Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Приемы повышения продуктивности многолетних травосмесей в условиях лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Приемы повышения продуктивности многолетних травосмесей в условиях лесостепи Среднего Поволжья"

На правах рукописи

Терехин Игорь Сергеевич

ПРИЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВОСМЕСЕЙ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 — общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

11 нсК 2014

Пенза 2014

005556584

005556584

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кафедры «Переработка сельскохозяйственной продукции» ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» Кшникаткина Анна Николаевна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кафедры «Земледелие, мелиорация и агрохимия» ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» Денисов Евгений Петрович

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник отдела кормопроизводства ГНУ Пензенский НИИСХ Тимошкина Ольга Юрьевна

Ведущая организация: ФГБНУ Мордовский НИИСХ

Защита состоится «23 » января 2015 года в 900 часов на заседании диссертационного совета Д. 220.053.01 при ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30.

Тел.: 8 (8412) 628-359; E-mail: dspenza@yandex.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»

Автореферат разослан »Ло^^А 2014 г., автореферат и диссертация размещены на сайте: http://pgsha.penza.net

Ученый секретарь диссертационного совета

В. А. Гущина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В условиях интенсивно развивающего животноводства полевое кормопроизводство имеет решающее значение в создании прочной кормовой базы, служит основой биологизации земледелия, сохранения плодородия почвы и охраны окружающей среды.

Решающая роль в полевом травосеянии принадлежит многолетним травам. Многолетние бобово-злаковые травосмеси в различных почвенно-климатических условиях сохраняют первостепенную роль в получении высокобелковых, энергонасыщенных и более дешевых кормов, при этом способствуют улучшению водно-физических свойств почв, повышению их плодородия и решению этим экологической проблемы. Важное значение приобретает организация адаптивного кормопроизводства на основе создания высокопродуктивных смешанных агрофитоценозов путем подбора культур и интродукции новых видов, которые наиболее полно используют биоклиматические ресурсы региона.

Важную роль в минеральном питании многолетних трав играют микроэлементы. Одно из перспективных направлений - использование комплексных водорастворимых удобрений с микроэлементами в хелатной форме. Из-за низких доз расхода данные препараты низкозатратные, экономически выгодные, легко вписываются в технологию возделывания культур.

Клевер паннонский и черноголовник многобрачный возделываются в лесостепи Среднего Поволжья впервые. В связи с этим нами была поставлена задача подобрать наиболее перспективные компоненты для формирования смешанных агроценозов и разработать ресурсосберегающие приёмы технологии их возделывания для получения высококачественных кормов.

Степень разработанности темы. Вопросы по изучению значения многолетних травосмесей в луговом и полевом кормопроизводстве нашли свое отражение в трудах Константинова П.Н., 1932; Вильямса В.Р., 1935, 1950; Филатова Ф.И., 1951; Колосовой A.B., 1955; Смелова С. П., 1966; Сметанни-кова А.И., 1967; Шатилова И.С., 1969; Мининой И.П., 1972; Мухиной Н. А.,

1971; Ларина И.В., 1978; Иванова А.Ф, Медведева Г.А., 1977; Работнова Т.А., 1984; Харькова Г.Д., 1987; Тюльдюкова В.А., 1988, 1995 и других. В данных работах представлены пути решения важнейшей проблемы в отрасли кормопроизводства - увеличение производства энергонасыщенных, дешевых, сбалансированных по сахаро — протеиновому соотношению кормов. При этом подчеркивается роль многолетних травосмесей в биологизации земледелия, сохранении и повышении плодородия почвы и охраны окружающей среды.

Методология и методы исследований. При планировании и проведении исследований в виде источников информации использовались монографии, научные статьи, информационные издания, стандартные методики, оборудование, приборы, методы полевого эксперимента, компьютерная и вычислительная техника.

Цель исследований. Научно-теоретическое обоснование формирования смешанных агрофитоценозов многолетних кормовых культур и совершенствование технологических приемов их возделывания, обеспечивающих их высокую продуктивность и повышение плодородия почвы.

Программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

- изучить продукционный процесс многолетних трав в смешанных аг-рофитоценозах;

- установить влияние набора компонентов на конкурентную способность и биологическую эффективность возделывания;

- выявить влияние минеральных удобрений, микроэлементов и регуляторов роста на формирование симбиотического аппарата, показатели фотосинтетической активности многолетних трав;

- определить продуктивность, энергетическую и питательную ценность многолетних трав в зависимости от компонентов и приемов агротехнологии;

- дать экономическую и энергетическую оценку эффективности приемов адаптивной ресурсосберегающей технологии возделывания многолетних травосмесей.

Научная новизна. На основе учета агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей растений разработаны теоретические и практические основы формирования высокопродуктивных бинарных травосмесей с включением новых видов многолетних растений клевера паннонско-го и черноголовника многобрачного.

Установлены закономерности влияния минеральных удобрений и микроэлементов на ботанический состав многолетних травосмесей, их питательную ценность и продуктивность.

Дано экономическое и энергетическое обоснование приёмов возделывания многолетних травосмесей.

Практическая ценность работы и реализация ее результатов. Разработаны и рекомендованы производству травосмеси с включением клевера паннонского и черноголовника многобрачного, обеспечивающие получение с гектара 17,2 кормовых единиц, 3,03 протеина и 215,8 ГДж обменной энергии.

Разработанные ресурсосберегающие приемы технологии возделывания многолетних травосмесей обеспечивают биологизацию и экологизацию полевого кормопроизводства, воспроизводство плодородия почвы, экономию материально-технических средств и повышение продуктивности.

Представленная работа является составной частью научно - исследовательской работы ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по целевой комплексной научно - технической программе т. 12,5 «Разработка адаптивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Пензенской области».

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности роста и развития многолетних травосмесей в зависимости от приёмов возделывания;

- параметры фотосинтетической деятельности посевов;

- сравнительная продуктивность многолетних травостоев;

- влияние минеральных и комплексных удобрений с микроэлементами в хелатной форме на продуктивность травосмесей;

- экономическое и энергетическое обоснование приемов возделывания многолетних травосмесей.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 60-летию ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (Пенза, 2011); Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в АПК: теория и практика» (Пенза, 2013); Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инновационные идеи молодых исследователей для АПК России» (Пенза, 2013); II Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в АПК: теория и практика» (Пенза, 2014).

Разработки внедрены в хозяйствах области на площади 80 га. Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 научных работах, из них 2 статьи в изданиях по перечню ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 134 страницах компьютерного текста, содержит 34 таблицы, 2 рисунка, 49 приложений, 212 источников использованной литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика проведения исследований Исследования проводились в 2012-2014гг. на опытном поле учебно-опытного хозяйства ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА».

Почва опытного участка — чернозем выщелоченный среднемощный, тяжелосуглинистый с содержанием подвижного фосфора - 10,3%, гумуса - 6,5 %, обменного калия - 16,0 мг на 100 г почвы, обеспеченность подвижными формами бора, молибдена, меди, марганца, кобальта и цинка низкая, рН^- 5,6.

Метеорологические условия в годы проведения исследований были различными: 2012 (ГТК - 1,2 ед.) и 2013г. (ГТК - 1,05 ед.) были благоприятными для роста и развития многолетних трав; 2014г. - засушливый (ГТК - 0,59 ед.).

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

За годы исследований выполнены следующие опыты:

1. Влияние видового состава на продуктивность многолетних травосмесей. Схема: 1. Клевер паннонский + кострец безостый; 2. Клевер паннон-ский + овсяница луговая; 3. Клевер паннонский + тимофеевка луговая; 4. Клевер паннонский + ежа сборная; 5. Клевер паннонский + черноголовник многобрачный.

2. Влияние минеральных удобрений на продуктивность клеверо - кост-рецовой травосмеси. Схема: 1. Без удобрений (контроль); 2. Р6оК90 - фон; 3. Фон + N30; 4. Фон +N50; 5. Фон +N90.

3. Влияние некорневой подкормки комплексными удобрениями на продуктивность травосмесей. Схема: 1. Без обработки (контроль); 2. Обработка посевов Альбит; 3. Обработка посевов Микроэл; 4. Обработка посевов Силиплант; 5. Обработка посевов гумат К/Ыа+микроэлементы.

Объекты исследований: клевер паннонский сорт Аник; кострец безостый - Пензенский 1, овсяница луговая - Пензенская 1, ежа сборная - Торпеда, тимофеевка луговая - Карабиха, черноголовник многобрачный - Слава. Предшественник - чистый пар. Норма высева семян трав в смесях - 50% от нормы чистого посева с учетом посевной годности. Способ посева - рядовой. Агротехника общепринятая для возделывания многолетних трав в регионе. Посев трав проводился в первой декаде мая. Фосфорные и калийные удобрения вносили в виде двойного суперфосфата и хлористого калия, азотные - аммиачной селитры. Концентрация препаратов принята согласно установленным рекомендациям: Альбит-40 мл/га, Силиплант - 1,5 л/га, Микроэл - 0,2 л/га, гумат К/Кта - 0,25 л/га.

Альбит - регулятор роста, основой которого является неживые бактерии, а очищенное действующее вещество, полученное при их микробной

ферментации, антидот. Силиплант - жидкое микроудобрение с высоким содержанием кремния и микроэлементов в доступной форме, антидот.

Закладка полевых опытов, наблюдения, оценка и учеты проводились в соответствии с методическими указаниями Б.А.. Доспехова (1985). Фенологические наблюдения за ростом и развитием, изучение динамики роста, учет урожая и другие сопутствующие исследования проводились по методике Госсортсети (1971) и рекомендациям ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1987). Изучение корневой системы - по методике Н.З. Станкова (1964). Сим-биотический потенциал и продолжительность бобово-ризобиального симбиоза - по методике Г.С. Посыпанова (1983). Показатели фотосинтетической деятельности растений определяли по методике A.A. Ничипоровича (1973), чистую продуктивность фотосинтеза по формуле, предложенной L. Briggs, F. Kidds, С. West (1920). Содержание абсолютно сухого вещества в зеленой массе - весовым методом. Сырой протеин - по Кьельдалю (коэффициент -6,25), сырая клетчатка — по методу Кюршнера и Ганека в модификации A.B. Петербургского. Выход кормовых единиц и переваримого протеина с урожаем - расчетным методом на основании данных химического анализа растений (Методические указания по оценке качества и питательности кормов, 2002) с учетом коэффициента переваримости по М.Ф. Томме (1970).Учет урожая зеленой массы - сплошным поделяночным способом.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985) на ПЭВМ с использованием пакета прикладных программ Statistica 4.5, Excel 2000, Statgraphics Plus for Windows 2.1.

Экономическая эффективность рассчитывалась по технологическим картам с использованием типовых норм. Агроэнергетическая оценка приемов технологии выращивания травосмесей проводилась в соответствии с методическими рекомендациями, разработанными учеными ВИК (1971), Г.А. Булатки-ным(1986).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВОСМЕСЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДОВОГО СОСТАВА Формирование агроценоза многолетних травосмесей. Исследованиями установлено, что полевая всхожесть семян, густота всходов и сохранность растений изменялись под влиянием состава травосмесей и метеорологических условий года. Так, полевая всхожесть клевера паннонского зависела от соответствующего компонента и находилась по вариантам опыта в пределах 67,2 - 70,8%. Клевер паннонский в агроценозе с черноголовником многобрачным имел наибольшую полевую всхожесть 70,8%, с ежой сборной наименьшую - 67,2%, сохранность растений перед уходом в зиму составила 85,9 - 93,2%. Наибольший процент сохранившихся растений перед уходом в зиму (97,8) отмечался у черноголовника многобрачного, клевера паннонского (93,2%) в смеси с черноголовником. Самая низкая сохранность клевера паннонского (85,9%) была при использовании в качестве злакового компонента ежи сборной. Динамика плотности травостоев определяется видовым составом и возрастом растений. В зависимости от вида травосмесей клевер паннонский к третьему году жизни в смесях формирует до 455 побегов/м2.

Определением видов растений по их ценотической значимости занимались Раменский Л.Г., 1938; Работнов Т.А., 1983; Куркин К.А., 1983; Тюлин В.А., 1994; Прудников А.Д., Ценотическая активность каждого компонента смеси выражается прежде всего через соответствующий ботанический состав каждой группы видов.

В наших исследованиях ботанический состав изучаемых смесей изменялся в зависимости от набора компонентов и возраста травостоев. В травосмесях клевер паннонский наращивает свою ценотическую активность. Доля клевера паннонского в урожае смесей с мятликовыми травами увеличивается к третьему году жизни. Так, в первый год жизни количество бобового компонента в смеси клевер паннонский + кострец безостый составило 56,8%, во второй - 65,3% и к третьему - 68,6%. Наибольшие количество клевера пан-

нонского в травосмеси (58,6 - 69,7 %) отмечено в смеси клевер паннонский + черноголовник многобрачный.

При формировании урожая фитоценоза важная роль принадлежит конкурентным взаимоотношениям растений. Установлено, что коэффициент конкурентноспособности компонентов смесей зависел, прежде всего, от биологических особенностей мятликовых растений и черноголовника. В первый год жизни среди злаковых трав наибольший коэффициент конкурентоспособности отмечен у ежи сборной — 2,13 ед., кострец безостый — 1,27,черноголовник - 1,16, клевер паннонский - 0,98 ед. Наиболее агрессивным компонентом в год посева является ежа сборная, коэффициент конкурентоспособности равен 2,13 ед.(рис. 1).

Рисунок1 - Динамика изменения коэффициента конкурентоспособности многолетних трав в смесях 2-го года жизни(2013-2014гг.)

В первый год жизни злаковые травы имеют большую величину СЯ по сравнению с клевером паннонским. Так, коэффициент конкурентноспособности клевера составляет 0,81 (клевер+ежа), 0,83 (клевер+кострец), 0,85 (кле-вер+овсяница), 0,87 (клевер+тимофеевка). Ко второму году жизни показатель конкурентноспособности клевера паннонского повышается в смесях с мятли-ковыми травами до 0,89 - 0,95 (рис.1). К третьему году жизни в травосмесях отмечен рост СЯ клевера паннонского. Так, в травосмесями с кострецом безостым коэффициент конкурентноспособности клевера составил 1,12 ед. кост-

реца безостого - 1,09 ед., в смеси клевер + овсяница коэффициент конкурентноспособности клевера - 1,13 ед., овсяницы - 0,84 ед., в смеси клевер + тимофеевка - 1,14 ед. и 0,85 ед. соответственно. Наибольший коэффициент конкурентоспособности клевера паннонского во все годы исследований отмечен в травосмеси с черноголовником многобрачным. В среднем за три года жизни показатели CR данного агроценоза были на 47,3% выше, чем в смеси клевер+кострец и на 45,7% в смеси клевер+ежа сборная.

В результате исследований установлено, что на формирование продуктивности травосмесей оказывает влияние набор компонентов и возрастные изменения продуктивности агроценозов.

При оценке критерия биологической эффективности смешанных посевов использовался показатель отношения земельных эквивалентов (Land Equivalent Ratio, LER).

На величину коэффициента биологической эффективности травосмесей большое влияние оказывает видовой состав травостоя. В первый год жизни биологическая эффективность агроценоза клевер паннонский +кострец безостый составила 1,03, травосмеси клевер паннонский + овсяница луговая -0,98, клевер паннонский + тимофеевка луговая - 0,97, клевер паннонский + ежа сборная - 0,98, клевер паннонский + черноголовник многобрачный -1,07. На второй год жизни бинарные смеси с мятликовыми травами биологически эффективны, значение LER колеблется от 1,00 до 1,01. На третий год жизни смеси клевера паннонского и злаковых трав также биологически эффективны. Так, в агроценозе клевер паннонский + кострец безостый значение LER составляет 1,16, в смеси клевер паннонский + овсяница луговая - 1,10, в травосмеси клевер паннонский + черноголовник многобрачный - 1,18.

Продуктивность многолетних травосмесей. Наибольший сбор сухого вещества в сумме затри года использования получен при возделывании травосмеси клевер паннонский + кострец безостый- 21,5 т/га. Травосмеси клевера паннонского с тимофеевкой луговой, ежой сборной и черноголовником многобрачным сформировали практически равноценный выход сухого веще-

ства 14,7-15,2 т/га. Наивысший сбор переваримого протеина получен в смеси клевер паннонский +кострец безостый- 3,03 т/га. В агроценозах с участием овсяницы, тимофеевки, ежи и черноголовника сбор переваримого протеина с гектара был несколько меньший - 2,07 - 2,23 т/га (табл. 1).

Таблица 1 — Продуктивность травосмесей в сумме за три года, т/га

Травосмеси Сбор, т/га ОЭ, ГДж/га

СВ корм. ед. ПП

Клевер паннонский + кострец безостый 21,5 17,2 3,03 215,8

Клевер паннонский + овсяница луговая 19,4 17,0 2,70 191,1

Клевер паннонский + тимофеевка луговая 14,7 14,3 2,08 155,7

Клевер паннонский + ежа сборная 15,2 12,9 1,97 159,1

Клевер паннонский + черноголовник многобрачный 14,9 12,8 2,15 158,3

НСР„5 0,4

Травосмеси оказывают существенное средообразующее влияние. Наибольшее количество азота, фосфора и калия накапливается в пахотном слое почвы под травосмесью клевер паннонский + кострец безостый - 246 кг/га азота, 90 кг/га фосфора и 179 кг/га калия.

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВОСМЕСЕЙ Симбиотическая деятельность агроценозов травосмесей. При возделывании многолетних трав наиболее эффективным средством управления процессами формирования урожая является оптимизация минерального питания.

Анализ азотофиксирующей деятельности агроценоза травосмеси показал, что при внесении минерального азота весной в фазу отрастания трав несколько снижались темпы азотофиксации. Так, в первый год пользования при увеличении доз азота с 30 до 90 кг/га количество активных клубеньков в фазу бутони-

зации снизилось до 70,7 - 77,8 млн. штУга. На фосфорно-калийном фоне количество активных клубеньков составило 82,4 млн. шт./га (рис. 2).

На второй год пользования как общее количество клубеньков, так и активных увеличилось по вариантам опыта соответственно на 15,0 — 15,7% и 16,9 -19,0 %.

млн.ип./га

1 2 3_4_5

I Ш1-ЙГ.П- (2013-2014ГГ.)_ И 2-й г.п. (2014г.) ~|

Рисунок 2- Количество активных клубеньков агроценоза клевера паннонского в фазу бутонизации (2013-2014гг.) 1. Без удобрений (контроль), 2. РбоКда - Фон, 3. Фон + N30,4. Фон + И«, 5. Фон + N90

Внесение азотных удобрений оказало отрицательное влияние и на формирование массы клубеньков. Так, в первый год пользования при увеличении дозы азота с 30 кг до 90 кг масса активных клубеньков уменьшилось по отношению к показателям варианта с фосфорно-калийными удобрениями на 13,8,7 - 38,4 кг/га, во второй год пользования - на 14,4 - 36,8 кг/га (рис. 3).

Минеральный азот не оказывает значительного влияния на величину общего симбиотического потенциала (ОСП), который увеличивается ко второму году пользования по сравнению с первым годом от 19252 кг дней/га до 21992 кг дней/га. Однако активный симбиотический потенциал (АСП) снижается как с увеличением дозы азотного удобрения, так и по годам пользования. При увеличении дозы азота с 30 до 90 кг АСП клевера паннонского к третьему году жизни снизился до 11973 кг дней/га. Наибольший АСП отмечен в варианте с внесением фосфорно-калийных удобрений - 12991 - 17525 кг

дней/га, что на 1618 - 1231 кг дней/га больше, чем в контрольном варианте и на 1338 - 1018 кг дней/га при внесении азота в дозе 90 кг/га.

1 2 3 4 5

1-й г.п. (2013-2014гг.р 2-й г.п. (2014г.)|

Рисунок 3 - Масса активных клубеньков агроценоза клевера паннонского в

фазу бутонизации (2013-2014гг.) 1. Без удобрений (контроль). 2. РбоКдо - Фон. 3. Фон + N30.4. Фон + N60.5. Фон + N90

Минеральный азот не оказывает значительного влияния на величину общего симбиотического потенциала (ОСП), который увеличивается ко второму году пользования по сравнению с первым годом от 19252 кг дней/га до 21992 кг дней/га. Однако активный симбиотический потенциал (АСП) снижается как с увеличением дозы азотного удобрения, так и по годам пользования. При увеличении дозы азота с 30 до 90 кг АСП клевера паннонского к третьему году жизни снизился до 11973 кг дней/га. Наибольший АСП отмечен в варианте с внесением фосфорно-калийных удобрений - 12991 - 17525 кг дней/га, что на 1618 - 1231 кг дней/га больше, чем в контрольном варианте и на 1338 - 1018 кг дней/га в варианте с внесением азота в дозе 90 кг/га.

Установлено, что минеральные удобрения оказывали существенное влияние на формирование параметров фотосинтеза. Наиболее интенсивно нарастание листовой поверхности наблюдалось в фазу бутонизации, в первый год пользования данные показатели по вариантам опыта составили 44,8 — 57,2 тыс. м2/га. Максимальные параметры фотосинтеза отмечены в варианте

ИэдРбоКдо, площадь листьев - 57,2 тыс. м2/га, ФП - 2,23 млн. м2/га, ЧПФ -3,12 г/м2. сутки, что превышает контрольный вариант в 1,5, 1,4 и 1,3 раза соответственно.

Таблица 2 — Фотосинтетическая деятельность агроценоза клеверо - кострецовой смеси (фаза бутонизации)

Вариант Годы пользования

1-й (2013-2014гг.) 2-й (2014г.)

СВ, т/га Бл, тыс. м2/га ФП, млн. м2 дн./га ЧПФ, г/м2 сутки СВ, т/га Бл, тыс. м2/га ФП, млн. м2 дн./га ЧПФ, г/м2 сутки

Без удобрений (контроль) 3,62 37,6 1,56 2,36 4,56 49,2 1,89 2,97

РбоКоо (фон) 4,45 44,8 1,74 2,57 4,87 57,8 2,18 3,46

Фон + Ызо 4,86 48,5 1,98 2,83 5,02 60,7 2,36 3,69

Фон +К60 5,47 54,3 2,19 2,96 5,43 63,5 2,45 3,82

Фон +N90 5,68 57,2 2,23 3,12 5,75 64,9 2,53 3,94

Наиболее продуктивно работали посевы клевера паннонского 2-го года пользования. Так, площадь листьев по вариантам опыта составила 57,8 — 64,9 тыс. м2/га, ФП - 1,95 - 2,32 тыс. м2/га, ЧПФ - 3,16 - 3,75 г/м2. сутки. При внесении фосфорно — калийных удобрений площадь листьев в 1-й год пользования в сравнении с контролем увеличилась на 17,5%, ФП - 15,3%, ЧПФ -8,9%, во 2-й год пользования соответственно на 15,5% и 16,5% (табл.2).

Эффективность минеральных удобрений оценивается прежде всего окупаемостью вносимых доз прибавкой урожая. Наибольший урожай сухой массы и прибавка урожая получена при внесении азотных удобрений 90 кг/га на фоне фосфорно - калийных удобрений РбоК90. Так, урожай сухой массы на данном варианте в 1-й год пользования в среднем за два года составил 11,4 т/га, прибавка к контролю - 5,0 т/га (78,1%); во второй год пользования -13,7 т/га, 5,8 т/га (73,4%). Окупаемость минеральных удобрений в первый год пользования составила на фосфорно-калийном фоне 19,3 кг, при внесении азота в дозе 30 кг и 60 кг/га снизилась до 17,8 и 18,6 кг и незначительно уве-

личилась в варианте N90 — 20,8 кг. Окупаемость азотных удобрений уменьшалась с повышением дозы азота со 106,7 кг (фон+Ы30) до 55,6 кг (фон+Ы90). На второй год пользования окупаемость минеральных удобрений составила 21,7 - 24,2 кг и наибольшей была при внесении азота в дозе 90кг/га. Окупаемость одного килограмма азотных удобрений находилось в пределах 64,4-130,0 кг (табл. 3).

Таблица 3 - Эффективность минеральных удобрений на клеверо - кострецовой травосмеси 2-го года пользования (2014г.)

Вариант Урожай сухой массы ,т/га Прибавка

т/га % к контролю на 1 кг удобрений, кг на 1 кг азота, кг

Без удобрений (контроль) 7,9 - - - -

Р6оК9о (фон) 11,5 3,6 45,6 24,0 -

Фон + N30 11,8 3,9 49,4 21,7 130,0

Фон +И6о 12,6 4,7 59,5 22,4 78,3

ФОН +N90 13,7 5,8 73,4 24,2 64,4

НСР05 0,7

Эффективность удобрений на бобово-злаковом травостое необходимо оценивать не только выходом растительной продукции, но и сохранностью бобового компонента, который будет формировать урожай в последующие годы пользования агроценоза.

Таблица 4 - Продуктивность клеверо - кострецовой смеси в зависимости от минерального питания (в сумме за 2013-2014гг.)

Вариант • Сбор, т/га ОЭ,ГДж

з/м св корм.ед., т/га ПП, т/га

Без удобрений (контроль) 57,2 14,3 10,22 1,69 146,9

Р«оК9о (фон) 83,2 17,9 14,22 2,39 214,0

Фон + N30 85,6 21,4 16,25 2,71 220,2

Фон +N«1 91,6 22,9 16,81 2,76 236,3

ФОН+N90 100,4 25,1 19,09 2,85 258,0

НСР05 5Д 1,2

Внесение азотных удобрений снижало долю клевера паннонского с 59,3 до 42,8% в первый год пользования, с 58,6 до 36,5% - во второй. Фос-форно-калийные удобрения усиливают устойчивость бобового компонента в изучаемом агроценозе, доля клевера паннонского во второй год пользования увеличилась на 30% и составила 61,7%.

Анализ продуктивности бобово-злаковой травосмеси показал, что наибольший выход сухого вещества и кормовых единиц был при внесении азота в дозе 90 кг/га на фоне фосфорно - калийных удобрений в сумме за два года пользования соответственно 25,1 т/га и 19,09 т/га, переваримого протеина 2,85 т/га. Концентрация обменной энергии в сухом веществе корма - 258,0 ГДж (табл. 4).

ВЛИЯНИЕ НЕКОРНЕВОЙ ПОДКОРМКИ КОМПЛЕКСНЫМИ УДОБРЕНИЯМИ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВОСМЕСЕЙ Симбиотическая деятельность агроценозов травосмесей. Ф.Ф. Мац-ков (1957) утверждает, что применением подкормок вегетирующих растений мы можем на ходу усилить слабые звенья питания, по своему желанию изменять направленность работы ферментов, а значит и характер внутриклеточного обмена, воздействуя тем самым на рост и развитие растительного организма, то есть управлять процессом формирования урожая.

При использовании комплексных удобрений для некорневой подкормки вегетирующих растений травосмесей показатели симбиотической активности агроценоза увеличились. Так, количество и масса активных клубеньков в 1-й год пользования в среднем за два года по вариантам опыта увеличилось по отношению к контролю на 8,2 - 12,9 млн. шт. /га (12,5 - 19,2 %) и 43,6 -70,3 кг/га (11,3-18,2%).

Агроценоз травосмеси клевер паннонский + черноголовник многобрачный характеризуется повышенной азотфиксирующей способностью. Наибольшее количество клубеньков и их масса сформировалось при использовании для некорневой подкормки препарата Альбит — 78,5 млн. шт. /га и

456,7 кг/га. В вариантах с Микроэл и гумат K/Na параметры азотфиксации были практически равноценными. Количество активных клубеньков составило 76,5 и 78,2 млн. шт./га, а их масса 452,9 и 455,2 кг/га.

Таблица 5 - Количество и масса клубеньков клевера паннонского в травосмесях, 2-й г.п. (фаза бутонизации)

Вариант Количество клубеньков, млн. шт./га Масса клубеньков, кг/га

всего активных всего активных

Клевер паннонский + кострец безостый

Без обработки (контроль) 122,5 75,9 574,2 443,8

Альбит 152,6 94,5 718,6 555,6

Микроэл 151,7 94,2 716,5 554,2

Силиплант 147,4 91,3 690,8 533,9

Гумат K/NA 150,6 94,0 714,6 550,2

Клевер паннонский + черноголовник многобрачный

Без обработки (контроль) 122,5 75,9 574,2 443,8

Альбит . 155,2 96,2 727,8 565,2

Микроэл 156,1 96,8 732,7 564,3

Силиплант 149,6 92,7 701,2 541,9

Гумат K/NA 154,7 95,9 731,1 555,8

При использовании для некорневой подкормки Силипланта показатели азотфиксирующей способности были ниже, чем в других вариантах опыта. Аналогичная закономерность в формировании симбиотической деятельности агроценозов травосмесей сохранилась и на второй год пользования. Количество активных клубеньков по отношению к первому году увеличилось по вариантам опыта на 23,7-23,3%, их масса - на 24,2 - 23,7%. Наибольшее количество активных клубеньков 96,8 млн. шт./га с массой 565,2 кг/га сформировалось в травостое клевера паннонского с черноголовником многобрачным (табл. 5). На второй год пользования наибольший общий и активный симбио-тический потенциал наблюдался в травосмесях клевер паннонский + кострец безостый и клевер паннонский + черноголовник многобрачный при некорневой подкормке препаратом Альбит.

Фотосинтетическая продуктивность многолетних травосмесей. Полученные данные свидетельствуют о существенном увеличении фотосинтетической активности в посевах травосмесей при некорневой подкормке комплексными удобрениями. В первый год пользования наиболее интенсивное нарастание листовой поверхности отмечается в фазу бутонизаци при обработке посевов агрохимикатами в фазу отрастания и составила по вариантам опыта 42,9 - 43,7 тыс. м2/га. Максимальные параметры фотосинтеза отмечались при обработке травостоя Альбитом, площадь листьев - 43,7 тыс. м2/га, фотосинтетический потенциал - 2,79 тыс. м2сутки/га, чистая продуктивность фотосинтеза -2,59 г/м2сутки. Фотосшггетическая деятельность травосмесей 2-го года пользования проходила более интенсивно. Так, ассимилирующая поверхность травостоя по вариантам опыта составила 57,1 - 58,9 тыс.м2, что превышает показатели 1-го года пользования на 14,2 - 17,6 тыс. м2 (34,3-34,0 %). Таблица 6 - Фотосинтетическая деятельность многолетних травосмесей (2013-2014гт.)

Вариант Сухое вещество, т/га Площадь листьев, тыс. м2/га ФП, тыс. м2 сутки/га ЧПФ, г/м2 сутки

1 - й г. п 1 2-й г. п 1 - й г. п | 2-й г. п 1-й г. п | 2-й г. п 1-й г. п | 2-й г. п

Клевер паннонский + кострец безостый

Контроль 3,62 4,56 37,6 49,2 1,56 1,89 2,36 | 2,97

Альбит 4,19 5,48 43,7 58,9 1,82 2,27 2,79 3,59

Микроэл 4,23 5,37 42,9 58,0 1,80 2,24 2,78 3,55

Силиплант 4,13 5,29 42,9 57,1 1,78 2,19 2,69 3,47

Гумат К/ЫА 4,17 5,33 43,2 57,5 1,79 2,21 2,74 3,52

Клевер паннонский + черноголовник многобрачный

Контроль 3,62 4,56 37,6 49,2 1,56 1,89 2,36 2,97

Альбит 4,32 5,52 44,5 59,5 1,88 2,29 2,80 3,62

Микроэл 4,28 5,50 44,7 58,7 1,87 2,27 2,81 3,59

Силиплант 4,16 5,34 43,2 55,7 1,79 2,21 2,74 3,50

Гумат КЛ\ТА 4,26 5,47 44,6 57,9 1,85 2,25 2,78 3,54

Наибольшую листовую поверхность сформировали агроценозы травосмесей при подкормке Альбитом - 58,9 тыс. м2, ФП - 2,27тыс. м2сутки/га, ЧПФ - 3,59 г/м2сутки. При некорневой подкормке травостоев препаратами

Микроэл и гумат К/Ыа площадь листьев составила 58,0 и 57,5 тыс. м2/га, по отношению к контролю увеличилась на 16,9%. (табл. 6).

Продуктивность многолетних травосмесей. Оптимизация минерального питания растений изучаемых травосмесей путём некорневой подкормки весной в фазу отрастания комплексными удобрениями положительно повлияла на формирование их продуктивности. Так, в среднем за два года в первый год пользования урожайность зелёной массы по вариантам опыта составил а 23,5 - 27,6 т/га, сухого вещества 6,7 - 7,0 т/га, выход кормовых единиц - 5,23- 5,44 т/га, переваримого протеина - 0,65 - 0,67 т/га, обменной энергии - 62,4 - 64,8 ГДж/'га. По отношению к контролю по данным показателям превышение составило 3,9 - 7,3 т/га (21,9- 36,0%); 1,0 - 1,8 т/га (20,4 -35,3%); 0,76 - 1,43 т/га ( 19,7 - 35,8%); 0,09 - 0,18 т/га (18,7 - 36,0%); 9,1 -17,1 ГДж/га ( 19,8-36,0%).

Таблица 7 - Продуктивность травосмесей 2-го г.п. (2014г.)

Вариант Сбор с 1 га, т /га Выход с 1 га

з/м 1 СВ корм ед., т 1 ПП, т ! ОЭ, ГДж

Клевер паннонский + кострец безостый

Контроль 23,4 5,9 4,60 0,57 54,8

Альбит 27,8 7,0 5,44 0,67 64,8

Микроэл 27,0 6,8 5,32 0,66 63,5

Силиплант 26,7 6,7 5,23 0,65 62,4

Гумат КЛЧА 26,9 6,8 5,30 0,66 63,2

НСРо.5 1,52 0,38

Клевер паннонский + черноголовник многобрачный

Контроль 23,4 5,9 4,60 0,57 54,8

Альбит 28,5 7,2 5,46 0,69 65,2

Микроэл 27,8 6,9 5,34 0,68 63,8

Силиплант 26,9 6,9 5,24 0,66 62,6

Гумат КЖА 27,7 6,9 5,33 0,67 63,7

НСРо.5 1,64 0,41

Наибольшая продуктивность травосмесей сформировалась при некорневой подкормке травостоя препаратом Альбит. Урожайность зелёной массы составила 27,8 т/га, сбор кормовых единиц - 5,44 переваримого протеина -0,67т/га, обменной энергии - 64,8 ГДж/га. В вариантах с некорневой под-

кормкой Микроэл и гумат K/Na по продуктивности получены практически равноценные результаты.

Аналогичная тенденция наблюдается и при формировании продуктивности агроценозов травостоев травосмесей второго года пользования. Наиболее продуктивными были агроценозы травосмесей (клевер паннонский + черноголовник многобрачный) и (клевер паннонский + кострец безостый) при подкормке препаратом Альбит. Урожайность зеленой массы составила 27,8 и 28,5 т/га, выход сухого вещества - 7,0 и 7,2 т/га, кормовых единиц -5,44 и 5,46т/га, переваримого протеина 0,67 и 0,69 т/га обменной энергии -64,8 и 65,2 ГДж/га (табл. 7).

Энергетическая и экономическая эффективность приемов возделывания многолетних травосмесей. Биоэнергетическая оценка продуктивности многолетних агроценозов показала, что наиболее энергетически эффективно возделывание клевера паннонского с кострецом безостым, биоэнергетический КПД составил 7,33 ед. при этом получена самая низкая энергетическая себестоимость одной тонны кормовых единиц - 2,18 ГДж.

При анализе энергетической эффективности возделывания травосмесей в зависимости от уровня минерального питания установлено, что наибольшие энергетические затраты 19,09 ГДж/га были при внесении азота в дозе 90 кг/га, коэффициент энергетической эффективности - 2,43 ед., энергетическая себестоимость 8,10 ГДж.

Применение минеральных удобрений увеличивает затраты на производство основной продукции по сравнению с контролем. Так, в среднем за три года пользования травосмесей затраты по вариантам опыта по отношению к контролю увеличились на 39,2 - 86,8 %, уровень рентабельности составил 140,2 - 174,3 %. Экономически эффективно возделывать клеверо-кострецовую травосмесь при внесении азота 90 кг на фосфорно-калийном фоне РбоК.9сь уровень рентабельности 174,3%. Анализ экономической эффективности применения комплексных удобрений для некорневой подкормки многолетних травосмесей показал, что затраты изменялись в зависимости от уровня урожайности и стоимости препарата. Условно чистый доход по вариантам опыта составил 12,89 - 16,48 тыс.руб., уровень рентабельности 97,2 -

127,5%. Наиболее экономически эффективным оказался препарат Альбит, условный чистый доход составил 14,95 тыс. руб. при возделывании клевера паннонского совместно с кострецом безостым и 15,8 тыс. руб. травосмеси клевера паннонского с черноголовником - рентабельность 127,5 и 129,8 %.

ВЫВОДЫ

1. Продуктивность смешанных агроценозов зависит от правильного подбора видов. Наиболее продуктивная травосмесь клевер паннонский + кострец безостый, в сумме затри года сбор сухого вещества составил 21,5 т/га.

2. Бобово - мятликовые травосмеси характеризовались высокими кормовыми достоинствами. В сумме за три года выход кормовых единиц с гектара составил 12,9 - 17,2 т/га, переваримого протеина 1,97 - 3,03 т, обменной энергии 145,1 - 176,1 ГДж; травосмесь клевера паннонского с черноголовником многобрачным соответственно 12,8 т/га, 2,15 т/га, 168,1 ГДж.

3. Травостои смешанных посевов оказывают существенное средообра-зующее влияние. На третий год жизни в почве накапливается 17,2 - 19,5 т/га сухих корней, 223 - 246 кг/га азота, 79-90 кг фосфора и 162 - 179 кг/га калия.

4. Минеральные удобрения оказали положительное влияние на рост, развитие и продуктивность клеверо-кострецовой смеси. При внесении азотных удобрений 30-90 кг/га в подкормку на фоне P6oK9o урожайность зелёной массы составила 38,4 - 45,6 т/га, по отношению к контролю увеличилась на 45,3-78,1%, Прибавка сухого вещества на 1 кг удобрений составила 17,8 -20,8 кг, на 1 кг азота - 55,6 - 106,7 кг.

5. Эффективным и экологически безопасным приёмом повышения продуктивности многолетних травосмесей при возделывании на почвах, слабо обеспеченных микроэлементами, является применение комплексных удобрений с микроэлементами в хелатной форме для некорневой подкормки. На удобренных вариантах наибольшее количество активных клубеньков и их масса сформировалась при использовании для подкормки препарата Альбит - 152,6 млн. шт./га и 127,2 кг/га.

6. Наибольшими параметрами фотосинтетической деятельности характеризовались агроценозы травосмесей 1-го года пользования при подкормке Альбитом, площадь листьев 43,7 и 44,5тыс. м2/га, ФП - 1,82 и 1,88 млн.м2 дн./га, ЧПФ - 2,79 и 2,80 г/м1 сутки.

7. Наибольшая продуктивность травосмесей 2-го года пользования сформировалась при некорневой подкормке препаратом Альбит. Урожайность зелёной массы составила 27,8 т/га и 28,5 т/га, сбор кормовых единиц 5,44 и 5,4 т/га, переваримого протеина 0,67 и 0,69 т/га, обменной энергии 64,8 - 65,2 ГДж/га.

8. Возделывание многолетних травосмесей энергетически и экономически выгодно, биоэнергетический коэффициент 5,36 - 7,33 ед. При некорневой подкормке травосмесей клевер паннонский + кострец безостый и клевер паннонский + черноголовник многобрачный экономически эффективно применять препарат Альбит, рентабельность 127,5 и 129,8%.

9. Экономически эффективно возделывать клеверо - кострецовую травосмесь при внесении азота 90 кг/га на фосфорно - калийном фоне РбоКад, рентабельность - 174,3 %; энергетический коэффициент - 2,43 ед., себестоимость кормовой единицы 8,1 ГДж.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях лесостепи Среднего Поволжья для получения энергонасыщенных кормов, повышения плодородия почвы клевер паннонский следует высевать в смеси с кострецом безостым и черноголовником многобрачным.

2. Для повышения продуктивности и реализации потенциала симбио-тической азотофиксации клевера паннонского рекомендуется вносить фосфорно - калийные удобрения в дозах 60 и 90 кг д.в./га, в фазу кущения проводить подкормки азотными удобрениями в дозах 60 и 90 кг д.в. По вегети-рующим растениям травосмесей в фазу отрастания проводить некорневую подкормку препаратом Альбит - 40 мл/га или Микроэл - 0,2 л/га.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Кшникаткина, А.Н. Эффективность Альбита и Силипланта на посевах клевера паннонского / А.Н. Кшникаткина, И.С. Терёхин // Плодородие -2014. - № 4 (79). - С. 12-14.

2. Кшникаткина, А.Н. Эффективность многолетних бобово-злаковых травосмесей с включением клевера паннонского в кормопроизводстве Среднего Поволжья / А.Н. Кшникаткина, Г.Е. Гришин, И.С. Терёхин //Нива Поволжья.- 2014. - № 3 (32). - С. 31-36.

3. Терехин, И.С. Формирование агроценоза клевера паннонского в зависимости от предпосевной обработки регуляторами роста, комплексными удобрениями и бактериальными препаратами / И.С. Терехин, Г.Р. Рафикова, A.C. Игнатьев // Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, проводимой по программе Всероссийского фестиваля науки и посвященной 60-летию ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» 17-18 марта2011 г.- Пенза, 2011.-С. 144-145.

4.Терёхин, И.С. Продукционный процесс бобово-злаковых травосмесей / И.С. Терёхин// Сб. статей Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии а в АПК: теория и практика». - Пенза 2013. - С. 173-175.

5. Терёхин, И.С. Формирования агроценоза бобово-злаковых травостоев с участием клевера паннонского / И.С. Терёхин, A.A. Савицкая // Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инновационные идеи молодых исследователей для АПК России». - 14-15 марта 2013 г. - Пенза, 2013. - С. 83 - 85.

6. Терёхин, И.С. Влияние комплексных удобрений, биопрепаратов и регуляторов роста на посевные качества семян многолетних трав / И.С. Терёхин //Сб. статей II Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в АПК: теория и практика». - Пенза, 2014. - С. 150-154.

7. Терёхин, И.С. Продуктивность бобово-злаковых травостоев в зависимости от сроков скашивания в лесостепи Среднего Поволжья / И.С. Терёхин // Сб. статей II Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в АПК: теория и практика». - Пенза, 2014. - С. 154157.

Подписано в печать 26.11.2014 г. Формат 60x84 1/16. Объем 1,04 п. л. Тираж 100 экз.

Заказ № 760

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