Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Создание сеяных травостоев на пашне и их многоукосное использование в условиях южной зоны Амурской области

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Беркаль, Ирина Васильевна, Благовещенск

у* : .

- Л ' '' -/л?

, ..У

Дальневосточный Государственный Аграрный Университет

На правах рукописи

Беркаль Ирина Васильевна

Создание сеяных травостоев на пашне и их многоукосное использование в условиях южной зоны Амурской области

06.01.09 - растениеводство

Диссертация

на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель : кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Емельянов А.П.

Благовещенск, 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА I. Обзор литературы 9

1.1. Пути повышения эффективности агроэкосистемы и укрепления кормовой базы животноводства 9

I. 2 Биологические особенности используемых трав 14

I. 3. Сравнительная характеристика злаковых и злаково-бобовых травостоев и подбор травосмесей 20

I. 4. Влияние минеральных удобрений на продуктивность сеяного травостоя 25

I. 5. Химический состав и питательная ценность корма 32 ГЛАВА II. Почвенно-климатические условия и методика проведения исследований 36

II. 1. Климатические особенности Амурской области 36 II. 2. Погодные условия в годы исследования 40 II. 3. Агрохимическая характеристика опытного участка 44

II. 4. Методика исследований. Схемы опытов 46 ГЛАВА III. Влияние норм высева злаковых, бобовых трав и

их смесей на высоту растений 50

III. 1. Динамика высоты растений кострецово-люцерновой смеси

при трёхукосном использовании 50

III.2. Динамика высоты растений злаковых, бобовых трав

и их смесей при трёхукосном использовании 58

ГЛАВА IV. Влияние норм высева злаковых, бобовых трав и

их смесей на плотность травостоя 64

IV. 1. Плотность сеяного травостоя кострецово-люцерновой смеси

при трёхукосном использовании 64

IV. 2. Плотность сеяных злаковых, бобовых трав и их смесей

при трёхукосном использовании 73

ГЛАВА V. Видовой состав сеяного травостоя при трёхукосном использовании 86

V.l. Видовой состав травостоя кострецово-люцерновой смеси при трёхукосном использовании 86

V. 2. Видовой состав злаковых, бобовых трав и их смесей

при трёхукосном использовании 93

ГЛАВА VI. Влияние норм высева многолетних трав и их смесей на урожай сеяного травостоя при трёхукосном использовании 103

VI. 1. Влияние норм высева кострецово-люцерновой смеси

при трёхукосном использовании на урожай сеяного травостоя 103

VI. 2. Урожай злаковых, бобовых трав и их смесей

при трёхукосном использовании 110

ГЛАВА VII. Химический состав и питательная ценность

сеяного травостоя 122

VII. 1. Химический состав и питательность различных соотношений норм высева кострецово-люцерновой смеси при трёхукосном использовании 122 VII. 2. Химический состав и питательность злаковых, бобовых трав и

их смесей при трёхукосном использовании 130

VII. 3. Минеральный состав кострецово-люцерновой смеси

при трёхукосном использовании 137

VII. 4. Минеральный состав злаковых, бобовых трав и их

смесей при трёхукосном использовании 140

ГЛАВА VIII. Энергетическая эффективность возделывания многолетних трав при интенсивном укосном использовании 145

VIII. 1. Энергетическая оценка эффективности кострецово-люцерновой смеси при трёхукосном использовании 145 VIII. 2. Энергетическая оценка эффективности злаковых, бобовых

трав и их смесей при трёхукосном использовании 148

ВЫВОДЫ 151

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 153

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 154 ПРИЛОЖЕНИЯ 168

ВВЕДЕНИЕ

Кормопроизводство и животноводство являются важнейшими составными частями агропромышленного комплекса, темпы и научно-технический уровень развития которых во многом определяют практическое решение крайне обострившейся производственной проблемы в стране. В настоящее время обеспеченность скота кормами в среднем по стране не превышает 2500...2700 кормовых единиц; тогда как в странах ЕЭС, этот показатель составляет 3600, а в США - 4500 кормовых единиц [58].

С 1978 года по 1993 год площади сенокосов и пастбищ России сократились с 84 до 76,2 млн. га, или на 10%, в то же время кормовой клин на полевых землях увеличился с 38,2 до 44 млн. га, что составляет 38,1% посевной площади сельскохозяйственных культур. В связи с этим, главной задачей в области кормопроизводства должна быть стабилизация производства кормов, а в дальнейшем - восстановление и совершенствование интенсификации отрасли [10, 24, 78].

Недостаток растительных кормов высокого качества не позволяет сбалансировать рационы по важнейшим показателям, и, прежде всего, по обменной энергии и протеину. Главным источником кормового белка для животноводства в настоящее время остаются растительные корма. Удельный вес их в общем балансе кормового белка сейчас составляет 94...95%, из которого примерно 65...70% приходится на зернофуражные и другие кормовые культуры, возделываемые на пашне, а 30% - на корма, полученные с сенокосов и пастбищ. Проблема кормового белка в стране решается на научной основе, исходя из физиологических потребностей сельскохозяйственных животных с учётом их продуктивности за счёт: совершенствования видового и сортового состава кормовых культур, экологически чистых технологий возделывания кормовых культур, создания и интенсивного использования сенокосов и пастбищ [97, 110, 162].

В Амурской области более 80% кормов производится на пашне, кормовыми культурами занято около 250 тыс га. Расширение посевных

площадей под кормовые культуры имеет ограниченные возможности, особенно в южной зоне, поэтому особое значение приобретает разработка приёмов интенсивного использования пашни за счёт резкого повышения урожайности кормовых культур.

Многолетние травы в Приамурье в структуре кормовых культур занимают более 50% площади их посева, в последние годы доведены до 197 тыс га. На перспективу намечается сохранить темпы посева кормовых культур на этом же уровне. В настоящее время фактическая продуктивность с 1 га, занятого многолетними травами, составляет около 1000 кормовых единиц, или в 1,5...2 раза ниже зернофуражных и силосных культур. Это объясняется невысокими урожаями: 15... 17 ц/га сена, 80... 100 ц/га зелёной массы. Ботанический состав и химизм растительности определяется неравномерным выпадением осадков в условиях чередования зимнего и летнего муссонов. Сухая и холодная весна, переувлажнённые лето и осень, морозная и бесснежная зима затрудняют возделывание многолетних трав, способствуют распространению устойчивых к неблагоприятным климатическим условиям культур, главным образом злаковых. Полученные из такого травостоя корма малопитательны. Одной из причин низкой урожайности и питательности многолетних трав является незначительное содержание бобовых трав и злаково-бобовых травосмесей. Из общей площади многолетних трав 80% занимает тимофеевка луговая, 3% клевер красный, 5...7% кострец безостый, 3% волоснец (пырейник сибирский), 0,5% люцерна [50, 54].

Основным вопросом в полевом кормопроизводстве является разработка и внедрение технологий создания и рационального использования травостоев, обеспечивающих получение высокопитательного корма при минимальных затратах энергетических средств.

Это, во первых, создание на части площадей злаковых травостоев, с большим энергетическим эффектом использующих азотные минеральные удобрения; во вторых, создание в соответствующих условиях злаково-бобовых травостоев, исключающих необходимость применения азотных удобрений, т.е., включение в оборот биологического источника азота; в третьих,

совершенствование технологий использования травостоев с целью обеспечения выхода с единицы площади наибольшего количества питательных веществ [70, 75, 179].

Замена, хотя бы частичная, минерального азота биологическим азотом, фиксируемым бактериями бобовых трав, выполняет и экологическую задачу -охрану окружающей среды от загрязнения нитратами [111]. В этой связи перед кормопроизводством в настоящее время определился ряд нерешённых вопросов. Не имеют достаточного освещения вопросы оптимальной продолжительности по годам эксплуатации злаковых, бобовых и их смесей в условиях интенсивного удобрения и многоукосного использования [52]. . Требует решения вопрос включения в состав травостоев видов, обеспечивающих удлинение периода поступления зелёного корма с угодий за счёт более раннего отрастания весной, и более позднего использования их осенью.

Не менее важна проблема «надёжного» бобового компонента, обеспечивающего высокую урожайность в первые же годы использования, устойчивого в течение продолжительного периода к интенсивному использованию.

Известно, что продуктивность многолетних трав в значительной степени зависит от питания трав и создания плотного высокоурожайного питательного травостоя из местных многолетних видов трав.

По данным вопросам в Амурской области исследований проведено недостаточно. В связи с этим, нами в 1994 ...1997 годах изучались вопросы по созданию сеяного злаково-бобового травостоя на пахотных землях и интенсивному его использованию в южной зоне Амурской области.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Целью настоящей работы являлось создание сеяных травостоев на пашне и интенсивное их использование, с получением 4...5 тыс. кормовых единиц с гектара.

В связи с этим в плане проведения исследований стояли следующие задачи:

1. Изучить чистые и смешанные посевы злаковых, бобовых трав и их смесей, установить их продуктивность, химический состав и питательную ценность сена при трёхукосном использовании.

2. Подобрать и изучить наиболее оптимальные нормы высева компонентов в кострецово-люцерновых смесях при интенсивном их использовании на пахотных землях.

3. Установить влияние расчётных доз минеральных удобрений на продуктивность, ботанический и химический состав сеяного травостоя.

4. Изучить энергетическую эффективность сеяных травостоев.

Тема исследований является составной частью тематического плана НИР

Дальневосточного Государственного Агроуниверситета.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Впервые в условиях южной зоны Амурской области наиболее полно изучены влияние норм высева костреца безостого и люцерны на продуктивность кострецово-люцерновой смеси при трёхукосном использовании на фоне удобрений при планировании урожайности 4 и 6 тонн сена с одного гектара.

2. Проведена сравнительная оценка чистых и смешанных посевов злаковых и бобовых трав на пашне при трёхукосном использовании на фоне удобрений на планируемую урожайность 4...6 тонн сена с одного гектара.

3. Дана оценка энергетической эффективности возделывания кострецово-люцерновой смеси, чистых и смешанных посевов злаково-бобовых травостоев; выявлена степень окупаемости энергозатрат на одну тонну сена.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

Полученные экспериментальные данные имеют определённое научно-

производственное значение. Разработаны и научно обоснованы оптимальные

нормы высева кострецово-люцерновой смеси, изучены чистые и смешанные посевы злаковых и бобовых трав. В полевых опытах выявлено положительное влияние расчётных доз минеральных удобрений на урожай сеяного травостоя. Применение минеральных удобрений позволяет получить травостой, отличающийся сбалансированным химическим и минеральным составом и высокой питательной ценностью. При этом себестоимость одной тонны сена значительно уменьшается. Полученные данные были применены в учхозе ДальГАУ Благовещенского района Амурской области.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Разработанные рекомендации нашли отражение при публикации «Системы земледелия учебно-опытного хозяйства ДальГАУ», г. Благовещенск, 1998 год; использовались при создании сеяного травостоя на пашне 130 и 260 гектаров.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные положения диссертационной работы доложены: на заседаниях кафедры растениеводства и кормопроизводства и учёного совета Института Агроэкологии (1996 - 1998 гг.);

на научно-практической конференции УНПК ДальГАУ, Благовещенск -Ивановка (1995 - 1998 гг.);

на общеуниверситетских тематических научных конференциях профессорско-преподавательского состава в 1994, 1995, 1996, 1997, 1998 годах.

СТРУКТУРА И ОБЪЁМ ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, почвенно-климатических условий и методики исследований, результатов исследований, выводов и предложений производству. Список используемой литературы включает 192 источников отечественных и 5 зарубежных изданий. Работа изложена на 167 страницах машинописи, иллюстрирована 32 таблицами и 16 рисунками. Приложение содержит 31 таблицу.

глава i. Обзор литературы

1.1. Пути повышения эффективности агроэкосистемы и укрепления кормовой

базы животноводства В биосфере каждый биологический вид, в том числе и человек, имеет свои интересы, утверждают В. Вернадский [26, 27, 28] и М. Камшилов [64]. Причём эти интересы, т.е. потребности в энергии и веществе, удовлетворяются через освоение той или иной информации, указывают эти авторы. Человечество в этом отношении не является исключением. Вся сложность заключается в том, что человек свои потребности в энергии и веществе удовлетворяет опосредованно, т.е. через получение экономической прибыли [69]. Поэтому деятельность в биосферных отраслях производства (сельское, лесное хозяйство и т.д.) должна быть экономически выгодна для производителя [17]. Прибыль может получаться либо углублением и расширением эксплуатации биосферных ресурсов, либо за счёт интенсификации продукционного процесса в экосистемах, осуществляемой путём своевременной подпитки его антропогенной энергией на основе роста правильной информации.

Первый экстенсивный путь ведёт в конечном счёте к исчерпанию биосферных ресурсов и возможностей агроэкосистем, к экологическому и социально-политическому экстремизму. Второй способ удовлетворения интересов человечества - путь сохранения его как вида, однако и он связан с вероятностью «перегрева агроэкосистем», т.е. к тепловым, химическим, биологическим и другими видами загрязнения [21, 69]. Предотвратить этот перегрев возможно лишь в том случае, если продукционный процесс, т.е. связывание солнечной энергии фотосинтезом будет превышать затраты энергии не только на его усиление, но и на ликвидацию экологических последствий. Это обеспечивается в том случае, если коэффициент эффективности

использования антропогенной энергии будет не менее двух [69, 125]. Всё это достигается только на основе развития информации [29, 90].

В настоящее время по сути дела вся биосфера превратилась в глобальную агроэкосистему, вернее, в техносферу [41], образованную в виде иерархии агроэкосистем низшего порядка.

Под экосистемой следует понимать единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой обитания, в котором живые и косные компоненты связаны между собой потоками вещества и энергии [138].

С учётом роста экологического экстремизма человека, увеличение антропогенного давления на природу и необходимость решения задач сохранения биосферы, агроэкосистему можно определить как единый природно-хозяйственный комплекс, образованный живыми организмами, в том числе человеком, средой обитания и антропогенными образованиями, в котором живые и косные элементы связаны между собой и человеческим сообществом потоками энергии и вещества. При этом человек со своими домашними животными, растениями, средствами производства, предметами и результатами труда, потребностями, технической, научной и духовной мыслью, социально-экономическими отношениями является составной частью данного комплекса [69].

Человечество значительно воздействует на указанные потоки, направляя и регулируя их в своих интересах, учитывая в той или иной мере то, что агроэкосистема - это его место обитания и основное средство производства, предмет труда и результат антропогенной деятельности [114]. Таким образом, агроэкосистема - это и отдельное поле, и хозяйство, и даже целый регион [69].

В основе охраны природы лежит оптимизация указанных потоков в агроэкосистемах и биогеоценозах [184].

Существует два способа интенсификации продукционного процесса в агроэкосистемах и луговых фитоценозах в частности. Один из них - коренной способ улучшения - связан с вливанием в систему залповых доз антропогенной энергии и направлен на уничтожение старой структуры прежнего фитоценоза и создания на её месте новой, обладающей более высокими потенциальными возможностями [140]. Другой способ направлен на постепенное поднятие энергетического уровня агроэкосистемы, на плавную её перестройку, примером его является поверхностное улучшение луга [8, 67, 89, 160].

Каждый из этих способов должен быть адаптирован к конкретному фитоценозу с учётом природных и социально-экономических условий [161]. Вместе с тем следует отметить, что всегда имеется определённая вероятность «соскакивания» агроэкосистемы с более высокого энергетического уровня на низкий [69]. Чтобы эта вероятность не превращалась в реальность, помимо капитального антропогенного вливания в систему энергии и вещества необходимо постоянная тек�