Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Симбиотическая активность и продуктивность люцерны в зависимости от режима минерального питания в предгорной зоне РСО-Алания

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Симбиотическая активность и продуктивность люцерны в зависимости от режима минерального питания в предгорной зоне РСО-Алания"

;: ОД

ГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНйЬ^сйтнЗ

На правах рукописи

УДК 631.46; 549.67; 633.2/4

КОЗЫРЕВ АСЛАНБЕК ХАСАНОВИЧ

Сиибиотическая активность и продуктивность люцерны в зависимости от режима минерального питания ( в предгорной зоне РСО-Алания )

Специальность 06.01.09 - растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Владикавказ 1999

Диссертационная работа выполнена на кафедре агроэкологии и защиты растений Горского Государственного Аграрного Университета в 1996 - 1998 гг.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук профессор А.Т.Фарниев.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор С.А.Бекузарова

кандидат сельскохозяйственных наук, ст.н.с. СКНИИГПСХ Т.У.Джерие

Ведущая организация - Министерство сельского хозяйства и продовольствия PCO-Алания.

Защита диссертации состоится " 30 " сентября 1999 года в " 11" часов " 00 " минут на заседании диссертационного совета К 120.58.01 при Горском Государственном Аграрном Университете.

Адрес: 362040, г.Владикавказ, ул. Кирова, 37.

С диссертацией момно ознакомиться в библиотеке ГГАУ.

Автореферат разослан "_" _ 1999 г.

Ученый секретарь р

диссертационного совета, профессор ^гу / П.Х.Цаболов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Люцерна является основной многолетней бобовой культурой южных районов нашей страны, выращиваемой на сенаж,сено и зеленый корм. Потенциальная продуктивность этой культуры более 20 т сена на 1 га за вегетацию, а азотфиксирующая активность достигает 600 кг/га в год. Однако в предгорной зоне РСО-Алания урожай сена остается на уровне 3...5 т/га, симбиотическая фиксация азота люцерной ослаблена из-за несоответствия параметров некоторых факторов среди требованиям биологии культуры. Изучение условий бобоворизоби-ального симбиоза, определение факторов, лимитирующих активность симбиоза в экологических условиях предгорной зоны РСО-Алания и возможности оптимизировать параметры этих факторов является актуальной за-дачёй сельскохозяйственной науки.

Представляет практический интерес изучение эффективности использования местных природных агроруд ирлита-1 и ирлита-? при возделывании люцерны.

Тема исследований является составной частью научно-исследовательской работы Горского Агроуниверситета гос.per. IP 01.9.80.003166.

Цель исследований - обосновать параметры некоторых факторов среды, оптимальные для реализации потенциальной биологической азотфик-сации, урожайности и белковой продуктивности люцерны, изучить эффективность применения нетрадиционных удобрений в условиях предгорной зоны РСО-Алания.

Задачи исследований:

- определить нижний порог оптимальной обеспеченности растений подвижным фосфором на выщелоченных черноземах предгорной зоны;

- уточнить предполивной порог влажности почвы для максимальной биологической азотфиксации;

- определить безопасную норму молибденово-кислого аммония при обработке им семян;

- изучить динамику формирования и активности симбиотического аппарата в зависимости от активности штамма ризобий и параметров основных факторов среды;

- изучить эффективность применения нетрадиционных удобрений ирлита-1 и ирлита-7;

- изучить динамику формирования площади листьев и накопления сухого вещества растениями по укосам и годам жизни в зависимости от активности симбиоза;

- изучить динамику накопления массы корней в течение вегетации и по годам жизни люцерны, а также накопления в ней азота в зависимости от активности симбиоза;

- определить энергетическую эффективность создания оптимальных условий длл бобоворизобиального симбиоза;

- разработать для предгорной зоны РСО-Алания приемы активизации биологической азотфиксации с целью получения высокой продуктивности посевов люцерны.

Научная новизна. Впервые на выщелоченном черноземе предгорной зоны РСО-Ллания изучена целесообразность применения местных природных агроруд при возделывании люцерны. Установлена нижняя граница оптимальной обеспеченности почвы подвижным фосфором для высокоактивно го бобоворизобиального симбиоза. Определен диапазон оптимальной влажности почвы для реализации потенциальной симбиотической азотфиксации и продуктивности люцерны. Выявлена безопасная норма молибдена для предпосевной обработки семян. Установлены размеры накопления люцерной симбиотического азота, оставляемое в почве количество и доля участия его в питании растений. Доказана возможность получения 100 ц/га сена люцерны в год при фиксации азота воздуха до 250 кг/га.

Практическая значимость. Установленные параметры некоторых с[ак-торов среды оптимальные для реализации потенциальной биологической азотфиксации и продуктивности люцерны позволят повысить фиксацию азота воздуха до 250 кг/га в год и урожай сена до 10 т/га. Применение оптимальных норм фосфора, ризоторфина и природных агроруд позволит получать экологически чистую продукцию и уменьшить процессы деградации почвенного покрова.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на: научно-производственной межвузовской конференции, Владикавказ, 1997; на десятой межвузовской конференции "Экология и безопасность горных территорий", Владикавказ, СОГУ, 1997; на Всероссийской научно-практической конференции "Горные и склоновые земли России, пути предотвра^ щения деградации и восстановления их плодородия',' Владикавказ, СКНИИГЛСХ 1998; на Всероссийской конференции "Антропогенная деградация почве^ ного покрова и меры ее предупреждения',' Москва, Почвенный институт им. В.В.Докучаева, 1998 и обсуждены на совместном совещании кафедр агрономического факультета. Всего опубликовано 14 работ, в том числе 7 по теме диссертации; получено положительное решение на изобретена № 98112078.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 155 страница? машинописного текста, имеет 24 таблицы, 16 рисунков и 17 приложений Список использованной литературы включает 150 наименований,в том чис лс 10 на иностранных языках.

В решении отдельных вопросов принимали участие сотрудники отде-

да селекции и семеноводства многолетних трав Северо-Кавказского НИИ горного и предгорного сельского хозяйства, за что выражаю им искреннюю благодарность.

Я благодарю Заслуженного деятеля науки РФ доктора сельскохозяйственных наук профессора Г.С.Посыпанова за методическую помощь в разработке программы исследований и консультации в процессе ее выполнения.

СОДЕРМАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе - "Сиибиотическая активность и продуктивность люцерны в зависимости от условий выращивания" ( обзор литературы ); приведены данные по урожайности и белковой продуктивности культуры в зависимости от условий выращивания, описаны особенности биологии люцерны, обсуждены условия активного бобоворизобиального симбиоза.

Во второй главе - "Задачи работы и методика исследований" определены цель и задачи исследований; даны сведения о том, что полевые опыты проведены в 1996...1998 гг в колхозе "По заветам Ильича" Пригородного района, расположенного на высоте 530 м над уровнем моря. Среднегодовое количество осадков - 670 мм, сумма активных температур 2900°С. Почва - выщелоченный чернозем с рНС0Д 5,9.. .6,3, содержанием гумуса 5,4...6,23!, легкогидролизуемого азота около 80 мг/кг - повышенное, подвижного фосфора - 90 мг/кг (по Чири-кову) - среднее, обменного калия - 150 мг/кг (по Чирикову) - высокое, подвижного бора - 0,55 мг - среднее, молибдене - 0,25 мг/кг почвы - низкое; по гранулометрическому составу - тяжелый суглинок; влажность почвы, соответствующая 100% ППВ - 32%.

Метеорологические условия в годы проведения опытов были типичными для зоны. В 1996 г. за период вегетации осадков выпало 378 мм или на 17% меньше среднемноголетнего количества, в 1997 г. -923 мм или в 1,6 раза больше среднемноголетней нормы. 1998 год был наиболее неблагоприятным по влагообеспеченности.

В лабораторном опыте изучали влияние концентрации раствора мо-либдата аммония на всхожесть семян люцерны. Схема опыта и её обоснование: 1. Контроль; 2. Мо - 8 г (16 г молибдата аммония); 3. Мо-12 г (24 г молибдата аммония); 4.Мо-20г; 5. Мо - 40 г - рекомендуемая норма молибденовых удобрений для обработки гектарной нормы семян зернобобовых культур. В первом, втором и третьем вариантах использованы заниженные нормы. Предполагали, что для гектарной

нормы семян люцерны норма молибденовых удобрений, рекомендуемая для зерновых бобовых будет завышенной и может оказать отрицательное действие на всхожесть семян. 6. Мо - 100 г - завышенная норма удобрений. Такая концентрация возможна при неравномерной предпосевной обработке семян. Опыты проведены в чашках Петри на фильтровальной бумаге в шестикратной повторности.

Вегетационные опыты проводили в пластмассовых сосудах емкостью 6 кг сухой почвы, повторность шестикратная. Агрохимическая характеристика исходной почвы та же, что и полевых. В опытах определили диапазон оптимальной влажности почвы и нижний порог оптимальной обеспеченности почвы подвижным фосфором.

В полевых опытах изучали эффективность оптимизации фосфорного и молибденового питания, инокуляции семян люцерны вирулентным активным штаммом ризобий 425а, а также использования местных агроруд - ирлита-1 с нейтральной реакцией среды и ирлита-7 - с высокой кислотностью. Агроруды применяли совместно с иноку-лятом - 200 г ризоторфина и 1 кг ирлита на гектарную норму семян. Люцерна синегибридная сорта Кизлярская.

Схема опыта: контроль - естественное плодородие почвы; РМо - достаточная обеспеченность фосфором и молибденом на фоне высокой обеспеченности калием и бором; РМоин - изучение конкурентноспособности заводского штамма ризобий со спонтанными штаммами на фоне достаточной обеспеченности макро- и микроэлементами; РинИр1 - исследование возможности замены молибденовых удобрений применением нетрадиционного удобрения - ирлита-1; РинИр7 - изучение эффективности применения ирлита-7; РМоинИр7 -эффективность применения ирлита-7 на фоне молибденовых удобрений.

Фосфорные удобрения вносили с осени из расчета доведения содержания подвижного фосфора со среднего (90 мг/кг) до повышен ного - 110 мг/кг (по Чирикову) - внесли 60 кг на 1 га или 3 ц/га простого суперфосфата. 20 кг фосфора вносили в виде бори зированного суперфосфата, содержащего 2% бора или 2 кг бора на 1 га. Посев люцерны беспокровный, рядовой, с нормой высева 4млн. всхожих семян на 1 га проводили в начале мая.

Молибденовые удобрения использовали для предпосевной обработки семян из расчета 15 г молибдена (30 г молибденовокислого аммония) на гектарную норму семян люцерны.

Перед закладкой опыта определили рНсол_почвы, содержание гумуса, подвижного фосфора, обменного калия, бора и молибдена; равновесную плотность почвы, влажность почвы соответствующую 100% ППВ, а также химический состав нетрадиционных удобрений ирлита-1 и ирлита-7.

Учитывали густоту растений, расчитывали полевую всхожесть и изреживаемость посевов; проводили фенологические наблюдения.

Пробы растений на биометрический анализ отбирали перед каждым укосом, анализ проводили по методике Посыпанова Г.С. (1991).

Определяли накопление сухого вещества посевами, чистую продуктивность фотосинтеза, урожай сена люцерны по укосам и годам жизни растений.

Размеры и активность симбиотического аппарата люцерны определяли по методике Г.С.Посыпанова (1991).

Содержание азота и фосфора в листьях, стеблях и корнях определяли ежегодно в фазу укосной спелости. Расчитывали накопление, максимальное потребление и вынос этих элементов 1 т сена. Определяли долю участия источников азота в питании растений.

Растительные пробы на биохимический анализ корма отбирали перед каждым укосом, анализ проводили по общепринятым методикам.

Энергетическую оценку эффективности приемов возделывания люцерны расчитывали по методике Г.С.Посыпанова и В.Е.Долгодво-рова (1995).

Статистическую обработку результатов исследований проводили методом дисперсионного анализа по Б.А.Доспехову (1985).

В третьей главе - "Параметры основных факторов среды, оптимальные для высокоактивного бобоворизобиального симбиоза",

даны сведения о влиянии концентрации раствора молибдена на всхожесть семян люцерны. Опытами установлено, что нормы 25...50 г молибдата аммония, рекомендуемые на гектарную норму семян зерновых бобовых культур (с нормой высева около 200 кг/га) могут быть использованы и для люцерны с нормой высева 9 кг/га.

Исследованиями по обоснованию диапазона оптимальной влажности почвы установлено, что нижним порогом оптимальной влажности почвы, для реализации потенциальной симбиотической азот-фиксации и продуктивности люцерны, является 60% предельной полевой влагоемкости (ППВ) - близкая к влажности разрыва капилляров (табл. 1). Количество фиксированного азота воздуха было одинако-

вым при предполивном пороге влажности 60 и 80% ППВ, а при 95% ППВ - несколько меньше, из-за ослабленной аэрации вследствие частых поливов. Периодическое снижение влажности почвы до 50% I1IIB снижало массу активных клубеньков в 1,7 раза, количество фиксированного азота воздуха - в 2,2 раза; площадь листьев и накопление сухого вецества - в 1,3 раза; содержание сырого белка в листьях - на 3,1%, в стеблях - на 3,5%. Следовательно, влажность почвы от 60 до 95% ППВ является оптимальной для люцерны

Таблица 1

Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность растений люцерны в зависимости от предполивного порога влажности.

Показатели Влажность почвы, % ППВ нср05

30 50 60 80 95

Клубеньков, шт/сосуд 0 1163 1244 1168 1019 60

% активных клубеньков - 75 96 100 100

Масса клубеньков, мг/сосуд 0 2326 3453 3386 2956 121

% активных клубеньков - 86 98 100 100

Площадь листьев, дм^/сосуд 9 23 30 31 29 1,7

Высота растений, см 33 60 67 67 66

АСВ, г/сосуд 12,2 22,3 29,1 29,6 28,4 1,6

N. мг/сосуд: листья 67 270 500 469 500

стебли 39 110 212 247 214

корни 61 125 199 197 169

Всего 167 505 911 913 883 41

Превышение N фикс.мг/сосуд 338 744 746 716 33

^ Сырой белок, % АСВ 9,8 16,7 19,5 19,9 20,2

В варианте 30% ППВ наблюдалось сбрасывание симбиотического аппа рата, однако расчетная влажность не была достигнута за вегетацию

Для определения нижнего порога оптимальной обеспеченности люцерны подвижным фосфором нами был проведен вегетационный опыт по схеме: контроль - 23 мг/кг почвы - очень низкое содержание, 48 - низкое, 66 - среднее, 126 - повышенное и 167 мг/кг почвы -высокое (табл. 2).

Опытами установлено, что режим фосфорного питания оказыва ет большое влияние на формирование и активность симбиотическогс аппарата. Наибольшее количество (около 1000 шт) и масса (околс

3000 мг) клубеньков на сосуд сформировались при повышенной и высокой обеспеченности подвижным фосфором. В этих вариантах была наибольшая масса 100 клубеньков и практически все клубеньки были активными - с легоглобином, содержание которого увеличивалось по мере улучшения обеспеченности растений фосфором. При средней - содержание легоглобина (Лб) было 1,9 мг/г сырых клубеньков, при повышенной и высокой - 2,8 мг/г. Максимальный сим-биотический аппарат обеспечил наибольшие показатели фиксации азота воздуха (677 мг/сосуд), содержания его во всех органах растений и содержания сырого белка в надземной массе, максимальную площадь листьев и накопление сухого вещества. Увеличение

Таблица 2

Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность люцерны в зависимости от содержания подвижного фосфора в почве.

Содержание PgO g, мг/кг НСР05

Показатели 23 48 66 126 167

Клубеньков, шт/сосуд 68 166 618 992 1010 39

% активных клубеньков 7 27 78 98 98

Масса клубеньков, мг/сосуд 62 249 1020 2983 3022 144

% активных клубеньков 16 29 78 96 97

Содержание Лб, иг/г сыр.клуб. - - 1.9 2,8 2,8

Площадь листьев, дм^/сосуд 9 14 23 31 31 2,6

Высота растений, см 21 35 51 65 66

АСВ, г/сосуд 7.7 12,3 20,0 26,7 27,1 1.1

N, % в листьях 2,22 2,90 3,26 4,12 4,10

в стеблях 1,44 1,61 1,88 2,00 2,02

в корнях 1,21 1,44 1,90 2,18 2,21

N, мг/сосуд 135 257 534 805 812

Превышение N фикс.мг/сосуд - 122 399 670 677 18

Сырой белок, % АСВ 11,9 14,9 18,2 20,2 20,3

содержания подвижного фосфора с повышенного до высокого несущественно повышало показатели симбиотической и фотосинтетической деятельности растений. При снижении содержания фосфора до среднего (66 мг/кг) снижается масса активных клубеньков в 2,9 раза, количество фиксированного азота - в 1,6 раза, площадь листьев и накопление сухого вещества - в 1,3 раза, по сравнению с повышен-

ным. Следовательно, нижним порогом оптимальной обеспеченности подвижным фосфором для максимальной симбиотической активности и продуктивности люцерны является повышенное содержание - около 130 мг/кг.

В четвертой главе - "Симбиотическая деятельность посевов люцерны в зависимости от обеспеченности элементами минерального питания" представлены данные полевых опытов о формировании и активности симбиотического аппарата, удельной активности симбиоза и количестве фиксированного азота воздуха. Улучшение фосфорного и молибденового питания растений увеличило наибольшую массу клубеньков в год посева на 7...9% (табл.3), на второй год жизни растений - на 12...19 кг/га. Несмотря на то, что в РСО-Аланш люцерна возделывается давно, предпосевная инокуляция семян повышает титр ризобий и увеличивает массу клубеньков в год посева на 39...45%, на второй год жизни растений - на 5...19%. Предпосевная обработка семян ирлитом-1 увеличивала массу клубеньков во все годы опытов, по-видимому, за счет лучшей обеспеченности микроэлементами. Ирлит-7, имеющий высокую кислотность, ингиби-ровал в год посева формирование клубеньков, а в последующие годы отрицательное влияние его на симбиоз ослабевало.

Таблица 3

Максимальная масса сырых активных клубеньков в зависимости от условий выращивания, кг/га.

Год жизни, год Контр. РМо РМоин РинИр1 РинИр7 РМоинИ

1 1996 49 53 88 103 50 51

1997 80 85 118 134 96 98

2 1997 194 213 251 273 210 221

1998 154 160 168 183 166 173

3 1998 124 130 150 153 146 143

Количество фиксированного азота воздуха определяли по величине активного симбиотического потенциала (АСП) и удельной активности симбиоза (УАС). УАС в год посева составила 5,2..5,8г азота воздуха на 1 кг сырых клубеньков в сутки. На второй год жизни растений при оптимальной влагообеспеченности она увеличилась до 6,8 г/кг в сутки, а при недостатке влаги в 1998 г - снизилась до 3,3 г/кг в сутки. Такой же она была и в посевах треть-

его года жизни растений.

Количество фиксированного азота воздуха возросло под действием инокуляции семян активным штаммом ризобий на 22 кг/га (таблица 4).

Таблица 4

Количество фиксированного азота воздуха, кг/га.

Год жизни, год Контр. РМо РМоин РинИр! РинИр7 РМоинИр7

1996 27 44 54 68 23 22

1997 63 76 92 113 70 68

1997 190 215 237 246 208 213

1998 69 76 80 88 81 81

1998 65 68 74 76 71 72

J

Наибольшим (246 кг/га) оно было на второй год жизни растений при оптимальной обеспеченности элементами питания и достаточной влажности почвы.

В пятой главе - "Фотосинтетическая деятельность посевов люцерны в зависимости от обеспеченности элементами минерального питания" показаны особенности роста и развития растений, формирования фотосинтетического аппарата, динамики накопления сухого вещества посевами и урожай сена люцерны в зависимости от условий выращивания. При достаточной влагообеспеченности оптимизация фосфорного и молибденового питания, инокуляция и обработка семян ирлитом-1 увеличили площадь листьев в год посева на 21% (табл.5),

„ Таблица 5

Площадь листьев люцерны, тыс.м /га.

Род жизни , год, укос Контр. РМо РМоин РинИр! РинИр7 РМоинИр? ^05

1 1996 15,7 16,8 17,3 17,8 16,8 16,9 0,3

1997 18,9 19,8 20,0 22,8 18,0 18,9 1,0

2 1997 I 33,9 35,8 42,9 43,8 40,9 40,3 1,9

II 29,9 30,2 34,5 35,2 32,5 32,4 1,1

III 25,9 26,2 28,5 29,2 26,5 26,4 0,8

1998 I 21,3 21,3 22,2 22,6 21,2 21,1 1,3

II 21,1 21,0 21,3 21,7 21,5 21,0 0,9

III 19,9 20,8 21,5 22,2 20,5 20,4 0,8

3 1998 I 28,4 28,4 29,1 30,0 28,5 28,2 1.2

II 21,1 21,9 22,4 23,9 22,4 23,1 1,1

III 18,3 19,9 20,5 21,2 20,5 20,0 0,9

на посевах второго года жизни растений в первом укосе - на 29%, во второй уносе превышение составило 18%, а в третьем - 13%.

При недостатке влаги эффективность вариантов была существенно ниже. Так на третий год пользования посевом различия между лучшим вариантом и контролем в первом укосе составило 5%, в< втором, при лучшей влагообеспеченности - 13% и в третьем - 16% Наибольший фотосинтетический потенциал (ФП) был при обработю семян ирлитом-1, превышение в сравнении с контролем в средне) за 5 опыто-лет составило 18%.

Результатом симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов является урожай. В год посева получено по одном; полноценному укосу и отаве (табл. 6). В 1996 г при недостаточ-

Таблица о

Урожай оена люцерны в зависимости от условий выращивания, ц/га

(При 17% влажности)

Под жизни, год, укос Контр. РМо РМоин РинИр1 РинИр? ШоинИр7 НСРа

1 1996 I 18 20 21 21 17 16 1.1

Отава 11 12 13 15 11 11 0,5

Сумма 29 32 34 36 28 27

1997 I 22 24 26 26 18 19 1,0

Отава 17 18 20 20 18 18 0,8

Сумма 39 42 46 46 36 37

2 1997 I 39 41 43 44 39 39 1.6

II 28 29 31 32 29 29 1.5

III 23 24 26 27 26 25 1.1

Всего 90 94 100 103 94 93

1998 I 30 32 32 33 31 31 1.1

II 18 19 19 20 19 20 0.7

III 17 16 18 17 17 17 0,6

Всего 65 67 69 70 67 68

3 1998 I 29 29 30 30 29 30 1.2

II 20 21 25 26 26 26 1.1

III 19 19 20 21 21 21 1.4

Всего 68 69 75 77 76 77

За 5 опыто-лет 291 304 324 332 299 300

- и -

ной влажности почвы за вегетацию в контрольном варианте получено 29 ц сена с 1 га. Инокуляция семян на фоне достаточной обеспеченности фосфором и молибденом повысила урожай сена, по сравнению с контролем, на 5 ц/га, а обработка семян ирлитом-1 увеличила его еще на 2 ц/га. Ирлит-7, обладающий высокой кислотностью (рНС0Л 3,0), исключил эффект инокуляции семян активным штаммом, что привело к снижению урожая даже по сравнению с контролем.

Самый высокий урожай сена за время опытов получен на посевах второго года жизни растений в 1997 г при благоприятной вла-гообеспеченности. В варианте с достаточной обеспеченностью фосфором, инокуляцией семян и обработкой их ирлитом-1 урожай сена составил 103 ц/га, что выше чем в контроле на 14%. В 1998 г. при недостаточной влажности почвы урожай сена во всех вариантах опыта был на 39...47% ниже, чем в предыдущем. В сумме за 5 опы-то-лет в лучшем варианте урожай сена был больше, чем в контроле на 41 ц/га, а при обработке семян ирлитом-7 был на уровне контрольного варианта.

В главе 6 - "Химический состав и качество урожая люцерны в зависимости от активности симбиоза" даны динамика содержания азота по укосам и годам жизни, потребление азота посевами, максимальное потребление и вынос элементов минерального питания единицей урожая, доля участия азота воздуха в питании растений, кормовые достоинства люцерны в зависимости от условий выращивания и количество органического вещества и азота, оставленного в почве с корневыми и пожнивными остатками.

Наибольшее содержание азота во всех органах растений в каждый укос было при достаточной обеспеченности макро- и микроэлементами в варианте с ирлитом-1 (табл. 7). В листьях оно было в диапазоне от 4,17 до 4,60%, в стеблях - 1,65...2,55, в корнях -1,51...2,29%. В вариантах с ирлитом-7 содержание азота во всех органах растений в год посева было ниже, чем в контрольном варианте вследствие подавления симбиотической азотфиксации высокой кислотностью препарата.

Содержание фосфора в органах растений мало различалось по вариантам опыта, однако отмечена тенденция снижения его с повышением содержания азота. В варианте без обработки семян ризо-торфином содержание фосфора в листьях было в диапазоне 0,29...

0,39%, а в варианте с наиболее активной азотфиксацией (РинИр1) 0,27:... 0,35%.

Таблица 7

Содержание азота (% АСВ) в вегетативных органах люцерны в период укосной спелости.

Срган растения Контр. Р Mo РМоин РинИр1 РинИр7 РМоинИр,

1 укос

Листья 4,29 4,30 4,41 4,44 4,20 4,24

Стебли 2,16 2,15 2,28 2,24 2,21 2,28

Корни 1,66 1,68 1,75 1,83 1,70 1,70

2 укос

Листья 4,39 4,45 4,54 4,54 4,52 4,51

Стебли ' 2,21 2,25 2,42 2,46 2,43 2,42

Корни 1,68 1.71 1,88 1,88 1,84 1,88

3 укос

Листья 4,40 4,45 4,55 4,57 4,53 4,55

Стебли 2,28 2,33 2,43 2,48 2,43 2,44

Корни 1,68 1,67 1,86 1,88 1,84 1,88

Различия в потреблении азота и фосфора посевами по вариан там обусловлены разным накоплением сухого вещества и содержани ем в нем этих элементов. Оптимизация фосфорного, молибденовог питания и инокуляция семян увеличивали накопление азота в го посева с 126 и 136 кг/га в контроле до 152 и 170 кг/га, обра ботка семян ирлитом-1 повысила потребление азота до 167 и 18 кг/га (табл. 8). Во второй год жизни за 3 укоса в контроле рас тения потребляли азота 182 и 277 кг/га, а в оптимальном вариант

- 201 и 333 кг/га, в третий год жизни соответственно - 169 кг 181 кг/га.

Установлено, что люцерна в год посева потребляет фосфор ов ло 6 кг/га, на второй год жизни - 16...25 кг/га и на третий го

- 14...16 кг/га. Наибольшее потребление фосфора, 22...25 кг/га отмечено посевами люцерны второго года жизни растений при опти мальной влагообеспеченности.

Максимальное потребление азота 1 т сена в зависимости о условий выращивания изменялось в диапазоне 35...46 кг, выно азота 1т сена- 28...37 кг в зависимости от активности симбиоза

Таблица 8

Накопление азота (кг/га) в вегетативных органах люцерны к укосной спелости.

ГЬд жизни, год, укос Контр. РМо РМоин РинИр1 РинИр7 РМоинИр7

1 1996 126,3 141,8 151,6 167,4 116,4 111,6

1997 135,6 148,7 169,6 185,8 126,7 122,3

2 1997 I 123,0 130,3 141,4 145,6 123,5 125,4

II 84,1 88,9 99,2 100,6 92,1 91,5

III 69,9 74,1 82,6 86,4 82,7 79,8

Всего за год 277,0 293,3 323,2 332,6 298,3 296,7

1998 I 84,6 89,5 90,5 94,1 87,5 88,3

II 49,0 52,4 53,0 55,6 52,9 56,2

III 48,8 49,1 50,8 51,6 49,8 51,2

Всего за год 182,4 191,0 194,3 201,3 190,2 195,7

3 1998 I 71.1 71,5 72,5 72,9 73,6 73,1

II 48,6 50,0 53,2 53,9 52,7 53,2

III 49,0 49,3 51,9 53,7 52,6 53,2

Всего за год 168,7 170,8 177,6 180,5 178,9 179,5

Максимальное потребление и вынос фосфора меньше изменялись в зависимости от условий выращивания и были в пределах - 2,2... 3,6 и 2,1...3,2 кг/т сена. По мере улучшения условий бобовори-зобиального симбиоза эти показатели снижаются.

При разработке системы удобрений необходимы сведения о источниках азота в питании растений в зависимости от условий выращивания. В год посева при недостатке влаги растения люцерны использовали в основном азот почвы, доля азота воздуха составила 21...42% (табл. 9). В 1997 г. при лучшей влагообеспечен-ности она возросла до 48...61%. На второй год пользования посевом при достаточной влагообеспеченности в 1997 г. доля азота воздуха в питании растений увеличилась до 70...74%.

Оптимизация режима минерального питания фосфором, молибденом и инокуляция семян активным штаммом активизировали сим-биотическую азотфиксацию и повысили долю азота воздуха в питании растений в год посева на 3...10Х, на второй год пользования посевом - на 1...4Ж. В засушливом 1998г. доля азота возду-

ха в питании растений второго года жизни снизилась до 40...42%, а на посевах третьего года жизни - до 36...40%.

Таблица 9

Доля участия источников азота в питании растений люцерны.

Потреблено азота Контр. РМо РМоин РинИр! РинИр? ШоинИр7

Год посева, 1997

Всего, кг/га 136 149 170 186 147 142

в т.ч. из почвы 71 73 78 73 77 74

% из воздуха 48 51 54 61 48 49

Второй год жизни , 1997

Всего, кг/га 277 293 323 333 298 297

в т.ч. из почвы 78 79 87 88 90 84

% из воздуха 72 73 73 74 70 71

Третий год жизни , 1998

Всего, кг/га 169 171 178 180 179 179

в т.ч. из почвы 99 104 107 109 114 113

% из воздуха 40 40 40 40 36 36

Качество корма люцерны определяется содержанием сырогс белка, безазотистых экстрактивных веществ, клетчатки, жира, а также зольных элементов. Результаты биохимического анализа растений показывают, что с улучшением обеспеченности люцерны азотом повышается содержание сырого белка с 17,1...22,8% дс 19,9...23,5%, при этом содержание БЭВ, клетчатки и жира несколько снижается: БЭВ с 32,0...35,1% до 31,0...34,5%, клетчатки - с 20,3...25,1 до 20,0...23,5%, жира с 3,3...4,7 до 3,1... 4,3%. Содержание золы имеет тенденцию увеличиваться. Сбор белкг с гектара является функцией величины урожая и содержания е нем сырого белка. В год посева сбор белка был в диапазоне 694.. 1162 кг/га, увеличиваясь по мере улучшения условий минерального питания (табл. 10). На второй год пользования посевом е 1997 г при оптимизации условий минерального питания и оптимальной влагообеспеченности он возрастал на 19,6% по сравнении: с контролем - с 1732 до 2072 кг/га. При недостаточной влагообеспеченности в 1998 г различия в сборе растительного белка по вариантам были значительно меньше - в посевах второго года

они составили 11%, а в посевах третьего года жизни растений -10%.

Таблица 10

Сбор белка с урожаем люцерны, кг/га.

Год Контр. РМо РМоин РинИр1 РинИр? РМоинИр?

Год посева

1996 788 888 950 1043 725 694

1997 850 931 1063 1162 794 763

Второй год жизни

1997 1732 1832 2019 2072 1867 1854

1998 1140 1207 1215 1271 1189 1249

Третий год жизни

1998 1054 1068 1110 1159 1118 1123

За 5 опыто-лет 5564 5926 6357 6707 5693 5683

Ценность бобовой культуры, как предшественника, определяется количеством органического вещества и азота, оставляемого после её уборки. За 3 года пользования посевом в контрольном варианте накопилось более 22 ц абсолютно сухого вещества корней и около 8 ц пожнивных остатков. В варианте с использованием ир-лита-1 масса корней и пожнивных остатков была более 35 ц абсолютно сухого вещества или около 15 т/га сырой массы, в которой содержалось около 60 кг азота.

Энергетическая оценка изучаемых приемов показала, что лучшие результаты имеет вариант с оптимизацией фосфорного питания, инокуляцией семян активным штаммом ризобий и предпосевной обработкой их ирлитом-1: коэффициент энергетической эффективности возрос с 7,1 в контроле до 8,0, биоэнергетический коэффициент -с 8,1 до 9,0, энергетическая себестоимость сена снизилась с2,26 до 2,04 ГДм/т, белка - с 11,84 до 10,30 ГДм/т. При этом экономия невосполнимой энергии на симбиотическую фиксацию азота воздуха составила 31 ГДж/га.

Следовательно, вариант РинИр1 не только повышает симбиотическую активность и продуктивность люцерны, но и дает наибольший энергетический эффект.

выводы

1. Люцерна синегибридная сорта Кизлярская в предгорной зоне РСО-Алания на выщелоченных черноземах при достаточной обеспеченности макро- и микроэлементами, инокуляции семян активны* штаммом ризобий 425а, за вегетацию второго года жизни растени( фиксирует до 246 кг азота воздуха на 1 га и формирует урояа! сена более 10 т/га.

2. Влажность почвы в диапазоне от 60 до 95% ППВ являете) оптимальной для реализации потенциальной симбиотической азотфик сации и продуктивности люцерны. Периодическое опускание её д< 50% ППВ снижает массу активных клубеньков в .1,7 раза, количество фиксированного азота воздуха - в 2,2 раза; площадь листье! и накопление сухого вещества - в 1,3 раза, а также содержанш сырого белка в вегетативных органах на 3,1...3,5%.

3. Нижним порогом оптимальной обеспеченности люцерны подвижным фосфором является повышенное содержание - около 13< мг/кг почвы (по Чирикову). При среднем содержании снижаете; масса активных клубеньков в 2,9 раза, количество фиксированное азота воздуха - в 1,6 раза, площадь листьев и накопление сухоп вещества - в 1,3 раза, по сравнению с повышенным.

4. Оптимизация фосфорного питания, инокуляция семян и об работка их ирлитом-1, активизируя симбиоз, увеличивают площад листьев на 21...29%, накопление сухого вещества на 19...27% количество фиксированного азота воздуха со 190 в контроле д 246 кг/га, содержание азота во всех органах растений и накопле ние его посевом с 277 кг/га до 333 нг/га, содержание сырог белка с 22,8% до 23,5%; сбор белка с гектара с 1732 до 207 кг/га, при этом снижают содержание БЭВ, клетчатки и жира.

5. Ирлит-7, имеющий высокую кислотность, ингибировал в го посева формирование клубеньков, при этом содержание азота в всех органах растений было ниже, чем в контрольном варианте снизилась доля азота воздуха в питании растений в сравнении с вариантом ирлит-1 на 13...22%, в последующие годы отрицательно влияние его на симбиоз нивелировалось.

6. Содержание фосфора в органах растений люцерны по вари антам опыта мало различалось, однако, отмечена четкая тенден ция снижения его с повышением содержания азота в растениях

В варианте без обработки семян риэоторфином содержание фосфора в листьях было в диапазоне 0,29...0,39%, а в варианте с наиболее активной азотфиксацией - 0,27...0,35%.

7. Максимальное потребление азота 1 т сена изменялось в зависимости от условий выращивания в диапазоне 35...46 кг, вынос азота 1 т сена - 28...37 кг. Максимальное потребление и вынос фосфора изменялись значительно меньше, соответственно -2,2...3,6 и 2,1...3,2 кг/т сена; по мере улучшения условий бо-боворизобиального симбиоза эти показатели снижаются.

8. Доля азота воздуха в питании растений в год посева при недостатке влаги составила 21...42%, а при лучшей влагообеспе-ченности она возросла до 48...61%. На второй год пользования посевом при достаточной влагообеспеченности доля азота воздуха увеличилась до 70...74%. В засушливом 1998 г. она снизилась до 40.. .42%'.

9. С корнями и пожнивными остатками к концу третьего года пользования посевом в почве остается 30...36 ц/га абсолютно сухого вещества, в котором содержится 38...60 кг азота на 1 га. По мере улучшения условий бобоворизобиального симбиоза увеличивается количество корневых остатков в почве на 19,6% и содержание в них азота на 30,5% по сравнению с контролем.

10. Лучшие показатели энергетической оценки технологических приемов возделывания люцерны оказались при оптимизации фосфорного питания, инокуляции семян активным штаммом ризобий и предпосевной обработке семян ирлитом-1: коэффициент энергетической эффективности возрос с 7,1 до 8,0, биоэнергетический коэффициент - с 8,1 до 9,0, энергетическая себестоимость сена снизилась с 2,26 до 2,04 ГДж/т, белка - с 11,84 до 10,30 ГДж/т. При этом, экономия невосполнимой энергии на симбиотическую фиксацию азота воздуха составила 31 ГДж/га.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения урожая сена люцерны в предгорной зоне РСО-Алания более 10 т/га при фиксации азота воздуха до 250 кг/га необходимо довести содержание подвижного фосфора до 130 мг/кг почвы, перед посевом семена обработать местной агрорудой ирлитом-1 совместно с риэоторфином, содержащим активный штамм ризобий 425а.

2. Для реализации потенциальной симбиотической активности и продуктивности люцерны необходимо поддерживать влажность пахотного слоя почвы не ниже 60% ППВ (влажность разрыва капилляров).

Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. Энергетическая эффективность агротехнических приемов п возделывании люцерны в предгорной зоне РСО-Алания. Тезисы док X межвузовской конференции "Экология и безопасность горных тер риторий". Владикавказ, 1997. С. 18-19 (в соавторстве).

2. Показатели эффективности азотфиксации люцерны. Итоги Н Горского Госагроуниверситета. Владикавказ, 1997. С.46(в соавторст

3. Роль агротехнических приемов в повышении интенсивност азотфиксации посевами люцерны на выщелоченных черноземах PCO Алания. Известия ТСХА, вып. 1, 1998. С. 87-95 (в соавторстве).

4. Роль люцерны в повышении плодородия склоновых земель В кн.: Горные и склоновые земли России. Владикавказ, 1998.

С. 129-130 (в соавторстве).

5. Экологические аспекты повышения урожайности люцерны и качества на выщелоченных черноземах. В кн.: "Растительные ресу сы и биотехнология в агропромышленном комплексе". Владикавказ 1998. С. 222-223 (в соавторстве).

6. Нетрадиционные удобрения в повышении плодородия почвы В кн.: Антропогенная деградация почвенного покрова и мер её предупреждения. М., Почвенный институт им. В.В.Докучаева 1998. С. 315-316 (в соавторстве).

7. Оптимальная влажность почвы для люцерны. Тезисы докла дов к конференции по итогам научно-исследовательской работы з 1998 г. Владикавказ, 1999. С. 45-47 (в соавторстве).

Сдано в набор 25.08.93 г. формат 60x84/16. Бумаг« писчая. Усл.п.л. 1,0. Тираж 100.

362040, Владикавказ, ул.Кирова, 37. Типография Горского ГАУ.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Козырев, Асланбек Хасанович, Владикавказ

ГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

КОЗЫРЕВ АСЛАНБЕК ХАСАНОВИЧ

Симбиотическая активность и продуктивность люцерны в зависимости от режима минерального питания ( в предгорной зоне PCO-Алания )

Специальность 06.01.09 - растениеводство

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук профессор А.Т.Фарниев

Владикавказ 1999

СОДЕРЖАНИЕ Стр.

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

1. СИМБИОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛЮЦЕРНЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ ( обзор литературы).

1.1. Особенности биологии люцерны, распространение и использование ............................................... 6

1.2. Белковая продуктивность и качество корма в зависимости

от условий выращивания ................................................................9

1.3. Условия активного бобоворизобиального симбиоза ................13

1.4. Агротехническое и экологическое значение многолетних бобовых трав .....................................................................19

1.5. Использование ирлитов в растениеводстве .......................23

2. ЗАДАЧИ РАБОТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Цель и задачи исследований .............................. 27

2.2. Место, условия и методика исследований ................ 28

3. ПАРАМЕТРЫ ФАКТОРОВ СРЕДЫ, ОПТИМАЛЬНЫЕ ДЛЯ ВЫСОКОАКТИВНОГО БОБОВОРИЗОБИАЛЬНОГО СИМБИОЗА.

3.1. Влияние концентрации раствора молибдена на всхожесть семян люцерны ..................................................................................38

3.2. Нижний порог оптимальной влажности почвы для люцерны... 40

3.3. Нижний порог оптимальной обеспеченности почвы фосфором. 43

4. СИМБИОТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОСЕВОВ ЛЮЦЕРНЫ.

4.1. Формирование симбиотического аппарата ................. 49

4.2. Удельная активность симбиоза и количество фиксированного азота воздуха ......................................... 58

5. ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОСЕВОВ ЛЮЦЕРНЫ.

5.1. Рост и развитие растений .............................. 63

5.2. Динамика площади листьев .............................. 67

5.3. Динамика накопления сухого вещества посевами и урожай

сена люцерны .......................................... 70

6. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И КАЧЕСТВО УРОЖАЯ ЛЮЦЕРНЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АКТИВНОСТИ СИМБИОЗА.

6.1. Содержание азота и фосфора в органах растений ......... 79

6.2. Потребление элементов питания растениями .............. 82

6.3. Максимальное потребление и вынос элементов минерального питания единицей урожая ............................... 88

6.4. Доля участия азота воздуха в питании растений ......... 91

6.5. Кормовые достоинства люцерны в зависимости от условий выращивания ........................................... 97

6.6. Количество органического вещества и азота, оставленного

в почве с корневыми и пожнивными остатками ............ 103

7. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЛЮЦЕРНЫ .................................................107

ВЫВОДЫ ................................................112

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ .............................. 114

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ...................... 115

ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................128

ВВЕДЕНИЕ

Люцерна является основной многолетней бобовой культурой южных районов нашей страны, выращиваемой на сенаж, сено и зеленый корм. Потенциальная продуктивность этой культуры более 20 т сена на 1 га за вегетацию, а азотфиксирующая активность достигает 600 кг/га в год. Однако в предгорной зоне PCO-Алания урожай сена остается на уровне 3-5 т/га, симбиотическая фиксация азота люцерной ослаблена из-за несоответствия параметров некоторых факторов среды требованиям биологии культуры. Изучение условий бобово-ризобиального симбиоза, определение факторов, лимитирующих активность симбиоза в экологических условиях предгорной зоны и возможности оптимизировать параметры этих факторов является актуальной задачей сельскохозяйственной науки.

Представляет практический интерес изучение эффективности использования местных природных агроруд ирлита-1 и ирлита-7 при возделывании люцерны.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые в предгорной зоне РСО-Алания изучена целесообразность применения местных агроруд при возделывании люцерны, влияние уровня обеспеченности элементами минерального питания, метеорологических условий года и активности симбиоза на формирование и активность симбиотического аппарата, фотосинтетическую деятельность посевов и уровень урожая и его качество.

Реализация результатов исследований - оптимизации фосфорного питания, инокуляции семян активным штаммом ризобий, предпосевной обработки семян ирлитом-1 позволит повысить симбиоти-ческую азотфиксацию до 250 кг азота воздуха на 1 га в год и урожай сена до 10 т/га.

Результаты исследований доложены на научно-производствен-

ной межвузовской конференции, Владикавказ, 1997 г; на десятой межвузовской конференции " Экология и безопасность горных территорий", Владикавказ, СОГУ, 1997 г; на всероссийской научно-практической конференции - "Горные и склоновые земли России, пути предотвращения деградации и восстановления их плодородия", Владикавказ, СКНИИГПСХ, 1998; на всероссийской конференции "Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения", М., Почвенный институт им. В.В.Докучаева, 1998 и обсуждены на совместном совещании кафедр агрономического факультета. Всего опубликовано 11 работ, в том числе 6 по теме диссертации.

В решении отдельных вопросов принимали участие сотрудники отдела селекции и семеноводства многолетних трав Северо-Кавказского НИИ горного и предгорного сельского хозяйства, за что выражаю им искреннюю благодарность.

Я благодарю Заслуженного деятеля науки РФ доктора сельскохозяйственных наук профессора Г.С.Посыпанова за методическую помощь в разработке программы исследований и консультации в процессе ее выполнения.

1. СИМБИОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛЮЦЕРНЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ ( Обзор литературы )

1.1. Особенности биологии люцерны, распространение и

использование.

Люцерна относится к числу древнейших кормовых культур. Как кормовое растение она известна более 7 тыс. лет назад (Кобурин, 1908; Константинов, 1923; Васильченко, 1950; Тарковский, 1959; Гончаров, Лубинец, 1985). Единого мнения о центре происхождения люцерны у исследователей пока нет, так как введение в культуру осуществлялось не в одном, а в нескольких регионах и в разное время.

В.Г.Батыренко, (1916), П.Н.Константинов, (1930), Г.Вернер, (1930), Е.Н.Синская (1950), з.ь.воНюп (1962) полагают, что центром происхождения культуры люцерны является Древний Иран и Передняя Азия.

В настоящее время люцерна является одной из самых распространенных культур. Она возделывается более чем в 80 странах мира. Во многих странах за её кормовые достоинства называют "Королевой" кормовых культур, а арабское название люцерны а1£а-а1£а - первая-первая.

Посевная площадь её в мире составляет около 50 млн. га, из которых в США находится 11,7 млн. га, в бывшем СССР - 7,5 млн, Канаде - 2,4 млн, Венгрии - 450 тыс, Болгарии - 400, Польше - 250 тыс.га. В бывшем СССР основные посевы люцерны размещались в Средней Азии, на Урале, в Нижнем Поволжье, на Северном Кавказе и Закавказье (Айзенберг, 1963; Редзок, Сидорова, Белинская, 1979).

В восьмидесятые годы люцерна широко внедрялась в районы

Нечерноземной зоны. В 1976 г. под ней здесь было занято 485 тыс. га, в ближайшие годы площадь посева может быть увеличена до 1,5-2 млн. га, а в перспективе до 8-10 млн. га (Вавилов, Посыпанов, 1978; Инькова, 1973; Петров, 1975; Кашин, 1976; Посыпанов, 1976; Наговицина, Булыгина, 1977; Посыпанов, Чернова, Кашин, 1977; Посыпанов, Шильникова, 1977).

Несмотря на то, что люцерна относится к культурам длинно-дневного фотопериодизма она весьма требовательна к условиям выращивания. К реакции почвенного раствора люцерна более требовательна, чем клевер луговой. На кислых почвах она погибает. Наиболее благоприятной для нее является рНС0Л в пределах 6,5 -7,5 (Кашин, Посыпанов, 1973). Причиной плохого развития и гибели люцерны на кислых почвах является не только вредное воздействие иона водорода, но также и повышенное содержание подвижного аллюминия, активность которого возрастает при кислотности почвы ниже рН 5,0.

Люцерна достаточно холодостойкая культура. Семена начинают прорастать при температуре 5-7°С. При низких температурах люцерна долго не всходит, часть семян загнивает, всходы получаются изреженные (Андреев, 1961). Люцерна морозоустойчивее клевера, обладает высокой зимостойкостью, но плохо переносит резкие колебания температур осенью и ранней весной, особенно при переувлажнении почвы.

Люцерна обладает необычайно высокой энергией роста, быстро и хорошо отрастает после укосов и стравливания. По данным Г.С. Посыпанова (1983) в условиях Нечерноземной зоны она гарантированно дает два полноценных укоса, а иногда имеется возможность получать три, используя на зеленый корм.

Весной люцерна отрастает на 8-10 дней позже клевера лугового в зависимости от возраста растений, сорта, особенностей

участка и агротехники, но потом обгоняет и первый укос формирует на 1,5-2 недели раньше. Разница в темпах отрастания заметна в засушливые годы. По-видимому, это объясняется более мощной корневой системой люцерны, уходящей глубоко в подпочвенные слои. Благодаря такой корневой системе люцерна лучше переносит засуху. Несмотря на высокую засухоустойчивость, наибольшие урожаи люцерна дает при влажности почвы не ниже влажности разрыва капилляров. Вместе с тем она не переносит избыточного увлажнения и заболоченных мест, высокого уровня грунтовых вод.

Люцерна - высокоурожайная и многоукосная культура. В Средней Азии, Закавказье, в южных районах России в условиях орошения в чистом посеве она способна давать 4-5 и более полноценных укосов с общим урожаем сена 10-20 и даже 30 т/га (Степанов, 1959; Андреев, 1961; Рафаэлян, 1966; Головин, 1968; Разин, 1973; Смуригин, 1974). Известны случаи (Соколов, Овчинников, Макс, 1934), когда в южных районах США люцерна давала до 11 укосов за год.

Фактические урожаи сена значительно меньше, без орошения в Поволжье получают 4,5-6,0 т/га, на Украине - 4,0-5,0 т/га, в Центральном Черноземном районе - 4,0-5,0 т/га, на Северном Кавказе - 3-5 т/га (Унежев, 1997) и в республиках Прибалтики 4,5-5,0 т/га (Лишинский, 1984; Смуригин, 1985).

Опытами Белорусского научно-исследовательского института земледелия установлено, что в годы с достаточным количеством осадков урожай сена люцерны достигает 13,0-15,0 т/га или 50,060,0 т/га зеленой массы (Семенов, Радионов, Лукашик, Чаева, Рабцевич, 1976).

Результаты исследования ВолжНИИГиМ показали, что в Заволжье при орошении люцерна формирует самый высокий среди многолетних трав урожай сена наименьшей себестоимости. В среднем за

ряд лет урожай сена этой культуры составил 11,1 т/га, клевера лугового - 5,4 т/га, донника белого - 4,5 т/га, костреца безостого - 5,7 т/га. Сбор белка составил соответственно: 2,42; 1,35; 1,1 и 0,92 т/га, а себестоимость 1 кг его - 8,52; 15,89; 13,79; 22,14 руб. в ценах 1988 г.

Как показывает обзор литературы по этому вопросу, люцерна - многоукосная, высокоурожайная культура и она распространена во многих странах мира и во многих районах нашей страны. Кроме того, по белковитости она превосходит все другие кормовые культуры.

1.2. Белковая продуктивность и качество корма в зависимости от условий выращивания.

Травостой люцерны используется для получения разных видов корма - зеленой массы, сена, травяной белково-витаминной муки, травяной резки, кормовых гранул и брикетов, сенажа, силоса и высокобелкового концентрата. Многими исследователями подчеркивается высокая питательная ценность люцерны. Изучению её химического состава посвящены многочисленные работы как отечественных, так и зарубежных исследователей (Томмэ, Ксанфопуло, Семеновская, 1948; Томмэ, 1955, 1964; Dent et ai, zaieski,1954; Ивановский, 1956; Попов, 1956, 1961; wilding stahmen,smith, 1960; Сметанникова, 1967; Инькова, 1973; Андреев, Инькова, 1974; Посыпанов, Кашин, 1976).

Работами этих и многих других авторов доказано, что по химическому составу и кормовой ценности люцерна превосходит все злаковые кормовые травы и не имеет конкурентов даже среди многолетних бобовых культур.

Люцерна при соответствующей агротехнике может давать высо-

кие урожаи массы на самых разнообразных типах почв, за исключением склонных к заболачиванию.

По качеству белка и содержанию незаменимых аминокислот люцерна превосходит многие кормовые культуры, в том числе и бобовые - клевер, эспарцет и донник (Гончаров, Лубинец, 1985). В ее зеленой массе содержатся в достаточном количестве необходимые для нормальной жизнедеятельности животных витамины - каротин (провитамин A), Bg, Д, Е, К, С и РР (Лубинец, 1956; Вередченко, Кель, Штакова, 1967; Левошкин, 1971; Тарковский и др., 1974).

Полноценность белков определяется качественным составом аминокислот и физико-химическим составом самих белков. Исследованиями ряда ученых (Смирнова-Иконникова, Глаголева, 1954; Ходасевич, 1957; Wildonen , Statmen , Smith, I960; ПОЗНОХИРИН, 1961) показано, что в люцерне большая часть белков (81-91%) представлена водорастворимой фракцией, обладающей наибольшей каталитической активностью, они содержат все незаменимые аминокислоты. По данным И.С.Попова в одном килограмме люцернового сена содержится 4,8 г лизина, 2,3 г триптофана, 3,7 г тирозина, 4,4 г цистина, 12 г аргинина, 2,4 г гистидина.

Наибольшее количество белка накапливается в листьях люцерны, что превышает содержание его в стеблях в 2-2,5 раза (Крист-калне, 1964; Ходасевич, 1961). Установлено, что наиболее высокая концентрация сырого белка у люцерны наблюдается в ранние фазы развития - стеблевание, далее происходит ее снижение (Мироненко, 1959; Инькова, 1973).

В связи с этим скашивание люцерны на корм рекомендуется проводить не позднее фазы бутонизация-начало цветения (Соловьев, 1948).

На сильную изменчивость химического состава люцерны в разных фазах развития указывали С.Я.Зафрен (1951), Н.Г.Андреев

(1961), Н.Г.Андреев, К.А.Карпов (1965), В.Н.Литвинов, Э.М.Бояри-нов (1969), И.С.Шатилов (1969).

Установлена закономерность снижения содержания питательных веществ в люцерне от ранних фаз к поздним (Ларин, 1936, 1955; Ланушонок, 1955; Вередченко, Кель, Штакова, 1967; Литвинов, Бояринова, 1969; Тарковский, 1971; Дулесова, 1971; Прокошев, 1972).

М.И.Смирнова-Иконникова (1950), В.И.Гузикова (1954), П.А. Сергеев (1963) наблюдали, что с нарастанием сухого вещества у люцерны снижается содержание питательных веществ особенно заметно от начала бутонизации до начала цветения. С возрастом растений снижается также содержание минеральных веществ, увеличивается содержание клетчатки, а содержание жира остается наиболее стабильным.

По мнению М.И.Тарковского и др. (1964) содержание сырого белка и некоторых минеральных веществ возрастает во втором и третьем укосах. По видимому, это связано с более ранними фазами в период укосов.

Данные об изменении химического состава люцерны по годам жизни противоречивы. Исследованиями И.Ф.Радзевенчука (1958), Э.В.Ходасевич (1960) установлено, что содержание белковых веществ и каротина в люцерне при многолетнем использовании не снижается. Однако/ а.и.оег^ (1954), Р.Я.Пленник (1963) отмечают, что различия в содержании белков по годам жизни люцерны могут быть сравнительно большими и достигают 1-4%. Питательность корма люцерны изменяется под действием обеспеченности элементами минерального питания, а также соотношения их в почве. Изменение химического состава надземной части растений происходит и при изменении облиственности растений, соотношения листьев и стеблей, имеющих разный биохимический состав (Дуэлл, 1958; Ларин,

1969; Комарова, 1970; Рафаэлян, 1970; Черебедова, 1971; Попова, 1973; Инькова, 1973).

В.Н.Бова (1973), М.А.Смирнова-Иконникова (1973), Г.С.Посы-панов (1983) обосновывают изменение химического состава растений люцерны с типом азотного питания. Потребление фосфора и калия возрастает при усвоении азота симбиотическим путем.

Многочисленными опытами доказана зависимость интенсивности поглощения питательных веществ от фазы развития растений. По данным Н.Г.Андреева (1970), при накоплении 25% сухого вещества молодые растения потребляют фосфора 75%, а калия 50% от наибольшего потребления. 0 снижении и прекращении поглощения фосфора стареющими растениями сообщает И.Ф.Туева (1966).

Содержание фосфора в одну и ту же фазу развития больше в молодых листьях верхнего яруса, чем в старых нижних (Ратнер, 1965).

Хорошие кормовые качества люцерны обуславливаются высокой облиственностью растений. Листья люцерны содержат до 25% белка на сухое вещество. В 1 кг сена люцерны может содержаться до 85 г переваримого белка, что соответствует примерно 170 г на 1 кормовую единицу (Степанов, 1959; Оглезнева, 1963; Андреев, Карпов, 1970; Березкин, Варварина, 1974).

Из минеральных веществ в люцерне в больших количествах содержится кальций, фосфор, сера, причем кальция больше, чем в клевере (Ванюков, 1951; Тарковский, Константинова, 1959).

Сравнительная оценка кормовых культур показала, (Терещенко, 1983), что по урожайности и выходу белка с единицы площади люцерна не имеет себе равных.

- IB -

1.3. Условия активного бобоворизобиального симбиоза.

Превосходные кормовые качества люцерны дополняются не менее важным достоинст�