Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Программирование урожайности ячменя и овса в чистых и смешанных посевах

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Иванютина, Наталья Николаевна, Тверь

Тверская государственная сельскохозяйственная

академия

На правах рукописи

ИВАШГИНА Наталья Николаевна

ПРОГРАММИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ ЯЧМЕНЯ И ОВСА В ЧИСТЫХ И СМЕШАННЫХ ПОСЕВАХ

Специальность 06.01.09 - Растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук профессор З.И.Усанова

Тверь 1999

Содержание

стр.

Введение............................................... 5

1. Кратаий обзор литературы

1.1 Чистые и смешанные посевы зерновых культур, народнохозяйственное значение, особенности Формирования урожая...................................................... 7

1.2 Программирование урожайности зерновых культур

в чистых и смешанных посевах................................ 14

1.3 Нормы высева ячменя, овса в одновидовых и смешанных посевах........................................... 25

1.4 Экологически безопасные технологии возделывания ячменя и овса на Фуражные цели.............................. 30

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2. Место, условия и методика проведения

исследований

2.1 Цель и задачи исследований..................................................36

2.2 Место, условия и методика проведения исследований.. 37

2.3 Технология опытных посевов...............................42

2.4 Агрометеорологические условия в годы исследований.. 44

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3. Формирование густота стояния ячменя и овса в чистых и смешанных посевах на запрограммированных Фонах

3.1 Особенности роста и развития ячменя, овса и гороха..49

3.2 Полевая всхожесть, сохранность и общая выживае-

мость семян и растений...................................... 50

3.3 Формирование густоты стояния в разных видах

посева в зависимости от Фона минерального питания........... 54

3.4 Фитоценотические свойства чистых и смешанных посевов в подавлении сорных трав на запрограммированных Фонах... 58

3.5 Влажность почвы в чистых и смешанных посевах на разных Фонах минерального питания........................... 62

3.6 Развитие клубеньков на корнях гороха в смешанных посевах с ячменем и овсом на разных Фонах минерального питания.. ¿V............ ^. .v................................. 71

4. Фотосинтетическая продуктивность чистых и смешанных посевовячменя и овса на запрограммированных фонах

4.1 Формирование листовой поверхности.................. 75

4.2 Структура Фотосинтетического потенциала разных видов посевов............................................... 96

4.3 Накопление сухой Фитомассы в чистых и смешанных посевах на разных Фонах минерального питания................104

, 4.4 Производительность агроданозов..................... 106

, 4.5 чистая продуктивность Фотосинтеза..................109

5. Продуктивность разных видов посевов ячменя и овса на запрограммированных Фонах минерального литания

5.1 параметры продуктивности чистых и смешанных посевов.......... .г:...; г^: .................................112

5.2 Урожайность ячменя, овса, гороха в чистых и смешанных посевах.............;^...........................119

5.3 качество урожая....................................124

6. Энергетическая эффективность возделывания ячменя и овса в разных видах посева по экологически безопасным

технологиям при программировании урожаев трех уровней......128

Выводы.................................................134

Рекомендации производству.............................. 139

Список литературы.......................................140

Приложение...............................................171

Введение

Одной из важнейших проблем в растениеводстве по-прежнему остается увеличение производства зерна, в том числе на фуражные цели, и снижение его себестоимости за счет перехода на новые альтернативные экологически безопасные и ресурсосберегающие технологии возделывания лучших сортов этих культур. Основными зернофуражными культурами в северной части Центрального района Нечерноземной зоны России являются овес и ячмень, из зернобобовых -горох. В последние годы в связи с дефицитом материально-технических ресурсов значительно сократилось производство зерна этих культур, одновременно снизилась урожайность с 178,183). так, в Тверской области средняя урожайность зерновых фуражных культур в последние годы не превышала 16 ц/га. Увеличение её до 30 ц/га и выше позволит получить больше и более дешевых кормов, сократить посевные площади, снизить себестоимость животноводческой продукции. Не менее актуальным является улучшение качества корма, сбалансированность его по белку.

В решение этих проблем значительная роль должна принадлежать смешанным посевам, которые позволяют полнее использовать природные и материально-технические ресурсы. В качестве компонентов могут использоваться сами зернофуражные овес и ячмень, а также зерновые бобовые культуры, в том числе такая пластичная культура, как горох С 6,31,45,70,110,135,142).

Зернобобовые культуры являются важным источником богатых белком кормов. В семенах этих культур содержится в 2-3 раза больше белка и лизина, чем в зерне злаков. Включение их в качестве компонента балансирует корма по белку и аминокислотному составу.

С начала 80-х годов в зарубежной литературе начали появляться материалы о совместном возделывании зерновых культур, данные, полученные в процессе исследований, показывают, что такие посевы не уступают по урожайности чистым. Смешанные посевы ячменя и овса - один из резервов повышения урожайности зерновых культур на фуражные цели.

Выращивание высоких урожаев по современным технологиям основано на программировании урожайности как методе создания оптимальных условий в агроценозах для осуществления высокой Фотосинтетической деятельности растений, экологизации технологий возделывания полевых и других сельскохозяйственных культур и получения дешевой высококачественной продукции. Внедрение этого метода при производстве зерна в условиях биологизации земледелия данного региона требует корректировки ряда параметров программирования применительно к новым сортам, видам посева, ресурсному обеспечению технологий. Особенно малоизученными остаются эти вопросы применительно к смешанным посевам зернофуражных культур.

Поэтому нами в данной работе была поставлена цель - в многофакторном опыте изучить особенности Формирования запрограммированных урожаев зерна современных сортов ячменя и овса в чистых и смешанных посевах при возделывании их по экологически безопасным технологиям, уточнить параметры программирования применительно к разным видам агроценоза, рекомендовать производству лучшие виды посевов, обеспечивающие получение урожаев заданных уровней.

Подобных исследований с новыми сортами этих культур в условиях северной части Центрального района Нечерноземной зоны России с Верхневолжье) не проводилось.

1. Краткий обзор литературы

1.1 Чистые и смешанные посевы зерновым культур, народнохозяйственное значение, особенности Формирования урожая

Корма - определяющий фактор в развитии животноводства. Большое значение в укреплении кормовой базы имеет рост производства зерновых фуражных культур.

Использование на корм более дорогого продовольственного зерна отрицательно сказывается на себестоимости продуктов животноводства. Поэтому важно иметь для нужд животноводства фуражное зерно не только в достаточном количестве, но и более дешевое. Также необходимо чтобы корма были сбалансированы по белку. Для производства 1 кг животного белка затрачивается в среднем 7,5-8 кг растительного. По зоотехническим нормам в 1 кормовой единице должно содержаться 110-115 г переваримого белка, фактически же содержание примерно на 20 % меньше С16D.

Основные пути решения проблемы растительного белка - геноре-дукция новых скороспелых сортов зерновых бобовых культур, повышение урожайности традиционных зернобобовых растений, расширение их площадей посева, дальнейший рост продуктивности зерновых фуражных культур за счет усиления факторов интенсификации С16,20,36,225).

В Центральном районе Нечерноземной зоны России главными зернофуражными культурами являются ячмень и овес, также используют смешанные посевы этих культур с горохом, викой.

Ячмень по сравнению с другими зерновыми культурами характеризуется коротким периодом поглощения основных элементов питания.

- о —

Ко времени выкода в трубку он потребляет почта 2/3 количества калия, используемого за весь период вегетации, до 46 % фосфора и значительное количество азота, к началу цветения у ячменя почти заканчивается поглощение питательных веществ, поэтому важно обеспечить его доступными элементами с самого начала его развития (33,77,94,107, 142,175 ).

Овес имеет хорошо развитую корневую систему, которая отличается повышенной активностью и высокой поглотительной способностью. Он эффективно использует плодородие почвы и питательные вещества, оставшиеся от предшествующей культуры, способен усваивать труднорастворимые элементы питания С 33,94,107,142,1755.

Горок значительную часть С 60-75 %) потребностей в азоте покрывает за счет азотофиксирущей деятельности клубеньковых бактерий, хорошо использует последействие удобрений, лучше мобилизует запасы фосфора и калия в почве, в сравнение со злаковыми культурами С 4,16,18,36,81).

Разработкой проблем увеличения производства белка и улучшения его качества у зернофуражных культур занимаются научно-исследовательские, селекционные центры как в России, так и за рубежом. Эти исследования направлены на создание высокобелковых и высоко-лизиновых сортов и гибридов, внедрение которых в производство позволит резко повысить кормовые достоинства фуражного зерна, создать прочную кормовую базу животноводства с 20).

В связи с недостатком необходимых белковых продуктов в мире все больший интерес проявляют к зерновому белку, за счет которого в настоящее время покрывают 50-70 % всей потребности в растительном белке (20,156).

Белок растительного происхождения обеспечивает потребность животных в аминокислотах на 95 %. причем белок зерновой части ра-

циона на 50 % ев свиноводстве и птицеводстве на 65-80 %) с20,215).

Повышение урожайности ячменя, овса в чистых и смешанных с бобовыми посевах будет способствовать росту объемов производства Фуражного зерна, а, следовательно, и росту валового сбора белка.

Наряду с возделыванием чистых посевов зерновых фуражных культур используют смешанные посевы.

Под смешанными посевами понимают совместное выращивание растений различных родов и видов на одной и той же площади при определенной хозяйственной целенаправленности (107,138,142). Целью смешанных посевов является улучшение качества корма, повышение содержания в нем белка. Как указывает ряд авторов, совместное выращивание растений несомненно имеет положительное значение: при правильном подборе компонентов, биологически дополняющих друг друга, они могут дать нужный производственный эффект С 31,107,138, 261).

Смешанные посевы зерновых культур известны с давних времен, они были распространены во многих странах мира. Широко применяются смеси бобовых со злаковыми культурами, также используются смеси зерновых и сортосмеси. Они позволяют получать более высокие урожаи зерна и кормов с повышенным содержанием белка, витаминов, особенно за счет бобового компонента С137,138). Так, в Тульской области урожайность чистых посевов ячменя - 60,4 ц/га, гороха -43,4 ц/га, урожай смеси ячменя и гороха - 52,1 ц/га. При этом сбор белка в чистом посеве ячменя составил 7,2 ц/га, гороха - 9,8 ц/га, а их смеси -9,8 ц/га С 45). На Курской областной опытной станции урожайность смешанных посевов ячменя и овса были выше С 29,9 ц/га) чистых посевов ячменя - 26,2 ц/га; овса - 28,7 ц/га С 45). Исследования, проведенные во ВНИИ кормов, показали, что урожайность посева ячменя С100 %) с горохом С15 %) составила 42,2

ц/га, из них 7,1 ц/га гороха. Обеспеченность 1 кормовой единицы -88,6 г переваримого протеина. Посевы ячменя (75-85 %) с горохом (25-15 %) позволяют получить урожай 40 ц/га. Урожайность гороха в этих посевах составила при 25 % - 12,7 ц/га, 15 % - 7,3 ц/га. Обеспеченность 1 кормовой единицы - 100,7 и 90,9 г переваримого протеина соответственно (135).

В зарубежной литературе встречаются различные данные об урожайности смешанных посевов зернофуражных культур и сортосмесей. В Польше урожайность смешанный посевов ячменя и овса (49,4 ц/га) была выше, чем чистые посевы ячменя - 43,4 ц/га и овса - 45,2 ц/га (229). В Германии урожайность смесей была на 4,8 % больше, чем средняя урожайность компонентов в чистых посевах. В смесях структура урожая овса изменялась в лучшую, ячменя влучшую и худшую сторону (284). Исследования Jokinen Kari показали, что смешанные посевы дают более высокие урожаи, лучше используют ресурсы внешней среды. Более высокое содержание протеина имеет овес, причем в смешанный посевах этот показатель ещё более повышался (241). В опыте средний сбор протеина в чистых посевах составил 622 кг, а в смесях - 661 кг/га (239). Сортосмеси способны давать более устойчивые урожаи в разные по погодным условиям года (240), но урожайность смесей может быть меньше чистых посевов (243).

Доказано, что совместное выращивание сельскохозяйственных культур или сортов более продуктивно, дает возможность проводить сбор урожая в течение более длительного периода, продуктивность может возрастать на 2-3 ц/га; уменьшается поражение растений основными болезнями на 60-80 % по сравнению с чистыми посевами (45,71,110, 228,236,241,244,256,272, 283,290).

По способности сосуществовать в смесях сорта зерновых культур различны. При подборе компонентов следует учитывать не

только содержание белка в урожае различных культур, но и их биологические особенности. Высокие урожаи можно получить только при посеве взаимосовместимых компонентов. Под совместимостью компонентов смеси понимают одинаковые биологические требования культур к условиям их выращивания, минимальное взаимоугнетение культур и одновременное их созревание. Компоненты должны быть сходны: по требованию к реакции почвенного раствора, к уровню обеспеченности элементами питания, к влагообеспеченности, к теплу и освещенности, по темпам роста и развития растений с 4,16,22,36,45,55,110, 160,271).

Между компонентами смешанных посевов отмечается как взаимопомощь, так и конкуренция. По данным ряда авторов С 4,12,16,22,36, ----------- 91, 126,131), в условиях недостаточного количества влаги и повышенного азотного питания, злаковый компонент угнетает бобовый, в результате чего сбор протеина снижается. Взаимопомощь заключается в том, что часть азота, Фиксируемого из воздуха, бобовые растения передают злаковым, благодаря чему содержание азота в злаковом компоненте при возделывание в смеси с бобовой культурой повышается. При использовании сортов гороха, отличающихся коротким стеблем, "усатым" типом листа, высоким индексом зерна в урожае биомассы и, вследствие этого, пониженной конкурентноспособностью, главной задачей является сведение до минимума депрессии бобового компонента, что благоприятно влияет на качество биологического азота в общем его балансе с 31).

В смешанных посевах зерновых фуражных культур, по данным зарубежных авторов С 206,217,224,237,238,239,240,241,252,257,271, 287) более конкурентноспособным является ячмень. Конкурентная способность компонентов смеси в большинстве случаев усиливалась при повышении дозы азота, также на конкурентную способность ячме-

ня влияет плодородие почвы, рост растений на ранних этапах развития, засоренность. Преимущества и недостатки в отношение конкурентноспособности могут проявлятся у генотипов в Форме изменения биомассы и урожая зерна (241,252).

Отдельные авторы справедливо отмечают, что одним из основных преимуществ смешанных посевов является увеличение суммарной листовой поверхности, улучшение оптических свойств за счет более оптимального расположения в пространстве листовой поверхности, а отсюда и возможное увеличение коэффициента поглощения солнечной радиации и более полное использование её на фотосинтез. При выращивании культуры в чистых посевах большое количество солнечной энергии теряется безвозвратно (126,130, 232).

По данным НМИСХ ЦРНЗ и Костромского СХИ суммарная Фотосинтетическая деятельность в ячменно-гороховых смесях была больше, чем в чистых посевах, что объясняется большой листовой поверхностью и высокой продуктивностью фотосинтеза (36).

Лля зернобобовых и злаковых культур характерны различия в темпах роста и динамике накопления зеленой и сухой массы растений. В НИИСХ ЦРНЗ при изучение горохо-ячменных и горохо-овеяных смесей выявлено, что в период всходов злаковые компоненты благоприятствуют прорастанию гороха, после всходов более интенсивно растет ячмень, перед колошением усиливается рост овса, а горох наибольший прирост биомассы дает с начала бутонизации и до конца цветения. Различия в динамике ростовых процессов обуславливают разновременность в потреблении необходимых питательных веществ и влаги, что способствует более эффективному использованию почвенного плодородия. Исследования показали, что в смесях бобовых и злаковых культур микробиологические процессы в прикорневой зоне компонентов протекают интенсивнее, чем при возделывании этих

культур в чистом виде и оказываю�