Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Семенная продуктивность козлятника восточного в лесостепной зоне Среднего Поволжья в зависимости от сроков посева, приемов предпосевной обработки семян и некорневых подкормок

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Позднякова, Татьяна Николаевна, Пенза

/! • Г'г{ > ..... / " / 7 г...... /

У: 1 ■ / у/ •■•'") / ^ «.«<*,

/

ПЕНЗЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ПОЗДНЯКОВА ТАТЬЯНА НИКОЛАЕВНА

СЕМЕННАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ КОЗЛЯТНИКА ВОСТОЧНОГО В ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЕ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СРОКОВ ПОСЕВА, ПРИЕМОВ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН И НЕКОРНЕВЫХ

ПОДКОРМОК

06.01.09 - растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент КШНИКАТКИНА АННА НИКОЛАЕВНА

Пенза 1999

СОДЕРЖАНИЕ

Общая характеристика работы 2

1. Обзор литературы 4

1.1. Краткая история культуры 4

1.2. Урожайность и кормовые достоинства козлятника восточного 5

1.3. Ботанические и биологические особенности 9

1.4. Состояние изученности вопроса 11

1.4.1. Продуктивность козлятника восточного в зависимости от сроков посева 11

1.4.2. Применение электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) в растениеводстве 15

1.4.3. Влияние некорневой подкормки микроудобрениями и регуляторами роста на продуктивность многолетних бобовых трав 19

2. Условия и методика проведения исследований 30

3. Рост, развитие и семенная продуктивность козлятника восточ-

ного в зависимости от сроков посева 37

3.1. Полнота всходов, выживаемость и густота стеблестоя 37

3.2. Рост и развитие козлятника восточного 40

3.3. Продуктивность фотосинтеза 48

3.4. Структура и продуктивность агроценоза козлятника восточного в зависимости от сроков посева 54

4. Влияние предпосевной обработки семян электромагнитным

полем СВЧ на продукционный процесс козлятника восточного 62

4.1. Энергия роста, лабораторная и полевая всхожесть семян 62

4.2. Формирование густоты травостоя козлятника восточного 65

4.3. Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность козлятника восточного в зависимости от экспозиции ЭМП СВЧ 68

4.4. Влияние электромагнитного поля СВЧ на продуктивность козлятника восточного 76

5. Влияние некорневой подкормки микроэлементами и регуляторами роста на семенную продуктивность козлятника восточного 82

6. Биоэнергетическая эффективность приемов возделывания козлятника восточного 91

Выводы 98

Предложения производству 100

Литература 101

Приложения 119

Общая характеристика работы

Актуальность темы заключается в новизне выбранного объекта исследований и разработке наиболее важных приемов возделывания в засушливых условиях лесостепной зоны Поволжья, требующих постоянного поиска путей повышения уровня и устойчивости кормопроизводства.

Одной из важнейших проблем в кормопроизводстве является увеличение производства растительного белка. Успешное решение ее тесно связано с возделыванием многолетних бобовых трав. Однако дальнейшее расширение посевов люцерны и клевера осложняется неустойчивостью семеноводства. В связи с этим практическую значимость приобретает вовлечение в производство региона новых культур, обладающих высокой кормовой и семенной продуктивностью. К числу наиболее перспективных кормовых культур относится козлятник восточный, который обладает уникальными биологическими особенностями: долголетие, корнеотпрысковый тип корневой системы, высокие и устойчивые урожаи зеленой массы и семян, дает дешевые с высокой протеиновой и энергетической питательностью корма, повышает плодородие почвы.

Многочисленные исследования и примеры практики убедительно свидетельствуют о его преимуществе перед традиционными многолетними бобовыми травами. Однако основными причинами, сдерживающими увеличение посевных площадей козлятника восточного, являются дефицит семян и отсутствие зональной технологии возделывания. Необходимость научно-обоснованных приемов повышения семенной продуктивности козлятника восточного послужила предпосылкой для изучения технологии возделывания в почвенно-климатических условиях Пензенской области.

Цель и задачи исследований. Цель нашей работы - разработать экологически чистые и энергетически эффективные приемы возделывания козлятника восточного на семена.

В задачи исследований входило:

- определить оптимальный срок посева для создания высокопродуктивного семенного стеблестоя козлятника восточного;

- выявить оптимальный режим обработки семян козлятника восточного электромагнитным полем сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ);

- установить эффективность некорневой подкормки посевов козлятника восточного микроудобрениями и регуляторами роста;

- оценить эффективность приемов возделывания козлятника восточного по биоэнергетическим критериям;

Научная новизна определяется тем, что впервые в лесостепной зоне Пензенской области установлены оптимальные сроки посева нетрадиционной кормовой культуры козлятника восточного, обеспечивающие получение ежегодно стабильных урожаев семян.

Впервые выявлена эффективность предпосевной обработки семян козлятника восточного электромагнитным полем СВЧ и установлена оптимальная экспозиция ЭМП СВЧ - 70 сек.

Определены эффективность и сроки некорневой подкормки козлятника восточного микроудобрениями и регуляторами роста.

Выявлены особенности формирования фотосинтетической и сим биотической деятельности козлятника восточного от изучаемых приемов возделывания.

Установлена корреляционная связь между площадью листовой поверхности, фотосинтетическим потенциалом, чистой продуктивностью фотосинтеза, числом соцветий, бобов, семян в бобе и урожайностью семян козлятника восточного.

Проведена биоэнергетическая оценка эффективности элементов технологии возделывания козлятника восточного на семена.

Практическое значение работы. Для Пензенской области разработаны основные приемы ресурсосберегающей низкозатратной технологии возделы-

вания козлятника восточного на семена. Внедрение разработанных агроприе-мов обеспечивает получение 6 - 8 ц/га семян.

Результаты исследований использованы в рекомендации по возделыванию козлятника восточного на семена и кормовые цели (1997, 1998) и широко используются в сельскохозяйственных предприятиях Пензенской области.

Апробация. Основные результаты исследований и основные положения диссертации доложены на научно-практической конференции "Экологические проблемы земледелия" (Пенза, 1996), Всероссийской научно-практической конференции "Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур" (Пенза, 1997); Всероссийской научно- производственной конференции "Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений" (1998).

1. Обзор литературы 1.1. Краткая история культуры

Первые попытки освоения козлятника лекарственного были проведены в начале XVII века в Германии.

В XVIII веке во Франции, Германии, Италии его начали использовать как кормовое растение. Однако широкого распространения в качестве корма козлятник лекарственный не получил из-за плохой поедаемости его животными.

Введением козлятника в культуру еще в довоенные годы занимался Всесоюзный институт растениеводства им. В.Р. Вильямса. Наиболее глубокое и всестороннее изучение козлятника восточного было проведено, начиная с 1932 года. С.Н. Симоновым, который показал большое хозяйственное преимущество козлятника восточного перед козлятником лекарственным.

В течение ряда лет козлятник восточный был предметом изучения в ин-тродукционных питомниках ВИРа в Ленинградской и Воронежской областях, в Краснодарском крае.

1.2. Урожайность и кормовые достоинства козлятника восточного

Козлятник восточный - ценная бобовая кормовая культура, которая достаточно быстро завоевывает признание во многих регионах страны. Широкому распространению козлятника в богарном и орошаемом земледелии способствуют его исключительно полезные биологические и агротехнические свойства, а также высокие кормовые достоинства, обусловленные большим содержанием в нем белковых веществ.

Многие исследователи отмечают высокую продуктивность козлятника восточного. Так, в опытах ВНИИ кормов урожайность зеленой массы составила 30-75 т/га (Симонов С.Н. 1935, 1938, Яртиева H.A. 1977, Шагаров A.M. 1992). Такие же урожаи отмечаются в Прибалтийских республиках. В Эстонии на типичных карбонатных почвах .получали по 45 т/га зеленой массы или 10,9 т сухого вещества и 1,8 т/га сырого протеина (Вавилов П.П., Райг Х.А. 1982). Дрикис Я.К. (1991) в условиях Латвии получает по 566-650 ц/га зеленой массы козлятника.

В среднем за 6 лет испытаний на Украине урожай зеленой массы козлятника составил 520 ц/га (Харкевич С.С. 1965, Токарь H.A., Цыганок Н.В. 1967, Токарь H.A. 1969,1970). В Белоруссии козлятник восточный формирует урожай биомассы 56-98 т/га (Кудинов М.А. и др. 1985).

В условиях орошения Волгоградской области Дронова Т.Н. (1995) отмечает высокую продуктивность козлятника восточного - 73,2 т/га зеленой массы, клевера - 69,8т/га, люцерны - 50,5 т/га.

На большую перспективность козлятника восточного в Иркутской области указывает Василевич P.A., Сатарова (1995, 1998).

В условиях Самарской области за два укоса козлятник обеспечил урожай зеленой массы 389 ц, а при орошении 550-610 ц/га, выход сырого протеина 15-19 ц/га (Петрушкина A.C. 1991, Карандаев И.Г. 1993). Исайкин И.И. (1993, 1995), Еряшев А.П. (1995, 1998), Лапина В.В. (1996) отмечают, что козлятник восточный без пересева произрастает в течение 10-15 лет на одном месте, при этом урожай зеленой массы составил 31,4-65,0 т/га.

На серых лесных почвах Нижегородской области урожайность козлятника составила 374 ц/га зеленой массы и семян 8,5 ц/га (Гаревская М.А., Гуз-новГ.Я. 1993, Судакина Г.М. 1996).

На Камчатке посевы козлятника восточного успешно вегетировали в течение длительного времени (7-8 лет) неизменно давая устойчивые урожаи зеленой массы в пределах 360-370 ц/га за два укоса (Ярушин A.M., Курбанга-лиевВ.Н. 1993, 1994).

В условиях Западной Сибири на лугово-черноземных почвах в среднем за 1988-1992 гг. урожайность зеленой массы составила 258 ц/га (Степанов А.Ф. 1993,1994). В опытах Казанцева В.П., Кубарева В.А. (1997) на Тарской сельскохозяйственной опытной станции получили 0,40-0,45 т кормовых единиц и 0,8-1,0 т/га сырого протеина. Высокие урожаи козлятника получают в условиях Урала. В Челябинской области урожай зеленой массы составил -576 ц/га (Семенова Н.М. 1991).

В Псковской области в среднем за два года получили 172-244 ц/га зеленой массы (Ярошевич Г.С. 1993), а в опытах Никаноровой Т.М. (1991) в среднем за три года получено 327,3-382,9 ц/га зеленой массы.

В республике Коми при двухукосном использовании урожай зеленой массы козлятника составил 550-580 ц/га (Иевлев И.И. 1995).

На выщелоченных черноземах Пензенской области в среднем за 8 лет урожай зеленой массы получили 76,5 т/га (Кшникаткина А.Н., Гущина В.А., Мачнева В.В. 1996).

Высокая продуктивность козлятника сочетается с его высокой питательностью: в 1 ц зеленой массы содержится 20-28 к.ед, на одну кормовую единицу приходится 200-270 г. переваримого протеина. Питательность 100 кг силоса равна 20-22 к.ед., а сена - 50-60. Зеленая масса козлятника и хорошо приготовленного сена богата витамином С (800-900 мг/кг), витамином Р (276 мг/кг), каротином (265 мг/кг), а также хлорофиллом - 748,9 мг/кг для правильного кормления животных (Вавилов П.П., Райг Х.А. 1982, Тюэдалов JI.B. 1994). Особую питательную ценность представляют листья козлятника, которые по сообщениям ряда авторов в урожае составляют 60-75 % и содержат протеина в 2,7 раза больше, чем стебли (Медведев П.Ф., Сметанникова А.И. 1981, Вавилов П.П., Райг Х.А. 1982, Ныммсалу Х.К. 1991). Зеленая трава отличается высоким содержанием сухого вещества - 20-25 %.

По химическому составу и питательности козлятник восточный равноценен или превосходит клевер и люцерну. По данным многих ученых, в зеленой массе козлятника содержится (в расчете на абсолютно сухое вещество) протеина -18,5 - 32,6 %, белка -13,6-20,4, жира -1,5-3,0, клетчатки - 24,5 -31,7, безазотистых экстрактивных веществ - 33,6-42,2, золы - 6,0-10,3 %.

При оценке питательности кормов, кроме валового содержания сырого протеина и белков, существенное значение имеет также наличие в них незаменимых аминокислот. В состав протеина козлятника входят 18 аминокислот, при этом незаменимые составляют 38-47 % (Симонов С.Н. 1938, Медведев П.Ф., Сметанникова А.И. 1981, Вавилов П.П., Райг Х.А. 1982).

По содержанию кальция и фосфора козлятник, как правило, значительно превосходит клевер красный и ряд других кормовых трав.

Зеленая масса козлятника содержит ряд физиологически активных веществ. Это прежде всего галегин, кетанин и хинозон (Симонов С.Н. 1938, Hoppe И.А. 1958, ReuterZ. 1964, Kohler Н. 1969, Klein U. 1993). Эти вещества стимулируют лактацию у животных путем усиления процессов кроветворения и кровообращения.

Козлятник восточный - культура универсального назначения. Используется в зеленом конвейере, как ранняя, так и поздняя культура. Служит для заготовки сена, сенажа, силоса, приготовления искусственно высушенных кормов (брикеты, гранулы, резка, травяная мука), пригодных для скармливания животным, домашней птице и даже для использования в рыбоводстве (Симонов С.Н. 1935, 1938, Гузнов Г.Я., Гаревская М.А. 1993, Еряшев А.П. 1993, Карандаев Н.Г. 1993, Степанов А.Ф. 1993).

Высокие кормовые качества зеленой массы козлятника восточного и всех приготовляемых из нее кормов обеспечивают хорошую поедаемость их всеми видами сельскохозяйственных животных при таких показателях переваримости: сухого вещества - 53-76 %, органических веществ - 56-78 %, протеина - 64-86 %, клетчатки - 44-69 %, жира - 33-55 %, БЭВ - 60-84 %. Самая высокая переваримость питательных веществ отмечена для зеленой массы, скошенной в фазе стеблевания. По мере развития растений переваримость их ухудшалась (Вавилов П.П., Райг Х.А. 1982).

По данным Белорусского НИИ животноводства скармливание травяной муки и сена из козлятника восточного улучшает витаминные и технологические свойства молока, обеспечивая среднесуточный удой в 17,5-18,9 кг, прирост молодняка КРС - 817- 865 г, позволяет сократить количество концентратов на 1,2-1,7 кг/сут./гол. в рационах ремонтных свинок (Микуленок В.Г. 1991, Скобля Т.Н., Слесарев И.К. 1991).

Ряд исследователей отмечают высокую нектаропродуктивность козлятника восточного. Использование медоносных пчел на опыление семенных посевов козлятника повышает урожай семян и сбор меда (Вавилов П.П., Кондратьев A.A. 1975, Леонтьев И.П. 1998).

По мнению большинства исследователей козлятник прекрасный предшественник для целого ряда сельскохозяйственных культур (Вавилов П.П., Райг Х.А. 1982, Абрамов A.A. 1993). Козлятник восточный обогащает почву органическим веществом, улучшает ее физические и биологические свойства,

усиливает жизнедеятельность полезных микроорганизмов, повышает плодородие почвы. Посыпанов Г.С., Тазина Н.Г. (1990), Посыпанов Г.С., Скоблина В.И., Мельников В.Н. (1990), Шагаров A.M. (1992) отмечают, что при благоприятных условиях симбиоза и урожае зеленой массы 400-800 ц/га козлятник восточный фиксирует до 200-400 кг/га азота, снимая необходимость в азотных удобрениях.

1.3. Ботанические и биологические особенности

Козлятник восточный (Galega orientalis Lim.) - многолетнее травянистое бобовое растение семейства Бобовых, рода Галега. В составе рода насчитывается 8 видов. В России встречаются два вида: галега восточная (Galega orientalis Lim.) и галега лекарственная (Galega officinalis Lim.) (Симонов С.Н. 1938, Вульф Е.В., Малеева О.Ф. 1969, Вавилов П.П., Кондратьев A.A. 1975, Медведев П.Ф. 1981).

Корневая система сильно развита, проникающая на глубину 50-80 см. Основная масса корней расположена в пахотном слое, она обильно снабжена клубеньками (до 1500 штук на одно растение). В подземной части стебля образуются 3-4 зимующие почки, на главном корне формируются от 2 до 18 корневых отпрысков корневищного типа. Зимующие почки и корневища способствуют ежегодному возобновлению жизни растений (Ларин И.В. 1957).

Надземная часть растения представлена большим числом стеблей (от 8 до 18), формирующих травянистый куст высотой 100-180 см. На узлах стебля находятся крупные, сложные, непарноперистые листья длиной 15-30 см, состоящие из 9-15 листочков. Листья не опадают при высыхании, что является важным хозяйственным признаком. Они остаются зелеными и после созревания семян, сохраняя питательную ценность.

Соцветие - прямостоячая кисть длиной 15-20 см с 25-75 крупными сине-фиолетовыми цветами. Цветы открытые, нектарники расположены неглу-

боко, поэтому козлятник восточный - медоносное растение, которое охотно посещают пчелы и шмели. Цветет козлятник интенсивно 30-40 дней. Перекрестное опыление идет быстро и эффективно. В этом его преимущество перед люцерной. Плод - линейный, слабоизогнутый, сильно заостренный к концу, светло- или темно-коричневый боб с 3-7 семенами, нерастрескивающийся и неосыпающийся, что предотвращает потери при уборке.

Семена - почковидные оливковой окраски. Твердосемянность составляет 50-98 %, поэтому скарификация семян перед посевом обязательна. Снижают твердосемянность путем обработки серной кислотой и проращиванием семян при переменной температуре 10-20°С, повышает всхожесть до 61,5 %. Следует отметить важную биологическую особенность козлятника - способность формировать полноценные семена в различн�