Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Ресурсосберегающие способы восстановления деградированных пастбищ в полупустынной зоне Северо-Западного Прикаспия

ВАК РФ 06.01.06, Овощеводство

Автореферат диссертации по теме "Ресурсосберегающие способы восстановления деградированных пастбищ в полупустынной зоне Северо-Западного Прикаспия"

г

ИИ4617736

На правах рукописи

Каои^

КАМИНОВ ЮРИИ БОРИСОВИЧ

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕГРАДИРОВАННЫХ ПАСТБИЩ В ПОЛУПУСТЫННОЙ ЗОНЕ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО ПРИКАСПИЯ

06.01.06 - луговодство и лекарственные, эфирномасличные культуры

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва-2010

1 С ЛЕИ 2010

004617736

Работа выполнена в Государственном учреждении Центр диких животных Республики Калмыкия и Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт кормов имени В.Р.Вильямса Россельхозакадемии

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор,

член-корреспондент Россельхозакадемии Шамсутдинов Зебри Шамсутдинови ч

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

старший научный сотрудник Семенов Николай Афанасьевич

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Бычков Геннадий Николаевич

Ведущая организация - Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита состоится "22" декабря 2010 г. в 15 ч. на заседании диссертационного совета Д 006.019.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт кормов имени В.Р. Вильямса Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу: 141055, Московская область, г. Лобня, Научный городок; факс: (495) 5777107.

Просим Вас принять участие в работе совета или прислать письменный отзыв о данном реферате (в двух экземплярах, заверенных печатью).

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт кормов имени В.Р. Вильямса Россельхозакадемии.

Автореферат разослан " Х0" ноября 2010 г. и размещен на сайте института \у\у\у. уп iikorniov.ru

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор с.-х. наук

Победнов Ю.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Северо-Западный район Прикаспия - крупный сельскохозяйственный регион в аридной зоне страны. Около 85% территории занято сельскохозяйственными угодьями, почти полностью представленными аридными пастбищами.

Сложившаяся практика пастбищепользования в последние 45-50 лет в этом регионе России была нерациональной и антиэкологичной. В настоящее время большая часть пастбищных экосистем в значительной степени деградировала. Ряд ценных в кормовом отношении видов исчезли или стали редкими. Флористически и фитоценотически полночленные фитоценозы превратились в неполночленные, биологически обедненные сообщества. Такое неудовлетворительное состояние пастбищ предопределяет необходимость разработки ресурсосберегающих способов восстановления и повышения продуктивности деградированных пастбищ на основе подсева и посева смеси кормовых полукустарников, обеспечивающих 5-6 кратное увеличение их урожайности при одновременном улучшении окружающей среды в СевероЗападном Прикаспии.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - разработать ресурсосберегающие способы восстановления деградированных пастбищ в полупустынной зоне Северо-Западного Прикаспия. Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

• определить биологические особенности и хозяйственно ценные признаки кормовых полукустарников: прутняк простертый (Kochia prostrata (L.) Schrad.), терескен серый (Eurotia ceratoides (L.) C.A.Mey.), камфоросма Лессинга (Camphorosma lessingii Litv.), полынь белая {Artemisia lerchiana Web.);

• изучить изменения ботанического состава сеяных полукустарниково-травяных пастбищных агрофитоценозов;

• определить питательность корма различных пастбищных агрофитоценозов;

• установить продуктивность различных пастбищных агрофитоценозов;

• установить эффективность различной ширины обработанных полос при подсеве кормовых полукустарников;

• дать агроэнергетическую и экономическую оценки способам поверхностного улучшения природных пастбищ и создания сеяных фитоценозов.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые при соблюдении репрезентативности в условиях полупустынной зоны Северо-Западного

Прикаспия определены биологические особенности и ценные хозяйственные свойства четырех основных видов кормовых полукустарников, разработаны способы поверхностного улучшения средне деградированных пастбищ на основе полосного подсева их, подобраны адаптивные сочетания кормовых полукустарников для создания сеяных фитоценозов на сильно деградированных пастбищах, установлена динамика ботанического состава агрофитоценозов, питательность корма различных видов полукустарников, определена агроэнергетическая и экономическая эффективность разработанных способов улучшения деградированных пастбищ.

Практическая значимость работы заключается в том, что применение разработанных способов улучшения природных полупустынных пастбищ с использованием кормовых полукустарников позволяет повысить продуктивность с 1 га с 330 до 1000 корм. ед. при поверхностном и до 10101180 корм. ед. при коренном улучшении деградированных пастбищ при высокой окупаемости 1 руб. затрат, соответственно в 1,7 и 2,2 раза.

Личный вклад. Автором проводились полевые исследования, осуществлены обработка и анализ полученных экспериментальных данных, сформулированы выводы и предложения производству.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на XVI, XVII, XVIII Международных симпозиумах «Нетрадиционное растениеводство. Селекция и генетика. Эниология. Экология и здоровье», Крым, Алушта, 2007, 2008, 2009 гг.; на XII, XIII Международных симпозиумах «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования», Пущино, Россия, 2007 г., Москва, Россия, 2009 г.; Международной научной конференции «Научно-производственное обеспечение развития комплексных мелиораций Прикаспия», 2006 г., с. Соленое Займище, Астраханская область; Международной научно-практической конференции «Роль особо охраняемых территорий в сохранении биоразнообразия», 2006 г., Ростов.

Публикация результатов исследований. Основные результаты исследований опубликованы в 10 научных работах, в т.ч. 8 в материалах международных конференций, 2 в рецензируемых журналах (список ВАК).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 144 страницах, состоит из 5 глав, выводов, предложений производству, содержит 41 таблицу, 5 приложений, 10 рисунков. Список использованной литературы включает 160 наименований, в т.ч. 7 на иностранных языках.

Основные положения, выносимые на защиту:

• приемы обработки почвы при полосном подсеве семян полукустарников в дернину полупустынных пастбищ;

• подбор кормовых полукустарников для создания сеяных пастбищ в

полупустынной зоне Северо-Западного Прикаспия.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 2001 - 2008 г.г. на природных пастбищах в полупустынной зоне Северо-Западного Прикаспия.

В опыте 1 изучали агробиологические свойства, урожайность и качество корма кормовых полукустарников - терескена серого, прутняка простертого (солонцовый, песчаный, каменистый экотипы), камфоросмы Лессинга и полыни белой (табл. 1).

В опыте 2 разрабатывали эффективные способы поверхностного улучшения на основе полосного подсева полукустарников: прутняк простертый (каменистый экотип) и камфоросмы Лессинга по 3 кг/га семян (табл. 2). Предварительное безотвальное рыхление почвы на глубину 18 - 20 см в сочетании с поверхностным фрезерованием, посевом семян и прикатыванием проводилось специальным комбинированным агрегатом АПП-3,6 (усовершенствованный агрегат), сконструированным в ВИМе; изучали ширину обработанных полос (10-25 см или 12-26 % от всей площади при ширине необработанных полос 70 см). Кроме того, эффекты полосного подсева полукустарников определяли по сравнению с неулучшенным природным травостоем (контроль), а также с базовым вариантом (посев после сплошной обработки). Опыт заложен в 3-х- кратной повторности, площадь опытной делянки - 100 м2, опыт размещался на травостое средней степени деградации (кроме эфемеров сохранилась часть полукустарников - полынь).

В опыте 3 провели оценку подбора кормовых полукустарников для создания сеяных пастбищ фитоценозов на сильно сбитых пастбищах, растительность которых представлена эфемерами и эфемероидами (табл. 3). Опыты заложены в 3-х кратной повторности, площадь опытных делянок 50 м2.

При проведении опытов учеты и наблюдения проводили по методике ВНИИ кормов (1971 и 1985 гг.); статистическую обработку - методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

Почвы опытного участка - светло-каштановые полупустынные, солончаковатые, среднесуглинистые. В верхнем слое содержание гумуса 1,411,63 %, в корнеобитаемом - 0,62-0,94 %, подвижного фосфора - 15-32 мг/кг, обменного калия - 430-740 мг/кг, в составе поглощенных оснований преобладает кальций (6,8-11,3 мг-экв на 100г), в горизонте АВпах содержалось 0,143 % легкорастворимых солей, почва сильнозасоленная (засоление преимущественно хлориДное).

Климат в районе проведения исследований - резко континентальный,

аридный. Лето - жаркое и сухое с температурой воздуха, доходящей до +45°С. Зима - малоснежная. Годовое количество осадков составляет в среднем 280 мм. В период проведения исследований 3 года были засушливыми, 4 года близки к средним многолетним, 1 год влажный.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Биологические особенности кормовых полукустарников. В период исследований было установлено, что изученные виды кормовых полукустарников в экстремальных условиях аридной зоны Северо-Западного Прикаспия характеризовались целым рядом положительных биолого-хозяйственных свойств (табл. 1).

1. Основные агробиологические свойства, качество корма и урожайность кормовых полукустарников (2001 - 2007 гг.)_

Агробиологические показатели Ед. изм. Терескен серый Прутняк простертый Камфоросма Лессинга Полынь белая

Полевая всхожесть семян % 37^3 47-53 41-46 51-60

Выживаемость растений % 83-92 85-95 70-96 88-93

Высота растений См 52-63 45-52 31-34 32-51

Плотность травостоя Тыс. раст./га 9,1-15,0 15,2-19,9 15,0-18,0 28,0-35,0

Глубина корней См 230-240 215-220 190-200 110-130

Вегетационный период Дней 208-211 206-212 212-223 225-234

Содержание в корме: ■

Сырой протеин % 9,9 12,2-14,5 13,3 10,8-12,0

Сырой жир % 11,0-12,0 1,19-3,15 5,80 6,2-9,0

Сырая клетчатка % 35,0-36,6 26,8-31,7 32,6 24,6-28,6

Питательность 1 кг СВ Корм. ед. 0,64-0,69 0,61-0,73 0,61 0,76-0,88

МДж 8,8-9,2 8,6-9,4 8,6 9,6-10,4

Продуктивность 1 га цсв 14,4 14,8 12,9 3,4

Корм. ед. 970 990 790 280

ОЭ, ГДж 13,0 13,3 11,1 3,4

Терескен серый среди других изученных полукустарников характеризуется относительно низкой полевой всхожестью семян (37 - 43%), средней выживаемостью растений (83 - 92%), высокими показателями линейного роста (52 - 63 см), средней плотностью травостоя (9,1 - 15,0 тыс.

растений на 1 га), наиболее глубоко проникающей (230 - 240 см) корневой системой, средней питательностью корма (0,64 - 0,67 корм. ед. или 8,8 - 9,2 МДж ОЭ в 1 кг сухой массы) и высокой продуктивностью (970 корм, ед., или 13,0 ГДж ОЭ с 1 га). Отличительной особенностью терескена вследствие его скороспелости является очень высокое содержание в корме сырого жира (1112% от СВ) благодаря наличию семян, что позволяет считать его лучшим нажировочным кормом для животных, а наличие генеративных побегов приводит к увеличению содержанию сырой клетчатки по сравнению с другими видами.

Прутняк простертый отличается средней полевой всхожестью семян (47 -53%), высокой выживаемостью растений (85 - 95%), быстрыми темпами отрастания (высота его достигает 55 - 65 см), средней плотностью травостоя (15,2-19,3 тыс. растений на 1 га), мощной и глубоко проникающей (до 215 -220 см) корневой системой, средней питательностью (0,61 - 0,79 корм. ед. в 1 кг СВ) и энергонасыщенностью (8,6 - 9,4 МДж ОЭ в 1 кг СВ), высокой продуктивностью (990 корм ед., или 13,3 ГДж ОЭ с 1 га). По качественным показателям корм прутняка отличается от других кормовых полукустарников высоким содержанием сырого протеина (12,2 - 14,5%).

Камфоросма Лессинга характеризуется невысокой полевой всхожестью семян (41 - 46%), от низкой до высокой выживаемостью растений (70 - 96%), низкими темпами нарастания растительной массы (высота ее составляет 31-34 см), средней плотностью травостоя (15-18 тыс. растений на 1 га), относительно глубоко проникающей корневой системой (до 190 см на 4-й год), более низкой питательностью корма (0,61 корм, ед., или 8,6 МДж ОЭ в 1 кг СВ) и средней продуктивностью (790 корм, ед., или 11,1 ГДж ОЭ с 1 га). Камфоросма, как и прутняк, содержит большое количество сырого протеина (13,3%).

Полынь белая отличается от других полукустарников самыми высокими полевой всхожестью семян (51 - 60%) и плотностью травостоя (22 - 35 тыс. растений на 1 га), невысокими темпами роста (высота ее составляет 32-51 см), высокой выживаемостью растений (88 - 93%), неглубоко проникающей корневой системой (до 110 - 130 см), самой высокой питательностью корма (0,82 корм. ед. в 1 кг СВ) и энергонасыщенностью (10,0 МДж в 1 кг СВ), но самой низкой продуктивностью (280 корм, ед., или 3,4 ГДж ОЭ). По своей питательности полынь лишь незначительно уступает пастбищной траве и является для овец основным кормом на пастбищах в осенне-зимний период.

Таким образом, исследования показали, что полукустарники отличаются длинным вегетационным периодом, позволяющим использовать их на корм в течение длительного времени - весной и летом - терескен, прутняк и камфоросму и в осенне-зимний период - полынь. Это позволяет организовать

подножный пастбищный конвейер для овец в весенне-летний и осенне-зимний сезоны года.

Благодаря мощной и глубоко проникающей корневой системе растения способны более эффективно использовать ограниченный запас продуктивной влаги. Формирование плотных фитоценозов позволяет противостоять ветровой эрозии и повышенной плотности скота (овец), а также выдерживать длительные периоды пересыхания верхних горизонтов почв. Установлены также особенности видов полукустарников по содержанию сырого протеина, клетчатки и жира, что благодаря поочередному использованию этих видов в системе пастбищного конвейера позволяет обеспечить потребность животных в обменной энергии и необходимых элементах питания.

АДАПТИВНЫЕ СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕГРАДИРОВАННЫХ ПАСТБИЩ

В исследованиях дана оценка двух основных способов улучшения природных пастбищ в зависимости от степени деградации фитоценозов -поверхностного и коренного.

Эффективность полосного подсева полукустарников на природных пастбищах. Исследования показали, что улучшение среднесбитых природных пастбищ с эфемерово-полынной растительностью на основе полосного подсева полукустарников (прутняк простертый - каменистый экотип + камфоросма Лессикга) позволяет обойтись без перепашки всей площади.

Изучение ширины обрабатываемых полос выявило преимущество наиболее широкой полосы - 25 см, или 26% от общей площади. Это обеспечило более благоприятные условия для получения большого количества всходов подсеянных растений, а также для дальнейшего роста, приживаемости и формирования более высокой урожайности подсеянных кормовых растений. Лучшая реакция полыни на рыхление установлена при ширине полос 15 см, что объясняется фитоценотическим фактором - меньшей урожайностью прутняка и камфоросмы по сравнению с их отзывчивостью на более широкие полосы.

Более интенсивным линейным ростом в составе пастбищных агрофитоценозов в среднем за 3 года характеризовались прутняк простертый и камфоросма Лессинга (высота их составила в зависимости от способа полосной обработки почвы 42 - 49 см, а по вспашке - 55 - 59 см), хотя в первый год подсева эти растения отличались небольшой высотой (5-8 см).

Наиболее ценный состав агрофитоценоза сформировался при подсеве на полосах шириной 25 см, а также по фону сплошной вспашки, которые обеспечили высокое содержание высеянных полукустарников, соответственно 59 и 95% в среднем за 5 лет (табл. 2).

2. Влияние способов улучшения на ботанический состав пастбищ (% от общего урожая)_

Способ обработки почвы Растение Год жизни растений

1-й 2-й 3-й 4-й 5-й среднее за 5 лет

Полосный подсев ширина полос: 10 см Прутняк 5 10 15 20 23 16

Камфоросма 14 32 38 44 35 35

Полынь 33 19 13 16 19 19

Эфемеры 48 39 34 29 23 30

15 см Прутняк 6 19 28 30 22 23

Камфоросма 15 23 27 26 25 24

Полынь 49 23 24 30 25 29

Эфемеры 30 35 21 14 27 24

20 см Прутняк 9 17 32 31 22 24

Камфоросма 17 22 23 31 25 24

Полынь 45 20 20 17 21 22

Эфемеры 29 41 25 21 32 30

25 см Прутняк 10 26 33 27 26 27

Камфоросма 26 29 29 40 35 32

Полынь 28 14 17 14 18 17

Эфемеры 36 31 21 19 21 24

Посев после вспашки (базовый вариант) Прутняк 25 39 42 41 41 39

Камфоросма 75 61 54 51 47 56

Эфемеры - - 4 8 12 5

Без обработки (контроль) Полынь 42 45 44 54 59 48

Эфемеры 58 55 56 46 41 52

Следует отметить, что при всех способах полосной обработки почвы более высокой плотностью в агрофитоценозах характеризовалась дикорастущая полынь развесистая (17,6-23,3 тыс. растений на 1 га).

Камфоросма Лессинга и прутняк каменистый заметно уступали полыни по этому показателю (соответственно, 8,6-17,8 и 6,7-12,0 тыс. на 1 га), однако прутняк превосходил по высоте полынь. С годами плотность агрофитоценоза и выживаемость подсеянных полукустарников снижались.

Наиболее высокая урожайность улучшенного подсевом фитоценоза в среднем за 5 лет достигнута при ширине полос 25 см (26% от общей площади). При этом урожайность подсеянных полукустарников (прутняк простертый и камфоросма Лессинга) составила 9,1 ц/га, что превышало остальные приемы на 14-15%, а общая урожайность (15,4 ц/га) была в 3 раза выше контроля и не

отличалась от базового варианта (табл. 3).

3. Продуктивность пастбищ в зависимости от способа улучшения полукустарников (2002 - 2006 гг.)_

Способы улучшения Виды растений В среднем за 5 лет

сухая масса, ц/га корм, ед./ га ОЭ, ГДж/га

Полосный подсев ширина полос: 10 см Прутняк 2,0 130 1,8

Камфоросма 4,3 260 3,7

Полынь 2,3 190 2,3

Эфемеры 3,8 210 3,1

Итого 12,4 790 10,9

15 см Прутняк 2,9 190 2,6

Камфоросма 3,0 180 2,6

Полынь 3,6 300 3,6

Эфемеры 3,0 170 2,5

Итого 12,5 847 11,3

20 см Прутняк 3,2 210 2,9

Камфоросма 3,2 200 2,8

Полынь 2,9 240 2,9

Эфемеры 3,8 210 3,1

Итого 13,1 860 11,7

25 см Прутняк 4,1 280 3,7

Камфоросма 5,0 310 4,3

Полынь 2,6 210 2,6

Эфемеры 3,7 200 3,0

Итого 15,4 1000 13,6

Посев после вспашки (базовый вариант) Прутняк 6,2 420 5,6

Камфоросма 8,9 540 7,7

Эфемеры 0,9 50 0,7

Итого 16,0 1010 14,0

Природное пастбище (контроль) Полынь 2,5 190 2,4

Эфемеры 2,7 140 2,2

Итого 5,2 330 4,6

НСР 05, и/га 1,06

По сплошной вспашке урожайность высеянных полукустарников составила 15,1 ц/га, или в 3 раза выше по сравнению с природными полынно-

эфемеровыми пастбищами.

Создание сеяных пастбищных агрофитоценозов на сильно сбитых пастбищах. На сильно деградированных пастбищах в составе естественных фитоценозов преобладают эфемероиды, представленные в основном мятликом живородящим при низком участии полыни или при полном отсутствии полукустарников. Такие площади могут использоваться на выпас овец только в ранневесенний период. Восстановление полукустарниковой растительности на этих массивах не только повышает их продуктивности, но и позволяет организовать конвейерное производство корма благодаря сочетанию разнопоспевающих растений (табл. 4).

4. Продуктивность пастбищных агрофитоценозов в полупустынной зоне (2006-

2008 гг.)

Растения и а1рофитоценоз Сухая масса В среднем за 3 года

Год жизни растений СВ корм, ед. ОЭ, ГДж

1-й 2-й 3-й

1. Прутняк простертый + 2,1 2,4 9,0 4,5 370 4,1

полынь белая + 5,6 6,0 4,0 5,2 430 5,2

полынь черная 3,3 3,4 2,5 3,1 250 3,1

Всего полукустарников 11,0 11,8 15,5 12,8 1050 12,4

Эфемеры 1,5 2,5 3,0 2,3 150 1,1

Итого 12,5 14,3 18,5 15,1 1180 13,5

2. Терескен серый + 0,4 0,8 4,0 1,7 140 1,7

полынь белая + 0,8 1,2 5,0 2,3 190 2,3

полынь черная + 0,2 0,2 5,5 2,0 130 1,8

Всего полукустарников 1,4 2,2 14,5 6,0 460 5,8

Эфемеры 1,7 2,8 3,6 2,7 150 2,2

Итого 3,1 5,0 18 Д 8,7 610 8,0

3. Камфоросма Лессинга + 2,2 2,9 13,0 6,0 370 5,2

полынь белая + 0,7 0,8 2,3 1,3 110 1,3

полынь черная 0,3 0,5 1,0 0,6 50 0,6

Всего полукустарников 3,2 4,2 16,3 7,9 530 7,1

Эфемеры 1.5 2,5 1,5 1,8 100 1,5

Итого 4,7 6,7 17,8 9,7 630 8,6

НСР 05 2,0 1,1 2,0 0,8

Как показали исследования создание травостоя с содержанием прутняка простертого (30% от общей биомассы), у которого фаза массового ветвления отмечается во второй декаде июня, массовой бутонизации - во второй декаде

июля, массового цветения - в третьей декаде августа, может обеспечить поступление корма на протяжении длительного периода.

Благодаря доминированию полукустарников (85%) в созданном фитоценозе и снижению доли эфемеров (до 15%) в среднем за 3 года производство корма с 1 га составило 15,1 ц СВ, 13,5 ГДж ОЭ и 1180 корм. ед.

Фаза ветвления камфоросмы Лессинга наступает примерно на 10 дней позднее по сравнению с прутняком, что определяет последовательность использования этого фитоценоза в начале лета. Вместе с тем, этот вид образует большое количество укороченных побегов, которые могут восполнить недостаток зеленого корма в более поздние сроки. Доля полукустарников в составе этого фитоценоза была высокой (81% в среднем за 3 года). Кроме того, камфоросма отличается продуктивным долголетием, урожайность этого вида на 4-7 годы была в 1,5 раза выше, чем в 1 - 3 годы. Этот фитоценоз целесообразно включать как среднеспелое звено в пастбищном конвейера.

Фитоценоз с преобладанием полыней (49% в среднем за 3 года) после первых заморозков, когда снижается содержание горечи и запахов эфирных масел, позволяет продолжить конвейер в осенне-зимний период, а при достаточных площадях таких пастбищ пригоден и для весеннего выпаса.

Продуктивность сеяных фитоценозов с участием камфоросмы (8,6 ГДж ОЭ и 630 корм. ед. на 1 га) или доминированием полыней (8,0 ГДж ОЭ и 610 корм ед на 1 га) превосходит продуктивность деградированного пастбища (1,12,2 ГДж ОЭ) с преобладанием эфемероидов в 3,6-7,0 раз.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОЗДАНИЯ ПАСТБИЩНЫХ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ

Агроэнергетическая эффективность способов создания пастбищных агрофитоценозов. Среди изученных способов полосного подсева полукустарников наиболее высокая продуктивность в среднем за 5 лет получена при ширине обработанной полосы 25 см (или 26% от всей площади), которая практически не отличается от эффекта коренного улучшения (базовый вариант), но при этом капитальные вложения антропогенной энергии снизились в 2,8 раза, приведенные затраты - на 16% (табл. 5).

Это способствовало повышению окупаемости антропогенных затрат сбором обменной энергии в 9,1 раза; такой прием отличался также наиболее низкими затратами (110 МДж) на производство 1 ГДж ОЭ. Повышение произведенной обменной энергии в 3 раза по сравнению с контролем обусловлено не только за счет затрат антропогенной энергии, но и благодаря более эффективному использованию природных факторов -преимущество биологических свойств полукустарников по сравнению с

эфемероидами и более полного использования запасов почвенной влаги из глубоких горизонтов.

5. Агроэнергетическая эффективность приемов полосного подсева полукустарников в дернину полупустынного полынно-эфемерового пастбища (в среднем за 5 лет) _

Способ улучшения Произведено обменной энергии, ГДж/га Капитальные вложения на 1 га Ежегодные затраты, МДж/га Приведенные затраты, МДж/га Затраты энергии на 1 ГДж ОЭ, МДж Агро-энергетический коэффициент (раз)

единовре менные, МДж среднего довые, МДж

Полосный подсев полукустарников ширина полос: 10 см 10,9 743 149 14 884 86 1033 100 94,8 10,6

15 см 11,3 1019 204 18 935 82 100 100,8 9,9

20 см 11,7 1538 308 24 964 76 1272 100 108,7 9,2

25 см 13,6 1905 381 26 1115 74 1497 100 110,1 9,1

Посев после вспашки на 18-20 см (базовый вариант) 14,0 5304 663 37 1126 63 1789 100 127,8 7,8

Природное пастбище (контроль) 4,6 - - 369 369 80,2 12,5

Примечание: в графах 4-6 в числителе-МДж, в знаменателе-% от суммы приведенных затрат

На создание разнопоспевающих агрофитоценозов на месте сильно деградированных пастбищ капитальные вложения (табл. 6) по всем вариантам были близкими (364-385 МДж/га в среднем за год). В структуре приведенных затрат основная доля (65-78% от суммы всех затрат) приходилась на текущие ежегодные затраты, что обусловлено затратами рабочей силы на чабана (пастуха).

Совокупные затрать1 антропогенной энергии окупались сбором обменной энергии в 7,7-8,7 раза. Это указывает на обоснованность создания

разнопоспевающих агрофитоценозов, несмотря на различия их продуктивности. По сравнению с урожайностью и содержанием обменной энергии в группе эфемеров (соответственно 2,7 ц/га СМ и 2,2 ГДж/га ОЭ) продуктивность созданных сеяных агрофитоценозов с участием полукустарников возросла в 3,6-6,1 раза.

6. Агроэнергетическая эффективность создания и использования пастбищных агрофитоценозов (в среднем за 3 года)_

Состав агрофитоценоза Произведено обменной энергии, ГДж/га Затраты совокупной энергии Агроэнер-гетичес- кий коэффициент (АК)

капитальные, среднегодовые, МДж/га текущие, ежегодные, МДж/га приведен ные, МДж/га на 1 ГДж ОЭ, МДж

Прутняк простертый + полынь белая + полынь черная 13,5 364 22 1306 78 1670 100 124 8,7

Терескен серый + полынь белая + полынь черная 8,6 385 35 о1 1089 100 127 7,9

Камфоросма Лессинга + полынь белая + полынь черная 8,0 367 35 670 65 1037 100 130 7,7

Примечание: в графах 3-5 в числителе - МДж, в знаменателе - %; сбор обменной энергии на природном пастбище составляет 2,2 ГДж/га

Экономическая эффективность создания пастбищных агрофитоценозов. Стоимость произведенной продукции оценивали из расчета срдних региональных цен на фуражное зерно - 300 руб./ц (Калмыцкий НИИСХ, 2008).

Приведенные затраты на приемы поверхностного улучшения природных деградированных пастбищ (968,5 - 1392,7 руб./га) были на 6-35% ниже, чем на коренное улучшение (базовая технология; табл. 7). Капитальные вложения, включающие затраты на обработку почвы, стоимость семян и посев (1630-1790 руб./га), окупались в течение одного сельскохозяйственного года (второй год пользования).

7. Экономическая эффективность приемов полосного подсева полукустарников в дернину полынно-эфемерового пастбища (в среднем за 5 лет)__

Способ улучшения Продуктивность, корм, ед. с 1 га Приведенные затраты, руб./га Себестоимость 100 корм, ед., руб. Стоимость корма, руб./га Рентабельность производства, %

Полосный подсев полукустарников ширина полос: 10 см 790 968,5 123 2370 145

15 см 847 1090,5 128 2545 133

20 см 860 1137,8 138 2580 127

25 см 1000 1392,7 139 3000 115

Посев после вспашки на 18-20 см (базовый вариант) 1010 1483,5 147 2141 122

Природное пастбище (контроль) 330 707,0 214 699,6 40

Среди изученных приемов поверхностного улучшения экономически наиболее выгодно улучшать природные пастбища путем полосного подсева полукустарников (прутняк простертый и камфоросма Лессинга) по широким (25 см) полосам (26% от общей площади). Этот способ обеспечил получение высокой чистой прибыли (2000 руб./га) и низкой себестоимости корма - 139 руб. за 100 корм, ед., что в 2 раза ниже цен на зернофуражное зерно.

8. Экономическая эффективность создания и использования пастбищных агрофитоценозов (в среднем за 3 года)_______

Состав агрофитоценоза Продуктив ность, корм. ед. с 1 га Приведенные затраты, руб./га Себестоимость 100 корм, ед., руб. Стоимость корма, руб./га Рентабельность производства, %

Прутняк простертый + полынь белая + полынь черная 1180 2043,4 173 3540 73

Терескен серый + полынь белая + полынь черная 630 1141,3 181 1890 66

Камфоросма Лессинга + полынь белая + полынь черная 610 968,9 159 1830' 89

Капитальные вложения на коренное улучшение сильно деградированных

пастбищ составили 1631,5 - 1789,0 руб./га, что превышало затраты на проведение полосного подсев в 2,5-2,7 раза. Благодаря восстановлению продуктивности до 610-1180 корм. ед. с 1 га капитальные вложения окупались полностью на второй год посева (табл. 8).

Создание всех изученных целевых разнопоспевающих агрофитоценозов было экономически эффективными. Себестоимость 100 корм, единиц была в 1,6-1,9 раза ниже сложившихся цен на зернофуражное зерно.

Кроме того, созданные агрофитоценозы из полукустарников отличаются продуктивным долголетием (7-10 лет и выше), а сорта этих видов позволяют на основе организации семеноводства осуществлять масштабное улучшение аридных пастбищ. В ряде хозяйств Республики Калмыкия: С'ГК ПЗ "Первомайский", ГУП "Яшкульский лесхоз", ГУП "Комсомольский лесхоз" эти способы улучшения пастбищ внедрены на площади 250 га.

ВЫВОДЫ

1. Для улучшения деградированных пастбищ полупустынной зоны Северо-Западного Прикаспия разработаны ресурсосберегающие способы поверхностного и коренного улучшения, адаптивные к степени вырождения естественных травостоев, обеспечивающие повышение продуктивности среднесбитых пастбищ с 330 до 1000 корм, ед./га в среднем за 5 лет после проведения подсева полукустарников и до 610-1180 корм, ед./га в среднем за 3 года на ранее сильно сбитых травостоях.

2. Для восстановления продуктивности пастбищ в аридной зоне установлена ведущая фитоценотическая роль кормовых полукустарников -терескена серого, прутняка простертого, камфоросмы Лессинга и полыней белой и черной, характеризующихся рядом положительных биолого-хозяйственных свойств: быстрое формирование плотного травостоя, раннее отрастание весной, длинный вегетационный период, позволяющий использовать их в течение весны, лета и осени, устойчивость к летней засухе благодаря глубоко расположенной в почве корневой системе; высокая питательность корма и продуктивность.

3. Терескен серый характеризуется высокими показателями линейного роста (высота его составляет 52 - 63 см), средней плотностью травостоя (9,1 -15,0 тыс. растений на 1 га), глубоко проникающей (230 -240 см) корневой системой, средней питательностью корма (0,64 - 0,69 корм. ед. в 1 кг СВ) и высокой продуктивностью (970 корм. ед. с 1 га). Отличительной особенностью терескена является высокое содержание в кормовой массе сырого жира (1112% от СВ) благодаря наличию семян, что позволяет считать его лучшим нажировочным кормом для животных.

4. Прутняк простертый уступает терескену по высоте растений (45 - 52 см), но превосходит по плотности травостоя (15,2-19,9 тыс. растений на 1 га) и по более высокому содержанию сырого протеина (12,2 - 14,5%); по продуктивности (990 корм, ед./га) близок к терескену.

5. Камфоросма Лессинга характеризуется более поздним наступлением фазы ветвления и более низкими показателями высоты растений по сравнению с терескеном и прутняком 31-34 см, невысокой полевой всхожестью семян (41 - 46%), средней плотностью травостоя за счет образования укороченных молодых побегов летом, содержанием сырого протеина 13,3% и продуктивностью - 790 корм. ед. с 1 га.

6. Полынь белая отличается более высокой плотностью травостоя (28-35 тыс. растений на 1 га), но невысокими показателями высоты (32 - 51 см), менее глубоко проникающей корневой системой (до 110 - 130 см), высокой питательностью корма (0,76 - 0,88 корм. ед. в 1 кг СВ), но низкой продуктивностью в одновидовом посеве (280 корм. ед. с 1 га). В осенний и зимний периоды по своей питательности полынь незначительно уступает пастбищной траве и является основным кормом для овец на пастбищах.

7. Эффективным способом поверхностного улучшения деградированных природных эфемерово-полынных пастбищ является полосный подсев кормовых полукустарников - прутняка простертого и камфоросмы Лессинга, способствующий в среднем за 5 лет повышению их продуктивности в 2,2-2,8 раза (с 360 до 790 - 1000 корм, ед.), формированию высококачественных пастбищных агрофитоценозов с содержанием 47-59 % подсеянных полукустарников.

8. Для обеспечения благоприятных условий приживаемости подсеянных кормовых полукустарников установлена оптимальная ширина полосы - 25 см (или 26% от общей площади), что обеспечивается за один проход комбинированного агрегата АПП-3,6, предназначенного для полупустынных условий, благодаря безотвальному рыхлению почвы на 18 см, поверхностному фрезерованию (на глубину 10 см), высеву семян и прикатыванию почвы.

9. Участие полукустарников при создании сеяных агрофитоценозов на сильно выродившихся пастбищах составило 85 % при посеве сочетания семян прутняка и полыни, 81 % - камфоросмы и полыни и 69 % терескена и полыни; соответственно в 1 кг сухой массы содержалось 0,78, 0,65 и 0,70 корм. ед. Благодаря различиям в темпах формирования кормовой массы обоснована следующая очередность пастбищного использования: агрофитоценозы с преобладанием прутняка, затем камфоросмы и в третий срок - полыни.

10. Для поверхностного улучшения низкоурожайных естественных пастбищ (5,2 ц/га СВ), содержащих 52% эфемероидов и 48% полыни,

разработан способ полосного подсева прутняка простертого и камфоросмы Лессинга ( по 3 кг семян/га) по предварительно обработанной полосе шириной 25 см (необработанная полоса 70 см) на основе комбинированного агрегата, выполняющего все операции за 1 проход. Приведенные затраты (1400 руб./га при продуктивности 1000 корм. ед./га) в среднем за 5 лет обеспечили получение высокой рентабельности (115 %) и низкой себестоимости пастбищного корма- 139 руб. за 100 корм. ед.

11. Высокая продуктивность (13,6 ГДж/га ОЭ) в среднем за 5 лет и окупаемость совокупных энергетических затрат сбором обменной энергии (9,1 раза) достигалась при полосном подсеве полукустарников (прутняк простертый и камфоросма Лессинга) при ширине обработанной полосы 25 (или 26 % от общей площади), что в 3 раза превосходило контроль. В результате создания агрофитоценозов с участием полукустарников продуктивность составила 8,0 -13,5 ГДж/га ОЭ, что окупало затраты антропогенной энергии в 7,7-8,7 раза.

12. Капитальные вложения на создание сеяных разнопоспевающих агрофитоценозов на основе прутняка простертого, камфоросмы Лессинга, терескена серого и дополненные полынью белой и черной на сильно деградированных пастбищах составили 1630-1790 руб./га, при производстве 610-1180 корм. ед./га и окупались на второй год после проведения посева; себестоимость 100 корм. ед. (159-181 руб.) была в 1,6-1,9 раза меньше современной цены зернофуражных культур.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Поверхностное улучшение деградированных природных полынно-эфемеровых пастбищ на светло-каштановых солончаковатых почвах в полупустынной зоне Северо-Западного Прикаспия необходимо проводить путем полосного подсева полукустарников (прутняк простертый и камфоросма Лессинга по 3 кг/га семян) после рыхления почвы на глубину 18 - 20 см и фрезерования на 10 см полосы шириной 25 см через 70 см.

2. При коренном улучшении сильно деградированных пастбищ целесообразно создавать разнопоспевающие агрофитоценозы с целью организации пастбищного конвейера с включением в качестве компонента: прутняк простертый (3 кг/га) для раннего выпаса, камфоросму Лессинга (5 кг/га) для среднего срока и терескен серый (2 кг/га) в сочетании с полынями (белой 0,2 кг/га и черной 0,1 кг семян/га) для осенне-зимнего использования.

3. При использовании рекомендуемых видов кормовых полукустарников и их сочетаний для создания сеяных пастбищ целесообразно использовать районированные сорта этих культур, рекомендованные в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Каминов Ю.Б. Природные условия и экологическое состояние аридных земель в связи с восстановлением их продуктивности на юго-востоке Европейской части России / Ю.Б. Каминов, В.Н. Буравцев, Н.З. Шамсутдинов, Н.Ю. Арылова, Ю.Н Арылов // Материалы XVII Международного симпозиума "Нетрадиционное растениеводство. Селекция. Охрана природы. Эниология. Экология и здоровье". -Симферополь: ОАО Симферопольская городская типография, 2008. — Т. 2. — С. 111 — 120.

2. Каминов Ю.Б. Принципы подбора кормовых полукустарников для восстановления биоразнообразия и продуктивности деградированных пастбищных экосистем в аридных районах Европейской части России / Ю.Б. Каминов, З.Ш. Шамсутдинов, Э.З. Шамсутдинова // Материалы XVII Международного симпозиума "Нетрадиционное растениеводство. Селекция. Охрана природы. Эниология. Экология и здоровье". - Симферополь, 2008. - С. 146 - 153.

3. Каминов Ю.Б. Прутняк стелющийся - ценный полукустарник для улучшения аридных пастбищ Северо-Западного Прикаспия / Ю.Б. Каминов // Кормопроизводство. - 2008. - № 2. - С. 28 - 31.

4. Каминов Ю.Б. Продуктивность пастбищных агрофитоценозов в условиях Северо-Западного Прикаспия / Ю.Б. Каминов, В.А. Парамонов, Ю.Н. Арылов, Н.З. Шамсутдинов // Материалы XVIII Международного симпозиума "Нетрадиционное растениеводство. Селекция. Охрана природы. Эниология. Экология и здоровье". -Симферополь, 2009. - С. 510-514

5. Каминов Ю.Б. Камфоросма Лессинга - перспективное пастбищное растение для восстановления продуктивности деградированных аридных пастбищ / Ю.Б. Каминов, Ю.Н Арылов, Э.З. Шамсутдинова // Материалы XVIII Международного симпозиума "Нетрадиционное растениеводство. Селекция. Охрана природы. Эниология. Экология и здоровье". - Симферополь, 2009. - С. 618 - 626.

6. Каминов Ю.Б. Прутняк стелющийся (Kochia prostrata): биологические особенности и продуктивность в условиях Северо-Западного Прикаспия / Ю.Б. Каминов, Ю.Н Арылов, В.А. Парамонов, Н.З. Шамсутдинов, A.A. Хамидов, Д. Зауров // Материалы XVIII Международного симпозиума "Нетрадиционное растениеводство. Селекция. Охрана природы. Эниология. Экология и здоровье". - Симферополь, 2009. -С. 606-613.

7. Каминов Ю.Б. Терескен серый (Eurotia ceratoides): биология и продуктивность в Северо-Западном Прикаспии / Ю.Б. Каминов, Н.З. Шамсутдинов, В.А. Парамонов, В.П. Головин // Материалы XVIII Международного симпозиума "Нетрадиционное растениеводство. Селекция. Охрана природы. Эниология. Экология и здоровье". - Симферополь, 2009. - С. 518 - 525.

8. Кутузова A.A. Многовариантные ресурсо- и энергосберегающие технологии коренного улучшения основных типов природных кормовых угодий / A.A. Кутузова, A.A. Зотов, Д.М. Тебердиев, Ю.Б. Каминов. - М.: РЦСК, 2008. - 50 с.

9. Косолапов В.М. Ландшафтно-экологическое районирование и адаптивная интенсификация кормопроизводства Поволжья / В.М. Косолапов, И.А. Трофимов, Л.С. Трофимова, Ю.Б. Каминов. - М., 2009. - 751 с.

10. Каминов Ю.Б. Терескен серый - перспективный кормовой полукустарник / Ю.Б. Каминов // Земледелие. - 2009. - № 3. - С.46 - 47.

Опечатано с готового оригинал-макета

Формат 60х84'/16 Усл. печ.л. 1,16. Тираж 100 экз. Зак. 631.

Издательство РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44