Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность однокомпонентных и многокомпонентных агроценозов в условиях предгорной зоны Гиссарской долины Республики Таджикистан

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Продуктивность однокомпонентных и многокомпонентных агроценозов в условиях предгорной зоны Гиссарской долины Республики Таджикистан"

На правах рукописи

005046308

МИРЗОЕВ ИДИБЕК АБДУДЖАББОРОВИЧ

Продуктивность однокомпонентных и многокомпонентных агроценозов в условиях предгорной зоны Гиссарской долины Республики Таджикистан

06.01.01-общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

- А ИЮЛ Ш

Душанбе-2012

005046308

Работа выполнена на кафедре ботаники и сельскохозяйственной экологии Таджикского аграрного университета им. Ш. Шотемура

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Бободжанов Вахоб Акбарович

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Коднров Кобнл Гафурович кандидат биологических наук,

Ведущая организация: Институт земледелия Таджикской академии сельскохозяйственных наук

Защита состоится «§0» мая 2012 года в 10°° часов на заседании по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 737.003.01 при Таджикском аграрном университете им. Ш. Шотемура по адресу: 734003, Таджикистан, Душанбе, пр. Рудаки, 146.

Автореферат размещен на сайте ВАК РФ www.vafc2.ed.gov.ru. и на сайте ТАУ им. Ш. Шотемура по адресу www.taiaeroun.ti

Tel./Fax: (8992-37)224 72 07 // E-mail: rectortau31@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Таджикского аграрного университета им. Ш. Шотемура.

Автореферат разослан «19» апреля 2012 года.

старший научный сотрудник

Мадаминов Абдулло Асракулович

Учёный секретарь

диссертационного совета

доктор биологических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Удовлетворение потребностей населения в высококачественных продуктах питания невозможно без интенсификации животноводства. Для выполнения этой задачи необходимо обеспечить животноводство биологически полноценными кормами, сбалансированным белком

по аминокислотному составу.

В Республике Таджикистан, как указывает Х.Х. Каримов (2008), одной из важнейших и в то же время, сложных проблем сельского хозяйства будет разработка таких систем ведения растениеводства, которые в наименьшей степени зависели бы от глобального изменения климата Это станет возможным если подбор и использование сельскохозяйственных культур, их селекция будут проводиться с учетом закономерных изменений климата в каждом природно-географическом регионе. Необходимо иметь разнообразный набор сельскохозяйственных культур и сортов, которые можно будет использовать для посевов в каждом случае в зависимости от тенденции изменения климата в нём.

В Таджикистане имеется реальная возможность значительного увеличения сбора разных видов кормов за счёт рационального использования биоклиматических ресурсов на пахотных землях путём выращивания повторных и промежуточных культур Этому способствуют обилие тепла, наличие поливной воды и продолжительность вегетационного периода в долинных районах во второй половине лета.

Основными условиями получения урожая повторных и промежуточных культур являются правильный подбор культур и сортов, выполнение своевременно и

качественно всех агромероприятий.

Эффективность использования земельных ресурсов, увеличение их продуктивности, охрана земель от разрушения- важнейшие народнохозяйственные задачи, требующие глубокой научной проработки, становятся задачей государственной важности (Сидоренко A.B., 1979).

Проблемы сохранения окружающей среды и устойчивого развития сельского хозяйства стимулируют проведение исследований, стратегическая цель которых заключается в повышении фиксации биологического азота, прежде всего за счет азотофиксирующего потенциала бобовых, среди которых горох занимает особенное

место (Сидорова К.К. с соав., 2006).

Использование биологического азота в агроэкосистемах позволяет улучшить азотный режим почв, активизировать продукционный процесс растений и не допускать загрязнения окружающей среды азотосодержащими соединениями (Шумный В К. и др.,1991). Симбиотическая азотофиксация, свойственная бобовым растениям и клубеньковым бактериям рода Rhizobium, вносят существенный вклад в баланс биологического азота, где уровень азотофиксации составляет от 70 до 100 кг

Ni на га/год (Симаров и др., 1987).

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение реакции различных видов культурных растений в однокомпонентных и многокомпонентных посевах для создания устойчивых агроценозов в условиях предгорной зоны Гиссарской долины Республики Таджикистан. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: -изучить рост и развитие гороха, тритикале, рапса и других культур в чистых и совмещённых посевах в зависимости от нормы высева семян;

-определить степень конкурентоспособности различных видов в совмещённых посевах;

-определить полевую всхожесть и жизнеспособность семян тритикале и гороха в чистом и совмещённом посевах;

-определить степень взаимовлияния различных видов растений на проявление количественных признаков растений в посевах разной плотности; -определить уровень урожая зелёной массы тритикале + 'горох в чистом и совмещённом посевах;

-выяснить влияние каждого компонента агроценоза на влажность и структуру почвы; -определить степень сопряжённости признаков биопродуктивности различных видов в зависимости от вариантов и комбинации компонента в агроценозе; -выявить долевую отдачу каждого вида растений в формировании продуктивности агроценоза в целом;

-провести анализ энергетической эффективности выращивания тритикале и гороха в чистом и совмещённом посевах;

Научная новизна. Впервые в условиях предгорной зоны Гиссарской долины Республики Таджикистан изучены особенности роста, развития и продуктивность гороха сорта Торсдаг и тритикале сортообразца Мегоброба-1 в чистом и в совмещённом посевах, а также изучена сопряжённость и конкурентоспособность различных видов культурных растений в промежуточных посевах. Практическая значимость. Результаты опытов могут быть использованы для оценки сортов растений и создания устойчивых многокомпонентных агроценозов. Внедрение в производство изученных вариантов обеспечивает получение более 670 ц/га урожая зелёной массы гороха + тритикале.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы ежегодно (2008-2011 г.г.) докладывались на научных семинарах кафедры : ботаники Таджикского национального университета; на семинарах кафедры ботаники и сельскохозяйственной экологии Таджикского аграрного университета им. Ш. Шотемура.

Результаты диссертационной работы были представлены и обсуждены на: традиционных научных конференциях профессорско-преподавательского состава и студентов факультета биологии Таджикского национального университета (Душанбе, 2008-2010 г.г.); научной конференции профессорско-преподавательского состава биологического факультета Таджикского национального университета, посвященной 60-летию факультета биологии (Душанбе, 2009 г.); на научной конференции, посвящённой памяти акад. Ю.С. Насырова (Душанбе, 2008 г.); научной практической конференции профессорско-преподавательского состава агрономического факультета Таджикского аграрного университета (Душанбе, 2010-2011 г.г.); апрельской конференции биологического факультета Таджикского государственного педагогического университета (Душанбе, 2010 г.); международной конференции «Управление продукционным процессом в агротехнологиях XXI века: реальность и перспективы» (Белгород, 2010 г.); республиканской конференции «Новые теоретические и прикладные исследования химии в высших учебных заведениях Республики Таджикистан» Таджикского государственного педагогического университета (Душанбе, 2010 г.);

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе 4 в журналах, рекомендуемых ВАК РФ.

Структура работы. Диссертационная работа изложена на 124 страницах компьютерного набора, состоит из 4 глав, выводов и предложений производству, 3 рисунков, 21 таблиц и 10 приложений. Список использованной литературы включает 149 наименований, в том числе 10 иностранных авторов. Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет 85%.

ГЛАВА ».УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ II МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИИ Климатические условия Гиссарской долины характеризуются резким и сезонными колебаниями температуры, сухим безоблачным летом и неустойчивой погодой в зимний период. Среднегодовая температура воздуха равна 13-19°С. Среднемесячная температура самого теплого месяца - июля 27°С, с абсолютным максимумом 42°С . Самым холодным месяцем является январь, со средней температурой -2+1 °С . Однако низкие температуры в течение короткого промежутка времени могут достигать -Ю...15°С мороза. Первые осенние заморозки на почве бывают в конце октября, в воздухе - в средине ноября, а последние весенние на почве - в конце марта - начале апреля, в воздухе в начале марта. Период активной температуры воздуха >10°С составляет около 195 дней. Сумма активных температур за год составляет 4600 "С, а сумма эффективных температур (>5°С) в период вегетации озимых культур (ноябрь-апрель) составляет 1200°С

Среднегодовое количество осадков составляет 700-800 мм, но их основное количество до 90% приходится на зимне-весенний период. При этом зимние осадки выпадают в виде продолжительных дождей малой интенсивности. Весенние осадки отличаются меньшей продолжительностью, но большей интенсивностью и составляют около 60% от годового количества.

Годовой максимум осадков приходится на март и апрель, а наибольшее суточное количество осадков (72-80 мм) выпадает в апреле и в мае. В среднем общее количество дней с дождем равняется 77, а со снегом 34. Снежный покров сохраняется недолго и исчезает при наступлении оттепели.

Относительная влажность воздуха в январе достигает 70-80%, а в летние месяцы

она понижается до 30% и менее.

Гиссарская долина характеризуется большим приходом солнечной радиации и продолжительностью солнечного сияния с общей продолжительностью 2700 часов в год. Пасмурные дни очень редки и наблюдаются зимой и весной. Суммарный приход солнечной радиации составляет 5600 МДж/м2 в год, фотосинтетические активной (ФАР )- 2700МДж/м:, а за период зимней вегетации (ноябрь-апрель) 1900 и 920 МДж/м- соответственно (Агроклиматические ресурсы Таджикской ССР, 1976).

Экспериментальная часть работы проводилась в течение 2007-2009 гг. в условиях откормочной базы Файзабадского района Республики Таджикистан на

высоте 1212м над у. моря.

При проведении опытов по изучению реакции сортов разных видов растений в агроценозах (в однокомпонентном и многокомпонентном посевах) применялся сплошной метод посева семян из расчёта:

горох - 60 и 120 шт/м:; тритикале и рожь - 150 -300 шт/м-; перко и рапс - 2,8 - 3,0 г/.м:. Выбор вышеуказанных видов культурных растений был связан с их практической значимостью в условиях Таджикистана, с одной стороны, и слабой изученностью

реакции разных видов, конкурентоспособностью их в сложных многокомпонентных агроценозах, с другой.

Соблюдалась одинаковая методика посева семян во всех вариантах эксперимента. Содержание влаги в почве определялось методом высушивания (Методика полевых опытов с кормовыми культурами, 1971). Структурно-агрегатный анализ почвы участка проводился по Н.И. Савинову (1986).

Анализ распределения массы корней делали по Шалыту (1960), надземную фитомассу ценоза - по A.A. Ничипоровичу (1955), среднее расстояние между экземплярами каждого сорта определяли по формуле, предложенной В.Н. Сукачевым (1957), общую статистическую обработку полученных результатов проводили по Б. А. Доспехову (1987).

ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Эколого-генетические аспекты создания многокомпонентных высокопродуктивных агроценозов в условиях Гиссарской долины Республики

Таджикистан

Особенности роста и развития растений, принадлежащих к различным ботаническим видам, при создании многокомпонентных посевов с учетом метериологических факторов в данном регионе исследованы крайне недостаточно. Также не изучены генетические пределы изменчивости отдельных полигенных признаков растений в чистых и совмещённых посевах.

Анализ изменчивости количественных признаков продуктивности у гороха в чистом и совмещённом посевах (табл. 1) показывает, что высота растений, общее число междоузлий, число плодоносящих ярусов оказались лучше в совмещённых, а другие признаки - в чистом посеве.

Следует отметить, что у гороха удлинение высоты стебля в совмещённом с тритикале посеве произошло за счёт образования новых узлов плодоносящих ярусов. По - видимому, находясь под покровом мощного листового аппарата тритикале, горох продолжает расти за счёт роста верхушечной меристемы.

У сортообразца тритикале Мегоброба-1 длина соломины, длина колоса, число зёрен в главном колосе, масса 1000 зёрен были лучше, а коэффициент кущения хуже в совмещённом с горохом посеве (табл. 2). Длина флагового листа, число междоузлий, число колосков в колосе, диаметр соломины оказались стабильными в обоих вариантах посева.

В совмещённом посеве длина соломины у тритикале увеличивалась в среднем на 22 см, длина колоса на Зсм и число зёрен в главном колосе на 21 шт. Удлинение соломины у тритикале происходило за счёт роста и растяжения клетки, так как число междоузлий на соломине не изменялось.

Повышение озернённости колоса у тритикале в совмещённом с горохом посеве (80 шт.) достигается за счёт увеличения числа хорошо развитых зёрен в каждом колоске.

Таким образом, полученные данные указывают на положительное влияние гороха на проявление элементов структуры урожая тритикале - числа зёрен с колоса и абсолютной массы зерна.

Для изучения и частичного выяснения этих вопросов мы проводили серию полевых опытов с тритикале, горохом, рожью и рапсом.

б

Таблица 1

Элементы продуктивности гороха сорта Торсдаг в чистом и в совмещённом __посевах с тритикале____

Признаки растений Чистый посев Совмещённом с тритикале

Высота растений, см 102±6,50 134±10,4

Число междоузлий, шт. 22±2,10 26±3,0

в том числе плодоносящих ярусов, шт. 12±1,30 16±1,4

Число бобов на 1 растение, шт. 28,78±2,91 23.03±2,98

Число семян на 1 растение, игг. 66,15±5,41 51,9±5,92

Масса семян 1 растения, г 16,55±2,63 11,0±1,79

Длина листочков,см* 5,74±0,04 4,32±0,17

Ширина прилистников, см 3,26±0,08 2,52±0,22

Число семян на 1 боб, шт. 2,3±0,01 2,0±0,02

Диаметр стебля на уровне первого яруса плодоношения, мм 7,0±0,01 5,0±0,01

Масса 1000 семян, г 180 160

•-длину и ширину листочков и прилистников определяли на уровне третьего яруса плодоношения.

Таблица 2

Элементы продуктивности сортообразца тритикале Мегоброба-1 в чистом и в

совмещённом посевах с горохом

Признаки растений Чистом посеве Совмещённом с горохом

Длина соломины, см 126±10 148±13

Длина колоса, см 12±2,1 15±1,3

Длина флагового листа, см 37±3,6 36±3,2

Число междоузлий, шт. 6±0,01 6±0,01

Число колосков в колосе, шт. 20±0,20 20±0,30

Число зёрен в главном колосе,, шт. 59±7,0 80±12,0

Масса зерна с главного колоса, г 2,68±0,4 3,4±0,01

Масса зерна с 1-го растения, г 12,0±1,3 11,2±0,01

Диаметр соломины на уровне третьего междоузлия, мм 6±0,03 6±0,01

Коэффициент кущения, шт. 2,8±0,2 1,8±0,2

Масса 1000 зёрен, г 40 48

Рост растений является одним из ведущих процессов в реализации наследственной программы организма, а также важное значение имеет и в практическом растениеводстве, в частности для определения и уточнения сроков необходимого вмешательства с целью оптимизации условий выращивания, при оценке экологической приспособленности и адаптивных возможностей растений. Показатели роста могут быть использованы также при разработке новых методов оценки засухо - и холодоустойчивости растений, популяционном и гибридологическом анализе исходного материала в генетике, селекции и для других целей (ШевелухаВ.С,1980).

Из данных, приведённых в таблицах 3 и 4, следует, что горох сорта Торсдаг и тритикале Мегоброба-1 в основном имеют сходную силу всхожести семян, хотя

полные всходы у гороха были получены в зависимости от года на 4-6 дней позднее, чем у тритикале. Такое различие во всходах семян между горохом и тритикале, возможно, связано с физиолого-биохимическими особенностями изучаемых сортов, с одной стороны, и метеоусловиями (влажностью почвы) перед посевом - с другой.

Так, при почти одинаковом сроке посева продолжительность периода «посев -полные всходы» в 2007 г. составила 14 дней у гороха и 10 дней у тритикале, а в 2008 г. 21 и 13 дней соответственно. По-видимому, количество выпавших осадков в третьей декаде ноября (50 мм) и в первой декаде декабря 2007 г. (38 мм) в сочетании с оптимальной температурой воздуха (10,9 °С в ноябре; 5,3 °С в декабре ) благоприятно повлияло на скорость всходов гороха и тритикале. При посеве в ноябре 2008 г. осадки не выпадали, а температура воздуха в третьей декаде ноября составила 11,1 "С т.е.сухость почвы, связанная с отсутствием атмосферных осадков, оказалась «лимитирующим» фактором для прорастания гороха и тритикале. Всходы были получены у гороха (табл. 3) в начале второй декады декабря при температуре воздуха 6,1 °С, а у тритикале (табл. 4) чуть раньше (4 декабря).

Из данных таблицы 3 и 4 можно видеть, что с наступлением неблагоприятных погодных условий, в частности понижением температуры воздуха, у гороха в фазе 2-3 междоузлий и у тритикале в фазе начала кущения приостанавливается рост растений. Перед уходом на зиму, в состоянии относительного покоя, на 10 декабря высота растений у гороха составила от 2 до 4 см, а тритикале находилось в стадии кущения, т.е. осенью у тритикале не наступила фаза стеблеобразования.

В очень аномальный период зимы 2008 г. с резким понижением температуры воздуха в январе и феврале от -6,2 °С прекратился рост растений обоих видов. Растения покрылись антоцианом, вегетация полностью остановилась, а в аналогичный период 2009 г. наблюдали медленный рост растений. Об этом можно судить по высоте растений обоих видов, измеренной 25.03.2009 г. (табл. 3 и 4).

Такой адаптационный механизм, регулирующий процессы роста и развития растений, наблюдается у всех зимневегетирующих растений, которые возделываются в аналогичных почвенно-климатических условиях.

Следует отметить, что аномальные зимние - весенние условия 2008 г. отрицательно влияли не только на рост растений, но и на количество сохранившихся растений в фазе созревания.

Изучение жизнеспособности различных видов культурных растений при совместном произрастании

В условиях Гиссарской долины Таджикистана многие агрономические аспекты чистых и совмещённых посевов злаковых, бобовых, крестоцветных сортов культурных растений были подробно исследованы рядом авторов. Изученные нами виды культурных растений обладают неодинаковой способностью образовывать полноценные (100%) всходы в совмещённых посевах, что, вероятно, связано с физиологией прорастания семян, с одной стороны, и метеоусловиями района, где проводились эксперименты, с другой. Максимальная способность к всходообразованию выявлена у рапса (98 % в 2008 г.), минимальная - у перко (34,5 % в 2008 г.). В среднем за три года по всхожести семян рапс оказался лучше других видов, горох - на втором месте (91 %), а тритикале и рожь не отличались друг от друга (рис. 1).

По числу сохранившихся растений перед уборкой (на 20.05) обнаруживается неоднотипная реакция растений изученных видов на метеоусловия года. У тритикале,

ржи и гороха в 2007 и 2008 гг. число сохранившихся растений на площади посева было идентичным, а в 2009 г. разница составила 10-15 шт/м2.

Таблица 3

Онтогенетическая изменчивость высоты растений (см) у гороха в чистом и в совмещённом посевах с тритикале в условиях Гиссарской долины Республики _Таджикистан____

Дата учета и измерений 2007-2008 гг. 2008-2009 гг. В среднем за два года

Варианты опытов

А В А В А В

Посев 22.11.2007 20.11.2008

Появление всходов 06.12.2007 11.12.2008

10.12 3,6 4,0 2,1 2,7 2,8 3,3

25.03 1,8 1,7 11,2 13,7 6,5 7,7

05.04 8,9 10,1 7,6 9,5 8,3 9,8

15.04 16,8 15,8 15,0 17,4 15,9 16,6

25.04 18,5 20,2 22,0 29,8 20,2 24,4

05.05 36,0 48,3 40,0 54,1 38,0 49,2

15.05(цветение) 20,1 25,0 30,0 33,0 25,0 29,0

25.05 (Плодооброзование) 10,0 15,0 16,0 20,0 13,0 17,5

05.06(Начало побурения бобов) 0 6,3 125,8 3,2 0 4,7

Высота стебля 106,7 146,1 125,8 182,2 116,3 164,1

Примечание: А- чистый посев, В- совмещённый посев.

Таблица 4

Онтогенетическая изменчивость высоты растений (см) у тритикале в чистом и в совмещённом посевах с горохом в условиях Гиссарской долины _Республики Таджикистан___

2007-2008гг. 2008 - 2009гг. В среднем за два года

Дата учета и измерений Варианты опытов

А В А В А В

Посев 22.11.2007 20.11.2008

Появление всходов 04.12.2007 08.12.2008

25.03 12 23 15 16 13,5 19,5

05.04 18 13 22 24 20,0 18.5

15.04 30 35 30 35 30.0 35,0

25.04 цветение 44 46 40 52 42.0 48,0

05.05 20 23 20 30 20.0 25,5

15.05 5 8 8 10 6,5 9,0

25.05 3 4 2 3 2.5 3,5

05.06 0 0

Высота стебля, см 128 151 137 170 132,5 160,6

Примечание: А- чистый посев, В- совмещённый посев. 9

Тритикале Рож» Горох Раж Перт>

Рис. 1. Всхожесть семян различных видов растений, шт/ м2

Соотношение чисел сохранившихся растений весной к числу растений до ухода под зиму оказалось различным в зависимости от условий периода вегетации. При посеве в ноябре 2006 г. и в мае 2007 г. число сохранившихся растений к числу взошедших и попадавшихся под зиму растений составило от 79 до 94 %, а при посеве в ноябре 2007 г. и мае 2008 г. от 69 до 89 %. Процент сохранившихся растений, которые формировали и продуктивность у гороха, составил 89-92 %, у рапса - 82-94 %. В 2009 г. процент сохранившихся растений составил от 50 % у перко до 94 % у ржи (рис. 2).

100

тритикале рожь горох рапс перко

Рис 2. Количество сохранившихся растений в период созревания, шт/ м2

Снижение жизнеспособности изученных видов растений в зимне-весенний период 2007-2008 гг. можно объяснить влиянием низкой температуры воздуха. Низкие температуры воздуха в конце декабря 2007 г., январе и в начале февраля 2008 г. отрицательно повлияли на устойчивость изученных видов к низким температурам.

Как и следовало ожидать, самыми устойчивыми к низким температурам воздуха оказались горох сорта Торсдаг (шведского происхождения) и рожь сорта Бельта из

Республики Беларусь.

Сравнение продуктивности по совокупности изученных видов растении указывает на одну очень важную особенность, заключающуюся в том, что общая продуктивность в 2007 и 2008 гг. оказалась одинаковой (табл. 5), а в 2009 г. оказалась на 93 г больше. В общую продуктивность каждая культура вносила свою долю. На долю тритикале и ржи приходится от 19 до 27%. При этом при ухудшении условий вегетации растений в январе и феврале 2008 г. горох формировал 31% биологическои массы, компенсируя снижение продуктивности ржи и тритикале. Доля рапса и перко соответственно оказалась от 8 (2008 г., перко) до 20% (рапс, 2009 г.). Таким образом, можно сделать заключение, что общая надземная биомасса с единицы площади по совокупности изученных видов оказалась одинаковой, менялась лишь доля отдельного вида растений.

Таблица 5

Анализ надземной биомассы разных видов и их доля в общей продуктивности

посева, г/мг

2007 г. 2008 г. 2009 г. В

Наименование видов Биомасса, г/.ч2 Биомасса, г/.ч2 Биомасса, г/.ч2 среднем за три года

Тритикале 126 99,7 156,7 127

Рожь 130 101,7 150,0 127,2

Горох 100 131,3 113,3 114,8

Рапс 85 100 116,6 100,8

Перко 50 41 43.3 44,7

Сорные растения . 17,3 2,67 7,0

Сумма 491 490 583 521

года составило 287 и 112 шт/м2 или 96 и 93 % к числу высеянных семян, а в совмещённом с тритикале составило 91 %.

У гороха, произрастающего в совмещённом с тритикале посеве, наблюдается снижение полевой всхожести семян на 3-5 % по сравнению с чистым посевом. При этом всхожесть семян составила у гороха от 88 до 93 % к числу высеянных семян. У тритикале, произрастающего в совмещённом с горохом посеве, этот показатель

составляет 95- 97 % (табл. 6).

Полученные результаты указывают на то, что неблагоприятные метеоусловия в конце декабря 2007 г. до начало февраля 2008 г. сильно повлияли на сохранность растений в посевах. Так, число сохранившихся к уборке колосоносных стеблей у тритикале составило 225 шт/мг или 78 % от числа взошедших растений, у гороха 82 % в чистом и 76 и 89 % в совмещённом посевах. В сравнительно теплый период зимовки 2008-2009 гг. число сохранившихся стеблей составило у

тритикале в чистом посеве 90 %, в совмещённом 89 %, а у гороха соответственно 85 и 96 %. В целом грох в наших опытах оказался более жизнеспособным, чем тритикале.

2007

2008

■ ■ ■ ■

Л

¿(..•J

200Э

Рис. 3. Вклад каждого генотипа в формирование общей продуктивности агроценоза, (%).

Таблица 6

Полевая всхожесть семян тритикале и гороха в чистом и в совмещённом

Вид культур Число высеян ных семян, шт/м2 Число взошедших семян.

2007 г. 2008 г. В среднем за два года

шт/м2 % шт/м2 % шт/мг %

Чистый посев

Тритикале 300 290 96,6 284 94,6 287 95,6

Горох 120 114 95,0 111 92,5 112 93,3

Совмещённый посев

Тритикале + Горох 150 138 92 136 90,6 137 91,3

60 56 93 53 88 54 91,0

зависимости от нормы высева семян. В среднем за три года число взошедших семян у гороха в чистом посеве составило 56 - 112 шт/м2 при минимуме 53 и максимуме 119 шт/м2 и от 55 до 111 шт/м2 в совмещённом с тритикале. Минимум в смеси у гороха составил 50, а максимум - 118 шт/м2.

Число взошедших семян у тритикале составило в зависимости от нормы высева семян от 140 до 271 шт/м2, при минимальном значении 135 и максимальном 287 шт/м2 В совмещённом посеве число всходов у тритикале составило от 143 до 273 шт/м2 (минимум- 138, максимум- 256 шт/м2.

В целом в процентном соотношении по всхожести семян тритикале при норме высева 150 шт/м2 в совмещённом с горохом имел небольшое преимущество (95 %). В других вариантах всхожесть семян составила 90-93 % (табл.7).

По числу перезимовавшихся растений (табл.6) лучшим оказался горох (96 %) в совмещённом с тритикале при норме высева горох + тритикале 420 шт/м2, а худшее тритикале (91,3 %). При норме высева семян 210 (горох-60, тритикале-150), наоборот, у тритикале всхожесть сохранилось 95 %.

Полученные результаты указывают на то, что неблагоприятные условия в конце декабря 2007 г. до начала февраля 2008г. сильно влияют на сохранность растений в посевах. Так, число сохранившихся колосоносных стеблей у тритикале составило 225 шт/м2 или 78 % от числа взошедших растений, у гороха 82 % в чистом и 76 и 89 % в совмещённом. В период теплого периода зимовки (2008-2009 гг.) число сохранившихся стеблей оказалось у тритикале в чистом посеве 90 %, в совмещённом 89 %, а у гороха соответственно 85 и 96 %. В целом горох в наших опытах оказался более жизнеспособным, чем тритикале (табл.7).

Таблица 7

Число сохранившихся стеблей у тритикале и гороха в чистом и совмещённом

посевах (шт/м2)___

Число Число сохпанившихся растении

Варианты посева растений до зимовки 2007г. 2008г. В среднем за два года

2007 2008 шт/м2 в% шт/м2 в% шт/м2 в%

Чисты й посев

Тритикале 290 284 225 77,6 256 90 240 83,8

Горох 114 111 94 82,4 100 84,7 97 86,7

С о в м е щ ё н н ы и посев

Тритикал + Горох 139 136 105 76 123 89 114 83,2

56 53 50 89 51 96 50 92,6

Таблица 8

Число взошедших семян и число перезимовавших растений в зависимости от нормы высева в чистом и в совмещённом посевах (в среднем за три года)

Название культуры Нормы высева семян шт/м2 Среднее число взошедших семян шт/м2 Min Мах В % от числа высеянных Семян

Горох 60 56 53 59 93

120 112 105 119 93

Тритикале 150 140 135 145 93

300 271 258 287 90

Горох + Тритикале 210 55 50 58 91

143 138 148 95

420 111 100 118 92

273 250 256 91

Таким образом по числу сохранившихся растений при норме высева семян 210 шт/м2 тритикале оказалось лучше, чем горох, а при норме высева 420 шт/м2, наоборот, горох оказался лучше, чем тритикале.

Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что в совмещённом посеве снижается количество растений тритикале, а у гороха увеличивается. Одна из причин снижения чисел растений тритикале может быть связана с тем, что тритикале в совмещённом посеве растёт лучше, но поздние всходы, отстающие в роете, попадают в тень, в результате процесс дыхания превышает фотосинтез, что приводит к гибели слабых растений. В целом генетические и физиолого-биохимические механизмы взаимовлияния различньк ботанических видов очень сложны, изучены недостаточно, требуют комплексного исследования.

Особенности формирования корневой массы у гороха и тритикале в совмещённом посеве

Результаты, приведенные в табл. 8, указывают, что наибольшая масса корней в пересчете на единицу площади почвы формировалась в совмещённых посевах гороха с тритикале, а в чистых посевах эта величина оказалась значительно ниже по сравнению со совмещённом посевом. Так, воздушно - сухая биомасса корней гороха в разные фазы развития растений в зависимости от нормы высева семян составляло от 0,9 до 19,0 г/м2, у тритикале от 2,4 до 84 г/м2. В совмещённых посевах воздушно-сухая биомасса корней оказалась больше и составила 4,1-92 г/м2.

Анализ полученных результатов показывает на значительное преимущество совмещённых посевов гороха и тритикале не только при формировании элементов продуктивности надземной биомассы, но и корней в перерасчёте на единицу посевной площади.

В чистых посевах гороха и тритикале во всех фазах развития растений масса корней оказалась ниже, чем в совмещённых посевах этих культур.

Совмещённые посевы гороха с тритикале положительно влияют на полегаемость растений, т.е. они могут формировать устойчивый агроценоз. Дело в том, что посевы гороха и тритикале при высоких нормах высева семян (1,2 млн. у гороха и 3 млн. у тритикале) часто полегают, в результате чего существенно снижается продуктивность посева. Полученные данные указывают, что совмещённые посевы гороха с тритикале обеспечивают создание относительно устойчивых посевов. В таком посеве мы не обнаруживали стеблевую и корневую полегаемость гороха и тритикале. По -видимому, прочная соломина тритикале является «опорой» для гороха. В каждом году совмещённых посевов гороха с тритикале обнаруживается заметное увеличение массы корней, максимум прироста приходится на период от 20.04 до 01.05 при обоих нормах высева семян. Прирост массы корней за этот период составил 5,1-7,6 г/м2/день. Этот показатель в чистых посевах гороха составил 0,6 г/м2/день, в посевах тритикале 5,4- 6,3 г/м2/день (табл. 7). Таким образом, даже грубое определение массы корней у гороха и тритикале, которые принадлежат к разным ботаническим таксонам, представляет, большой теоретический интерес не только с точки зрения изучения конкурентоспособности этих видов, но и при создании высокопродуктивных, устойчивых к биотическим и экологическим стрессам многокомпонентных энергосберегающих агроценозов в условиях Республики Таджикистан. Генетическая основа такого подхода достаточно хорошо разработана в ряде капитальных научных трудов (Жученко А.А, 1980, 1988, 1990; Кильчевский А.В, Хотылева Л В 1997-Драгавцев В.А, 2003, 2005).

Таблица 9

Изменение биомассы корней в процессе роста и развития растений гороха и тритикале в верхнем (0-30 см) слое почвы (воздушчо-сухая масса, г/м2)

Вариант опыта Норма высева семян шт/к2 Дата определение массы

30.03 20.04 01.05 20.05 10.06

Горох 60 0,9+0,14 4,3 + 0,18 10,4 ± 0,50 13 ±0,43 13 ± 0,74

Тритикале 150 2,8 ±0,17 11,3 ± 0,63 65,4- ± 3,20 76 ±3,90 73 ± 3,46

Горох + Тритикале 210 4,1 ±0,28 16,8 + 0,33 68,7 ± 2,9 79+3,50 32 ± 2,70

Горох 120 1,4+0,30 4,0 + 0,10 10,7 + 0,30 19, +0,60 24 + 0,36

Тритикале 300 2,4+0,28 15,1 + 0,38 68,0 ± 2,6 77 ±3,80 84+2,9

Горох + Тпитикалс 420 5,2+0,19 20,1 ± 0,63 78,0±4,1 S6 + 2,9 92+5,1

Продуктивность надземной воздушно - сухой биомассы растении при чистом и совмещённом посевах Совмещённые посевы, как известно, значительно превосходят по

продуктивности чистые посевы этих культур. Об этом свидетельствуют многочисленные литературные данные.

Полученные нами данные вполне согласуются с данными многих исследований, выполненных как в условиях Республики Таджикистан, так и за ее пределами.

Анализ табл. 9 показывает, что продуктивность надземной биомассы и масса зерна с единицы площади посева в большей степени зависели от изменения метеорологических условий года при проведении экспериментов. Так, у гороха при чистом посеве максимум биомассы был получен в вегетационный период 2009 г., минимум - в 2008 г. У тритикале максимум продуктивности ( 670 г/м1) получен в 2008 г. Рожь формировала максимум продукции в 2007 г. (590 г/м2). Максимум в смеси горох + тритикале и горох + рожь обнаружен в 2009 г.

Таблица 10

Продуктивность зеленой массы растений и урожай зерна при чистом и совмещённом

_посевах (г/м2)_____

Вариант опыта Биомасса В среднем за 3 года Масса зерна В среднем за 3 года Отношени е зерна к биомассе

2007 2008 2009 2007 2008 2009

"орох 430 390 480 433 190 200 180 190 0,44

Гритикапе 560 670 530 586 280 210 390 290 0,49

'ожь 590 416 516 507 160 217 230 202 0,40

'ороч + Гритикапе 680 590 750 673 240 260 200 233 0,35

"орох + Рожь 480 560 620 533 210 230 190 210 0,38

В среднем за три года лучшим по продуктивности зелёной биомассы оказался вариант горох + тритикале; а худшим горох в чистом посеве. Совмещённые посевы горох + тритикале превосходили чистый посев гороха на 55 %, тритикале на 35 %.

Масса зерна оказалась лучше у тритикале в чистом посеве ( 290 г/м:), худшей у гороха (190 г/я2).

Согласно данным таблицы 10, изученные нами агроприемы оказали существенное влияние на показатели энергетической оценки промежуточных культур.

Энергетическая эффективность возделывания промежуточных

Таблица 10 культур в

Варианты опыта "а с с. и г> о = Г я а. 1- я т --—--г С Урожайность зеленной массы, \ т/га с » Получено энергнн с основной и побочной продукцией, ГДж/га Г Чистый энергетический доход, в ГДж/га | Г £ Коэффициент энергетической 5 эффективности посева : ? ь Биоэнергетический с коэффициент (КПД) посева ^ с с - « Энергетическая себестоимость -3 ГДж/т зерна

Горох 37,4 43,3 233 195,6 5,23 6,23 0,86

Тритикале 38,9 58,6 244 205,1 5,27 6,27 0,66

Рожь 39,6 50,7 237 197,4 4,95 5,95 0,78

Горох + Тритикале 41,3 67,3 315 273,7 6,63 7,63 0,61

Горох + Рожь 42,5 53,3 265 222,5 5,24 6,24 0,80

Смесь культур 44,1 52,1 260 215,9 4,90 5,90 0,85

---------г — - — — * II ж у^или V ОС41 ^цппоши^о и 1

41,3 до 42,5 ГДж/га энергии. От основной и побочной продукции гороха с тритикале получено 315 ГДж/га энергии, а гороха с рожью 265 ГДж/га энергии . Чистый энергетический доход этих культур составил от 222,5 до 273,7 ГДж/га, коэффициент энергетической эффективности и биоэнергетический коэффициент КПД посева колебались от 5,24 до 6,63 и от 6,24 до 7,63 единиц соответственно. Низкая энергетическая себестоимость (0,61 ГДж/т корма) отмечена на варианте выращивания гороха с тритикале.

При выращивании смеси промежуточных культур затрачено 44,1 ГДж/га энергии. В полученной продукции накапливалось 260 ГДж/га энергии. Чистый энергетический доход достиг 215,9 ГДж/га. При этом коэффициент энергетической эффективности составил 4,90 единиц, а биоэнергетический коэффициент посева 5,90 единиц. Энергетическая себестоимость оказалась равной 0,85 ГДж/т зерна.

Экспериментальными исследованиями выявлена существенная роль бобово-злаковой смеси в получении высококачественных кормов в промежуточных посевах, что свидетельствует о целесообразности применении и совершенствования этой методики.

Внедрения в производство:

1. Результаты, полученные в работе, могут быть использованы для оценки конкурентоспособности различных видов культурных растений, на основе которых будут созданы высокопродуктивные агроценозы путём реализации реальной продуктивности каждого компонента в однокомпонентном и в многокомпонентном посевах.

2. Горох сорта Торсдаг рекомендуется в качестве основного компонента для создания устойчивого агроценоза. Совмещенные посевы гороха и тритикале в соотношении 1,2 млн. и 3 млн/га. семян в богарных условиях, дают возможность получения высокой зелёной высококалорийной биомассы - более 600 ц/га.

3. Результаты экспериментов внедряются в ряде фермерских хозяйств Файзабадского района на площади от 2 до 5 га

ВЫВОДЫ

1.Установлено, что накопление надземной биомассы в первой половине вегетации у гороха, ржи и тритикале происходит замедленными темпами, достигает максимальной величины независимо от нормы высева и компонента в посеве в период колошения у тритикале, гороха и ржи, цветения- у гороха. Максимальный рост главного стебля у гороха наблюдается в период от 5 до 15 мая-3,6-5,4 см/день, тритикале в период от 15 до 25 апреля- 4,2-5,2 см/день, у ржи от 10 до 20 апреля- 5,37,3 см/день.

2. Показано значительное преимущество многокомпонентных посевов изученных нами культурных растений по сравнению с однокомпонентными посевами, что, возможно, связано с положительным взаимовлиянием совместно произрастающих видов в агроценозе. Гетерогенные посевы горох + тритикале, горох + рожь формировали в пределах 430-500 ц/га зелёной массы и 60-70 ц/га сухого вещества. В чистых посевах продуктивность этых культурных в два раза меньше.

3. Повышение озернённости колоса у тритикале Мегоброба-1 в гетерогенном посеве достигается не столько увеличением числа колосков в колосе, а за счёт увеличения чисел нормально развитых зёрен в каждом колоске колоса. Число колосков в колосе у тритикале оказалось очень стабильным признаком.

4. Выявлено, что в гетерогенных посевах гороха + тритикале мелкокомковатая почва агрономический наиболее ценная зернистая структура верхнего горизонта почвы оказалась лучше по сравнению с раздельными посевами каждой культуры, что является одним из важнейших факторов роста корневой системы растений.

5. Снижение зерновой части урожайности растений связано в большей степени с повышением температуры воздуха и дефицита влаги в почве в период цветения и налива зерна, которые приводят к редуцированию части генеративных органов (завязей, цветков).

6. Установлено, что по числу сохранившихся растений наиболее устойчивым оказался горох в гетерогенном посеве (96 %), а наименее -перко (34 %).

7.Условия, складывающиеся в однокомпонентных и многокомпонентных посевах разной плотности, оказывают влияние не только на рост и развитие

компонентов агроценоза в течение онтогенеза, но и на габитус растений и его продуктивность.

8. Увеличение нормы высева семян сопровождается значительным сокращением расстояний между отдельными экземплярами совместно произрастающих видов растений в агроценозе, что приводит к уменьшению площади питания. Расстояния между экземплярами для гороха в зависимости от нормы высева составляло 7,4-7,7 см, у тритикале 4,3- 5,8 см.

9. Показано, что влажность почвы под посевами гороха и тритикале в верхнем горизонте (0-15см) почвы оказалась значительно меньше, чем в горизонте 15-30 см. В период колошения тритикале и побурения бобов гороха происходит значительное уменьшение влажности почвы от 2,7 до 6,7 % к массе почвы.

10. Наибольшая чистая энергетическая эффективность посева (273,7 ГДж/га) и наименьшая энергетическая себестоимость (0,61 ГДж/т корма) у изученных культур обеспечены совмещённым посевом гороха с тритикале.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Мирзоев И.А., Гафурова М.Х., Бободжанов В.А. Генетические аспекты создания многокомпонентных высокопродуктивных агроценозов в условиях Гиссарской долины Республики Таджикистан//Душанбе, ТАУ им. Ш. Шотемур. Кишоварз, 2010, № 4(48), стр. 7-9

2. Мирзоев И.А., Гафурова М.Х., Бободжанов В.А. Формирование высоты растений у гороха и тритикале в раздельном посеве и в смеси в условиях Гиссарской долины Республики Таджикистан/УДушанбе, ТНУ, Вестник, 2011, № 10(74),стр. 40-45

3. Мирзоев И.А., Гафурова М.Х., Бободжанов В.А. Исмоилов М.И., Сравнительное изучение реакции различных видов растений в однокомпонентных посева/Л"АУ, им. Ш.Шотемур. Кишоварз, 2011, №4 (52), стр. 17-18.

4. Мирзоев И.А., Гафурова М.Х., Бободжанов В.А. Сравнительное изучение реакции различных видов растений в многокомпонентных посевах.// Доклады ТАСХН, 2012, №2 (32) стр. 12-15

5. Гафурова М.Х, Мирзоев И.А, Расулов Б,Р, Джумаев К.У Аспекты создания устойчивых агроценозов на орошаемых землях Таджикистана/ Материалы науч-теорет. конф. Профессорско- преподавательского состава и студентов, посвящ. году образования и технических знаний, ч .1. -Душанбе; 2010; с. 119-120.

6.Вахобов А.А.,Чумъаев К.У., Гафурова М.Х., Мирзоев И.А., Бободжанов В.А. Ахамияти кимиё дар омузиши мавзухои биологияи умуми/Республиканская конференции: «новые теоретические и прикладные исследования химии в высших учебных заведениях Республики Таджикистан», посвященной «году образования и технический знаний», 40-летию оброзования кафедры «органической и биологической химии» и 80-летию образования ТГПУ им. Садриддина Айни. Душанбе 2010 с. 244-246.

Подписано в печать 19.04.2012 г. Формат 60X84"/. Бумага офсетная 80г/м. Объем 1,3 пл. Тираж 100 экз. заказ № 45 ООО «ПРОМЭКСПО» г Душанбе, ул. Айни 13в Тел. +(99237)227 63 73 Е-таН:рготехро_^@та11/ги

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Мирзоев, Идибек Абдуджабборович, Душанбе

)

!

РЕСПУБЛИКА ТАДЖИКИСТАН ТАДЖИКСКИЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Ш ШОТЕМУРА

На правах рукописи

МИРЗОЕВ ИДИБЕК АБДУДЖАББОРОВИЧ

ПРОДУКТИВНОСТЬ ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ АГРОЦЕНОЗОВ В УСЛОВИЯХ ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЫ ГИССАРСКОЙ ДОЛИНЫ РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

06.00.01-общее земледелие

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискания ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

тг см см

{О Научный руководитель: доктор биологических наук,

ю §

со 8

Т- СО

О ° СМ 00

3 °

профессор Бободжанов Вахоб Акбарович.

Душанбе-2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

Общая характеристика работы 3

Глава I. Обзор литературы

1.1. Практические аспекты совмещённых посевов культурных растений 7

1.2. Взаимодействия растений в чистом и в совмещённом посевах 12 1.2.1 Конкуренция между растениями в фитоценозах 17

Глава II. Материалы, условия, программа и методика проведений исследований

2.1. Биологические особенности исходного материала 23

2.2. Климатическая характеристика Гиссарской долины 34

2.3. Агрохимическая характеристика почв Гиссарской долины 37

2.4. Программа и методика исследований 39 Экспериментальная часть

Глава III. Результаты исследования

3.1. Анализ роста и развития растений в зависимости от компонентов 43 посева

3.2. Анализ всхожести и жизнеспособности семян тритикале и гороха в 52 чистом и в совмещённом посевах

3.3. Продуктивность надземной воздушно-сухой биомассы при чистом и 53 в совмещённом посевах

3.4. Эколого-генетические аспекты создания многокомпонентных 60 высокопродуктивных агроценозов в условиях Гиссарской долины Республики Таджикистан

3.5. Особенности формирования корневой массы у гороха и тритикале в 67 совмещённом посеве

3.6. Влияние чистом и совмещённом посевах на структуру почвы 78

3.7. Изучение жизнеспособности различных видов культурных растений 81 при совместном произрастании

3.8. Продуктивность растений в чистом и в совмещённом посевах 90 Глава IV. Энергетическая оценка возделывания 92 промежуточных культур в чистом и совмещённом посевах в условиях Гиссарской долины

Обсуждение результатов 96

Внедрения в производству 104

Выводы 106

Список использованной литературы 106

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Удовлетворение потребностей населения в высококачественных продуктах питания невозможно без интенсификации животноводства. Для выполнения этой задачи необходимо обеспечить животноводство биологически полноценными кормами, сбалансированными белком по аминокислотному составу.

В Республике Таджикистан, как указывает Х.Х. Каримов(2008), одной из важнейших и, в то же время, сложных проблем сельского хозяйства будет разработка таких систем ведения растениеводства, которые в наименьшей степени зависели бы от глобального изменения климата. Это станет возможным если подбор и использование сельскохозяйственных культур, их селекция будут проводиться с учетом закономерных изменений климата в каждом природно-географическом регионе. Необходимо иметь разнообразный набор сельскохозяйственных культур и сортов, которые можно будет использовать для посевов в каждом случае в зависимости от тенденции изменения климата в нём.

В Таджикистане имеется реальная возможность значительного увеличения сбора разных видов кормов за счет рационального использования биоклиматических ресурсов на пахотных землях путем выращивания повторных и промежуточных культур. Этому способствует обилие тепла, наличие поливной воды и продолжительность вегетационного периода в долинных районах во второй половине лета.

Основными условиями получения урожая повторных и промежуточных культур являются правильный подбор культур и сортов, выполнение своевременно и качественно всех агромероприятий.

Эффективность использования земельных ресурсов, увеличение их продуктивности, охрана земель от разрушения- важнейшие народнохозяйственные задачи, требующие глубокой научной проработки, становятся задачей государственной важности (Сидоренко A.B., 1979).

Проблемы сохранения окружающей среды и устойчивого развития сельского хозяйства стимулируют проведение исследований, стратегическая цель которых заключается в повышении фиксации биологического азота, прежде всего за счет азотофиксирующего потенциала бобовых, среди которых горох занимает особенное место (Сидорова К.К., с соав, 2006).

Использование биологического азота в агроэкосистемах позволяет улучшить азотный режим почв, активизировать продукционный процесс растений и не допускать загрязнения окружающей среды азотосодержащими соединениями (Шумный В.К. и др.,1991). Симбиотическая азотофиксация, свойственная бобовым растениям и клубеньковым бактериям рода ЯЫгоЫит, вносят существенный вклад в баланс биологического азота, где уровень азотофиксации составляет от 70 до 100 кг Ы2 на га/год (Симаров , и др. 1987).

В связи с этим целью настоящей работы является изучение соответствующих ответных реакций продуктов различных видов культурных растений в однокомпонентных и многокомпонентных посевах для создания устойчивых высокопродуктивных агроценозов в условиях предгорной зоны Гиссарской долины Республики Таджикистан. Для решение этой цели были поставлены следующие задачи;

-изучить рост и развитие гороха, тритикале, рапса и других культур в чистых и совмещённых посевах в зависимости от нормы высева семян;

-определить степень конкурентоспособности различных видов в совмещённых посевах;

-определить полевую всхожесть и жизнеспособность семян тритикале и гороха в чистом и совмещённом посевах;

-определить степень взаимовлияния различных видов растений на проявление количественных признаков растений в посевах разной плотности; -определить уровень урожая зеленой массы тритикале + горох в чистом и совмещённом посевах;

-выяснить влияние каждого компонента агроценоза на влажность и структуру почвы;

-определить степень сопряжённости признаков биопродуктивности различных видов в зависимости от вариантов и комбинации компонента в агроценозе; -выявить долевую отдачу каждого вида растений в формировании продуктивности агроценоза в целом;

-провести анализ энергетической эффективности выращивания тритикале и гороха в чистом и совмещённом посевах;

Научная новизна. Впервые в условиях предгорной зоны Гиссарской долины Республики Таджикистан изучены особенности роста, развития и продуктивность гороха сорта Торсдаг и тритикале сортообразца Мегоброба-1 в чистом и в совмещённом посевах, а также изучена сопряжённость и конкурентоспособность различных видов культурных растений в промежуточных посевах. Практическая значимость. Результаты опытов могут быть использованы для оценки сортов растений и создания устойчивых многокомпонентных агроценозов. Внедрение в производство изученных вариантов обеспечивает получение более 670 ц/га урожая зеленой массы гороха + тритикале.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы ежегодно (2008-2011 г.г.) докладывались на научных семинарах кафедры ботаники Таджикского национального университета; на семинарах кафедры ботаники и сельскохозяйственной экологии Таджикского аграрного университета им. Ш. Шотемура.

Результаты диссертационной работы были представлены и обсуждены на: традиционных научных конференциях профессорско-преподавательского состава и студентов факультета биологии Таджикского национального университета (Душанбе, 2008-2010 г.г.), научной конференции профессорско-преподавательского состава биологического факультета Таджикского национального университета, посвященной 60-летию факультета биологии (Душанбе, 2009 г.); на научной конференции, посвященной памяти акад. Ю.С.

Насырова (Душанбе, 2008 г.); научной практической конференции профессорско-преподавательского состава агрономического факультета Таджикского аграрного университета (Душанбе, 2010-2011 г.г.), апрельской конференции биологического факультета Таджикского государственного педагогического университета (Душанбе, 2010 г.). международной конференции «Управление продукционным процессом в агротехнологиях XXI века: реальность и перспективы» (Белгород, 2010 г.), республиканской конференции «Новые теоретические и прикладные исследования химии в высших учебных заведениях Республики Таджикистан» Таджикского государственного педагогического университета (Душанбе, 2010 г.).

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе 4 в журналах рекомендуемых ВАК РФ. Структура работы. Диссертационная работа изложена на 124 страницах компьютерного набора, состоит из 4 глав, выводов и предложений производству, 3 рисунков, 21 таблиц и 9 приложений. Список использованной литературы включает 149 наименований, в том числе 10 иностранных авторов. Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет 85%.

ГЛАВА I-ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОВМЕЩЁННЫХ ПОСЕВОВ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ

В условиях Таджикистана разработаны биологические основы интенсивного круглогодичного растениеводство на орошаемых землях (Каримов Х.Х., 2001). Многие агрономические и физиологические аспекты системы круглогодичного использования орошаемых земель с использованием различных зимневегетирующих сортов злаковых и бобовых растений освещены в ряде работ (Максумов А.Н., 1964; Нурматов А.Н., 1971, Каримов Х.Х., 1978, 1984, 1999; Литвинов В.Н., 1979; Хамидова И.Д., 1990; Муминджанов ХА., 1991 и др.,).

Расширение посевов и повышение урожайности зерновых и зерно- бобовых, крестоцветных и других культур, богатых протеином, является основным источником получения кормового белка. Значительный интерес в этом отношении представляет новая зерновая культура - тритикале, в частности её двуруки, способные давать высокие урожаи при осеннем и весеннем посевах на орошаемых землях Таджикистана. Тритикале является высокопродуктивным компонентом для создания сложных устойчивых агроценозов, которые могут обеспечивать получение стабильного урожая биомассы. Так, Хамидовой И.Д., (1990) в условиях предгорной орошаемой части Центрального Таджикистана установлено, что в агроценозе посевы тритикале и гороха накапливают высокий урожай зеленой массы - 449-460 ц/га. Турбиным Н.В с соавт. (1996) разработан «зелёный кормовой конвейер » в который входит тритикале как в чистом посеве, так и в совмещённых с другими культурами (горох, вика, рапс, клевер), где показано, что использование различных культур с различными периодами вегетации позволяет получать зелёный корм, богатый протеином и витаминами на протяжении летне-осеннего периода. Урожайность тритикале в смеси с горохом составила 514 ц/га биомассы, тритикале с рапсом - 550 ц/га, в чистом посеве-298 ц/га. Урожайность сухого вещества была 141,7 ц/га, 135,8 ц/га и 113,5 ц/га соответственно. По содержанию сухого протеина (15,5%) и сбору сырого протеина 22ц/га лучшим вариантом в

опытах вышеуказанных авторов оказался вариант тритикале + горох, а по содержанию каротина лучшим вариантом оказался чистый посев тритикале (61 мг/кг.).

В последнее время созданы высокопродуктивные однокомпонентные и многокомпонентные агроценозы с оптимальной структурой и функцией посева. При создании многокомпонентных ценозов на орашёных землях при высоком агрофоне учитывают морфобиологические и экологические особенности растений, их конкурентоспособность, отзывчивость к факторам жизни, вынос минеральных и органических удобрений, устойчивость к полеганию, к болезням и вредителям (Миркин Б.М., 1986; Бондаренко М.Г., 1989; Расулов Б.Р., 2001).

О роли и значении зернобобового компонента в совмещённых посевах с зерновыми культурами указывалось в ряде работ (Вильяме , 1955; Прянишников Д.Н., 1963; Вавилов Н.И., 1965; Несбергер , 1988; Хамидова И.Д., 1990; Муминджанов Х.А.,1991). Однако полезное действие бобовых растений на плодородие почвы было известно еще до нашей эры (Биологическая фиксация азота, 1991).Показано что в совмещённых посевах происходит сбалансирование корма основными питательными элементами, снижается содержание клетчатки, в то же время в чистых посевах злаки дают массу богатую углеводами, но бедную белками, а бобовые культуры, наоборот, богаты белками, но бедны углеводами (Дюрянгин И.В., 1987; Леонтев и др., 1989).

Федоров А.К, Хлюпкин В.М (1985), Турбин Н.В, Ваулина Г.И (2000) в условиях Московской области России в совмещенных посевах тритикале с викой и рожью, получили высокий урожай биомассы. В опытах Мартиросяна Г.С. (1989) прибавка урожая зелёной массы тритикале - гороховая смесь составила 31 ц/га по сравнению со смесью гороха с ячменем.

Шайыков К.Ш и др. (1989) сообщают о получении 400-600 ц/га кормовой массы в смеси гороха, кормовых бобов и тритикале.

Высоких урожаев биомассы при посевах тритикале с викой до 312 ц/га были получены в работах Гаврилова A.A., и др,(1986); Дубейко А.И. и др.,(1988).

Совмещённые посевы тритикале с горохом и викой, которые формируют до 93,5 ц/га сухого вещества, широко внедрены в многих странах (АЬс1е1кас1ег,1988; Бободжанов В.А. и др., 1989).

Совмещённые посевы зерновых и бобовых видов имеют ряд преимуществ перед чистыми посевами этих культур и представляют огромную перспективу расширения их площадей в промежуточных посевах с целью создания прочной полноценной кормовой базы и эффективного использования почвенно-климатических ресурсов каждой зоны. Эти посевы могут служить основой для создания эффективного земледелия, так как ими частично используется атмосферный азот для перевода в растительный белок, улучшается структура почвы, уничтожаются сорные растения, снижается уровень порожаемости болезнями и вредителями. Возделывание бобово-злаковых смесей в севообороте считается как один из эффективных приёмов земледелия (Прижуков Ф.Б., 1989).

В одно и многокомпонентных посевах условия микроклимата неоднородны по вертикальному профилю - фитоценотическим горизонтам и в наибольшей степени выражены вертикальные различия световых условий. Регулирование радиационного режима внутри посева достигается путём создания такой структуры травостоя, при которой свет, особенно его фотосинтетическая активная часть -ФАР, распределяется по высоте более равномерно, что обеспечивает повышение коэффициента его использования на фотосинтез. Следовательно, в каждом горизонте фитоценоза фотосинтетический аппарат растений имеет адаптивные черты, и я целом они составляют определенный вертикальный профиль (Горышина Т.К., 1989).

Более совершенными фотосинтезирующими системами являются, многокомпонентные ценозы, чем однокомпонентные. По изучению этого вопроса, то есть, в изучении вопроса радиационного режима посевов сельскохозяйственных культур в бывшем СССР, большой вклад внесли Ю.К.Росс (1975), Х.Г.Тооминг (1984).

В практике сельскохозяйственного производства посевы используют энергию солнца в среднем с КПД 0,5-1% падающей ФАР, при теоретически возможном 510% (Ничипорович А.А., 1966).

Исследованиями ряда авторов (Починок Х.Н. и др., 1966; Шатилов И.С. и др., 1970; Насыров Ю.С. и др.,) показано, что в зависимости от сортовых, видовых особенностей и условий возделывания растений формируются посевы, в урожаях которых связываются от 0,3 до 4,7% поглощённой ФАР. Максимальные коэффициенты до 9,4 % достигают в посевах кукурузы и сорго.

Известно, что азотное питание растений является одним из факторов регулирующих ход формирования продуктивности в агроценозе. Обеспечение растений азотом зависит от уровня производства азотных удобрений. Наряду с увеличением производства азотных удобрений следует рационально использовать процесс биологического азотонакопления в почве через бобовые растения (Старченков Е.П., 1977). Роль бобовых культур на плодородные почвы была подчеркнута Д.Н.Прянишниковым ещё в 1956 г. Азот, накопленный биологическим путём для растений, безвреден и, поэтому, одним из реальных возможностей эффективного использования фиксированного азота микроорганизмами является совместное возделывание злаковых культур с бобовыми. Такой посев, как отмечает Н.П Смирнов (1977), использует для своего роста и развития комплексно азот, полученный путём биологической фиксации в природе и химического синтеза, осуществляемого на заводах.

Поскольку дефицит азота полностью не устранен, то для решения этой проблемы изыскивают и другие научные подходы: широко применяются бактериальные препараты, активирующие процессы азотофиксации (Доросинский J1.M. и др., 1973); выделяют азотофиксирующие микроорганизмы из ризосферы и ризопланы риса, пшеницы, проса; развивают ассоциативные взаимоотношения диазотрофных макроорганизмов со злаковыми культурами (Лукин С.А. и др., 1987; Патыка В.Ф. и др., 1989): Разрабатываются пути переноса генов, ответственных за образование клубеньков (Nod) и фиксацию азота (№ 17) с плазмодем Agrobacterium

tumerfaaciens в клетку высших растений (Бабаев A.A., Злотников 1981; Сидорова К.К., 1989, 2000).

Размер фиксирования биологического азота з