (Рекомендации). - М.-Никополь, МСХиП РФ, МСХиП Украины, ТСХА, спецхоэ "Приднепровский". - 1992. - 3 п.л.

6. Латифов Н.Л., Кобозев И.В., Гераськин В.Л., Темирсулта-нов Э.Э. Агротехнические способы снижения периодичности и неравномерности плодоношения фруктовых деревьев (Рекомендации). - М.Махачкала: МСХиП РФ, МСДиП Дагестана, ТСХА. - 1992. - 3,5 п.л.

?. Кобозев И.В., Цвирко Э.А., Маркин P.C., Пашков А.И., Те-мирсултанов Э.Э. Разработка новых ресурсосберегающих технологий обработки почш. - Изв.ТСХА, 1995, вып.2, с. 22-40,