Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность клевера паннонского (Trifolium pannonicum Jacq.) в зависимости от приемов возделывания в лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Продуктивность клевера паннонского (Trifolium pannonicum Jacq.) в зависимости от приемов возделывания в лесостепи Среднего Поволжья"

На правах рукописи

Пенкина Екатерина Владимировна

ПРОДУКТИВНОСТЬ КЛЕВЕРА ПАННОНСКОГО (TRIFOLIUM PANNONICUM JACQ.) В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ В ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 8 ОКТ 2010

Пенза-2010

004611389

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Кормопроизводство, кормление и разведение животных» в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель:

Заслуженный работник сельского хозяйства РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кшникаткина Анна Николаевна

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Семина Светлана Александровна кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Тимошкин Олег Алексеевич

Ведущая организация:

Государственное научное учреждение «Мордовский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

Защита состоится «29» октября 2010 г. в 10 — часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.01 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30.

Тел./факс: (8-412) 62-81-51; (8-412) 62-83-54 E-mail: sha-penza@mail.ru

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

Автореферат разослан «29» сентября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

S

В.А. Гущина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Увеличение производства кормов, улучшение их качества и энергонасыщенности является важнейшей задачей сельского хозяйства Среднего Поволжья. В результате несовершенства структуры посевных площадей кормовых культур, особенно низкого удельного веса бобовых трав, в настоящее время заметно снизились валовые сборы и качество кормов.

В связи с этим важное значение приобретает поиск научно обоснованных способов сокращения дефицита кормов, сбалансированных по белку, организация адаптированного кормопроизводства за счет совершенствования видового состава кормовых культур, интродукции новых видов, которые наиболее полно используют биоклиматические ресурсы региона, и разработка адаптивных, ресурсосберегающих технологий их возделывания.

В Среднем Поволжье перспективной кормовой культурой является клевер паннонский (Trifolium pannonicum Jacq.), который характеризуется высокой экологической пластичностью и адаптивностью, продуктивное долголетие 1012 лет, засухоустойчивостью, зимостойкостью, устойчивостью к болезням и вредителям, обладает устойчивым семеноводством, повышает плодородие почвы, ценен как предшественник и медоносное растение.

Важным элементом современных технологий производства сельскохозяйственных культур становятся регуляторы роста растений и микроудобрения в хелатной форме.

Поэтому разработка приемов адаптивной технологии возделывания клевера паннонского в условиях лесостепи Среднего Поволжья актуально.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке элементов технологии возделывания клевера паннонского, обеспечивающих высокую урожайность семян и кормовой массы. Изучение и оценка внутривидового разнообразия клевера паннонского по комплексу хозяйственно-ценных признаков, биологическим свойствам и создание перспективного исходного материала для выведения сортов с повышенной кормовой и семенной продуктивностью.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

- изучить особенности формирования агроценоза клевера паннонского при различных сроках посева;

- определить фотосинтетическую и симбиотическую активность клевера паннонского;

- выявить влияние предпосевной обработки регуляторами роста и комплексными удобрениями на формирование агроценоза клевера паннонского;

- определить кормовую и семенную продуктивность клевера паннонского в зависимости от сроков посева и применения регуляторов роста, бактериальных препаратов и комплексных удобрений с микроудобрениями в хелатной форме;

- оценить влияние приемов технологии возделывания (сроки посева, предпосевная обработка семян регуляторами роста, бактериальными препаратами и комплексными удобрениями) на посевные качества семян;

- выделить и оценить биотипы клевера паннонского по хозяйственно -ценным признакам, биологическим свойствам для использования их как исходного материала в селекции;

- обоснование экономической и энергетической эффективности изучаемых приемов возделывания клевера паннонского.

Научная новизна. Применительно к почвенно-климатическим условиям лесостепи Среднего Поволжья определены оптимальные сроки посева клевера паннонского, разработаны приемы управления продукционным процессом путем применения оптимальных сроков посева, бактериальных препаратов, регуляторов роста и комплексных удобрений с микроудобрениями в хелатной форме для обработки семян.

Выделены наиболее перспективные биотипы клевера паннонского по длине вегетационного периода, семенной и кормовой продуктивности, высоко-белковости.

Практическая значимость. На основании проведенных исследований установлена возможность интродукции клевера паннонского, разработаны и предложены приемы адаптивной технологии возделывания: оптимальные сроки посева, предпосевная обработка семян биопрепаратами, регуляторами роста и комплексными удобрениями, которые позволяют получать 1,34 т/га семян, 42,4 т/га зеленой массы, 7,64 т/га кормовых единиц, 1,19 т/га переваримого протеина.

Выявлены биотипы с высокой продуктивностью зеленой массы и семян, повышенным содержанием сухого вещества, белка, перспективные как исходный материал в селекции.

Основные положения, выносимые на защиту:

- адаптивные, ресурсосберегающие приемы технологии возделывания клевера паннонского;

- управление продукционным процессом клевера паннонского путем оптимальных сроков посева, применения бактериальных препаратов, регуляторов роста и комплексных удобрений для предпосевной обработки семян;

- эффективность индивидуального отбора биотипов клевера паннонского;

- экономическая и энергетическая оценка приемов адаптивной технологии возделывания клевера паннонского.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-практической конференции «Инновации молодых ученых агропромышленному комплексу» (Пенза, 2007); Всероссийской конференции, посвященной памяти Г.Б. Гальдина «Роль почвы в сохранении устойчивости агроландшафтов» (Пенза, 2008); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Повышение эффективности использования земель сельскохозяйственного назначения» (Пенза, 2009); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 2009); Всероссийской научно-практической конференции « Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока России» (Саранск, 2010).

Публикация в печати. Основные положения диссертации опубликованы в шести статьях, в том числе одна - в издании по перечню, рекомендованному ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 169 страницах компьютерного текста, содержит 53 таблицы, 3 рисунка и 37 приложений. Список литературы включает 221 источник, в том числе 21 зарубежных авторов.

Тема исследований является составной частью перспективного плана научно-исследовательских работ Пензенской ГСХА.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Объект, услопня и методика проведения исследований

Работа выполнялась в 2007-2010 гг. на опытном поле учебно-опытного хозяйства ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА».

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

Климатические условия места проведения исследований характерны для лесостепи Среднего Поволжья. Климат - умеренно континентальный, характеризуется значительными колебаниями температуры, относительной влажности воздуха и неравномерностью распределения осадков, как в течение года, так и по годам. За год выпадает 450-500 мм осадков, из них за период вегетации 250-280 мм. Продолжительность безморозного периода - 125-138 дней. Погодные условия в годы проведения исследований характеризовались контрастностью, в 2007-2008 гг. (ГТК-1,2-1,3) - избыток влаги и недостаток тепла, 2009 г. (ГТК-0,9) - умеренно влажный, 2010 г. - очень жаркий и острозасушливый, за вегетационный период выпало 20,4 мм осадков, при среднемноголетней норме 160,5 мм.

Проведение исследований в годы с различными погодными условиями позволяют дать объективную оценку приемам возделывания клевера паннон-ского и провести результативный отбор биотипов для создания новых сортов.

Объект исследования - клевер паннонский (Trifolium pannonicum Jacq.). Норма высева 3,0 млн. всхожих семян на 1 га. Предшественник - озимая пшеница. Площадь учетной делянки - 5-10 м2, повторность - четырехкратная, размещение делянок - систематическое. Агротехника соответствовала общепринятой для возделывания клевера в данной зоне. В связи с высоким значением «твердосемянности» посевного материала проводили скарификацию семян, что позволило снизить показатель количества «твердых семян» с 89,6 до 10,3%.

Опыт 1. (Лабораторный) Влияние предпосевной обработки семян регуляторами роста, бактериальными препаратами и комплексными удобрениями с микроудобрениями в хелатной форме на посевные качества клевера паннонского.

Схема: контроль (обработка семян водой); семена обработаны гумат калия/натрия; поли-фид; аквамикс; мастер специальный; циркон; Байкал ЭМ-1; агрика; Байкал ЭМ-1+гумат калия/ натрия; Байкал ЭМ-1+поли-фид; Байкал ЭМ-1+аквамикс; Байкал ЭМ-1+мастер специальный; Байкал ЭМ-1+циркон; агрика+гумат калия/ натрия; агрика+поли-фид; агрика+аквамикс; агрика+ мастер специальный; агрика+ циркон.

Опыт 2. Рост, развитие и семенная продуктивность клевера паннонского в зависимости от сроков посева.

Схема: срок посева 1-я декада мая, 2-я декада мая, 3-я декада мая, 1-я декада июня,2-я декада июня, 3-я декада июня, 1-я декада июля, 2-я декада июля, 3-я декада июля.

Опыт 3. Влияние предпосевной обработки семян регуляторами роста, комплексными удобрениями и бактериальными препаратами на продуктивность клевера паннонского.

Схема: контроль (обработка семян водой); ризоторфин; гумат калия/натрия; поли-фид; аквамикс; мастер специальный; циркон; Байкал ЭМ-1; агрика; Байкал ЭМ-1+гумат калия/ натрия; Байкал ЭМ-1+поли-фид; Байкал ЭМ-1+аквамикс; Байкал ЭМ-1+мастер специальный; Байкал ЭМ-1+циркон; аг-рика+гумат калия/ натрия; агрика+поли-фид; агрика+аквамикс; агрика+мастер специальный; агрика+циркон.

Концентрация растворов следующая: гумат калия/ натрия с микроэлементами -10"5%; поли-фид-3 кг/т; аквамикс -100 г/т; мастер специальный - 3 кг/т; циркон -10"3%, Байкал ЭМ-1 -10"'%; агрика -10~2%.

Опыт 4. Создание исходного материала для селекции клевера паннонского.

Закладку полевых опытов, наблюдения, оценку и учеты проводили в соответствиями с методическими указаниями Б.А. Доспехова (1985), ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1987); ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова; Гос-сортсети (1971); Методические указания по проведению полевых работ с кормовыми культурами (1983); Методические указания по селекции и первичному семеноводству клевера (1961). Изучение корневой системы - по методике Н.З. Станкова (1964). Симбиотический потенциал и продолжительность бобо-воризобиапьного симбиоза — по методике Г.С. Посыпанова (1983). Площадь листьев определись весовым методом, фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза - по A.A. Ничипоровичу (1961). Содержание абсолютно сухого вещества в зеленой массе - весовым методом. Учет урожая зеленой массы проводились сплошным поделяночным способом.

Лабораторная всхожесть и энергия прорастания определялись по ГОСТу 12038-84, сила роста - ГОСТ 12040-74, масса 1000 зерен - ГОСТ 12042-80.

Сырой протеин - по Къельдалю (коэффициент - 6,25), сырая клетчатка -по методу Кюршнера и Ганека в модификации A.B. Петербургского, сырой жир - методом обезжиренного остатка, сырая зола - сжиганием в муфельной печи.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методами корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализов (Б.А. Доспехов, 1989) на ПЭВМ с использованием пакета прикладных программ Excel 2000, Statistica 4.5, Statgraphics Plus for Windows 2.1.

Экономическую и энергетическую эффективность оценивали по «Методическому пособию по агроэнергетической и экономической оценке технологий и систем кормопроизводства (1995).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Рост, развитие и семенная продуктивность клевера паннонского в зависимости от сроков посева. Успех освоения новых растений во многом зависит от разработки адаптивной ресурсосберегающей технологии возделывания, рациональной системы эксплуатации посевов, организации семеноводства и наличия высокопродуктивных сортов. Решение этих вопросов должно идти параллельно с дальнейшим внедрением новых растений в производство.

Установлено, что от срока посева зависят полевая всхожесть семян, интенсивность их прорастания, дружность всходов, развитие растений, продуктивность культуры и долголетие травостоя.

При раннем сроке сева в первый год жизни растения клевера формируют развитую розетку, вступают в фазу стеблевания, формируют значительную листовую поверхность, что позволяет им в дальнейшем переносить неблагоприятные условия, которые складываются в отдельные периоды вегетации и при последующей перезимовке. При ранних сроках посева растения клевера в течение более длительного периода находятся в условиях, сочетающих более полный комплекс благоприятных факторов, что положительно сказывается на показателях сохранности растений, формирования выравненного по плотности и густоте травостоя. При летних сроках посева (июнь, июль) из-за пересыхания верхнего слоя почвы сложно создать такую же полноту всходов, как при ранне-весеннем. Глубокая заделка семян во влажный слой почвы также ведет к изре-живанию всходов клевера паннонского.

Медленно растущие и развивающиеся растения клевера паннонского в первый год жизни при поздних посевах в оставшийся период вегетации не достигают необходимого уровня развития. К концу вегетации растения клевера паннонского июльского срока достигали фазы округлого листа-двух настоящих листьев, поэтому при перезимовке часто изреживаются.

В среднем за три года наибольшую полноту всходов 60,2-62,5 % обеспечили посевы, проведенные в первой и второй декадах мая. Растения летних сроков посева отличались плохим начальным ростом и развитием, что способствовало выпадению растений на летних посевах. Масса сухих корней сильно связана с сохранностью растений (г=0,95): У=-6,372+0,098х, где У - масса сухих корней (т/га), х - сохранность растений в конце вегетации в год посева (%).

Растения ранневесенних сроков посева сформировали более мощную корневую систему, чем при поздних сроках. Так, в конце вегетации наибольшая масса сухих корней (5,8 и 7,4 г) как с одного растения, так и с гектара (9,1 и 12,4 т/га) сформировалась при посеве в 1-2-й декадах мая. При этом максимальный этом объем корней составил 15,9 и 17,7 см3, длина - 22,9-27,5 см соответственно. При поздних сроках посева, особенно в июле, отмечается резкое снижение массы корней, так как период вегетации составил 60-70 дней и этого времени было недостаточно для формирования полноценной корневой системы. Различия в росте и развитии, обусловленные разными сроками посева, определили зимостойкость растений. Наибольшая сохранность клевера паннонского перед уходом под зиму была при ранневесенних сроках посевах - 86,489,2 %. Закономерным явлением было снижение этого показателя при поздних

июльских сроках посева - 54,5-65,6 % (таблица 1).

Таблица 1 - Формирование агроценоза клевера паннонского 1-го г.ж., 2007-2009 гг.

Срок посева Полевая всхожесть, % Сохранность, % Объем корней, см3 Масса сухих корней, т/га

1-я декада мая 62,5 89,2 17,7 12,4

2 д. мая 60,2 86,4 15,9 9,1

3 д. мая 59,6 82,3 12,9 7,1

1 д. июня 56,2 79,5 9,4 5,8

2 д. июня 53,6 74,3 7,7 4,9

3 д. июня 50,7 70,1 6,6 3,6

1 д. июля 48,8 65,6 4,4 2,6

2 д. июля 46,6 60,2 2,7 1,3

3 д. июля 32,3 54,5 1,5 0,5

Наибольшую зимостойкость растений обеспечили ранневесенние посевы, в

1-й год пользования - 90,1-92,8%, во 2-й год пользования - 94,1-95,4% и в 3-й год пользования - 96,1-97,7%. Пониженная зимостойкость поздних сроков посева объясняется слабым развитием растений в первый год жизни. Установлено, чем позднее посеян клевер паннонский, тем большей была гибель растений в период перезимовки. Так, при июньских сроках посева сохранилось в 1-й г.п. 78,4 -83,9%, во

2-й г.п. - 86,7-90,5% и в 3-й г.п. - 92,8-94,0%, а при посеве в июле в 1-й г.п. - 47,064,9%, во 2-й г.п. - 80,3-84,3% и в 3-й г.п. - 89,8-91,4% (таблица 2).

Таблица 2 - Влияние сроков посева на зимостойкость клевера паннонского

Сроки посева 1-й год пользования 2-й год пользования 3-й год пользования

(2008 - 2010 гг.) (2009-2010 гг.) (2010 г.)

1-я декада мая 92,8 95,4 97,7

2 д. мая 90,1 94,1 96,1

3 д. мая 88,5 92,8 95,5

1 д. июня 83,9 90,5 94,0

2 д. июня 80,0 89,6 93,4

3 д. июня 78,4 86,7 92,8

1 д. июля 64,9 84,3 91,4

2 д. июля 59,7 82,9 90,5

3 д. июля 47,0 80,3 89,8

Срок посева во многом определяет дальнейший рост и развитие клевера паннонского. В связи с этим одной из задач наших исследований было изучение особенностей формирования корневой системы агроценоза клевера первых лет пользования. Растения клевера ранневесенних сроков посева сформировали более мощную корневую систему, чем летние, при этом масса сухих корней составила 23,1-30,6 т/га. При поздних сроках посева отмечается резкое снижение массы корней. Так, в 1-й год пользования этот показатель снизился в 1 г.п. - 0,65,5 т/га, 2 г .п. - 0,7-6,8 т/га, 3 г.п. -1,1-8,2 т/га.

Результаты анализа линейного роста клевера показали, что в 1-й год жизни более высокорослые растения сформировались при весенних сроках посева. Так, в среднем за три года высота растений в конце вегетации составила 16-18 см. При более поздних сроках посева растения были низкорослыми, июньских сроков посева 8-11 см, июльских - 3-7 см. Слабое развитие растений при поздних сроках посева обусловило формирование низкорослого травостоя агроценоза клевера первого, второго и третьего года пользования.

Симбиотическая деятельность агрофитоценоза клевера панпонского. Биологическая фиксация воздуха микроорганизмами - уникальный биологический процесс. При активной азотфиксации около 30% углеводов, синтезированных растениями в процессе фотосинтеза, затрачивается клубеньками на связывание азота воздуха. Поэтому все приемы, улучшающие рост и развитие клевера паннонского, повышающие симбиотическую деятельность посевов, будут способствовать увеличению количества азота, усвоенного из воздуха. Анализ формирования симбиотическон деятельности клевера показал, что наибольшее количество и масса активных клубеньков сформировалось при посеве в 1-й декаде мая в фазу бутонизации и составило соответственно в 1-й г.п. 83,6 млн. шт./га и 418,2 кг/га. При летних сроках посева наблюдается резкое снижение количества и массы клубеньков как в первый год пользования, так и в последующие. Так, на корнях растений клевера паннонского 1-го года пользования июльских сроков посева сформировалось 8,2-18,1 млн. шт./га активных клубеньков, масса их составила 41,1-90,5 кг/га (таблица 3).

Таблица 3 - Количество и масса активных клубеньков агроценоза клевера паннонского в фазу бутонизации - начало цветения

Срок посева 1-й г.п. (2008-2010 гг.) 2-й г.п. (2009-2010 гг.) 3-й г.п. (2010 г.)

1-я декада мая 83,6/418,2* 103,6/518,2 94,3/424,9

2 д. мая 74,9/374,7 100,2/501,3 93,9/422,6

3 д. мая 63,6/318,4 88,5/442,5 93,0/418,5

1 д. июня 56,2/281,1 78,2/391,2 88,9/400,0

2 д. июня 36,3/181,5 75,1/375,7 88,4/397,8

3 д. июня 27,2/136,2 68,9/344,6 87,6/394,2

1 д. июля 18,1/90,5 62,3/311,5 84,5/380,4

2 д. июля 13,1/65,5 58,8/294,0 78,5/353,3

3 д. июля 8,2/41,1 55,1/275,5 77,3/347,8

♦Примечание: числитель - количество клубеньков (млн.шт./га), знаменатель - масса клубеньков (кг/га).

Формирование ассимиляционного аппарата и продуктивности фотосинтеза. Наиболее интенсивное нарастание листовой поверхности во все годы пользования отмечается в фазу бутонизации при весенних сроках посева. Так, в 1-й год пользования площадь листьев клевера составила 65,0 и 57,3 тыс. м2/га, при летних сроках посева наблюдается значительное снижение листовой поверхности: в июне на 35,5-56,37 %, июле - на 60,2-69,7 % (таблица 4).

Таблица 4 - Продуктивность фотосинтеза клевера паннонского

Срок посева Площадь листьев, тыс. м'/га ФП, млн. м^ дн./га ЧПФ, г/м2 сутки

1 г.п. 2 г.п. 3 г.п. 1 г.п. 2 г.п. 3 г.п. 1 г.п. 2 г.п. 3 г.п.

1-я декада мая 65,0 73,5 70,3 1,74 1,96 1,85 4,04 4,53 4,19

2 д. мая 57,3 65,1 62,0 1,51 1,68 1,60 3,97 4,50 4,13

3 д. мая 51,0 56,1 53,1 1,32 1,46 1,37 3,91 4,36 4,08

1 д. июня 41,9 42,4 45,4 1,05 1,10 1,07 3,84 4,15 4,03

2 д. июня 35,1 37,1 37,9 0,88 0,93 0,90 3,78 4,09 4,00

3 д. июня 28,4 29,3 31,1 0,71 0,77 0,75 3,76 3,89 3,96

1 д. июля 25,9 26,7 26,8 0,63 0,66 0,61 3,74 3,72 3,94

2 д. июля 22,5 24,0 25,0 0,56 0,57 0,54 3,72 3,71 3,92

3 д. июля 19,7 20,6 22,0 0,48 0,49 0,46 3,68 3,70 3,90

Фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза определяется величиной ассимиляционной поверхности. Наибольшие значения данных показателей были при ранних сроках посева. Так, при посеве в 1-й декаде мая ФП составил 1,74 млн. м2-днУга, ЧПФ - 4,04 г/м2 сутки, при посеве в 3-й декаде июля - 0,48 млн. м2-днУга и 3,68 г/м2 сутки соответственно.

Изучение активности фотосинтеза во второй и третий годы пользования показало, что в формировании листовой поверхности прослеживается аналогичная закономерность, что и в 1-й год пользования.

Продуктивность агроценоза клевера паннонского. Обобщающий показатель влияния разных сроков посева - продуктивность клевера паннонского. На основании исследований установлено, что весенние посевы в первый год жизни формируют в 2,4-10,5 раза больше зеленой массы, чем летние. В последующие годы пользования аналогичная тенденция сохраняется. В первый год жизни посевы клевера формируют сравнительно небольшой урожай зеленой и сухой массы 0,7-12,4 т/га и 0,2-3,1 т/га соответственно. Наибольший урожай клевера получен при посеве в 1-й декаде мая. В среднем за 2007-2009 гг. в год посева урожай зеленой массы составил 12,4 т/га, сухой массы - 3,1 т/га, кормовых единиц - 2,24 т/га, переваримого протеина - 0,35 т/га (таблица 5).

Таблица 5 - Урожайность клевера паннонского, 2007-2010 гг.

Срок посева Сбор зеленой массы, т/га Урожайность семян, кг/га

1 г.ж. 1 г.п. 2 г.п. 3 г.п. 1 г.п. 2 г.п. 3 г. и.

1-я декада мая 12,4 29,1 36,0 31,4 496,0 769,6 514,5

2 д. мая 11,0 25,5 30,2 26,9 394,8 660,0 419,1

3 д. мая 8,8 21,4 25,6 22,6 312,0 435,6 374,4

1 д. июня 7,1 17,0 19,4 17,5 235,2 346,8 211,2

2 д. июня 4,8 13,5 16,0 14,7 124,8 240,8 120,0

3 д. июня 3,7 10,9 12,4 12,1 100,8 153,3 95,2

1 д. июля 2,7 9,7 10,0 9,8 30,5 104,0 62,4

2 д. июля 1,6 8,3 8,8 8,6 - 79,8 49,4

3 д. июля 0,7 7,3 7,7 7,2 - 18,0 10,8

НСР„5 2007 г.-0,42 2008 г.-0,49 2009 г.-0,71 2008 Г.-0.85 2009 Г.-0.88 2010 г.-0,62 2009 г.-0,76 2010 г.-0,50 2010 г.-0,83 2008 г.-7,69 2009 г.-7,64 2010 г.-5,93 2009 г.-13,63 2010 г.-10,50 2010г.-9,62

Анализ структуры урожая семенников клевера паннонского первого года пользования показал, что наиболее оптимальные условия для формирования слагаемых урожая складывались при ранних сроках посева, количество генеративных побегов составило 4,65, 4,23 и 3,9 млн. шт./га. При посеве в 1-й декаде июля число генеративных побегов было 0,61 млн. шт./га, в последующие сроки посева растения клевера генеративных побегов не образовали.

Наибольшие различия наблюдались по количеству семян в головке, при посеве 1-й и 2-й декаде мая сформировалось 26-29 шт., при посеве в 1-й декаде июля - 16 шт. семян в головке, что в 1,6-1,8 раза меньше. Семян на растении было также больше на ранневесенних посевах - 78-87 шт., что в 4,9-5,4 раз больше, чем при июльском сроке посеве. При посеве в 1-й - 2-й декаде мая сформировались и самые крупные семена - масса 1000 семян-3,63 и 3,58 г.

Во второй год пользования посевы клевера паннонского сформировали 7,7-36,0 т/га зеленой и 1,8-8,7 т/га сухой массы. Агроценозы ранневесенних сроков посева сформировали 5,28-5,92 млн. шт./ га генеративных стеблей, в последний срок июля - 0,20 млн. шт./ га. Количество семян в головке превышало позднелетний посев на 22,6-25,0%, число семян на растении - на 80,7-81,3%. Продуктивность одного растения также была выше при ранневесенних сроках посева и составила 0,50-0,52 г, при позднем- 0,09 г.

В третий год пользования посевы клевера паннонского сформировали 7,2-31,4 т/га зеленой и 1,8-7,7 т/га сухой массы. Показатели структуры урожая были несколько ниже в результате неблагоприятных погодных условий 2010 г. Так, агроценозы ранневесеннего срока посева сформировали 5,08-5,80 млн.шт./га генеративных стеблей, в последний срок июля-0,18 млн. шт./ га. Семенная продуктивность одного растения также была ниже (0,35 г), масса 1000 семян составила 3,61-3,65 г. Наибольшая урожайность семян получена при ранневесеннем сроке посева. Так, в первый год пользования в среднем за три года урожай семян составил 394,8-496,0 кг/га. Урожайность семян при июньских сроках посева составила 100,8-235,2 кг/га. При посеве во 2-й и 3-й декадах июля семена не образовались. Статистическая обработка урожайных данных клевера первого и второго года пользования показала, что оптимальным сроком посева является ранневесенний. При этом получается выровненный, хорошо развитый, долговечный травостой.

Следует отметить, что при увеличении возраста плантации клевера паннонского разница в урожае семян по срокам посева сглаживается. Так, разница урожая семян между двумя первыми сроками (1-я и 2-я декада мая), полученной во 2-й год пользования составила 109,6 кг/га, в 3-й год пользования — 95,4кг/га.

С числом генеративных побегов тесно связана (Г|ГП =0,974; г2гп =0,994; Гзг.п.^0,998) урожайность семян клевера паннонского. Зависимость эта выражается уравнениями регрессии следующего вида: У=-72,587+108,153х (1-й г.п.); У=-39,629+131,635х (2-й г.п.); У=-19,668+86,964х (3-й г.п.), где У - урожайность семян (кг/га), х - число генеративных стеблей на растений (млн. штУга).

Регуляторы роста, комплексные удобрения и бактериальные препараты в технологии возделывания клевера паннонского. В лабораторных условиях установлено, что при обработке семян клевера паннонского бактериальными препаратами Байкал ЭМ-1 10"3% и агрика 10 2%, регулятором роста циркон 10"3%, комплексными удобрениями аквамикс, поли-фид, мастер специальный, гумат калия /натрия и их совместном использовании посевные качества семян улучшаются. Так, показатели лабораторной всхожести семян клевера по отношению к контролю увеличились по вариантам опыта на 3,7-26,4%. Наиболее значительное повышение энергии прорастания и лабораторной всхожести наблюдается при совместном действии Байкал ЭМ-1+поли-фид и Байкал ЭМ-1+ мастер специальный, длина ростков по отношению к контролю увеличилась в 1,5-2,1 раза.

Статистический анализ лабораторного опыта показал, что по всем показателям во всех вариантах опыта были получены достоверные результаты (РХ),999).

С целью определения влияния инокуляции семян на продуктивность клевера паннонского нами проводились исследования в полевых условиях. Для инокуляции семян использовали биопрепарат ризогорфин на основе клубеньковых бактерий Rhizobium Trifolium, регуляторы роста, бактериальные препараты и комплексные удобрения.

В результате многолетних исследований установлено, что полевая всхожесть семян, густота всходов и сохранность растений клевера паннонского перед уходом в зиму изменялись под влиянием погодных условий и способов предпосевной обработки регуляторами роста, бактериальными препаратами и комплексными удобрениями. Так, при обработке семян клевера изучаемыми препаратами полевая всхожесть по вариантам опыта в среднем за три года по отношению к контролю увеличилось на 4,9-8,1%. Максимальную полевую всхожесть 65,7% обеспечило совместное применение бактериального препарата Байкал ЭМ-1 и гумата калия/ натрия, что превысило контрольный вариант на 8,1%.

Обработка семян клевера паннонского регуляторами роста, бактериальными препаратами и комплексными удобрениями в чистом виде по эффективности уступает их комплексному применению.

Различия в росте и развитии, обусловленные влиянием регуляторов роста, бактериальных препаратов и комплексных удобрений, определили зимостойкость клевера паннонского. Наибольшая зимостойкость растений клевера была при обработке семян комплексными удобрениями мастер специальный совместно с Байкал ЭМ-1: в 1-й г.п. - 94,6%, во 2-й г.п. - 98,6% и в 3-й г.п. - 99,5%.

Дальнейший рост и развитие клевера паннонского определяет действие регуляторов роста, бактериальных препаратов и комплексных удобрений. В связи с этим одной из задач наших исследований было изучение особенностей формирования корневой системы. Прослеживается следующая закономерность - растения клевера с опытных вариантов, где семена обработаны мастер специальный совместно с Байкал ЭМ-1, сформировали более мощную корневую систему: в 1-й г.п. - 29,2 т/га, во 2-й г.п. - 33,2 т/га, 3-й г.п. - 37,9 т/га сухих корней.

Результаты анализа линейного роста клевера паннонского показали, что в 1-й год жизни более высокорослые растения сформировались в варианте, где семена были обработаны мастер специальный совместно с Байкал ЭМ-1. Во 1-й и 2-й годы пользования наблюдалась аналогичная зависимость. В третий год пользования различия по высоте растений клевера паннонского сглаживаются.

Величину симбиотического аппарата достаточно полно характеризуют количество и масса клубеньков. Наблюдения за формированием клубеньков показали, что во все годы исследования количество и масса активных клубеньков на корнях клевера паннонского увеличивается от фазы ветвления до фазы бутонизации-начало цветения, а затем отмечается снижение данных показателей. Регуляторы роста, бактериальные препараты и комплексные удобрения оказывали различное влияние на показатели количества и массы клубеньков.

Так, при совместном применении бактериальных препаратов с регуляторами роста и комплексными удобрениями во все фазы роста и развития клевера

сформировалось наибольшее количество клубеньков, (таблица 6).

Таблица б - Количество и масса активных клубеньков, 2008-2010 гг.

Вариант 1-й г.п. (2008-2010 гг.) 2-й г.п. (2009-2010 гг.) 3-й г.п. (2010 г.)

Контроль 74,9/457,7» 100,2/501,2 93,9/422,4

Гумат К/Ыа+байкал ЭМ-1 164,7/817,4 164,7/823,5 169,7/763,5

Поли-фид+байкал ЭМ-1 176,2/881,1 176,2/881,0 181,2/809,2

Аквамикс+байкал ЭМ-1 171,1/855,7 179,1/895,4 176,1/792,1

Мастер спец.+байкал ЭМ-1 176,8/884,2 180,9/904,8 181,8/818,4

Циркон+байкал ЭМ-1 161,2/806,1 162,2/811,2 166,2/747,7

Гумат К/Ыа+агрика 163,5/823,8 169,5/874,5 168,5/763,5

Поли-фид+агрика 172,4/862,1 188,4/942,1 177,4/801,1

Аквамикс+агрика 169,3/846,5 178,3/891,6 173,3/792,2

Мастер спец.+агрика 174,8/874,2 179,8/899,3 179,9/818,0

Циркон+агрика 160,2/801,0 161,2/806,8 162,2/743,2

»Примечание: числитель-количество клубеньков (млн.игг7га), знаменатель-масса клубеньков (кг/га).

В 1-й год пользования наибольшее количество активных клубеньков и их масса сформировалось в фазу бутонизации при обработке семян мастер специальный и поли-фид совместно с бактериальными препаратами Байкал ЭМ-1. Количество клубеньков в варианте мастер специальный+байкал ЭМ-1 -176,8 млн. шт./га, масса активных клубеньков - 884,2 кг/га; поли-фид+байкал ЭМ-1 - 176,2 млн. шт./га и 881,1 кг/га. При инокуляции семян ризоторфином на растениях 1-го года пользования сформировалось 80,6 млн. шт./га активных клубеньков, их масса составила 403,2 кг/га. Регуляторы роста, бактериальные препараты и комплексные удобрения оказывали существенное влияние на динамику роста листовой поверхности. Установлено, что при оптимизации условий симбиотической деятельности сформировалась наибольшая площадь листовой поверхности. Наиболее интенсивное нарастание листовой поверхности отмечается в фазу бутонизации при применении мастер специальный, поли-фид совместно с Байкал ЭМ-1. Так, в 1-й год пользования площадь листьев клевера составила 77,6-78,3 тыс. м2/га, в контрольном варианте она была ниже на 21,5 тыс. м2/га. Фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза определяется величиной ассимиляционной поверхности. Наибольшего значения данные показатели достигли также в вариантах мастер специальный+байкал ЭМ-1: ФП - 2,18 млн. м2дн./га, ЧПФ - 4,61 г/м2 сутки, в контрольном варианте ФП был на 0,67-0,69 млн. м2-дн./га, ЧПФ - на 1,02-1,05 г/м2 сутки ниже.

Изучение активности фотосинтеза во второй и третий года пользования показало, что в формировании листовой поверхности прослеживается аналогичная закономерность, что ив 1-й год пользования (таблица7).

С площадью листьев посевов тесно связан (п гп=0,988; г2 га=0,998; г3 гп=0,997) фотосинтетический потенциал. Зависимость эта выражается уравнениями регрессии следующего вида: У=-0,263+0,031х (1-й г.п.), У=-0,388+0,031х (2-й г.п.), У=-0,278+0,ОЗОх (3-й г.п.), где У - фотосинтетический потенциал (млн. м2-дн./га), х - площадь листьев (г/м2 сутки).

Таблица 7-Продуктивность фотосинтеза клевера паннонского, 2008-2010 гг.

Вариант Площадь листьев, тыс. м2/га ФП, млн. мг дн/га ЧПФ, г/м2 сутки

1 г.п. 2 г.п. 3 г.п. 1 г.п. 2 г.п. 3 г.п. 1 г.п. 2 г.п. 3 г.п.

Контроль 56,6 70,1 65,1 1,49 1,81 1,68 3,59 3,65 3,73

Гумат К/Ка+байкал ЭМ-1 76,3 84,5 83 Д 2,14 2,26 2,22 4,56 4,33 4,37

Поли-фид+байкал ЭМ-1 77,8 84,6 83,6 2,17 2,26 2,23 4,61 4,56 4,62

Аквамикс+байкал ЭМ-1 77,5 84,8 84,1 2,15 2,27 2,27 4,59 4,50 4,50

Мастер спец.+байкал ЭМ-1 78,3 84,4 83,8 2,18 2,26 2,26 4,61 4,62 4,57

Циркон+байкал ЭМ-1 76,7 83,6 82,7 2,11 2,23 2,21 4,54 4,40 4,41

Гумат К/Ыа+агрика 77,2 84,4 83,2 2,12 2,26 2,22 4,57 4,30 4,34

Поли-фид+агрика 77,6 84,6 83,6 2,16 2,26 2,23 4,61 4,54 4,57

Аквамикс+агрика 77,3 86,0 83,3 2,14 2,31 2,26 4,59 4,42 4,47

Мастер спец.+агрика 78,1 84,9 83,8 2,16 2,29 2,25 4,64 4,51 4,58

Циркон+агрика 76,9 83,8 82,6 2,11 2,23 2,20 4,52 4,35 4,38

Структура и продуктивность агроценоза клевера паннонского. В первый год жизни посевы клевера паннонского формируют сравнительно небольшой урожай зеленой и сухой массы 9,2-18,7 и 2,2-4,6 т/га соответственно. Наилучшие результаты получены при совместной обработке семян Байкал ЭМ-1 и мастер специальный. Так, в среднем за 2007-2009 годы при совместном применении Байкал ЭМ-1 и мастер специальный получено 18,7 т/га зеленой массы, 3,37 т/га кормовых единиц, 0,52 т/га переваримого протеина, 37,65 ГДж/га обменной энергии.

Таблица 8 - Продуктивность клевера паннонского, 2007-2010 гг.

Вариант Сбор зеленой массы, т/га Урожайность семян, кг/га

1 г.ж. 1 г.п. 2 г.п. 3 г.п. 1 г.п. 2 г.п. 3 г.п.

Контроль 9,2 21,5 26,7 25,1 296,7 508,2 414,0

Гумат К/№+ байкал ЭМ-1 18,2 40,1 40,1 39,8 825,6 1276,8 1118,9

Поли-фид+ байкал ЭМ-1 18,6 41,0 42,2 42,0 1173,0 1327,2 1185,7

Аквамикс+ байкал ЭМ-1 18,4 40,4 41,9 41,6 867,0 1319,3 1178,6

Мастер спец.+ байкал ЭМ-1 18,7 41,2 42,4 42,2 1186,8 1343,0 1216,8

Циркон+ байкал ЭМ-1 17,8 39,2 40,2 39,9 840,0 1254,0 1128,2

Гумат К№+ агрика 18,1 39,8 39,8 39,6 820,8 1260,0 1112,2

Поли-фид+ агрика 18,6 40,8 42,1 41,9 1139,0 1293,6 1112,2

Аквамикс+ агрика 18,3 40,3 41,7 41,5 872,1 1285,9 1112,2

Мастер спец.+ агрика 18,7 41,1 42,3 42,1 1169,6 1343,0 1199,9

Циркон+ агрика 17,8 39,1 39,8 39,6 806,4 1254,0 1093,8

НСР05 2007 Г.-1.12 2008 г.-1,04 2009 Ы.35 2008 Г.-2.65 2009 г.-2,93 2010 г.-2,54 2009 г.-3,21 2010г.-2,63 2010 г.-2,80 2008 г.-14,3 8 2009 г.-16,75 2010 г.-14,12 2009 Г.-24.94 2010 Г.-19.07 2010 г.-18,73

Оптимальные условия для формирования слагаемых урожая складывались при предпосевной обработке семян клевера препаратами Байкал ЭМ-1 совместно с мастер специальный: число генеративных побегов - 6,88 млн. штУ га, в контрольном варианте - 2,58 млн. шт./га; семян в головке - 43 шт., в контроле - 31 шт.; семян на растении 172 шт., масса 1000 семян - 3,99 г. Наибольшая урожайность семян получена при обработке семян Байкал ЭМ-1 совместно с мастер специальный. Так, в первый год пользования в среднем за три года урожай семян составил 1186,8 кг/га, в контрольном варианте - 296,7 кг/га (таблица 8). При обработке семян Байкал ЭМ-1 совместно с мастер специальный в среднем за три года получено 42,4 т/га зеленой массы, кормовых единиц - 7,64 т/га, 1,19 т/га переваримого протеина, 82,29 ГДж/га обменной энергии.

Масса семян с растения имеет тесную связь (г1ГП.=0,864; г2г.„=0,888; Гзг.п.^О^б) с урожайностью семян клевера паннонского. Эта зависимость выражается уравнениями регрессии следующего вида У=-3997,51+1252,55х (1 г.п.), У=-20903,6+5374,2х (2 г.п.), У=-8178,22+2304Д4х (3 г.п.), где У - урожайность семян (кг/га), х - масса семян с растения (г/растение)

Создание исходного материала для селекции клевера паннонского. Впервые в условиях лесостепи Среднего Поволжья изучены особенности морфогенеза новой для региона культуры клевера паннонского.

Установлено, что в первый год жизни растения проходят следующие фазы развития: прорастания семян, всходов, которая наступает через 6-10 дней после посева, когда на поверхности появляются семядоли, выполняющие в начальный период роль листьев. Через 22 дня после появления всходов формируется первый простой лист. С момента появления первого настоящего (тройчатого) листа и одновременного подсыхания семядолей при благоприятных условиях идет интенсивное развитие корневой системы. Поочередно формируются и разрастаются корни второго и последующих порядков. После образования 5-6 тройчатых листьев из почек, находящихся в зоне корневой шейки, формируются корневища, которые в зависимости от условий могут ветвиться и давать начало парциальным (дочерним) растениям.

Во второй год жизни клевер паннонский вступает в репродуктивный период. Весной из почек на базальной части побега и на корневищах формируются надземные побеги. Одновременно с ростом и развитием надземных побегов происходят рост и развитие корневищ. Часть почек, расположенных на корневищах, прорастая, формирует подземные горизонтальные плагиотропные побеги с низовыми листьями и почками возобновления, другая часть - ортотрофные побеги, выходящие на поверхность почвы. В результате возле материнского растения образуется куртина парциональных растений. Начало массового формирования парциональных растений в основном проходит на период вегетации второго пользования.

В период перезимовки вся надземная часть растений отмирает, а корни вследствие геофилии заглубляются в почву, что и обеспечивает высокую зимостойкость культуры в сравнении с другими видами клеверов.

Таким образом, изученные закономерности морфогенеза клевера паннон-ского позволили уточнить биологию развития культуры в условиях региона, что необходимо для выращивания устойчивых урожаев семян и кормовой массы.

В 2007 году на посевах популяции клевера паннонского 6-го года пользования методом индивидуального отбора было выделено 30 биотипов, которые различались по форме куста, размерам и окраске листьев, длине вегетационного периода, сбору сухого вещества, семенной продуктивности, окраске семян и качеству кормовой массы.

В 2008 году отобранные биотипы были высеяны в питомнике изучения биотипического состава, где проводились основные наблюдения, оценки и учеты. Способ посева - широкорядный, междурядья - 45 см, глубина заделки семян 2,0 см, норма высева 400 шг./м2 всхожих семян. Предпосевная обработка семян клевера включала скарификацию и инокуляцию: Посев проводили в первую декаду мая. Площадь делянки соответствовала количеству полученных семян образца.

Оценка образцов проводилась по группам спелости. Фенологические наблюдения показали, что период от начала отрастания до начала бутонизации составил у раннеспелых образцов 50-58 дней, среднеспелых - 60-63, у позднеспелых - 70-72 дня. Период от фазы бутонизации до цветения для всех образцов примерно одинаковый и составил 6-8 дней. Фаза созревания наступила у раннеспелых через 115-118 дней и познеспелых - 130-136 дней. Разница в наступлении фазы цветения от 50 до 80 дней обеспечит конвейерное проведение укосов биотипов через каждые 7-10 дней.

У растений раннеспелой группы было в среднем шесть междоузлий, среднеспелой - 8 и позднеспелой -10 междоузлий. В засушливом 2010 году междоузлий на растениях было на 1-2 меньше (таблица 9).

Таблица 9 - Группировка биотипов клевера паннонского по группам спелости

Группа спелости Продолжительность периода (дней) от отрастания до: Высота растений, см Длина вегетационного периода, дней Число междоузлий, шт. Кол-во укосов

бутонизация цветения

Раннеспелый 50-58 56-63 42-45 112-116 5-6 2

Среднеспелый 60-63 67-72 48-56 118-124 7-8 2

Позднеспелый 70-72 70-80 58-64 130-136 9-10 1

Содержание протеина у образцов клевера паннонского колебалось от 18,37 до 27,44%. Повышенным содержанием протеина 25,08-27,44% характеризовались 5 образцов позднеспелой группы; в среднеспелой группе выделились 7 образцов - содержание протеина 24,11-27,27% в раннеспелой -24,53 - 27,44%. Содержание клетчатки колебалось от 23,3 до 34,35%, жира - от 2,69 до 9,66%, БЭВ - от 27,82 до 33,63%.

Нами установлено, что урожай зеленой массы клевера сильно зависит от высоты растений. Высокопродуктивные и среднепродуктивные растения встречаются как среди высокорослой группы, так и среднерослой. В среднеспелой группе выделилось И образцов с продуктивностью 0,71-1,10 г/м2, в позднеспелой группе с урожаем сухой массы 0,70-1,03 г/м2 - 5 образцов, в раннеспелой группе с продуктивностью - 0,71-0,74 г/м2 - 3 образца.

Изучение внутривидовой изменчивости клевера паннонского по фенологическим признакам позволило выявить биотипы по срокам весеннего отрастания, цветения, плодоношения.

Полученные показатели подтверждают эффективность внутрипопуляци-онного отбора биотипов клевера паннонского.

Итак, в результате биотипического отбора из популяции и изучения в течение трех лет 30 биотипов всех групп спелости выделены образцы, обладающие комплексом хозяйственно-ценных признаков по кормовой и семенной продуктивности.

Энергетическая и экономическая эффективность возделывания клевера паннонского. Установлено, что экономически и энергетически эффективны ранневесенние сроки посева клевера паннонского (1-я декада мая). Уровень рентабельности при возделывании на семена - 221,8%, на кормовые цели -77,4%, энергетический коэффициент - 3,5 ед. Закладка плантации клевера паннонского в июне и особенно в июле нерентабельно.

Прием предпосевной обработки семян в технологии возделывания клевера паннонского регуляторами роста, бактериальными препаратами и комплексными водорастворимых удобрений с микроэлементами в хелатной форме экономически и энергетически оправдан. Наиболее высокие экономические и энергетические показатели отмечаются при возделывании клевера паннонского на кормовые цели и семена с использованием для обработки семян Байкал ЭМ-1 совместно с комплексными удобрениями мастер специальный, поли-фид, ак-вамикс и гумат калия/натрия с микроэлементами. Уровень рентабельности при возделывании на семена составил 385,7-404,5%, на кормовые цели - 74,0%, коэффициент энергетической эффективности - 2,84 и 3,20 ед.

Выводы

1. Агроклиматические ресурсы лесостепи Среднего Поволжья позволяют интродуцировать новую кормовую культуру - клевер паннонский, отличающегося долголетием (более 10 лет), ранней укосной спелостью, зимостойкостью, технологичностью и устойчивой семенной продуктивностью.

2. В формировании высокопродуктивного агроценоза клевера паннонского определяющим фактором являются сроки посева. Оптимальный срок посева клевера - ранневесенний (1-я декада мая), который обеспечивает хорошую перезимовку 97,7-100%, высокий урожай зеленой массы - 36,02 т/га, кормовых единиц - 6,48 т/га, переваримого протеина - 1,02 т/га, обменной энергии - 72,07 ГДж/га, семян - 769,6 кг/га.

3. Лучшими показателями симбиотеческого аппарата характеризовались агроценозы клевера ранневесенних сроков посева. Количество активных клубеньков - 100,2-103,6 млн. шт./га, их масса - 501,3-518,2 кг/га. При летних сроках посева клевера наблюдается резкое снижение симбиотической активности как в первый год жизни, так и в последующие.

4. Фотосинтетическая деятельность агроценоза клевера паннонского изменялась в зависимости от срока посева. Наибольшую листовую поверхность в фазу бутонизации - 73,5 тыс. м2/га, фотосинтетический потенциал - 1,96 млн.м2

днУга, чистую продуктивность фотосинтеза - 4,53 г/м2 сформировали агроцено-зы клевера при ранневесеннем сроке посева. При летних сроках посева показатели фотосинтеза были значительно ниже. С максимальной площадью листьев посевов сильно связан (г=0,999) фотосинтетический потенциал. Зависимость эта выражается уравнением регрессии следующего вида: У=-0,078-Ю,028х.

5. Обработка семян регуляторами роста, бактериальными препаратами активизирует начальные ростовые процессы клевера паннонского. Энергия прорастания по отношению к контролю увеличивается на 12,1%, лабораторная всхожесть - на 12,7-1-24,0%, длина ростков - в 1,5-2,1 раза, масса ростков - 2,13,4 раза. Препарат Байкал ЭМ-1 при совместном применении с поли-фид в набольшей степени влияет на улучшение посевных качеств семян клевера паннонского.

6. Предпосевная обработка семян регуляторами роста, биопрепаратами и комплексными удобрениями положительно влияет на формирование агроцено-за клевера паннонского. В среднем за три года полевая всхожесть по вариантам опыта по отношению к контролю увеличилась на 4,9-8,1% сохранность - 5,38,4%. Растения сформировали более мощную корневую систему 30,2-37,9 т/га, что превышает контроль в 1,3-1,7 раза.

7. Обработка семян клевера паннонского регуляторами роста, биопрепаратами и комплексными удобрениями активизирует симбиотическую активность: количество и масса активных клубеньков по отношению к контролю увеличилась на 3,4-88,2 млн. шт./га и 16,9-440,9 кг/га соответственно.

8. Установлено положительное влияние регуляторов роста, биопрепаратов и комплексных удобрений на кормовую и семенную продуктивность клевера паннонского. В первый год пользования максимальная продуктивность клевера получена при обработке семян мастер специальный совместно с Байкал ЭМ-1: сбор зеленой массы 41,21 т/га, кормовых единиц - 7,42 т/га, переваримого протеина -1,15 т/га, обменной энергии - 82,82 ГДж/га, семян - 1186,8 кг/га.

9. В результате биотипического отбора из популяции клевера паннонского выделены морфотипы раннеспелой, среднеспелой и позднеспелой группы, обладающие комплексом хозяйственно-ценных признаков, для создания высокопродуктивных, взаимодополняющих сортов разной спелости с целью организации непрерывного зеленого конвейера. Наибольшим содержанием сухого вещества характеризуются морфотипы позднеспелой группы.

10. Ранневесенние сроки посева (1-2-я декада мая) энергетически и экономически обоснованы, по сравнению с более поздними сроками посева имеют низкую себестоимость, уровень рентабельности при возделывании на семена -221,8%, на кормовые цели-77,4%.

11. Прием предпосевной обработки семян клевера паннонского регуляторами роста, биопреператами и комплексными удобрениями экономически и энергетически оправдан. Наиболее экономически и энергетически целесообразно возделывание клевера паннонского при обработке семян Байкал ЭМ-1 совместно с мастер специальный, уровень рентабельности при возделывании на семена-404,5%, на кормовые цели - 74,0%, энергетический коэффициент - 3,6 ед.

Предложение для производства и селекционной практики

С целью организации адаптивного кормопроизводства в лесостепи Среднего Поволжья необходимо расширить видовой состав многолетних трав за счет интродукции новой культуры многолетнего клевера паннонского.

Оптимальный срок посева клевера паннонского - первая декада мая. Для предпосевной обработки семян рекомендуется применять клевера комплексные удобрения с микроэлементами в хелатной форме поли-фид 3 кг/га, мастер специальный 3 кг/га совместно с бактериальным препаратом Байкал ЭМ-1 0,1%.

Для создания нового исходного материала и сортов клевера паннонского следует использовать внутрипопуляционный отбор биотипов разных групп спелости.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Пенкина, Е.В. Клевер паннонский - перспективная культура / Е.В. Пен-кина // Инновации молодых ученых агропромышленному комплексу: сборник материалов научно-практической конференции молодых ученых. - Пенза, 2007. - С. 12.

2. Кшникаткина, А.Н. Оценка исходного материала клевера паннонского по основным хозяйственно-ценным показателям / А.Н. Кшникаткина, Е.В. Пенкина // Роль почвы в сохранении устойчивости агроландшафтов: сборник материалов Всероссийской конференции, посвященной памяти Г.Б. Гальдина.-Пенза: РИО ПГСХА- 2008.- С.181-183.

3. Кшникаткина, А.Н. Влияние сроков посева на продуктивность клевера паннонского / А.Н. Кшникаткина, Е.В. Пенкина // Повышение эффективности использования земель сельскохозяйственного назначения: материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых,- Пенза, 2009,- С.67.

4. Пенкина, Е.В. Рост, развитие и семенная продуктивность клевера паннонского в зависимости от сроков посева / Е.В. Пенкина, И.С. Терёхин // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. - Пенза, 2009.-С.196 - 197. '

5. Кшникаткина, А.Н. Формирование высокопродуктивных агрофитоце-нозов клевера паннонского (Trifolium pannonikum Jacg.) / А.Н. Кшникаткина, Е.В. Пенкина // Нива Поволжья. - 2010. - №1 (14). - С. 18-23.

6. Кшникаткина, А.Н. Агроэкологическая эффективность применения комплексных удобрений и биологически активных веществ в технологии возделывания клевера паннонского (Trifolium pannonikum Jacg.) / А.Н. Кшникаткина, Е.В. Пенкина // Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока России: материалы Всероссийской научно-практаческой конференции,- Саранск, 2010. - С.409-412.

Подписано в печать 29.09.10. Объем 1,0 усл. п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 137.

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

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Пенкина, Екатерина Владимировна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1 Значение клеверосеяния в создании прочной кормовой базы и 8 земледелии

1.2 Краткая история клеверосеяния в России

1.3 Морфо-биологические особенности клеверапаннонского

1.4 Продуктивность клевера в зависимости от сроков посева

1.5 Регуляторы роста, биопрепараты и комплексные удобрения 32 в технологии возделывания сельскохозяйственных культур

1.6 Создание исходного материала для селекции клевера паннонского

2 УСЛОВИЯМИ МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Место и условия исследований

2.2 Методика проведения^ исследований

3 РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КЛЕВЕРА ПАННОНСКОГО 56 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СРОКОВ ПОСЕВА

3.1 Формирование агроценоза клевера паннонского в зависимости 56 от сроков посева

3.2 Симбиотическая деятельность агрофитоценоза клевера 62 паннонского

3.3 Формирование ассимиляционного аппарата и продуктивности 65 фотосинтеза

3.4 Структура и продуктивность агроценоза клевера паннонского

4 РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА, КОМПЛЕКСНЫЕ УДОБРЕНИЯ И 73 БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ПРЕПАРАТЫ В ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КЛЕВЕРА ПАННОНСКОГО

4.1 Влияние предпосевной обработки регуляторами роста, бактериальными препаратами и комплексными удобрениями на посевные качества клевера паннонского

4.2 Формирование агроценоза клевера паннонского в зависимости 77 от предпосевной обработки регуляторами роста, комплексными удобрениями и бактериальными препаратами

4.3 Симбиотическая деятельность агрофитоценоза клевера 84 паннонского

4.4 Формирование ассимиляционного аппарата и продуктивности 88 фотосинтеза

4.5 Структура урожая и продуктивность агроценоза клевера паннонского

5 СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ 100 КЛЕВЕРА ПАННОНСКОГО

6 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ 114 ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КЛЕВЕРА ПАННОНСКОГО

ВЫВОДЫ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПРАКТИЧЕСКОЙ

СЕЛЕКЦИИ

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Продуктивность клевера паннонского (Trifolium pannonicum Jacq.) в зависимости от приемов возделывания в лесостепи Среднего Поволжья"

Актуальность исследований. Увеличение производства кормов, улучшение их качества и энергонасыщенности является важнейшей задачей сельского хозяйства Среднего Поволжья. В результате несовершенства структуры посевных площадей кормовых культур, особенно низкого удельного веса бобовых трав, в настоящее время заметно снизились валовые сборы и качество кормов.

В связи с этим важное значение приобретает поиск научно обоснованных способов сокращения дефицита кормов, сбалансированных по белку, организация адаптивного кормопроизводства за счет совершенствования видового состава кормовых культур, интродукции новых видов, которые наиболее полно используют биоклиматические ресурсы региона, и разработка адаптивных, ресурсосберегающих технологий их возделывания.

В Среднем Поволжье перспективной кормовой культурой является клевер паннонский (Trifolium pannonicum Jacq.), который характеризуется высокой экологической пластичностью и адаптивностью, продуктивным долголетием 10-12 лет, засухоустойчивостью, зимостойкостью, устойчивостью к болезням и вредителям, обладает устойчивым семеноводством, повышает плодородие почвы, ценен как предшественник и медоносное растение.

Важным элементом современных технологий производства сельскохозяйственных культур становятся регуляторы роста растений и микроудобрения в хелатной форме.

Поэтому разработка приемов адаптивной технологии возделывания клевера паннонского в условиях лесостепи Среднего Поволжья актуально.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке элементов технологии возделывания клевера паннонского, обеспечивающих высокую урожайность семян и кормовой массы. Изучение и оценка внутривидового разнообразия клевера паннонского по комплексу хозяйственно-ценных признаков, биологическим свойствам и создание перспективного исходного материала для выведения сортов с повышенной кормовой и семенной продуктивностью.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

- изучить особенности формирования агроценоза клевера паннонского при различных сроках посева;

- определить фотосинтетическую и симбиотическую активность клевера паннонского;

- выявить влияние предпосевной обработки регуляторами роста и комплексными удобрениями на формирование агроценоза клевера паннонского;

- определить кормовую и семенную продуктивность клевера паннонского в зависимости от сроков посева и применения регуляторов роста, бактериальных препаратов и комплексных удобрений с микроудобрениями в хе-латной форме;

- оценить влияние приемов технологии возделывания (сроки посева, предпосевная обработка семян регуляторами роста, бактериальными препаратами и комплексными удобрениями) на посевные качества семян;

- выделить и оценить биотипы клевера паннонского по хозяйственно -ценным признакам, биологическим свойствам для использования их как исходного материала в селекции;

- обоснование экономической и энергетической эффективности изучаемых приемов возделывания клевера паннонского.

Научная новизна. Применительно к почвенно-климатическим условиям лесостепи Среднего Поволжья определены оптимальные сроки посева клевера паннонского, разработаны приемы управления продукционным процессом путем применения оптимальных сроков посева, бактериальных препаратов, регуляторов роста и комплексных удобрений с микроудобрениями в хелатной форме для обработки семян.

Выделены наиболее перспективные биотипы клевера паннонского по длине вегетационного периода, семенной и кормовой продуктивности, высо-кобелковости.

Практическая значимость. На основании проведенных исследований установлена возможность интродукции клевера паннонского, разработаны и предложены приемы адаптивной технологии возделывания: оптимальные сроки посева, предпосевная обработка семян* биопрепаратами, регуляторами роста и комплексными удобрениями, которые позволяют получать 1,34 т/га семян, 42,4 т/га зеленой массы, 7,64 т/га кормовых единиц, 1,19 т/га переваримого протеина.

Выявлены биотипы с высокой продуктивностью зеленой массы и семян, повышенным содержанием сухого вещества, белка, перспективные как исходный материал в селекции.

Основные положения, выносимые на защиту:

- адаптивные, ресурсосберегающие приемы технологии возделывания клевера паннонского;

- управление продукционным процессом клевера паннонского путем оптимальных сроков посева, применения бактериальных препаратов, регуляторов роста и комплексных удобрений для предпосевной обработки семян;

- эффективность индивидуального отбора биотипов клевера паннонского;

- экономическая и энергетическая оценка приемов адаптивнойтехноло-гии возделывания клевера паннонского.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-практической конференции «Инновации молодых ученых агропромышленному комплексу» (Пенза, 2007); Всероссийской конференции, посвященной памяти Г.Б. Гальдина «Роль почвы в сохранении устойчивости агроландшафтов» (Пенза, 2008); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Повышение эффективности использования земель сельскохозяйственного назначения» (Пенза, 2009); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 2009); Всероссийской научно-практической конференции « Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока России» (Саранск, 2010).

Публикации в печати. Основные положения диссертации опубликованы в шести статьях, в том числе одна - в издании по перечню, рекомендованному ВАК Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 169 страницах компьютерного текста, содержит 60 таблиц, 6 рисунков и 37 приложений. Список литературы включает 222 источника, в том числе 21 зарубежных авторов.

Тема исследований «Научно обосновать и разработать высокоэффективные, экологически безопасные, регионально дифференцированные системы устойчивого кормопроизводства, отвечающие требованиям высокопродуктивного животноводства». Раздел «Создание новых сортов многолетнего клевера паннонского и разработка адаптивной энергосберегающей технологии возделывания» является составной частью плана научно-исследовательской работы кафедры «Кормопроизводство, кормление и разведение животных» ФГОУ ВПО «Пензенской ГСХА».