Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность яровых культур и их смесей в ранневесенних и пожнивных посевах на серых лесных почвах Центрального Черноземья

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Веретенникова, Валентина Григорьевна, Курск

/

На правах рукописи Веретенникова Валентина Григорьевна

Продуктивность яровых культур и их смесей в ранневесенних и пожнивных посевах на серых лесных почвах Центрального Черноземья

06.01.09. - растениеводство

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: заслуженный работник высшей школы доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Бобылев В. С.

Курск - 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................4

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

. СМЕШАННЫЕ И ПОЖНИВНЫЕ ПОСЕВЫ ............................9

.1 Смешанные посевы однолетних культур.....................................9

.1.1 Теоретические и практические основы смешанных посевов....9

.1.2 Травосмеси вики яровой.........................................................20

.1.3 Смеси гороха...........................................................................22

.1.4 Смеси рапса ярового...............................................................23

.2 Однолетние культуры в пожнивных посевах.............................26

.2.1 Агроклиматические ресурсы пожнивных посевов...................26

.2.2 Использование ранних однолетних культур в пожнивных посевах....................................................................................31

2. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Методика исследований............................................................36

2.2 Условия проведения опытов......................................................39

2.2.1 Краткая характеристика почвенных условий.........................39

2.2.2 Агроклиматические ресурсы и метеоусловия в годы проведе-

ния опытов.........................................................................43

2.2.3 Агротехника культур в опытах..............................................46

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ РАННИХ ОДНОЛЕТНИХ

КУЛЬТУР В ЧИСТЫХ И СМЕШАННЫХ, ОСНОВНЫХ И ПОЖНИВНЫХ ПОСЕВАХ.......................................................47

3.1 Показатели водного режима......................................................47

3.2 Влияние однолетних культур на биологическую активность почв 51

3.3 Особенности развития однолетних культур..............................55

3.3.1 Полевая всхожесть и выживаемость растений.......................55

3.3.2 Результаты фенологических наблюдений..............................57

3.4 Фотосинтетическая деятельность однолетних яровых культур в чистых и смешанных посевах.----------;...,.......................................60

3.5 Урожайность ранних однолетних культур в чистых и смешанных, основных и пожнивных посевах...................................................64

3.6 Ботанический состав смесей............................................69

3.7 Биомасса ранних однолетних культур и их смесей..,......72

3.7.1 Накопление и распределение корневых остатков..................72

3.7.2 Биомасса однолетних яровых культур..................................75

3.8. Химический состав и питательная ценность кормовой

массы ранних однолетних культур........................................79

3.8.1 Химический состав кормовой массы......................................79

3.8.2 Выход кормовых единиц и переваримого протеина...............87

4. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАННИХ ОДНОЛЕТНИХ

КУЛЬЛГУРВ ЧИСТЫХЙСМЕШАННЫХ, ОСНОВНЫХ и ПОЖНИВНЫХ ПОСЕВАХ........................................................90

вывода-;.;.........................;.....................................................94

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В последние годы в агропромышленном комплексе России произошли большие социально-экономические изменения. Сформирован многоукладный сектор экономики с различными формами собственности и хозяйствования, создается рыночная инфраструктура. Однако эти изменения аграрного сектора не сопровождаются ростом и повышением эффективности производства. В 1995 г., по сравнению с 1986-1990 гг., общий объем валовой продукции в сопоставимых ценах снизился почти на 34 % и опустился до уровня 1965 г. (Монашев B.JL, Русинов Н.И., 1998).

В тяжелом положении оказалось и кормопроизводство России с продолжающим спадом количественных и качественных показателей, хотя на его долю в настоящее время приходится три четверти валового производства продукции растениеводства и кормовой клин России составляет более 160 млн. га, или почти 45% всех сельскохозяйственных угодий.

В настоящее время в Российской федерации обеспеченность скота кормами и белком ниже аналогичных показателей развитых зарубежных стран в 1.3-1.5 раза. При средней потребности животноводства в кормовом протеине в 23 млн. т фактически скармливается лишь около 20 млн. т. В результате общий дефицит протеина в расчете на достигнутую в стране среднюю продуктивность животных составляет 2.5-3.0 млн. т. Основная причина, сдерживающая рост продуктивности животных, дефицит кормового белка, составляющий 20-25 % от общей потребности, что приводит к перерасходу кормов, особенно концентратов в 1.5-2 раза и недобору продукции животноводства до 30 % (Артемов И.В., Кисилев A.M., 1997).

В связи с этим важнейшее значение приобретает организация нового адаптированного кормопроизводства на основе создания высокопродуктивных агроденозов путем подбора культур и сортов, различного их сочетания и процентного участия в травостое, биология которых соответствует местным почвенно-климатическим и ландшафтным условиям, дальнейшей разработки прогрессивных технологий. Особую актуальность приобретают исследования по разработке биологических основ создания высокопродуктивных агрофитоценозов кормовых культур для конкретного вида животных, обеспечивающих сохранение и повышение плодородия почвы и охрану окружающей среды. Следовательно, роль кормовых культур в земледелии многофункционально и рациональное ведение кормопроизводства определяет во многом сельскохозяйственное производство страны. В условиях ограниченных финансовых ресурсов стабилизирующим фактором кормопроизводства и биологизации земледелия является полевое травосеяние.

В ЦЧЗ полевое кормопроизводство является основным источником получения кормов. Кормовые культуры занимают до 25% пашни и дают около 85% питательных веществ годового рациона. Усиливающее антропогенное воздействие на пашню приводит к возрастанию влияния эрозионных, техногенных факторов, снижению почвенного плодородия. Падает и продуктивность кормового гектара. На условную голову в регионе заготавливается не более 2.2-2.5 т кормовых единиц, а в последние годы, в связи с резким ухудшением материально-технического обеспечения, лишь 1.5-1.8 т кормовых единиц (Шевченко A.B., 1994).

В большинстве регионов лесостепи, в ЦЧЗ и Курской области более экономичны многолетние, чем однолетние травы. Однако в посевных площадях последние преобладают и играют важную роль при организации зеленого конвейера. В связи с этим весьма актуальна проблема повышения

продуктивности однолетних кормовых культур. Вопросы решения этой проблемы и стали темой настоящей диссертационной работы.

Диссертационная работа является частью темы научно-исследовательской работы Курской ГСХА "Теоретически обосновать и разработать альтернативную (биологическую) ландшафтно-экологическую

систему земледелия " за номером 01.9.70 000668

Цель исследований заключалась в оценке продуктивности, питательной ценности рапса ярового, гороха посевного, вики яровой и их смесей в ранневесенних, пожнивных посевах и определении энергетической эффективности изучаемых культур.

Задача исследований - заключалась в решении следующих вопросов:

- сделать сравнительную оценку продуктивности рапсовых, гороховых и виковых смесей при весеннем и пожнивном посевах, определить их место в системе зеленого конвейера.

- изучить особенности развития и фотосинтетической активности ранних яровых культур при выращивании в чистых и смешанных посевах с разными нормами высева и их влияние на биологическую активность почвы.

-сравнить изменение содержания основных питательных веществ в растениях в зависимости от норм и сроков посева.

- дать сравнительную оценку энергетической эффективности возделывания изучаемых культур, смесей при ранневесеннем и пожнивном посеве.

На защиту выносятся следующие положения:

- смешанные посевы обеспечивают наибольшую продуктивность и коэффициент использования солнечной энергии;

-возделывание рапса ярового в чистых и смешанных посевах обеспечивают неразрывность зеленого конвейера за счет более раннего наступ-

ления укосной спелости в сравнении с наиболее распространенными горо-хо- и вико - овсяными смесями;

-смешанные посевы обеспечивают лучшую сбалансированность зеленой массы по основным питательным веществам.

Научная новизна данной работы заключается в том, что впервые на темно-серых лесных почвах Центрального Черноземья проведено изучение рапса ярового и его смесей в ранневесенних, пожнивных посевах и дана оценка их энергетической эффективности..

Практическая значимость работы. Установлена продуктивность рапсовых, гороховых и виковых смесей в основных и пожнивных посевах и определено их место в зеленом и сырьевом конвейерах, а также дана оценка их питательности и биоэнергетической эффективности. Уточнены элементы технологии пожнивных посевов, обеспечивающие ежегодное получение зеленых кормов в позднеосенний период.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы ежегодно докладывались на заседаниях кафедры "Технологии производства и приготовления кормов", ученого совета и методической комиссии, на научных конференциях професорско-преподавательского состава и аспирантов Курской сельхозакадемии (1996 -1998 гг.) а так же на международном совещании по бобовым культурам в Новгороде (1998 г).

По материалам диссертации опубликованы 4 статьи, 3 находятся в печати.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю, заслуженному работнику высшей школы, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Бобылеву Владиславу Семеновичу за научное руководство исследованиями в период работы над диссертацией, а также сотрудникам кафедры "Технологии производства и приготовления кормов",

Курской государственной сельскохозяйственной академии за оказанную помощь и поддержку.

1. СМЕШАННЫЕ И ПОЖНИВНЫЕ ПОСЕВЫ

1.1. СМЕШАННЫЕ ПОСЕВЫ ОДНОЛЕТНИХ КУЛЬТУР

1.1.1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СМЕШАННЫХ ПОСЕВОВ

Общеизвестно, что все растения в природе, начиная от простейших и кончая наиболее высокоорганизованными, обитают в простых или сложных сообществах. Человек в своей земледельческой практике заимствовал у природы такие способы выращивания растений и создал искусственные сообщества из различных культурных растений, так называемые агрофитоценозы (Клинген И.Н., 1960; Лупашку М.Ф., 1972; Работнов Т.А., 1983; Кононов В.М. и др., 1994).

Теоретической и практической основой создания высокопродуктивных агрофитоценозов однолетних кормовых культур является раскрытие и выяснение причин тех сложных взаимосвязей, которые происходят между компонентами в совместных посевах, с одной стороны, и между ними и условиями обитания, с другой.

Проблема взаимного влияния растений очень древняя и исключительно важная в научном и практическом плане. Взаимоотношения растений лежат в основе эволюции видов, возникновения, развития и смены растительных группировок. Эти вопросы стали широко изучаться после открытия фитонцидов в 1928 году русским ученым Б.П.Токиным и явления аллелопатии Г.Молишем в 1937 году, которые заложили теоретическую основу дальнейших научных поисков, завершившихся изданием работ С.И.Чернобривенко (1956), Г.А.Санадзе (1961); А.М.Гродзинского (1965, 1970, 1973, 1981); Ю.В.Юрина (1967); Г.Грюммера (1957, 1970), Э.Райс (1978).

В настоящее время хорошо известно, что все растения в процессе жизнедеятельности образуют и выделяют в окружающую среду (почву,

воду и атмосферу) разнообразные органические вещества, свойственные каждому виду растений. Химические вещества, которыми растения воздействуют на соседей, могут находиться в различных агрегатных состояниях (твердом, жидком, газообразном) и в зависимости от этого может меняться характер их влияния. Если ресурсы среды ограничены и их не хватает для всех растений фитоценоза, то возникает внутривидовая и межвидовая конкуренция из-за средств жизни.

Установлено, что аллелопатический эффект в агроценозах может быть как положительным, так и отрицательным, при этом в обоих случаях он может быть обусловлен разными концентрациями одного и того же вещества. Это свойство можно использовать в земледелии, регулируя качественный состав и количество физиологически активных веществ в почве через управление биологическими процессами их трансформации.. Воздействуя на минеральную почвообразовательную породу своими корневыми выделениями, растения любого вида может существенно изменять почвенную среду и тем самым влиять на корневую систему совместно произрастающих растений другого вида, а так же на специфические микроорганизмы, которые живут в корнеобитаемой зоне почвы (Иванов В.П., 1973; Дудкин В.М.Лобков В.Т., 1990).

По В.Н.Сукачеву во взаимоотношениях растений в смешанных посевах возможны три варианта: 1) один вид лучше себя чувствует в смешанном, а другой - в одновидовом посеве; 2) оба (или несколько видов) лучше развиваются в смеси, чем раздельно; 3) все виды растут хуже в смеси. В первом варианте в результате межвидовой конкуренции более конкурентно-способный вид в смеси развивается лучше. Во втором благоприятное влияние одних видов на другие. Например, совместное возделывание злаков с бобовыми увеличивает их урожай. Злаки получают от бобовых дополнительное количество азота. И третий вариант объясняется возможностью влияния взаимно неблагоприятных выделений или передачей вирусной или иной инфекции (Работнов Т.А., 1983).

Исследования показывают, что растения способны выделять в окружающую среду практически все органические соединения, из которых строится их организм. Особое значение имеют растительные выделения при формировании искусственно создаваемых растительных сообществ -агрофитоценозов, так как случайный подбор физиологически несовместимых компонентов для смешанных посевов может привести к резкому снижению урожая (Иванов В.П., 1973).

Отечественные ученые В.Л.Комаров (1931), К. А.Тимирязев (1948), В.Р.Вильяме (1949), Д.Н.Прянишников (1963) неоднократно обращали внимание на важное значение смешанных посевов как способа наиболее полного использования природных ресурсов, прежде всего, солнечной энергии.

В.Р.Вильямс (1949) отмечал тот факт, что в чистых посевах злаки дают в урожае массу богатую углеводами, но бедную белками; бобовые, наоборот, богаты белками, но бедны углеводами. Смесь этих растений даёт сбалансированный и полноценный по питательности корм. Кроме того, в массе смешанных посевов отмечено меньшее содержание клетчатки, что также повышает поедаемость корма.

А.А.Ничипирович (1956); А.Н.Ансин (1968); А.И.Шишкин, А.В.Саюнов (1987); А.А.Бабич (1991); А.Ю.Долгих (1992) считают, что совместные посевы однолетних кормовых культур не только более рационально используют для формирования урожая влагу, пищу и свет, они лучше ведут борьбу с сорняками и различными болезнями, дают более нежный корм, в котором наиболее удачно сочетаются белковые и углеводистые соединения, минеральные соли и другие вещества, необходимые для животного организма, и удлиняют период использования таких посевов на кормовые цели.

Однако не следует понимать, что травосмеси должны содержать большое число различных видов. Фактически наиболее широко иполь-зуемые травосмеси однолетних культур просты и часто включают один

злак и одно бобовое или другое высокобелковое растение. Затраты на возделывание таких смесей на 25-30 % ниже, чем многокомпонентных (Маренкин Ф., 1965; Минина И.П., 1970; Перекальский Ф.М., 1972; Гортлевский A.A., Макеев В.А., 1984; Тютюнников А.И., Фадеев В.И., 1984; Кононов В.М., 1994, Киреев В.М., Буков А.И., 1998 и др).

Се о

хозяйственной точки зрения, компоненты для совместного посева должны быть высокоурожайными, хорошо облиственными и обладать высокой поедаемостью животными, хорошо хранится и иметь высокий коэффициент переваримости (Новиков Ю.К., 1972; Бегей С.В, 1987; Утеуш Ю.А., 1984).

Наряду с общими биологическими особенностями компоненты для совместного посева должны обладать и рядом отличительных свойств. Прежде всего, желательно, чтобы они проявили максимальные требования к условиям произрастания поочередно, то есть в различное время вегетационного периода имели ярусное расположение листового аппарата и корневой системы, чтобы более полно и рационально использовать солнечный свет, влагу и почвенное питание (Лу-пашку М.Ф., 1972; Глухов В,М., Архарова Д.А.,1974; Антоний А.К, Пылов А.Г., 1980; Вавилов П.П., Просыпанов Г.П.,1983).

Данные М.П. Елсукова и др. (1967); Б.М. Михольчевского, В.Н. Хоричко (1968); И.Нёсбегера (1988); В.И. Липатого, В.М. Ва силькина (1993); B.C. Епифанова, Л.И. Малышева (1994) показывают, что в смешанных посевах большое значение имеют различия в морфологическом строении надземных и подземных органов компонентов. У одних растений стебель имеет прочные механические ткани и сравнительно легко удерживается в вертикальном положении (злаки, рапс, подсолнечник и др.). У ряда зернобобовых культур (горох, вика,) стебель склонен к полеганию. Это зат