Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Тукосмеси в технологии возделывания люцерновых агроценозов на серых лесных почвах Республики Татарстан

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Тукосмеси в технологии возделывания люцерновых агроценозов на серых лесных почвах Республики Татарстан"

На правах рукописи

СОЧНЕВА Светлана Викторовна

ТУКОСМЕСИ В ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЛЮЦЕРНОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

06.01.04 - агрохимия

5 ДЕК 2013

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

005543331

Казань-2013

005543331

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный аграрный университет» в 2004-2012 годы.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, заслуженный

работник сельского хозяйства Республики Татарстан Миннуллин Генадий Самигуллинович

Научный консультант - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, лауреат Государственной премии в области науки и техники Республики Татарстан, заслуженный деятель науки Республики Татарстан Сафиоллин Фаик Набиевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Таланов Иван Павлович; кандидат сельскохозяйственных наук Биккинина Лилия Мухаммед-Харисовна

Ведущая организация — Государственное научное учреждение «Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Россельхозакадемии

Защита состоится «25» декабря 2013 г. в 10® часов на заседании диссертационного совета Д 220.035.01 при ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» по адресу: 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, д.65, зал заседаний, тел. (факс) 8(843) 236-66-51, е-та!1:тйэ@кг^аи.ги

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан « 23» ноября 2013 г. и размещен на официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации www.vak.eg.gov.ru и ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» http:www.kazgau.ru 21 ноября 2013 года.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах просим направлять по адресу: 420011, г. Казань, Ферма 2, д. 53, агрономический факультет e-mail:info@kazgau.ш

Ученый секретарь . Р

диссертационного совета, _

доктор сельскохозяйственных наук, профессор / ЩМ^Г / Ф.З. Кадырова

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В условиях перехода на новую систему регулирования цен на продукты питания в связи с вступлением Российской Федерации в ВТО очень важно в звене многообразия повседневных задач сосредоточить внимание на тех, решение которых не только гарантирует наиболее быструю окупаемость затрат, но и позволит снять проблему продовольственной безопасности страны. К числу таких приоритетов, несомненно, следует отнести возделывание в широких масштабах люцерновых агроценозов в составе полевых, кормовых и прифермских севооборотов. Включение люцерно-злаковых многолетних трав в состав любого севооборота способствует решению таких глобальных проблем, как производство высокобелковых кормов с низкой себестоимостью, организация высокоэффективного травяного звена зеленого конвейера, оздоровление скота, защита почв от водной, ветровой, технической и ирригационной эрозии, самое главное, коренное улучшение водно-физических, агрохимических свойств почв, повышение урожайности последующих культур севооборота и получение экологически безопасной продукции.

Однако вышеперечисленные задачи успешно решаются тогда, когда создаются условия для роста и развития самих многолетних трав, прежде всего при возделывании их на оптимальном фоне минерального питания.

В связи с этим, управление формированием высокопродуктивных люцерновых агроценозов является актуальной проблемой современного лугового кормопроизводства.

Цель и задачи исследований. Целью нашей работы являлось разработка и внедрение практических приемов увеличения объемов производства энергонасыщенных кормов на основе применения расчетных норм тукосмесей с учетом ботанического состава люцерновых агроценозов, определение параметров изменения физико-химических свойств серых лесных почв, изучение влияния пласта люцерновых агроценозов по разным фонам минерального питания на урожайность последующей культуры кормового севооборота — яровой пшеницы.

Для осуществления поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:

1. Определить энерго- и экономически обоснованные нормы внесения тукосмесей на люцерновых, люцерно-злаковых и злаково-люцерновых травостоях в Предкамской зоне Республики Татарстан.

2. Провести сравнительную оценку качества корма в зависимости от ботанического состава люцернового агроценоза и норм внесения тукосмесей по следующим параметрам: содержание и валовые сборы сырого протеина, сырого жира, сырой клетчатки, БЭВ, суммы Сахаров, насыщенность кормовых единиц переваримым протеином и соотношение переваримого протеина к сумме Сахаров.

3. Изучить влияние люцерновых агроценозов, возделываемых на разных фонах тукосмесей на динамику основных элементов питания серо-лесных почв, структурообразования, накопления биологического азота и урожайность последующей культуры кормового севооборота.

4. Провести проверку результатов исследований в производственных услови-

ях.

5. Рассчитать энерго- и экономическую эффективность применения сбалансированных по питательным веществам тукосмесей на одно- и поливидовых посевах люцерны. т

Работа выполнена в соответствии с Программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению агропромышленного комплекса Российской Федерации в 2005-2010 гг. и соответствует паспорту специальности 06.01.04 - агрохимия.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Укрепление кормовой базы животноводства на основе расширения и повышения продуктивности люцерновых агроценозов путем применения расчетных норм тукосмесей, сбалансированных по основным элементам питания.

2. Влияние люцерновых, люцерно-злаковых и злаково-люцерновых травостоев, возделываемых на расчетных фонах тукосмесей, на динамику физико-химических свойств серых лесных почв Республики Татарстан и урожайность последующей культуры кормового севооборота.

Научная новизна. Впервые всесторонне обоснована высокая эффективность применения расчетных норм тукосмесей в тесной взаимосвязи с ботаническим составом люцерновых травостоев. Доказана кормовая и мелиоративная роль люцерновых агроценозов на серых лесных почвах Республики Татарстан.

Практическая значимость работы. Внедрение предложений автора в сельскохозяйственное производство Республики Татарстан позволяет:

- увеличить валовые сборы кормовых единиц с 1 га люцерновых, люцерно-злаковых и злаково-люцерновых лугов более чем в 1,6; 1,5; 1,8 раза соответственно;

- заготовить корма с содержанием от 174 до 213 г переваримого протеина в кормовой единице;

- улучшить агрофизические и агрохимические свойства серых лесных почв;

- повысить урожайность яровой пшеницы, размещенной по пласту люцерновых агроценозов, на 112-138 процентов.

Внедрение результатов исследований. В 2010-2012 гг. результаты исследований внедрены в ООО «Хаерби» Лаишевского муниципального района Республики Татарстан на площади 520 гектаров. Включение люцерновых агроценозов в полевые, кормовые и прифермские севообороты способствовало сокращению посевных площадей дорогостоящей кукурузы, исключению низкоурожайных однолетних трав и кормосмесей из структуры посевных площадей кормовых культур и сохранению значительных площадей озимой ржи на зерно, используемой раньше в качестве раннего звена зеленого конвейера. Одновременно увеличены объемы заготовок сена, сенажа и силоса, что позволило хозяйству наращивать производство мяса и молока с низкой себестоимостью. По примеру ООО «Хаерби» тукосмеси ЗАО «Агросоль» стали использовать на посевах многолетних трав хозяйства Бав-линского, Актанышского, Азнакаевского, Алексеевского муниципальных районов Республики Татарстан (акты внедрения прилагаются).

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации были доложены и получили положительную оценку на Международных научно-

практических конференциях: «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола, 2009), «Роль аграрной науки в инновационном развитии агропромышленного комплекса» (Казань; 2009), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, посвященной памяти Р.Г. Гареева «Повышение эффективности растениеводства и животноводства - путь к рентабельному производству» (Казань, 2008) и на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Казанского государственного аграрного университета (2005-2011 гг.).

По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 научные статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 228 страницах компьютерного текста, состоит из общей характеристики работы, 8 "глав, выводов и конкретных предложений производству, содержит 14 рисунков и графиков, 6 карт, 8 фотографий, 39 таблиц, 46 приложений. Список литературы включает 156 наименований, в том числе 17 на иностранных языках.

2. УСЛОВИЯ, ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Почвы опытных участков. Полевые опыты в 2004-2009 гг. проводились на опытном поле агрономического факультета Казанского ГАУ, а проверка результатов исследований выполнена в 2010-2012 гг. на полях ООО «Хаерби» Лаишевско-го муниципального района Республики Татарстан. Исходные агрохимические показатели серых лесных почв (0-40 см) были следующими: содержание гумуса по Тюрину 3,91-4,02, подвижного фосфора 152-156 и обменного калия 161-168 мг на кг почвы. Содержание водопрочных агрегатов 43,8-44,6%, наименьшая влагоем-кость почвы 28-29%, рН солевой вытяжки 5,9.

Агрометеорологические условия. От средней многолетней нормы в мае были засушливыми 5 лет исследований (2006, 2007, 2009, 2010 и 2011 гг.), но многолетние травы от майской засухи страдают меньше. Для них очень важно влаго-обеспеченность второй половины вегетационного периода. В этом отношении 2004, 2005, 2008 и 2012 гг. имели явное преимущество по сравнению с другими годами исследований.

Программа исследований. Для решения поставленных задач в течение последних 8-и лет проводили исследования на основе 2-х стационарных (24 варианта в 4-х кратной повторносги) и 2-х производственных (18 вариантов в однократной повторности) опытов. Схемы опытов представлены в последующих главах автореферата.

Методика исследований. Основным методом исследований был полевой опыт, сопровождавшийся необходимыми наблюдениями, учетами и лабораторными анализами.

Полевые опыты проводили по методике ВНИИК им. В.Р. Вильямса (1987), статистическая обработка результатов исследований осуществлялась методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1979). Экономическая эффективность рассчитана общепринятым методом - путем сопоставления прямых затрат со стоимостью полученной продукции в ценах 2012 года. При обработке данных

также был применен индексный метод двухфакторного корреляционно-регрессионного анализа и биоэнергетическая оценка производства кормов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. ВЛИЯНИЕ РАСЧЕТНЫХ НОРМ ТУКОСМЕСЕЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛЮЦЕРНОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ

Рост и развитие растений в начальном этапе органогенеза. В год посева многолетние травы не формируют биомассу, пригодную для заготовки кормов. По этой причине многие специалисты считают, что нет необходимости во внесении минеральных удобрений. Они локализируют свое внимание на создание благоприятных условий питания в последующие годы использования сеяных лугов.

Между тем, тукосмеси, внесенные в год залужения люцерновых сенокосов и пастбищ стимулируют мощность роста всходов (прирост сухой массы люцерны увеличивается от 0,16 до 0,21 г/растение), усиливают формирование корневой системы (прирост от 0,51 до 0,64 см/сутки), способствуют формированию высокого (от 18,4 до 23,7 см) и плотного (от 109 до 130 кустов/м2) травостоя, повышают выживаемость растений в период перезимовки на 26% и определяют судьбу урожая в последующие годы использования.

Формирование биомассы люцерновых агроценозов. Среди 3-х видов травостоев самыми скороспелыми оказались злаково-люцерновые агроценозы с первоначальным содержанием костреца безостого и овсяницы луговой 70 процентов. Они укосной спелости достигают в конце мая - начале июня. Люцерно-кострецово-овсяницевые луга в соотношении 70:15:15 занимают вторую позицию и в конце июня можно приступить к уборке позднеспелых одновидовых посевов люцерны.

Темпы накопления биомассы у одновидовых посевов люцерны значительно уступают кострецово-овсянице-люцерновому сенокосу. На контроле без внесения удобрений накопление биомассы у люцерны составляет 242 против 329 кг/сутки на 1 гектаре у коегрецово-овсянице-люцерновых лугов. Внесение тукосмесей на лугах с преобладанием злакового компонента способствует росту и развитию растений - темпы накопления биомассы в 2 раза выше по сравнению с контролем (табл. 1).

Результаты исследований показывают, что по мере увеличения норм внесения тукосмесей урожайность зеленой массы повышается почти пропорционально:

- суммарная урожайность в среднем за 4 года одновидовых посевов люцерны повышается с 23,5 до 35,9 т/га, что выше контроля на 153 процента;

- в среднем за 4 года получение самой высокой прибавки урожая зеленой массы обеспечивают люцерно-злаковые луга с первоначальным содержанием бобового компонента 70 процентов. Урожайность зеленой массы под действием тукосмесей увеличивается в 1,6 раза (прибавка 14,8 т/га зеленой массы);

- за 2 укоса урожайность зеленой массы кострецово-овсянице-люцернового сенокоса в анализируемые годы за счет применения расчетных норм тукосмесей повышается с 23 до 36,5 т/га (прибавка 13,5 т/га или 157% к контролю).

Однако между содержанием сухого вещества и внесением расчетных норм тукосмесей существует обратная зависимость: чем выше планируемый урожай зе-

леной массы, следовательно, и нормы тукосмесей, тем ниже содержание сухого вещества.

Таблица 1 - Влияние тукосмесей на темпы накопления биомассы и суммарную урожайность люцерновых агроценозов, 2005-2008 гт.

Виды травостоев Тукосмеси на планируемую урожайность зеленой массы Урожайность зеленой массы в сумме за 2 укоса, т/га Прибавка Окупаемость NPK, кг/кг Темпы накопления зеленой массы, кг/сутки на 1 га

т/га % зеленой массой сухой массой

Однови-довые посевы люцерны Контроль (без удобрений) 23,5 - 100 - - 242

ЗОт/га(Ы0Р,2Ко) 26,3 2,8 112 233 50 264

35 т/га СЫбР42К,2) 32,2 8,7 137 145 22 320

40 т/га (?ЧМР64К48) 35,9 12,4 153 98 14 382

Люцер- но-злаковый травостой Контроль (без удобрений) 24,5 - 100 - 278

ЗОт/гаОМ4Р12Ко) 29,1 4,6 119 288 69 384

35т/га(ЬГ14Р42К12) 36,7 12,2 150 179 35 440

40т/га(К24Рб4К48) 39,3 14,8 160 109 19 471

Злаково-люцерновый травостой Контроль (без удобрений) 23,0 - 100 - - 329

30 т/га О^иРпКо) 30,0 7,0 130 125 16 582

35 т/га (Ы60Р42К12) 34,5 11,5 150 101 15 662

40т/га(К75Рб4К48) 36,5 13,5 159 72 11 668

HCPos 1 порядка НСР05 2 порядка НСР05 А HCPos В HCPos АВ 2,99 1,63 1,49 0,94 2,05 43,91 22,23 21,96 12,84 104,15

На одновидовых посевах люцерны содержание сухого вещества снижается от 19,6 до 18%, люцерно-злаковых лугах - от 20,1 до 19,1 и особенно много на злако-во-люцерновых сенокосах - от 21,5 на контроле до 18,8% при внесении тукосмеси на планируемую урожайность зеленой массы 40 т/га.

В связи с этим, валовой сбор сухой массы на люцерно-злаковых и злаково-люцерновых лугах на последних вариантах опыта (планируемая урожайность 40 т/га зеленой массы) нивелируется - разница соответственно 0,2-0,3 т/га сухой массы.

Поэтому внесение тукосмесей на планируемую урожайность зеленой массы 40 т/га на таких лугах теряет смысл. Более того, окупаемость 1 кг внесенных ОТК сухой массой по мере повышения уровня питания снижается: на одновидовых посевах люцерны от 50 до 14 кг/кг, люцерно-злаковых лугах - от 69 до 19 и злаково-

люцерновых сенокосах - от 16 до II кг/кг.

Флористический состав лкшерноных аI решено юн. Енутриценотнчсские отношения в СЛОЖНОКОМПОНС1ГГНЫХ травостоях, складывающиеся пол действием тукосмесей. условно можно разделить на 3 вида:

- внутрисезонные (динамика ботанического состава травостоя по укосам);

- флуктуационные (изменение соотношения видов многолетних трав по годам);

- сукцессионныс (необратимая перестройка растительного сообщества). Современный уровень знаний в области луговодства позволяет управлять

сеяными фитоценозами. но добиться полной стабилизации ботанического состава

изучаемых травостоев не удастся. Флук-туационнос изменение содержания люцерны в олновиловьк ее посевах без внесения тукосмесей составила от 76% в 2005 г. до 86% в последний гол исследований (рис. I).

На контроле лолеюс участие люцерны возрастает по годам использования за счет вытеснения разнотравья от 22 до 8 процентов.

При анализе ботанического состава люцерно-злакового травостоя следует обратить особое внимание на внутрисезон-нос соотношение бобовых, злаковых трав и разнотравья.

Ботанический состав 2-го укоса коренным образом отличал ся от первого:

- доминантной культурой на люцерио-шаковых сенокосах становится люцерна посевная, независимо от норм внесения тукосмесей (55-62%);

- количество разнотравья ко второму укосу снижается в 3-4 раза;

- кострси безостый и овсяница луговая переходят в разряд субдоминантных культур.

Под действием тукосмесей на злаково-люцерновых сснокэсах к двум вышеназванным изменениям прибавляется ешс и необратимая перестройка растительного сообщества.

К четвертому году использования в данном травостое абсолютное превосходство принадлежит злаковым многолетним травам (92%), прежде всего, кострецу безостому. Долевое участие люцерны с 28% в исходном травсстос (2005 г.) снижается до 6 процентов. I /очти полностью из состава травостоя вытесняется разнотравье (остаток всего 2%).

Качество корма. Наиболее важным показателем качества любых кормовых культур, в том числе и многолетних трав, является валовой сбор кормовых единиц и их насыщенность переваримым протеином (табл. 2).

■жжериа □ишюшетрмш Оронотрик

Рис. I. Флукгуащюкные виутринсткпнчсские <ттооп«сни* в олнжилолых иосспх люцерны

Таблица 2 - Влияние тукосмесей на валовые сборы кормовых единиц и их насыщенность переваримым протеином (2005-2008 гг.)

Виды травостоев Тукосмеси на планируемую урожайность зеленой массы Валовой сбор к.ед./га Насыщенность 1 к.ед. переваримым протеином, г ± к конт ролю

г/1 к.ед. %

Одновидо-вые посевы люцерны Контроль (без удобрений) 2852 191 - 100

30 т/га (ИоР^Ко) 3380 190 -1 99

35 т/га(Ы6Р42К12) 4130 200 9 105

40 т/га^мРмКад) 4608 183 -8 96

Люцерно-злаковый травостой Контроль (без удобрений) 2597 174 - 100

30т/га(Ы4Р,2Ко) 3360 189 15 109

35т/га(ТчГ|4Р42К|2) 4453 210 36 121

40т/га(Ы24Рб4К48) 4875 224 50 129

Злаково-люцерновый травостой Контроль (без удобрений) 2352 173 - 100

30 т/га (Ы44Р12К0) 3074 197 24 114

35 т/гаОЧбоР^Ки) 3828 213 40 123

40т/га(К75Рб4К48) 4347 193 20 112

По мере возрастания норм внесения тукосмесей валовой сбор кормовых единиц увеличивается от 2852 до 4608 в люцерновых кормах, от 2597 до 4875 — лю-церно-злаковых и от 2352 до 4347 кормовых единиц с 1 га злаково-люцерновых лугов.

Насыщенность одной кормовой единицы переваримым протеином люцерновых агроценозов очень высокое и по вариантам опыта превышает нормативные показатели (110 г/1 к.ед.) в 1,5-2,0 раза.

В заключение следует отметить, что по содержанию сырого жира, сырой клетчатки, БЭВ, микро- и макроэлементов корма люцерновых агроценозов, кроме суммы Сахаров, соответствуют зоотехническим требованиям.

В связи с этим, растительное сырье люцерновых агроценозов с высоким содержанием переваримого протеина, но с низкой концентрацией суммы Сахаров целесообразно использовать для заготовки кормов на зимний период, когда появляется возможность выравнивания сахаро-протеинового соотношения в рационе КРС за счет кормовой свеклы или сорго-суданской травы с высоким содержанием углеводов.

4. ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЛЮЦЕРНОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ, ВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ НА РАЗНЫХ ФОНАХ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

Накопление пожнивно-корневых остатков. Регулировать накопление пож-

нивно-корневых остатков можно двумя способами:

- включение в состав травостоя многолетних трав из двух семейств (бобовые и злаковые);

* - применение сбалансированных всеми основными элементами питания расчетных норм тукосмесей в зависимости от ботанического состава люцерновых аг-роценозов.

Например, без применения тукосмесей в слое почвы 0-40 см одновидовые посевы люцерны после 4-х летнего срока использования оставляют после себя 3,3 т/га пожнивно-корневых остатков. При включении в состав травостоя костреца безостого и овсяницы луговой из расчета 30% анализируемая величина повышается до 4,0 т/га, а при соотношении злаковых и бобовых многолетних трав 70:30, сухая масса пожнивно-корневых остатков накапливается на 1,6 т/га больше по сравнению с первым травостоем.

Интенсивность накопления пожнивно-корневых остатков также легко поддается управлению при помощи создания оптимального уровня минерального питания каждого травостоя в отдельности. Для получения максимальной отдачи на од-новвдовых посевах люцерны достаточно вносить М6Р42К12 - прибавка пожнивно-корневых остатков на 133% выше контроля (1,1 т/га), люцерно-злаковых лугах норму азота необходимо увеличить до 14 кг/га действующего вещества, а злаково-бобовые сенокосы нуждаются в усиленном азотном питании (N«5).

Внесение тукосмеси с расчетом на получение 40 т/га зеленой массы не обеспечивает получение ожидаемого результата в вопросах биологизации земледелия. В первом и втором травостоях разница по накоплению биомассы в почве на последних двух вариантах опыта (35 и 40 т/га зеленой массы) всего 0,2 т/га и математически недоказуема (НСР05 для фактора В 0,3 т/га).

Динамика биологической активности серых лесных почв. По разложению льняной ткани лидирующее положение занимают почвы под одновидовыми посевами люцерны. В течение сорока суток 12,3% клетчатки льняной ткани было переработано почвенной биотой. В тот же отрезок времени под злаково-люцерновыми лугами биоактивность почвы снижается до 8,2% (на 4,1% меньше), что связано с дефицитом азота. Это легко доказывается при анализе биоакгивно-сти почвы именно под злаково-люцерновыми травостоями. Например, в целях получения 35-40 т/га зеленой массы требуется вносить 60-75 кг/га минерального азота в действующем веществе. На этих фонах минерального питания биоактивность почвы под злаково-люцерновыми агроценозами увеличивается до 19,8-20,6% (2,42,5 раза).

Под чистыми посевами люцерны в зависимости от уровня минерального питания интенсивность работы почвенной биоты по разложению клетчатки повышается от 12,3 до 18,2% (1,5 раза), а под поливидовыми - от 10,6 до 14,2% (1,3 раза).

Следовательно, при помощи тукосмесей и подбора многолетних трав процессы накопления пожнивно-корневых остатков и их разложение можно регулировать в нужную нам сторону.

Динамика водопрочных почвенных агрегатов (структурность почвы). На структурность серых лесных почв оказали влияние два фактора: уровень минерального питания и видовой состав люцерновых агроценозов. В образовании во-

допрочных агрегатов, ценных с агрономической точки зрения, наибольшее значение имеют изучаемые нормы тукосмесей. Под одновидовыми посевами люцерны содержание комковато-зернистых агрегатов почвы увеличивается на 2,5-4,5%, люцерно-злаковыми травостоями - от 1,6 до 8,1 и злаково-люцерновыми лугами -на 2,8-8,7% (табл. 3).

Таблица 3 - Влияние расчетных норм тукосмесей на накопление пожнивно-корневых остатков, содержание водопрочных агрегатов и биоактивносгь серых лесных почв (2008 г.)

Виды травостоев Тукосмеси на планируемую урожайность зеленой массы Сухая масса пожнивно-корневых остатков, т/та Коэффициент продуктивно-сти корневой системы Разложен таа! 1 укос (10.0520.06) не льняной 2 укос (01.0710.08) Содержание водопрочных агрегатов, %

Однови-довые посевы люцерны Контроль (без удобрений) 3,3 0,7 12,3 10,1 44,4

30 т/га (КоРпКо) 3,5 0,7 14,8 11,4 46,9

35 т/га(Н6Р«К,2) 4,4 0,7 16,7 13,6 48,8

40 т/га(ТМ,4РмК48) 4,6 0,7 18,2 16,2 48,9

Люцерно-злаковый травостой Контроль (без удобрений) 4,0 0,8 10,6 8,7 46,2

30 т/га (Ы4РпКо) 4,2 0,7 11,5 9,4 47,8

35 т/га (ИиРдгКи) 4,9 0,7 12,4 9,9 52,0

40т/га(М21Р«К48) 5,1 0,7 14,2 11,8 54,3

Злаково-люцерновый травостой Контроль (без удобрений) 4,9 1,0 8,2 8,0 50,0

30 т/га (Ы-иРпКо) 5,6 1,0 16,2 15,3 52,8

35т/га(КбоР«К12) 6,8 1,0 19,8 17,8 54,4

40т/га(Ы75РмК48) 7,9 1,1 20,6 18,6 58,7

НСРсв 1 порядка НСР05 2 порядка нср05а НСРоз В НСР05 ЛВ 0,6 0,7 0,4 0,3 0,9

Примечание: содержание водопрочных агрегатов в исходной почве - 43,8 процента.

Следует особое внимание обратить на тесную корреляционную зависимость между структурностью почвы и биологической активностью целлюлозоразлагающих бактерий (рис. 2).

Корреляционная зависимость,

рассчитанная по формуле: У=-

0,02+0,29Х, средняя (г=0,59) и она

„,,,. - ,, „ достигает максимума при внесении

Гис. 2. Корреляционная зависимость между Г

структурностью и биологической тукосмесей с расчетом на получение

активностью серых лесных почв

40 т/га зеленой массы люцерновых агроценозов.

Тем не менее, ради объективности, следует особо отметить несущественную разницу как по биоакгивности, так и по структурообразованию между двумя последними вариантами опыта во всех 3-х травостоях (35 и 40 т/га зеленой массы). Под люцерновым травостоем разница в содержании водопрочных агрегатов всего 0,1%, люцерно-злаковым - 2,3 и злаково-люцерновым - 4,3 процента.

Поэтому, внесение тукосмеси с расчетом на получение 40 т/га зеленой массы на серых лесных почвах Татарстана нецелесообразно, так как мелиоративная роль люцерновых агроценозов сводится на нет по сравнению с вариантами «тукосмеси на планируемую урожайность 35 т/га зеленой массы».

Хозяйственный вынос основных элементов питания. Исследования, проведенные в этом направлении, показывают, что одновидовые посевы люцерны выносят из почвы от 138 до 198 кг/га азота, от 11,5 до 21,1 - фосфора и от 115 до 186 кг/га калия.

Хозяйственный вынос основных элементов питания люцерно-злаковыми и злаково-люцерновыми травостоями, кроме контрольного варианта опыта, при внесении тукосмесей увеличивается на 21-25%, что связано с получением более высоких урожаев (табл. 4).

Таблица 4 - Хозяйственный вынос элементов питания люцерновыми агроценозами

по вариантам опыта, кг/га

Виды травостоев Тукосмеси на планируемую урожайность зеленой массы N Р2О5 к2о

Одновидовые посевы люцерны Контроль (без удобрений) 138 11,5 115

30т/га(ЫоР12Ко) 156 15,6 135

35т/га(КбР42К12) 189 18,9 165

40т/га(М14Рб4К48) 198 21,1 186

Люцерно-злаковый травостой Контроль (без удобрений) 137 12,7 127

30 т/га (К4Р,2Ко) 174 16,8 168

35 т/га (К14Р42К,2) 226 21,9 212

40 т/га (^4Рб4К48) 240 24,8 233

Злаково-люцерновый травостой Контроль (без удобрений) 132 13,7 137

ЗОт/га(Ы44Р|2К0) 180 18,6 174

35т/га(Ы60Р42К,2) 224 23,8 218

40т/га(М75Р64К48) 221 26,2 235

В целом, между хозяйственным выносом и урожайностью люцерновых агроценозов существует положительная корреляционная зависимость, которая для азота выражается формулой У=0,01+0,03Х, фосфора - У=0,04+0,32Х и калия -У=0,03+0,03Х.

Накопление биологического азота. Статья прихода общего количества биологического азота состоит из 2-х частей:

- фиксация атмосферного азота воздуха клубеньковыми бактериями люцерны; « 5

- накопление азота в почве при минерализации пожнивно-корневых остатков многолетних трав.

Разделить 2 статьи прихода практически невозможно. С одной стороны, применение высоких норм технического азота снижает количество клубеньковых бактерий на корнях люцерны от 134 до 93, а с другой, способствует накоплению пожнивно-корневых остатков и стимулирует минерализацию органики.

На злаково-люцерновых травостоях в ежегодном накоплении биологического азота от 89 до 121 кг/га статья прихода от минерализации пожнивно-корневых остатков превосходит поступление от его фиксации клубеньковыми бактериями (табл. 5).

Таблица 5 - Влияние расчетных норм тукосмесей на накопление биологического

азота люцерновыми агроценозами

Виды травостоев Тукосмеси на планируемую урожайность зеленой массы Кг/га Приб конт эвкак ролю Стоимость биолог, азота, руб./га

кг/га %

Однови-довые посевы люцерны Контроль (без удобрений) 95 - 100 3515

30 т/га (Н>Р,2К0) 113 18 119 4181

35т/га(Ы6Р42К12) 140 45 147 5180

40т/гаОМ14Рб4К48) 141 46 148 5217

Люцерно-злаковый травостой Контроль (без удобрений) 94 - 100 3478

ЗОт/га(Ы4Р12Ко) 127 33 135 4699

35т/га(НнР42К12) 169 75 180 6253

40 т/га (Ы24РМК48) 173 79 184 6401

Злаково-люцерновый травостой Контроль (без удобрений) 89 - 100 3293

30 т/га (ИдД'^Ко) 93 4 104 3441

35 Т/га (Н;0Р42К12) 121 32 136 4477

40 т/га (М75РмК4а) 103 14 116 3811

Такая вероятность подтверждается тем, что при внесении высоких норм минерального азота (N44-75) общее количество клубеньковых бактерий на корнях отдельно взятого растения снизилось 31 процент.

Поэтому положительный баланс азота под злаково-люцерновыми травостоями обеспечивается более высоким накоплением пожнивно-корневых остатков и усилением их минерализации именно за счет внесения технического азота.

Изменение агрохимических показателей серых лесных почв. Под люцерновыми агроценозами в течение 4-х лет содержание гумуса повышается от 3,91 в исходной почве до 4,09% (105% к исходной почве), а под поливидовыми посевами, в которых средообразующими культурами являются кострец безостый и овсяница луговая, содержание гумуса в первых 2-х вариантах остается на прежнем

уровне.

На люцерно-злаковых лугах оптимальное сочетание биологического и минерального азота приводит к повышению гумуса на 0,27% (прибавка 107% к исходной почве). На этом положительное влияние бобовых многолетних трав не закан- ' чивается. Как показывают результаты исследований, они стабилизируют кислотность почвы за счет усвоения кальция из глубоких слоев почвы (рН 5,9-6,0) и обеспечивают положительный баланс фосфора (от 100 до 105% к исходной почве). В тех же условиях под злаково-люцерновыми травостоями кислотность почвы повышается до 5,7-5,8 против 5,9 в исходной почве, содержание подвижного фосфора снижается до 148-151 против первоначального его содержания 152 мг/кг сухой почвы (табл.6).

Таблица 6 - Влияние люцерновых агроценозов, возделываемых на разных фонах минерального питания, на динамику агрохимических показателей серых лесных почв

Виды травостоев Тукосмеси на планируемую урожайность зеленой массы Содержание гумуса, % (по 'Корину) рН Р2О5, мг/кг почвы КгО, мг/кг почвы

2008 г. в%к исход ному 2008 г. в%к исход ному 2008 г. в%к исходно - 2008 г. в%к исход ному

Однови-довые посевы люцерны Контроль 3,98 102 6,0 102 152 100 163 97

30 т/га (ИоР.гКо) 4,01 103 6,0 102 154 101 162 96

35т/га(КбР42К,2) 4,09 105 5,9 100 156 103 167 99

40 т/га (N14^4«) 4,09 105 5,9 100 159 105 169 101

Люцерно-злаховый травостой Контроль 3,93 101 6,0 102 150 99 162 96

30т/га(Ы4Р12Ко) 4,10 105 5,9 100 153 101 161 96

35т/га(КмР42К,2) 4,15 106 5,9 100 156 103 167 99

40 т/га (№4РиК48) 4,18 107 5,8 98 159 105 170 101

Злаково-люцерновый травостой Контроль 3,92 100 5,9 100 148 97 160 95

30 т/га (М44Р12Кл) 3,92 100 5,8 98 151 99 158 94

35т/га(КбоР«К,2) 3,95 101 5,8 98 154 101 167 99

40т/га(№5Рб4К48) 4,02 103 5,7 97 156 103 170 101

Вместе с тем, нельзя оставить без внимания высокую потребность люцерны в обменном калие. По этому элементу положительный баланс отмечается только на вариантах с применением тукосмесей с содержанием калия 48 кг/га действующего вещества.

Последействие пласта люцерновых агроценозов. Среди 3-х объектов исследований самое высокое последействие было у пласта люцерно-кострецово-овсяницевых травостоев, возделываемых как на фоне расчетных норм тукосмесей, так и без удобрений. Яровая пшеница, размещенная по пласту этого травостоя, обеспечила получение от 3,22 до 3,96 т/га высококачественного зерна. Для сравнения отметим, что, несмотря на внесение весьма высоких норм тукосмесей, урожайность яровой пшеницы по пласту люцерновых травостоев с преобладанием многолетних трав из семейства злаковых составила 2,42-3,34 т/га, что на 16-25% ниже по сравнению с последействием пласта люцерно-злаковых агроценозов.

Одновидовые посевы люцерны занимали промежуточное положение: урожайность яровой пшеницы по пласту данного травостоя колебалась от 2,71 до 3,63 т/га

5. ПРЪВЕРКА И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Проверка результатов исследований. В производственных условиях сохранились те же закономерности роста и развития люцерновых агроценозов, которые были установлены в ходе проведения стационарных опытов. Кроме того, была установлена еще одна положительная сторона люцернового агроценоза — сверхвысокая устойчивость к весенне-летней атмосферной засухе 2010 года.

В 2010 г. однолетние травы, кормосмеси, кормовые корнеплоды и даже теплолюбивая кукуруза не выдержали небывалую атмосферную засуху в Татарстане. В тех же острозасушливых условиях одновидовые посевы люцерны выдержали весенне-летнюю атмосферную засуху, особенно на фоне внесения ИдРдаКго и обеспечили получение 15,8 т/га зеленой массы.

Правильность рекомендуемого направления дальнейшего развития кормопроизводства подтверждается также результатами проверки в производственных условиях последействия пласта люцерновых агроценозов на урожайность и качество зерна яровой пшеницы сорта Эстер. Получение самых высоких результатов обеспечивает пласт люцерно-злакового травостоя: в зависимости от норм внесения тукосмесей на поливидовых посевах с преобладанием люцерны урожайность яровой пшеницы увеличивается от 2,7 т/га на контроле до 3,2 т/га на варианте Т^оКго- Получения таких же результатов (3 т/га) можно добиться по пласту зла-ково-люцернового луга, но с одним различием: они должны возделываться на фоне тукосмеси с содержанием азота 63 кг/га, фосфора—40 и калия - 20 кг/га.

Установленная закономерность характерна и для показателей качества зерна. По пласту люцерновых агроценозов масса 1000 семян яровой пшеницы повышается от 32,8 др 38,9 грамма. В связи с получением полновесных зерен увеличивается и выход товарной продукции от 78 до 85 процентов.

По содержанию и качеству клейковины также отмечается, хотя небольшая, но положительная динамика: по пласту 1-го травостоя содержание клейковины повышается от 32,3 на контроле до 33,1% по пласту последнего варианта опыта, что характерно и для пласта люцерна-злаковых и злаково-люцерновых агроценозов.

Внедрение результатов исследований. Расширение посевных площадей люцерновых агроценозов и получение высоких урожаев на основе применения расчетных норм тукосмесей позволяет хозяйству полностью обеспечить животных высокопитательной зеленой массой в пастбщцный период и заготовить на зимне-стойловый период 1,2 тыс. т рулонного свиц, 5 тыс. т сенажа и 8 тыс. т силоса, в том числе 3 тыс. т из многолетних трав.

В результате, поголовье скота в ООО «Хаерби» выросло на 126% по сравнению с 2005 годом (973 условных голов на 1 января 2013 года).

Продуктивность животноводства по хозяйству за 2012 г. имела следующие показатели: среднегодовой надой молока на 1 корову - 3990 кг, прирост молодняка на откорме — более 200 кг в год на 1 голову. Денежная выручка от реализации животноводческой продукции в 2012 г. составила 12 млн. рублей.

По сути, внедрение новой системы земледелия, основанной на биологизации земледелия спасло хозяйство от банкротства. В трудные годы перестройки, в годы большого финансового кризиса и абсолютной засухи ООО «Хаерби» сохранило юридическую самостоятельность, заняло лидирующее положение в растениевода стве и животноводстве, вошло в число экономически крепких, динамично развивающихся хозяйств Республики Татарстан.

6. ЭНЕРГО- И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ПРИМЕНЕНИЯ ТУКОСМЕСЕЙ НА ЛЮЦЕРНОВЫХ АГРОЦЕНОЗАХ

Экономические показатели применения расчетных норм тукосмесей.

Итоговые расчеты показывают значительный рост производственных затрат по мере увеличения норм внесения тукосмесей. На одновидовых посевах люцерны они повышаются от 10,2 тыс. руб. на контроле до 17,9 тыс. руб. при внесении тукосмесей на планируемую урожайность зеленой массы 40 т/га. Особенно резкий скачок производственных затрат отмечается на сеяных лугах с высоким содержанием злаковых многолетних трав — в 2 раза, что связано с высокой ценой реализации тукосмесей (6645 руб./га на последнем варианте опыта). Кроме этого, на производственные затраты большое влияние оказывают затраты, связанные с уборкой дополнительного урожая и транспортные расходы на перевозку сена, сенажа, зеленой массы и др.

В связи с этим, при внесении тукосмесей с расчетом получения 40 т/га зеленой массы с люцерновых, люцерно-злаковых и злаково-люцерновых лугов условно-чистый доход, рентабельность производства кормов снижаются, а себестоимость увеличивается по сравнению с вариантами опыта - тукосмеси на планируемую урожайность 35 т/га зеленой массы.

Концентрация обменной энергии в сухой массе люцерно-злакового агроцено-за была выше и составила от 11 до 133 МДж/кг против 10,1-13,0 в сухой массе злаково-люцернового и 11,5-13,1 МДж/кг сухой массы люцерны, высеянной в чистом виде.

Валовой сбор обменной энергии с одновидовых посевов люцерны под действием тукосмесей возрастает от 52,9 до 83,8 ГДж (158% к контролю), люцерно-злаковых травостоев - от 53,9 до 99,7 (185% к контролю) и злаково-люцерновых агроценозов - от 49,5 до 89,7 ГДж/га (181% к контролю). Если на последнем травостое такие прибавки обеспечивают очень высокие нормы внесения тукосмесей (КвЛаКи и Ы75РмК4Я), то на люцерно-злаковых лугах это происходит за счет оптимального соотношения минерального азота в тукосмесях (N14.24) с биологическим азотом воздуха.

В дополнение к этому можно в качестве примера привести высокую окупаемость энергозатрат на люцерно-злаковых лугах как без внесения тукосмеси (2,8), так и на фоне их применения (2,9-3,2). Для сравнения отметим, что из-за больших затрат на основную, предпосевную обработку почвы и на до- и послевсходовое боронование, междурядные обработки широкорядных культур биоэнергетический коэффициент (окупаемость энергетических затрат) на возделывание других кормовых культур составляет максимум 2,5.

В заключение следует отметить, что в жестких рыночных условиях, в услови-

ях безудержного повышения цен на минеральные удобрения, горюче-смазочные материалы, запчасти, ремонт кормоуборочной техники, дефицита рабочих рук почти единственным способом укрепления кормовой базы животноводства и, самое главное, биологизации земледелия является существенное расширение посевных площадей люцерновых агроценозов и повышение их продуктивности на основе применения расчетных норм сбалансированных по питательным веществам тукосмесей.

ВЫВОДЫ

1. Тукосмеси, внесенные в год залужения люцерновых сенокосов и пастбищ стимулируют мощность роста всходов (прирост сухой массы люцерны увеличивается от 0,16 до 0,21 г/растение), усиливают формирование корневой системы (прирост от 0,51 до 0,64 см/сутки), способствуют формированию высокого (от 18,4 до 23,7 см) и плотного (от 109 до 130 кустов/м2) травостоя, повышают выживаемость растений в период перезимовки на 26% и определяют судьбу урожая в последующие годы использования.

2. В сумме за 2 укоса под действием тукосмесей валовой сбор сухой массы одновидовых посевов люцерны увеличивается от 23,5 т/га на контроле до 35,9 т/га (прибавка 153%), люцерно-злаковых лугов — от 29,1 до 39,3 т/га (прибавка 160%) и злаково-люцерновцх травостоев — от 29 до 36,5 т/га (прибавка 159%).

3. Ежегодная весенняя подкормка люцерновых агроценозов тукосмесями с расчетом на получение от 30 до 40 т/га зеленой массы является основной причиной внутрисезонного, флуктуационного и сукцессионного изменения растительного сообщества:

- долевое участие люцерны снижается пропорционально дозам азота в составе тукосмесей (до 6-18 к 2008 г. против 19-28% в начале исследований);

- из состава травостоя почти полностью вытесняется малопродуктивное разнотравье (2-8% к 4-ому году исследований);

- средообразующими культурами на злаково-люцерновых лугах становятся кострец безостый и овсяница луговая (79-92%).

4. Тукосмеси на люцерновых агроценозах служат мощным фактором повышения качества кормов:

- насыщенность кормовой единицы переваримым протеином превышает нормативные показатели (110 г/1 к.ед.) в 1,5-2,0 раза;

- содержание сырого жира в абсолютно сухой массе повышается до 4,8 и БЭВ - до 49,6 процента;

- улучшается микро- и макроэлементный состав корма, но снижается валовой сбор суммы Сахаров.

5. На злаково-люцерновых лугах при внесении тукосмеси с расчетом получения 40 т/га зеленой массы О^Р^К«) содержание нитратов по годам исследований возрастает от 416 до 503 мг/кг зеленой массы в первом укосе, а во втором - от 438 до 561, что превышает ПДК на 3-61 мг/кг.

6. Тукосмеси на динамику агрохимических показателей серых лесных почв оказывают разнонаправленное действие:

- отмечается устойчивая тенденция повышения содержания гумуса (до 105%

к исходно^ почве) под одно- и полнвидовыми посевами с преобладанием в составе травостоя люцерны, тогда как в первых 2-х вариантах опыта на злаково-люцерновых лугах содержание гумуса остается на прежнем уровне;

- под травостоями с высоким долевым участием люцерны стабилизируется кислотность почвы (рН 5,9-6,0) и положительный баланс фосфора (100-105% к исходной почве). В тех же условиях под злаково-люцерновыми сенокосами рН повышается до 5,7-5,8, а содержание фосфора снижается до 148-151 против 152 мг/кг в исходной почве;

- по обменному калию положительный баланс отмечается только на вариантах с применением тукосмесей с содержанием калия 48 кг/га действующего вещества.

7. Яровая пшеница Люба, размещенная по пласту люцерно-злакового травостоя, обеспечивает получение от 3,22 до 3,96 т/га высококачественного зерна против 2,42-3,34 т/га по пласту злаково-люцернового и 2,71-3,63 т/га - люцернового агроценозов.

8. Каждый гектар люцерновых агроценозов приносит хозяйству от 4,8 до 14,4 тыс. руб. условно-чистого дохода, рентабельность производства кормов составляет 43-117%, себестоимость 100 кг кормовых единиц колеблется от 276 до 419 руб. при условной цене реализации 600 рублей в ценах 2012 года.

9. Концентрация и валовой сбор обменной энергии, окупаемость энергозатрат зависят от ботанического состава травостоя и норм внесения тукосмесей. Получение самых высоких энерго- и экономических показателей (окупаемость энергозатрат более 3,2 раза) обеспечивают люцерно-злаковые агроценозы.

10. Проверка результатов исследований в производственных условиях и их внедрение полностью подтверждают необходимость расширения посевных площадей люцерновых агроценозов и применения расчетных норм тукосмесей на планируемую урожайность не более 35 т/га зеленой массы.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В целях получения 3,8-4,5 тыс. кормовых единиц с 1 га, создания положительного баланса гумуса, подвижного фосфора и обменного калия на люцерновых агроценоззх рекомендуется вносить расчетные нормы тукосмесей на планируемую урожайность 30-35 т/га зеленой массы.

2. Для организации высокоэффективного травяного звена зеленого конвейера на рекомендуемых фонах минерального питания в каждом хозяйстве Республики Татарстан предлагается возделывать 3 вида люцерновых агроценозов:

- для раннего срока использования (с 25 мая по 10 июня) злаково-люцерновые травостои с преобладанием костреца безостого и овсяницы луговой;

- для среднего срока уборки (с 10 по 20 июня) люцерно-злаковые травостои с

содержанием люцерны 70 процентов;

- для позднего срока использования (с 20 по 30 июня) одновидовые посевы

люцерны.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах,

рекомендуемых ВАК Российской Федерации:

1 .Сафиоллин, Ф.Н. Биологические особенности и приемы формирования высокопродуктивных агрофитоценозов бобовых многолетних трав в Предкамской зоне Республики Татарстан / Ф.Н. Сафиоллин, Л.Т. Вафина, C.B. Сочнева, Р.К. Вафин // Вестник Казанского государственного аграрного университета, 2007, № 1(5).-С. 82-86.

2. Хисматуллин, М.М. Влияние минеральных удобрений и погодно-климатических условий Татарстана на накопление нитратов в зеленой массе многолетних трав / М.М. Хисматуллин, C.B. Сочнева, Г.С. Миннуллин, Ф.Н. Сафиоллин // Вестник Казанского государственного аграрного университета, 2011, № 1(19).-С. 163-165.

3. Сочнева, C.B. Изменение физико-химических свойств серых лесных почв Татарстана под действием люцерновых агроценозов, возделываемых на разных фонах минерального питания / C.B. Сочнева, Г.С. Миннуллин, ФЛ. Сафиоллин // Вестник Казанского государственного аграрного университета, 2013, № 3(29). - С. 139-143.

Статьи, опубликованные в других научных журналах и сборниках материалов международных и всероссийских съездов и конференций:

4. Вафин, Р.К. Смешанные посевы бобовых многолетних трав — основа укрепления кормовой базы животноводства / Р.К. Вафин, C.B. Сочнева, Л.Т. Вафина // Труды российских и американских ученых: развитие взаимопонимания и сотрудничества в различных областях научной деятельности. Сб. статей. — Казань: Каз-ГАУ, 2007. - С. 26-28.

5. Сочнева, C.B. Питательная ценность различных видов бобовых многолетних трав / C.B. Сочнева, Л.Т. Вафина, Р.К. Вафин // Повышение эффективности растениеводства и животноводства — путь к рентабельному производству. Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. - Казань, 2008. - С. 380-383.

6. Хисматуллин, М.М. Влияние различных видов травостоев и удобрений на плодородие почвы / М.М. Хисматуллин, C.B. Сочнева, Л.Т. Вафина // Роль аграрной науки в инновационном развитии агропромышленного комплекса. Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию агрономического факультета Казанского ГАУ. - Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2009. -С. 25-26.

7. Вафин, Р.К. Последействие пласта различных видов многолетних трав на урожайность яровой пшеницы Люба / Р.К. Вафин, C.B. Сочнева, Л.Т. Вафина // Роль аграрной науки в инновационном развитии агропромышленного комплекса. Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию агрономического факультета Казанского ГАУ. - Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2009. - С. 26-27.

8. Сочнева,C.B. Конкурентоспособность различных видов бобовых многолетних трав / C.B. Сочнева, Л.Т. Вафина // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства «Mo-

соловские чтения». Материалы международной научно-практической конференции. - Выпуск XI Йошкар-Ола, 2009.

Формат 60x84/16 Тираж 100. Подписало к печати 21. XI.2013г.

Печать офсетная. Усл.пл. I 00 > Захаз 237 . •

Издательство КГАУМ20015 г.Казань, ул.К.Маркса. д.65 Лицнпиа на издательскую детального код 221 ИД№06342 от 28.11.200 L г. Отпечатано в типографии КГАУ 420015 Г.Казань. ул.К.Маркса^ д.65. Казанский государственный аграрный университет

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Сочнева, Светлана Викторовна, Казань

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

04201454846

СОЧНЕВА СВЕТЛАНА ВИКТОРОВНА

ТУКОСМЕСИ В ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЛЮЦЕРНОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ

РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

06.01.04 - агрохимия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель -доктор сельскохозяйственных наук Миннуллин Г.С.

Научный консультант -

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Сафиоллин Ф.Н.

Казань - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................5

Глава I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ

ПРИЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПОСЕВАХ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ....................................9

1.1. Значение люцерны посевной в биологизации земледелия

и кормопроизводстве..............................................................9

1.2. Требования к факторам внешней среды......................................14

1.3. Теоретические основы применения тукосмесей на посевах многолетних трав..................................................................16

Глава II. ПРОГРАММА, УСЛОВИЯ, МЕСТО И МЕТОДИКА

ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ........................................27

2.1. Агроклиматические ресурсы Предкамской зоны Республики Татарстан...........................................................................27

2.2. Условия и место проведения исследований................................39

2.3. Программа исследований.......................................................47

2.4. Методика проведения исследований.........................................53

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава III. ВЛИЯНИЕ ТУКОСМЕСЕЙ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ

ИЗУЧАЕМЫХ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ В НАЧАЛЬНОМ ЭТАПЕ ОРГАНОГЕНЕЗА....................................................57

3.1. Полевая всхожесть...............................................................57

3.2. Мощность роста всходов.........................................................59

3.3. Линейный прирост корневой системы, плотность и высота растений перед уходом на перезимовку......................................60

3.4. Влияние тукосмесей на выживаемость растений в период перезимовки.......................................................................64

Глава IV. ФОРМИРОВАНИЕ БИОМАССЫ ОДНО- И ПОЛИВИДОВЫХ ПОСЕВОВ ЛЮЦЕРНЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВНЕСЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ НОРМ ТУКОСМЕСЕЙ В ПОСЛЕДУЮЩИЕ ГОДЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.............................................68

4.1. Ветвление бобовых и побегообразование злаковых трав.

Высота растений...................................................................68

4.2. Сроки наступления укосной спелости люцерновых агроценозов.....72

4.3. Урожайность люцерновых агроценозов.....................................75

4.4. Флористический состав люцерновых агроценозов и структура урожая в зависимости от внесения расчетных норм тукосмесей.......89

Глава V. ВЛИЯНИЕ РАСЧЕТНЫХ НОРМ ТУКОСМЕСЕЙ НА

КАЧЕСТВО КОРМА ЛЮЦЕРНОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ.........100

5.1. Содержание и валовой сбор сырого протеина...........................102

5.2. Переваримый протеин..........................................................104

5.3. Сырой жир........................................................................107

5.4. Сырая клетчатка.................................................................109

5.5. Обеспеченность корма люцерновых агроценозов микроэлементами...............................................................110

5.6. Сахаро-протеиновое соотношение..........................................112

5.7. БЭВ................................................................................114

5.8. Накопление нитратов в зеленой массе люцерновых

агроценозов.......................................................................116

Глава VI. ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЛЮЦЕРНОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ, ВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ НА РАЗНЫХ ФОНАХ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ............................................119

6.1. Накопление пожнивно-корневых остатков................................119

6.2. Динамика биологической активности серых лесных почв.............122

6.3. Динамика водопрочных почвенных агрегатов

(структурность почвы)..........................................................125

6.4. Хозяйственный вынос основных элементов питания и изменение агрохимических показателей серо-лесных почв в зависимости

от внесения расчетных норм тукосмесей на одно- и поливидовых посевах люцерны................................................................128

Глава VII. ПРОВЕРКА И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ............................................................143

7.1. Проверка результатов исследований в производственных условиях..........................................................................143

7.2. Внедрение результатов исследований......................................148

Глава VIII. ЭНЕРГО- И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ПРИМЕНЕНИЯ ТУКОСМЕСЕЙ НА ЛЮЦЕРНОВЫХ АГРОЦЕНОЗАХ...............................................................155

8.1. Экономические показатели применения расчетных норм тукосмесей на планируемую урожайность одно- и поливидовых посевов люцерны...............................................................155

8.2. Влияние расчетных норм тукосмесей на биоэнергетические показатели заготовки кормов.................................................158

ВЫВОДЫ.............................................................................161

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ......................................164

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................165

ПРИЛОЖЕНИЯ....................................................................180

ВВЕДЕНИЕ

В условиях перехода на новую систему регулирования цен на продукты питания в связи с вступлением Российской Федерации в ВТО очень важно в звене многообразия повседневных задач сосредоточить внимание на тех, решение которых не только гарантирует наиболее быструю окупаемость затрат, но и позволит снять проблему продовольственной безопасности страны. К числу таких приоритетов, несомненно, следует отнести возделывание в широких масштабах люцерновых агроценозов в составе полевых, кормовых и прифермских севооборотов. Включение люцерно-злаковых многолетних трав в состав любого севооборота способствует решению таких глобальных проблем, как производство высокобелковых кормов с низкой себестоимостью, организация высокоэффективного травяного звена зеленого конвейера, оздоровление скота, защита почв от водной, ветровой, технической и ирригационной эрозии, самое главное, коренное улучшение водно-физических, агрохимических свойств почв, повышение урожайности последующих культур севооборота и получение экологически безопасной продукции.

Однако вышеперечисленные задачи успешно решаются тогда, когда создаются условия для роста и развития самих многолетних трав, прежде всего при возделывании их на оптимальном фоне минерального питания.

В связи с этим, управление формированием высокопродуктивных люцерновых агроценозов является актуальной проблемой современного лугового кормопроизводства.

Цель и задачи исследований. Целью нашей работы являлось разработка и внедрение практических приемов увеличения объемов производства энергонасыщенных кормов на основе применения расчетных норм тукосмесей с учетом ботанического состава люцерновых агроценозов, определение параметров изменения физико-химических свойств серых лесных почв, изучение влияния пласта люцерновых агроценозов, возделываемых на разных фонах минерального питания, на урожайность последующей культуры кор-

мового севооборота - яровой пшеницы.

Для осуществления поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:

1. Определить экономически обоснованные нормы внесения тукосмесей на люцерновых, люцерно-злаковых и злаково-люцерновых травостоях в Предкамской зоне Республики Татарстан.

2. Провести сравнительную оценку качества корма в зависимости от ботанического состава люцернового агроценоза и норм внесения тукосмесей по следующим параметрам: содержание и валовые сборы сырого протеина, сырого жира, сырой клетчатки, БЭВ, суммы Сахаров, насыщенность кормовых единиц переваримым протеином и соотношение переваримого протеина к сумме Сахаров.

3. Изучить влияние люцерновых агроценозов, возделываемых на разных фонах тукосмесей на динамику основных элементов питания серо-лесных почв, структурообразования, накопления биологического азота и урожайность последующей культуры кормового севооборота.

4. Провести проверку результатов исследований в производственных условиях.

5. Рассчитать энерго- и экономическую эффективность применения сбалансированных по питательным веществам тукосмесей на одно- и поливидовых посевах люцерны.

Работа выполнена в соответствии с Программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению агропромышленного комплекса Российской Федерации в 2005-2010 гг. и соответствует паспорту специальности 06.01.04 - агрохимия.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Укрепление кормовой базы животноводства на основе расширения и повышения продуктивности люцерновых агроценозов путем применения расчетных норм тукосмесей, сбалансированных по основным элементам пи-

тания.

2. Влияние люцерновых, люцерно-злаковых и злаково-люцерновых травостоев, возделываемых на расчетных фонах тукосмесей, на динамику физико-химических свойств серых лесных почв Республики Татарстан и урожайность последующей культуры кормового севооборота.

Научная новизна. Впервые всесторонне обоснована высокая эффективность применения расчетных норм тукосмесей в тесной взаимосвязи с ботаническим составом люцерновых травостоев. Доказана кормовая и мелиоративная роль люцерновых агроценозов на серых лесных почвах нашей республики.

Практическая значимость работы. Внедрение предложений автора в сельскохозяйственное производство Республики Татарстан позволяет:

- увеличить валовые сборы кормовых единиц с 1 га люцерновых, люцерно-злаковых и злаково-люцерновых лугов более чем в 1,6; 1,5; 1,8 раза соответственно;

- заготовить корма с содержанием от 174 до 213 г переваримого протеина в кормовой единице;

- улучшить агрофизические и агрохимические свойства серых лесных

почв;

- повысить урожайность яровой пшеницы, размещенной по пласту люцерновых агроценозов, на 112-138 процентов.

Внедрение результатов исследований. В 2010-2012 гг. результаты исследований внедрены в ООО «Хаерби» Лаишевского муниципального района Республики Татарстан на площади 520 гектаров. Включение люцерновых агроценозов в полевые, кормовые и прифермские севообороты способствовало сокращению посевных площадей дорогостоящей кукурузы, исключению низкоурожайных однолетних трав и кормосмесей из структуры посевных площадей кормовых культур и сохранению значительных площадей озимой ржи на зерно, используемой раньше в качестве раннего звена зеленого кон-

вейера. Одновременно увеличены объемы заготовок сена, сенажа и силоса, что позволило хозяйству наращивать производство мяса и молока с низкой себестоимостью. По примеру ООО «Хаерби» тукосмеси ООО «Агросоль» стали использовать на посевах многолетних трав хозяйства Бавлинского, Ак-танышского, Азнакаевского, Алексеевского муниципальных районов нашей республики (акты внедрения прилагаются).

Результаты исследований автором также активно используются в учебном процессе агрономического факультета Казанского государственного аграрного университета.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации были представлены и получили положительную оценку на Международных научно-практических конференциях: «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства»

о

(Йошкар-Ола, 2009), «Роль аграрной науки в инновационном развитии агропромышленного комплекса» (Казань, 2009), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, посвященной памяти Р.Г. Га-реева «Повышение эффективности растениеводства и животноводства - путь к рентабельному производству» (Казань, 2008) и на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Казанского государственного аграрного университета (2005-2011 гг.).

По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 научные статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Глава I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ

ПРИЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПОСЕВАХ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ (обзор литературы)

1.1. Значение люцерны посевной в биологизацни земледелия и

кормопроизводстве

По утверждению В.Б. Беляка (1998) в мире на кормовые цели возделы-вается более 100 сельскохозяйственных культур, 4 из которых - многолетние травы, кукуруза, кормовые корнеплоды и зернофуражные культуры — обеспечивают около 70% потребностей животноводства.

Среди многолетних трав лидирующее положение, как по посевным площадям, так и по урожайности занимает люцерна посевная, которая выращивается по данным ФАО ООН в 165 странах мира, особенно ее много в странах американского континента (20-25 млн. га). Фермеры США до сих пор ее называют «Подарком бога» и «Королевой трав» (Murphy, 2006), поскольку она является самой высокобелковой культурой. Для сравнения отметим, что яровая пшеница при урожайности 3 т/га зерна по данным Х.З. Каримова (2003) способна сформировать 360 кг белка против 4000-4500 кг у люцерны. Более того, коэффициент поедаемости зеленой и сухой массы люцерны значительно выше (80-85%) по сравнению с другими бобовыми многолетними травами.

Если охотность поедания растения в течение длительного периода не уменьшается, а животное чувствует себя хорошо и продуцирует нормально, то это верный признак высокой питательной ценности корма. К тому же следует добавить, что наблюдения над поедаемостью растений животными доступны в любом хозяйстве и даже в экспедиционной обстановке. Вот почему при наличии большого количества растений, еще не изученных в кормовом отношении, наблюдение над поедаемостью еще долгое время будет одним из основных приемов предварительной кормовой оценки растений.

Поедаемость зеленой массы люцерны в чистых посевах и в смеси со

злаковыми многолетними травами можно рассчитать по формуле:

п = ^^ X 100, где

К

П — коэффициент поедаемости, %;

К - урожайность зеленой массы, ц/га;

Н - несъеденные остатки, ц/га.

Коэффициент поедаемости определяется и при скармливании сена. Он отчасти может служить количественным выражением поедаемости.

С другой стороны, фактическая ценность корма зависит от его переваримости. Коэффициент переваримости определяется путем деления разницы между потребленным количеством корма и выведенным с экскрементами животных органического вещества. Если корова в сутки съела 12 кг сена люцерны с содержанием 11 кг сухого вещества, при этом в сутки выделила с калом 4 кг сухого вещества, то коэффициент переваримости составит 64 процента. По данному показателю корма располагаются в следующем порядке: жмыхи, горох, вика, сено люцерны, зернофуражные культуры, сено клевера, силос кукурузный, корнеплоды и солома.

Важным в кормлении всех видов скота является содержание и соотношение в кормах макро- и микроэлементов, незаменимых аминокислот и витаминов, которые играют важную роль в рационе животных.

Микроэлементы участвуют в сложных реакциях ферментативного и гормонального характера, хотя их абсолютное содержание в тканях и крови исчисляется сотыми и тысячными долями процента.

Недостаток минеральных веществ может вызвать у животных глубокие физиологические изменения, резкое снижение продуктивности. В частности, недостаток в рационах кальция и фосфора, их неправильное соотношение вызывает такие заболевания, как рахит, остеомаляция, остеопороз, остеофиб-роз, афосфороз. Недостаток магния ведет к гипомагниемии (травяная тетания), которая может в тяжелых случаях сопровождаться конвульсиями и смертью животного (Харьков, 1996; Алтунин, 2002; Шакиров, 2006).

При недостатке железа у крупного рогатого скота проявляется анемия (бледность слизистых оболочек), при недостатке меди - временная стерильность, иногда паралич задних конечностей (Калашников, 1978).

Поэтому, для лучшего балансирования рационов по минеральным веществам высокопродуктивным животным в дополнение к пастбищному рациону дают соль-лизунец, кормовой фосфат, иногда и микроэлементы, что можно избежать при использовании зеленой массы люцерны в качестве ночной подкормки скота или же люцернового сена в стойловый период. Это объясняется тем, что в 1 кг сухого вещества люцерны содержится: кальция -5,5-8,3 г, фосфора - 3-6, калия - 2 г, железа - 70 мг, меди - 5-10, цинка - 3050, марганца — 20-60, молибдена - 1,5-2,5, йода - 0,5-0,1, кобальта — 0,1-0,3 мг. Кроме того, люцерна является идеальным кормом для молодняка всех групп животных, так как в сухом веществе содержится до 500 мг каротина, против 200 мг в кукурузном силосе или же 30 мг в сене злаковых трав. Такое сверхвысокое содержание каротина в люцерновых кормах исключает необходимость включения в рационы телят, поросят, ягнят трудоемкой моркови.

Следовательно, трудно переоценить значение люцерны в современном кормопроизводстве. В связи с этим, ее посевные площади в нашей республике необходимо расширить до 350 тыс. га (до 40% в структуре посевных площадей многолетних трав), поскольку биологизация земледелия без включения этой культуры в полевые, кормовые и прифермские севообороты теоретически невозможна и практически не осуществима.

Во времена Ю.Либиха (1803-1873) утверждали, что каждый урожай уносит из почвы питательные ве