Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние агротехнических факторов на семенную продуктивность двукисточника тростникового в условиях северо-запада России

ВАК РФ 06.01.12, Кормопроизводство и луговодство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Тарасова, Ирина Андреевна, Великие Луки

61: 39-6/^3-?

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЕЛИКОЛУКСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

ТАРАСОВА Ирина Андреевна

ВЛИЯНИЕ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СЕМЕННУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ ДВУКИСТОЧНИКА ТРОСТНИКОВОГО В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДА

РОССИИ

Специальность 06.01.12 - кормопроизводство и луговодство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, доктор с.-х. наук, профессор В.П. Спасов

Великие Луки, 1999

СОДЕРЖАНИЕ

Введение..................................................... 4

1. Особенности выращивания двукисточника тростникового

на се.мена (обзор литературы).............................. 7

1.1. История культуры и ее распространение................ 7

1. 2. Ботаническая характеристика и биологические особен-

ности ................................................ 8

1.3. Хозяйственное значение и продуктивность........................12

1.4. Особенности формирование семенной продуктивности ... 18

1.5. Роль агротехнических факторов при возделывании двукисточника тростникового на семена....................................21

2. Цель, задачи, условия и методика проведения исследований. 32 2.1. Цель и задачи исследований...........................................32

2. 2. Место проведения исследований....................... 32

2. 3. Почвенные и агроклиматические ресурсы района проведения исследований.................................. 33

2. 4. Характеристика почвы опытного участка............... 35

2. 5. Метеорологические условия в годы проведения полевых опытов...................................Г...... 40

2. б. Схемы опытов. Методика полевых и лабораторных

исследований........................................ 47

3. Рост и развитие двукисточника тростникового в год посева

в зависимости от норм высева, сроков и способов посева... 53

3.1. Морфологическая характеристика растений..........................53

3.2. Побегообразование.................................................54

3.3. Площадь листьев........................................................................57

3. 4. Развитие надземной части и точки роста растений..........59

4. Особенности формирования семенных травостоев двукисточни-ка тростникового на второй и последующие годы пользования 64

4.1. Фенология.......................................... 64

4. 2. Линейный рост травостоев............................ 6?

4.3. Побегообразование.................................. 68

5. Структура урожая и семенная продуктивность двукисточника

тростникового............................................ 84

5.1. Элементы структуры урожая семенного травостоя....... 84

5.1.1. Размер соцветий.............................. 84

5.1.2. Масса семян 1 соцветия....................... 89

5.1. 3. Масса 1000 семян............................. 93

5. 2. Семенная продуктивность двукисточника тростни-

кового.............................................. 99

5.3. Урожайность травяной массы (пожнивные остатки и

отава)............................................. 111

5. 4. Кормовая ценность травяной массы после уборки

семян.............................................. 116

6. Агроэнергетическая эффективность возделывания двук-кисточника тростникового на семена...................... 121

Выводы..................................................... 135

Предложения производству.......'............................ 140

Список литературы.......................................... 141

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. В настоящее время сельское хозяйство России испытывает недостаток материально-технических ресурсов: семян многолетних трав, минеральных удобрений, сельскохозяйственной техники. Экономическое состояние страны требует разработки малоэнергозатратных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе многолетних трав.

В связи с ухудшением экологической обстановки возрастает значение многолетних трав, обладающих важной средообразующей функцией. К таким растениям принадлежит распространенный в природных ценозах России двукисточник тростниковый. Основными достоинствами этой культуры являются его высокая продуктивность, долголетие, эффективное фитомелиоративное воздействие на переувлажненные земли. В Псковской области площадь таких земель составляет 237 тыс. га. За счет адаптивных свойств двукисточника тростникового плодородие и условия увлажнения таких земель позволяют получать высокие урожаи данной культуры без дополнительных затрат.

Однако распространение двукисточника тростникового, несмотря на его высокую хозяйственную ценность, сдерживается вследствие трудностей семеноводства этого растения, связанных со склонностью к вегетативному размножению, сильной осыпаемостью семян в период созревания, пониженной их всхожестью.

Научная новизна исследований заключается в том, что впервые в условиях Псковской области изучено совместное влияние норм высева, способов и сроков посева на семенную продуктивность двукисточника тростникового, выявлено влияние различных норм и сро-

ков внесения азотных удобрений на семенной травостой, определены оптимальные сроки уборки пожнивных остатков этой культуры. Выявлено влияние изучаемых агроприемов на структуру урожая и посевные качества семян. Дана агроэнергетическая оценка возделывания двукисточника тростникового на семенные цели.

Практическое значение разработок. На основании проведенных исследований усовершенствована технология выращивания двукисточника тростникового на семена, которая включает в себя рекомендации по оптимальным срокам и способам посева, рациональным нормам высева, эффективному использованию минеральных удобрений. Данные агроприемы позволяют получать устойчивые урожаи семян двукисточника тростникового на уровне до 400 кг/га.

Связь с научно-техническими программами. Исследования по данной теме были включены в планы НИР Великолукского сельскохозяйственного института на 1981-1990 гг. и являются составной частью исследований по отраслевой проблеме 0. Ц. 041 "Разработать и внедрить высокоурожайные сорта кормовых культур, прогрессивные технологические процессы производства высококачественных кормов" на 1981-1995 гг. Номер государственной регистрации 083060.

Реализация полученных результатов. Усовершенствованная технология выращивания семян двукисточника тростникового прошла производственную проверку и внедрена в производство в сельскохозяйственном производственном кооперативе (СПК) "Коммунар" Лок-нянского района Псковской области на площади 60 га. По материалам диссертации опубликовано б печатных работ.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и получили положительную оценку на IV областной конференции молодых ученых и специалистов Псковщины (1985 г.), на науч-

б.

но-производственных конференциях Великолукской ГСХА (1989 и 1991 гг.) и Северо-Западного НПО "Белогорка" (1990 г.).

Положения, выносимые на защиту: особенности роста и развития двукисточника тростникового в год посева и годы пользования, его фенология и структура

урожая семенного травостоя, динамика семенной продуктивности двукисточника в зависимости от нормы высева, способов и сроков посева, доз азотного удобрения и сроков уборки пожнивных остатков, урожайность и качество побочной продукции, агроэнергетичес-кая эффективность выращивания двукисточника тростникового на семена.

1. ОСОБЕННОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ ДВУКИСТОЧНИКА ТРОСТНИКОВОГО НА СЕМЕНА (обзор литературы)

1.1. История культуры и ее распространение

Двукисточник тростниковый известен, как хороший корм для скота, в странах Европы и Северной Америки еще в XVIII веке. Однако введение его в культуру в Швеции и Англии относится к началу XIX века, в Германии и Франции - к середине XIX века, в США и Канаде - к началу XX века. В России первоначальное его изучение начато в 1904 году В. Р. Вильямсом, который выделил двукисточник за его ценные качества.

Более широко в нашей стране двукисточник тростниковый испы-тывался в 1929-1930 гг. в разных географических зонах. В послевоенное время изучение этого растения возобновилось и расширилось, а в последние годы интерес к двукисточнику возрос еще больше, увеличилось количество исследователей этой культуры как в нашей стране, так и за рубежш (Ecker L. > 1977; Спасов В. IL , 1981; Rui mann М. et al. , 1984; Кулешов Г. Ф. и др., 1996).

В Российской Федерации ареал двукисточника тростникового очень широк. Особенно большими массивами он встречается в северных приполярных районах европейской и азиатской частей России, преимущественно в поймах речных систем Печоры, Северной Двины, Оби, Иртыша, Енисея, Лены и далее до восточных границ (Медведев П. Ф. , 1978; Евстратова 0. И. 1996). В северо-западных районах Нечерноземной зоны РФ естественные травостои с участием двукисточника тростникового имеются вблизи рек, озер, где они создают двукисточниковые луга, развивающиеся в условиях временно избы-

точноувлажненных, пойменных и лугово-болотных почвах (Работнов Т. А. 1974; Горбачев И. В. , 1992; Савченко И. В. , 1995).

В настоящее время благодаря высокой хозяйственной ценности, а также как элемент сельскохозяйственной системы, имеющий специфическое значение в определенных экологических условиях и обеспечивающий устойчивость круговорота веществ, двукисточник приобретает все большую востребованность для северо-западной части России (Грислис C.B., Андреев Г. Э. , 1995, Спасов В. П., Трубников М, Д., 1996; Лайдинен Г. Ф. и др. , 1998).

1.2. Ботаническая характеристика и биологические особенности

Двукисточник (канареечник) тростниковый (Digraphis arundi-nacea Triп. ) является многолетним верховым корневищным злаком, образующим большое количество вегетативных хорошо облиственных побегов (Банникова В. А. , 1968; Дроздов И. ÎL и др., 1987).

Корневая система его мощно развита, состоит из многочисленных корневищ, расположенных в верхней части пахотного слоя почвы, и мочковатых корней, образующихся на корневищах в местах формирования надземных побегов. Мочковатые корни на минеральных почвах глубоко проникают в подпочвенные горизонты (на 2-3 м и более). Корневище коленчато-изогнутое, неправильно-округлое, средней толщины, сначала желтоватое, затем желтовато-коричневое ( Медведев П. ф. , Покровский В. Е. , 1977).

Стебли прямостоячие, прочные, цилиндрические, состоящие из 6-7 междоузлий с темноокрашеиными узлами, гладкие, полые, хорошо облиственные до высоты 180-220 см, на окультуренных торфяниках -до 250 см.

Листья светло-зеленые, широкие, ланцетные, плоские, с широко закругленным объемлющим основанием, похожие на листья тростника, но отличающиеся от них меньшей жесткостью и высоким тонкопленчатым язычком. Верхняя сторона листа скользкая, гладкая. Ширина листа достигает 12-20 мм, а длина - 22-25 см. На удлиненных вегетативных побегах листья составляют 75-80% от массы побегов (Медведев П. Ф., 1978). Площадь листовой поверхности колеблется от 4,25 до 10,9 кв. м на 1 кв. м почвы (Круг лова Д. И., 1979; Башмаков А. А. , 1998).

Соцветие - удлиненная, рыхлая или компактная слабоветвистая метелка, зеленая или с фиолетовым оттенком, после созревания -желтоватая, 10-14 см длиной. Зерновка продолговато-яйцевидная, сплюснутая, сверху заостренная, блестящая, желтоватая, коричневая или сероватая (Медведев П. Ф. , Сидоров Ф. Ф. , 1970). Масса 1000 семян колеблется от 0,7 до 0,9 г. В одном соцветии формируется в среднем 300-400 семян общей массой 0,30-0,35 г (Медведев П.Ф. , Покровский В. Е. , 1977).

Двукисточник тростниковый - растение весьма долголетнее, в условиях культуры на плодородных, обеспеченных влагой участках он держится свыше 15 лет (Турубанова Л Е , Потапов А. А. , 1982; Жезмер Е В. и др. , 1996).

По скорости весеннего отрастания двукисточник не уступает еже сборной и кострецу безостому (Бутковский В. Г. , 1970). Продолжительность периода от начала отрастания до полного созревания семян в условиях Ленинградской области составляет 80-95 дней, в южной части Карелии - 70-90 дней, в условиях Омской области - 93-99 дней (Медведев Е Ф. , Покровский В. Е. , 1977; Круг-лова Д. И. , 1986; Калинина С. И. и др., 1987).

Двукисточник тростниковый относится к растениям озимого типа развития. В первый год жизни он не образует цветоносных побегов. Нормальное плодоношение растения начинается со второго года жизни и продолжается в течение длительного времени. Однако на участках малоплодородных и при уплотнении травостоя цветоносные побеги образуются лишь на единичных растениях (Медведев П. Ф. , Сидоров Ф. Ф. , 1970; Соколова А. В. , 1971).

Частое скашивание этого злака стимулирует развитие надземных побегов и тормозит образование молодых корневищ. Это приводит к старению вегетативных популяций двукисточника тростникового и, как следствие, к изреживанию травостоев (Sato К. , Ando А. , 1976; КомахинЕИ. , 1986).

Среди других злаков двукисточник выделяется способностью ветвиться, образуя ветви из узлов на стеблях. Стеблевые узлы, отрезанные вместе с частью стебля и высаженные в землю, дают большое количество новых побегов (Hovin А., 1973; Андреев А. В. и ДР., 1976).

Двукисточник тростниковый легко переносит колебания влажности почвы и даже подтопление (Михайличенко Б. П. , 1980; Иванов А. Е., 1983). Он хорошо растет на низинных плохо дренированных почвах и агрессивно распространяется с помощью чешуйчатых корневищ, образуя плотную дернину (Уолтон П. Д. , 1986; Работнов Т. А. , 1974). В то же время по засухоустойчивости он заметно превосходит все возделываемые на Северо-Западе многолетние злаковые травы, а также люцерну гибридную (Медведев П. Ф. , 1978).

С наступлением жары растения впадают в состояние покоя, стебли становятся малосъедобными. Растения формируют спящие почки в зоне кущения и на корневищах, одни из них переносят засуху

в состоянии покоя, другие формируют слабые побеги (Davidson S. , 1984). О способности двукисточника хорошо переносить засуху сообщалось в работе Кондратюка Е. И. (1983).

По способу цветения многие авторы относят это растение к злакам утреннего цветения (Малевинский Е,В. , 1980; Гузик Е Б. , Банникова В. А. , 1968; Круг лова Е Е , 1989). Но в работах Кириллова Ю. И. (1971, 1972) и Кругловой Д. И. (1986) сообщается о продолжительном цветении двукисточника тростникового в течение всего светового дня и даже в вечерние сумерки. Исходя из результатов своего эксперимента, Рогачева Г. И. и Лобовиков Е Е (1982) отмечают, что для двукисточника тростникового характерно утреннее одноразовое цветение с 4-5 до 9-10 часов. Температура воздуха в период цветения колебалась от 9 до 21°С, относительная влажность - от 61 до 100%. Оптимальные условия для цветения создаются при температуре 15-20°С и относительной влажности воздуха 70-90%.

Пономарев А. Е (1964) характеризует двукисточник тростниковый как вид с низкой автофертильностью. При уединенном произрастании (то есть без какой-либо изоляции соцветий) завязывание семян совершенно отсутствует или крайне недостаточно. Исходя из этого и основываясь на своих наблюдениях, Рогачева Г. И. и Лобовиков ЕЕ (1982) сделали заключение, что двукисточник тростниковый в какой-то степени способен к самоопылению в форме гейто-ногамии, что является резервным способом размножения, помимо ветроопыления.

Критическими фенологическими фазами развития двукисточника тростникового следует считать трубкование и выметывание, связанные с процессами микроспоро- и микрогаметотогенеза; нарушение

нормального течения данных процессов ведет к высокой стерильности пыльцы во время цветения и является одной из причин снижения семенной продуктивности (Круглова Н. Д. , 1989).

1.3. Хозяйственное значение и продуктивность

Высокая адаптационная способность двукисточника тростникового, его зимостойкость, долголетие, устойчивость при возделывании в разных погодных условиях, особенно на участках, мало пригодных для использования под другие многолетние злаковые и бобовые травы, выдвигают его в число перспективных кормовых растений для Нечерноземной полосы (Медведев П.Ф. , Сидоров Ф. Ф. , 1970; Лепкович И. IL , 1985; Kading Н. , Kreil W. , 1990; Klebesadel L. , Dofin S. , 1990; Ito M. , Shimazu V. , Vamaguchi H. et. al. 1997).

Весной двукисточник, являясь среднеранним растением, отрастает обычно раньше тимофеевки, овсяницы луговой и некоторых сортов ежи сборной. Он превосходит эти злаки, а также кострец безостый, лисохвост луговой, овсяницу тростниковую, райграс пастбищный по урожайности зеленой массы и сена (Медведев П. Ф. , 1977; Kreil V. 1983; Бойцова Э. С. , 1988).

Многие авторы относят двукисточник тростниковый к группе злаков универсального назначения (Казанцев В. П. и др. , 1978; Ми-китенко А. П. , Пшеничный В. В. , 1982; Кондратюк Е. И. и др. 1983; Беляев Л , 1983; Talik В., 1985; Feirey N. , 1985; Казанцев В. IL , 1986).

Микитенко А.П. (1981) отмечает более высокую продуктивность

двукисточника тростникового по сравнению с райграсом многоукосным, кострецом унеаловидным, овсяницей тростниковой. Аналогичные результаты были получены в различных регионах в исследованиях Aase К. , Oyen J. (1981), Спасова В. IL (1981), Иньковой М. И. и Лукьянова 1983), Pizzo М. , Giorgio М. (1984), Зотова A.A. и Кулагина Л. В. (1988), Якушева Д. Я. и Кобыльченко Е. С. (1988). В условиях Карелии на торфяной почве Калининой С. И. и др. (1987) также установлена более высокая продуктивность двукисточника по сравнению с тимофеевкой луговой, ежой сборной и овсяницей тростниковой.

В условиях средней полосы европейской части России двукис-точник дает за два укоса до 380 ц/га зеленой массы, а урожайность