Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние покровных культур на продуктивность клевера паннонского (Trifolium pannonicum jacq.) в лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние покровных культур на продуктивность клевера паннонского (Trifolium pannonicum jacq.) в лесостепи Среднего Поволжья"

На правах рукописи

Игнатьев Александр Сергеевич

ВЛИЯНИЕ ПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР НА ПРОДУКТИВНОСТЬ КЛЕВЕРА ПАННОНСКОГО (TRIFOLIUM PANNONICUM JACQ.) В ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Пенза 2012

1 3 ЛЕН 2012

005047383

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Кшникаткина Анна Николаевна

Официальные оппоненты: Тимошкин Олег Алексеевич,

доктор сельскохозяйственных наук, доцент, зав. лабораторией селекции многолетних трав ГНУ Пензенский НИИСХ Глухова Людмила Васильевна, кандидат сельскохозяйственных наук, директор ООО СХП «Каменское»

Ведущее предприятие: - ГНУ Мордовский НИИСХ Россельхозакадемии

Защита состоится 25 декабря 2012 г. в 12 часов на заседании Диссертационного совета Д. 220.053.01 при ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»

Автореферат разослан 23 ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Гущина Вера Александровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важнейших проблем сельского хозяйства Среднего Поволжья является увеличение производства кормов, улучшение их качества и энергонасыщенности. В связи с этим важное значение приобретает организация адаптивного кормопроизводства на основе создания высокопродуктивных агроценозов за счет интродукции новых видов, наиболее полно использующих биоклиматические ресурсы зоны, и разработка ресурсосберегающих технологий их возделывания.

Продуктивность клевера паннонского на протяжении всего периода его использования во многом зависит от условий произрастания растений в первый год жизни. Ведущими звеньями в агрокомплексе по возделыванию клевера на корм и семена являются способы посева и покровные культуры, в значительной мере определяющие его продуктивность. В связи с этим разработка приемов адаптивной технологии возделывания клевера паннонского в условиях лесостепи Среднего Поволжья актуально.

Цели и задачи исследований. Цель исследований заключалась в подборе и научном обосновании приемов возделывания покровных культур для клевера паннонского, обеспечивающих его максимальную продуктивность в условиях лесостепи Среднего Поволжья.

Программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

- оценить эффективность беспокровных и покровных способов посева клевера паннонского на кормовые цели и семена;

- изучить особенности роста и развития, формирование симбиотического и фотосинтетического аппарата в беспокровных и покровных посевах клевера паннонского;

- определить влияние покровных культур на засоренность агрофитоценоза клевера паннонского;

- установить влияние способов посева и сроков уборки покровных культур на

урожайность клевера паннонского и их суммарную продуктивность;

з

- установить влияние способов посева на семенную продуктивность клевера паннонского;

- дать экономическую и энергетическую оценку приемов возделывания клевера паннонского.

Научная новизна. Применительно к почвенно-климатическим условиям лесостепи Среднего Поволжья впервые определены лучшие покровные культуры, способы посева и сроки их уборки при возделывании новой кормовой культуры клевера паннонского на кормовые цели и семена.

Практическая значимость результатов исследований. На основании проведенных исследований разработаны и рекомендованы приемы ресурсосберегающей технологии возделывания клевера паннонского: лучшая покровная культура - лен масличный и ячмень на зерносенаж. Применение рекомендуемых приемов технологии возделывания клевера паннонского позволяет получать 5-6 т/га кормовых единиц, 1,2 - 1,5 т/га переваримого протеина, 65,8 - 72,1 ГДж/га обменной энергии и 0,5 - 0,7 т/га семян. Положения, выносимые на защиту:

- закономерности роста, развития растений, продукционного процесса клевера паннонского в зависимости от приемов возделывания;

- засоренность агрофитоценоза клевера паннонского;

- продуктивность клевера паннонского в зависимости от приемов возделывания;

- экономическое и энергетическое обоснование приемов возделывания клевера паннонского.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, проводимой по программе Всероссийского фестиваля науки и посвященной 60-летию ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» 17-18 марта 2011 г. (Пенза, 2011); на научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, проводимой по программе Всероссийского фестиваля науки и посвященной 60-летию ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» 27-28 октября 2011 г. (Пенза, 2011); VIII Международной дистанционной научной конфе-

ренции «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки» (Владикавказ, 2012); Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 150-летию со дня рождения П.А. Столыпина (Пенза, 2012).

Публикация в печати. Основные положения диссертации опубликованы в 6 статьях, в том числе одна - в издании по перечню, рекомендованному ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 142 страницах компьютерного текста, содержит 24 таблицы, 7 рисунков и 22 приложения. Список литературы включает 237 источника, в том числе 18 зарубежных авторов.

Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательской работы ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по целевой комплексной научно-технической программе т. 12.5 «Разработка адаптивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Пензенской области».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика проведения исследований

Экспериментальная работа выполнена в учебно-опытном хозяйстве ФГБОУ «Пензенская ГСХА» в 2010-2012 гг.

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, среднемощный, тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое 6,5%, подвижного фосфора (по Чирикову) - 10,3 мг/100 г, обменного калия - 16,0 мг на 100 г почвы, обеспеченность подвижными формами молибдена, бора, марганца, меди, цинка и кобальта низкая, рНКС| - 5,6.

В годы проведения исследований наблюдались значительные колебания условий температурного режима и увлажнения. Так, аномальные погодные условия 2010 года характеризовались как острозасушливые в течение всего вегетационного периода (ГТК = 0,3). Лимитирующим фактором для клевера являлась влага и

экстремально высокие дневные температуры (до 38-40 °С), которые угнетали развитие растений, что повлекло снижение семенной и кормовой продуктивности. И.Г. Грингоф и др. (1987); Ю.Б. Коновалов и др. (1990) отмечают, что при температуре воздуха выше 25 - 26 °С снижается репродуктивный период у сельскохозяйственных культур. 2011 - 2012 гг. характеризовались как умеренно (ГТК = 1,0) увлажненные.

Решение поставленных задач осуществлялось в многофакторном полевом опыте в 2010 - 2012 гг. Объект исследований — новая перспективная кормовая культура клевер паннонский.

Схема опыта: Фактор А - покровная культура. 1. Овес пленчатый; 2. Овес голозерный; 3. Ячмень пленчатый; 4. Ячмень голозерный; 5. Яровая тритикале; 6. Яровой рыжик; 7. Редька масличная; 8. Горчица белая; 9. Лен масличный; 10. Просо; 11. Суданская трава. Фактор В - ширина междурядий покровной культуры: 15 см, 30 см. Фактор С - сроки уборки покровной культуры: 1. на зеленую массу (яровые зерновые культуры и суданская трава); 2. на зерносенаж (яровые зерновые культуры); 3. на зерно (яровые зерновые культуры, яровой рыжик, редька масличная, горчица белая, лен масличный, просо, суданская трава).

Контроль — беспокровный посев клевера паннонского с применением гербицида Корсар -1,5 кг/га по вегетирующим растениям в фазу 2-3 листьев.

Повторность опыта трехкратная, размещение вариантов систематическое, учетная площадь делянки 16 м2. Клевер высевали поперек посева покровных культур. Норма высева зерновых культур была снижена на 30% от рекомендуемой. Рыжик яровой, редька масличная, горчица белая, лен масличный, просо и суданская трава высевались 100% нормой высева.

Твердосемянность у клевера паннонского достигает 65-89%, поэтому перед посевом семена скарифицировали и инокулировали ризоторфином совместно с молибденовыми микроудобрениями. Ячмень, тритикале и овес убирали на зерно при полной спелости зерна, на зерносенаж - в фазе молочно-восковой спелости; на зеленую массу — в фазе выметывания метелки и выхода в трубку.

Технология возделывания покровных культур общепринятая в данной зоне.

Закладка полевых опытов, наблюдения, оценка и учет проводилась в соответствии с методическими указаниями БА. Доспехова (1985). Фенологические наблюдения, биометрические измерения, определение структуры урожая, учет урожая и другие сопутствующие исследования проводили по методике Госкомиссии по сортоиспытанию (1971) и рекомендациям ВНИИ кормов им. Вильямса (1987). Показатели фотосинтетической деятельности растений определяли по методике A.A. Ничипоровича (1961, 1963). Чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) - по формуле, предложенной L. Bridds, F. Kidd, С. West (1920). Формирование симбиотического аппарата бобовых культур, определение общего и активного симбиотического потенциала - по методике Г.С. Посы-панова (1911). Изучение корневой системы—по методике Н.З. Станкова (1964).

Агроэнергетическая оценка технологий выращивания зерновых, бобовых и кормовых культур проводилась в соответствии с методическими рекомендациями, разработанными учеными ВАСХНИЛ (1989), ВИК (1995), ТСХА (1995), Г.А. Бу-латкиным (1986, 1991). Математическую обработку экспериментальных данных проводили методами корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализов (Б.А. Доспехов, 1979, 1985) на ПЭВМ с использованием Excel 2007, Statistica 6.0, Statgraphics Plus 5.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Формирование агроценоза клевера паннонского. Наибольший эффект от агротехнического приема в земледелии можно установить лишь на основе систематического учета состояния посевов, на основе непрерывного контроля за ростом и развитием растений.

Нашими исследованиями установлено, что покровные культуры оказывают заметное влияние на полевую всхожесть семян клевера паннонского. Так, полевая всхожесть клевера по вариантам опыта была в пределах 61,169,6%. Лучшие показатели полевой всхожести отмечены при беспокровном посеве — 69,6%, а также на подпокровном посеве с использованием льна масличного и ячменя голозерного - 67,2-68,7%.

7

После всходов клевер произрастает под покровом в условиях прогрессивно ухудшающего освещения и уменьшения запасов влаги и элементов питания. Результаты измерения освещенности показывают, что покровные культуры по мере роста и развития уменьшают проникновение света к растениям клевера паннонского. При этом очень важно время наступления максимального затенения их покровной культурой. Так, значительно раньше оно наступает под покровом овса пленчатого и редьки масличной, затем под овсом голозерным и ячменем, позднее под просом и суданкой. В этот период слабо развитые всходы клевера наиболее чувствительны к экстремальным условиям, что привело к изреживанию травостоя на вариантах с подпокровным посевом.

Установлено, что сроки уборки покровных культур оказали существенное влияние на выживаемость растений клевера паннонского. Так, к моменту уборки покровных культур на зеленый корм данные показатели составили 77,0-89,2%. Наименьшая гибель растений клевера отмечалась при посеве под покров льна - 10,8%. Меньшее угнетающее воздействие на клевер оказывают яровая тритикале, ячмень голозерный и ячмень пленчатый при посеве с междурядьями 30 см, так как складывался более благоприятный световой и водный режим. Большее число растений клевера сохранилось под покровом льна - 88,5-98,2%.

При уборке покровных культур на зерносенаж количество сохранившихся растений клевера уменьшилось и составило 53,2-61,7%, что ниже по отношению к варианту уборки на зеленную массу на 23,8-27,4%. Наибольшая гибель растений клевера до 56,8% наблюдалась при уборке на зерно. Малопригодны для покрова крестоцветные культуры, под которыми погибает 54,4-55,5% растений клевера.

В процессе зимовки изреживание на подпокровных посевах было больше не только в год посева, но и в последующие годы. Так, беспокровный клевер в первую зиму в среднем за годы исследований изреживался только на 5,4%, а

вышедший из-под покрова льна - 5,5%, зерновых культур - 14,3-47,8%, крестоцветных культур - 22,4-46,8%.

Показатели биометрических измерений растений клевера свидетельствует о том, что наиболее благоприятные условия для их роста и развития складывались под покровом льна, высота растений составила 27,5 см, масса 100 растений - 124,3 г. Наименьшие показатели надземной массы клевера отмечены при возделывании клевера под покровом редьки масличной, горчицы белой, суданской травы и овса высота растений 9,2 - 13,9 см, сырая масса 100 растений - 53,2-61,7 г.

Рост и развитие клевера паннонского 2-го года пользования зависело от потенциальных возможностей растений, заложенных в агроценозе условиями возделывания в год посева. При этом сохранилась та же закономерность: чем сильнее покровная культура угнетала клевер в первый год жизни, тем медленнее проходили фазы роста и развития, особенно в вариантах с овсом и редькой масличной. В агроценозе второго года пользования наиболее густой травостой был в беспокровном посеве и при возделывании под покровом льна с междурядьями 30 см.

Покровные культуры, способы посева и сроки их уборки существенно повлияли на формирование корневой системы. При уборке покровных зерновых культур на зеленый корм масса сухих корней составила 18,8-23,6 т/га, на зерносенаж - 17,7-22,6 т/га, на зерно - 10,6-16,0 т/га. Наиболее мощную корневую систему растения клевера сформировали при возделывании в год посева под покровом льна - 25,7 т/га.

Засоренность посевов клевера паннонского в зависимости от покровных культур. Одним из агротехнических приемов в борьбе с сорняками в посевах многолетних трав первого года жизни может служить правильный выбор покровной культуры.

Засоренность посевов клевера была различной в зависимости от вида покровной культуры, сроков уборки и способов посева. При учете сорняков установлено, что в большей степени подавлялись сорняки под покровом овса

9

пленчатого, число однолетних сорняков составило 139,3 и 141,5 шт./м2, перед уборкой 89,6 и 104,2 шт./м2 с массой 88,4 и 93,5 г/м2. Яровой рыжик, редька масличная, горчица белая, суданская трава и просо оказались менее конкурентоспособными культурами по отношению к сорнякам (рис. 1).

Рисунок 1 — Влияние сроков уборки покровных культур на засоренность посевов клевера паннонского

Симбиотическая деятельность агроценоза клевера паннонского.

Анализ формирования симбиотической деятельности клевера 1-го года пользования показал, что наибольшее количество (90,3 млн. и п ./га) и масса (416,3 кг/га) активных клубеньков в фазу бутонизации сформировалось при беспокровном возделывании. Лучшими показателями симбиотического аппарата характеризовались агроценозы клевера при выращивании под покровом льна, количество и масса активных клубеньков составили 87,9 млн. шт./га и 414,3 кг/га. При возделывании под покровом овса отмечается резкое снижение количества и массы клубеньков - 31,7-48,5 млн. шт./га и 124,9-167,2 кг/га. Во 2-й год пользования показатели симбиотической деятельности увеличились на 19,8% и 20%. Количество и масса активных клубеньков при возделывании клевера в год посева под покровом льна были на уровне беспокровного посева и составили 99,6 млн. шт./га и 469,4 кг/га. При возделывании клевера под покровом яровых зерновых культур более благоприятные условия для симбиотической

ю

азотофиксации складывались в варианте с ячменем голозерным с междурядьями 30 см и уборке на зеленую массу, в фазу бутонизации количество активных клубеньков и их масса составили 78,9 млн. шт./га и 287,8 кг/га.

Фотосинтетическая деятельность. Показатели площади листьев, продолжительность их работы и накопление сухой биомассы определяют продуктивность фотосинтетической деятельностью посевов.

Проведенные исследования позволили определить роль покровных культур в формировании продуктивности фотосинтеза агроценоза клевера паннонского. Нами установлено, что в год посева по урожайности сухой биомассы, площади листьев и фотосинтетическому потенциалу преимущество имели беспокровные посевы. По всем показателям фотосинтеза среди покровных культур максимальные результаты отмечены при посеве клевера под покров льна масличного (рис. 2). С возрастом травостоя происходило увеличение листовой поверхности посевов. Так, наибольшая площадь листьев клевера в фазу бутонизации 62,7 тыс. м2/га сформировалась при выращивании в год посева под покровом льна с междурядьями 30 см. Наибольшие показатели фотосинтетической деятельности клевера имели беспокровные посевы: площадь листьев в фазу бутонизации - 63,1 тыс. м2/га, ФП - 1,69 млн. м2 дн./га, ЧПФ - 3,92 г/м2 сутки (рис. 3).

5 4,5

3,5 3 2.5

1,5 1

0,5 О

ш Сухое вещество, т/га в ФП, млн. м! ди/га аЧПФ.г/м1 сутки

15см 30см ИсмЫолЬ^сфйсм 15см¡ЗОсм 15см «ол|15см|ЗДгм f i i i i * I 1

Овес ; пленчатый

Овес голозерный

Ячмень ¡ Ячмень | Яровая пленчатый |гопозеркый¡ тритикале

Суданская | трава I

Рисунок 2 - Продуктивность фотосинтеза клевера паннонского 1-го г.п. при уборке покровных культур на зеленую массу 11

ш Сухое вещество, г/га в ФП, млн. м- дм/га 8 ЧИФ, г/м» сутки

Рисунок 3 - Продуктивность фотосинтеза клевера паннонского 1-го г. п. при уборке покровных культур на зерносенаж

Ранний срок уборки покровной культуры положительно сказался на формировании параметров фотосинтетической деятельности посевов клевера паннонского. Так, в первый год пользования при возделывании клевера под покровом яровых зерновых культур и уборке на зеленую массу площадь листьев составила в фазу бутонизации 34,7-41,0 тыс. м2/га, на зерносенаж -27,8-39,8 тыс. м2/га. на зерно - 18,9-28,7 тыс. м2/га. При этом фотосинтетический потенциал изменялся в пределах 0,85-0,93 млн. м2 дн./га. Уборка в фазу молочно-восковой спелости и восковой спелости зерна снижали величину фотосинтетического потенциала посева по сравнению с уборкой в фазу выхода растений в трубку на 6,8-20,4% и 22,8-45,2%. Наиболее высокий показатель по нарастанию листовой поверхности 73,98 тыс. м2/га отмечен на посевах, где в качестве покрова использовался лен масличный с шириной междурядий 30 см, ФП - 1,92 м2 дн./га и ЧПФ - 3,96 г/м2 сутки. Посевы клевера из под крестоцветных культур сформировали наименьшую ассимиляционную поверхность - 27,42-29,47 тыс. м2/'га.

15 см | 30 см | 15 см 30 см

Овес пленчатый

Овес голозерный

Ячмень пленчатый

8 Сухое вещество, т/га ВФП, млн. м2дн/га * ЧПФ, г/м2 сутки

Рисунок 4 - Продуктивность фотосинтеза клевера паннонского 2-го г.п. при уборке покровных культур на зеленую массу

При уборке яровых зерновых культур в фазу молочно-восковой и восковой спелости зерна снижались параметры фотосинтетической деятельности посевов по сравнению с ранней уборкой на 9,1-49,2%.

Продуктивность клевера паннонского. Во все годы исследований наибольший урожай кормовой массы обеспечил беспокровный посев клевера паннонского. При подпокровном посеве в первый год получили урожай только покровной культуры. Покровные посевы не только в первый, но и во второй год пользования по продуктивности значительно уступали беспокровным (табл. 1). При этом наибольшее снижение продуктивности клевера отмечается при возделывании под покровом овса, крестоцветных культур и суданской травы. В меньшей степени снижается урожай клевера под покровом льна и ячменя. В первый год пользования наиболее продуктивными были посевы клевера при выращивании в предыдущем году под покровом льна. Так, урожай зеленой массы составил 28,0 т/га, сбор кормовых единиц 5,7 т/га, переваримого протеина 0,77 т/га, обменной энергии 60,7 ГДж/га. При посеве под покров яровых зерновых культур и уборке на зеленую массу клевер паннонский сформировал более высокую урожайность, чем при уборке на зерносенаж и зерно.

Таблица 1 - Продуктивность и питательная ценность клевера паннонского

Варианты Продуктивность клевера паннонского 1-го г.п. Продуктивность клевера паннонского 2-го г.п.

зеленой массы, т/га корм, ед., т/га ПП, т/га оэ, ГДж зеленой массы, т/га корм, ед., т/га ПП, т/га ОЭ, ГДж

Беспокровный 28,4 5,7 0,77 60,5 32,9 6,6 0,89 70,1

Уборка на зеленую массу

Овес 15 15,7 3.2 0,42 33,5 24,4 4,9 0,66 51,9

пленчатый 30 16,2 3,3 0,44 34,6 25,5 5,1 0,69 54,3

Овес 15 16,3 3,3 0,44 34,7 25,3 5,1 0,68 53,8

голозерный 30 16,3 3,3 0,44 34,8 25,6 5,1 0,69 54,5

Ячмень 15 17,0 3,4 0,46 36,2 27,2 5,4 0,73 57,9

пленчатый 30 17,9 3,6 0,48 38,1 29,1 5,8 0,79 62,0

Ячмень 15 18,5 3,7 0,50 39,3 30,3 6,1 0,82 64,5

голозерный 30 18,8 3,8 0,51 40,1 31,1 6,2 0,84 66,2

Яровая 15 17,7 3,5 0,48 37,7 28,3 5,7 0,76 60,3

тритикале 30 18,4 3,7 0,50 39,3 29,7 5,9 0,80 63,2

Суданская 15 8,6 1,7 0,23 18,3 13,7 2,8 0,37 29,3

трава 30 10,1 2,0 0,27 21,5 16,2 3,2 0,44 34,6

Уборка на зерносенаж

Овес 15 12,8 2,6 0,34 27,2 18,4 3,7 0,50 39,1

пленчатый 30 13,0 2,6 0,35 27,8 19,0 3,8 0,51 40,5

Овес 15 13,7 2,7 0,37 29,1 20,2 4,1 0,55 43,1

голозерный 30 14,4 2,9 0,39 30,6 21,6 4,3 0,58 45,9

Ячмень 15 15,4 3,1 0.42 32,9 24,1 4,8 0,65 51,3

пленчатый 30 16,7 3,3 0,45 35,5 26,6 5,3 0,72 56,6

Ячмень 15 17,3 3,5 0,47 36,9 27,9 5,6 0,75 59,3

голозерный 30 17,9 3,6 0,48 38,1 29,1 5,8 0,79 62,0

Яровая 15 17,8 3,6 0,48 37,9 27,6 5,5 0,74 58,8

тритикале 30 18,1 3,6 0,49 38,5 28,2 5,6 0,76 60,0

Уборка на зерно

Овес 15 8,5 1,7 0,23 18,1 11,1 2,2 0,30 23,6

пленчатый 30 9,4 1,9 0,25 19,9 12,4 2,5 0,34 26,5

Овес 15 9,9 2,0 0,27 21,2 13,4 2,7 0,36 28,5

голозерный 30 10,8 2,2 0,29 22,9 14,9 3,0 г~од(Г 31,7

Ячмень 15 11,4 2,3 0,31 24,2 15,9 3,2 0,43 33,9

пленчатый 30 12,2 2,4 0,33 26,0 17,4 3,5 0,47 37,1

Ячмень 15 12,9 2,6 0,35 27,4 18,7 3,7 0,50 39,8

голозерный 30 14,2 2,8 0,38 30,3 21,3 4,3 0,58 45,5

Яровая тритикале 15 11,4 2,3 0,31 24,3 15,4 3,1 0,42 32,8

30 12,0 2,4 0,32 25,6 16,2 3,3 0,44 34,6

Просо 15 10,9 2,2 0,29 23,1 15,0 3,0 0,40 31,9

30 11,5 2,3 0,31 24,4 16,0 3,2 0,43 34,1

Яровой рыжик 15 9,6 1,9 0,26 20,4 12,9 2,6 0,35 27,5

30 10,0 2,0 0,27 21,4 13,6 2,7 0,37 29,0

Редька 15 9,4 1,9 0,25 19,9 12,6 2,5 26,9

масличная 30 9.6 1,9 0,26 20,3 13,0 2,6 0,35 27,6

Лен 15 27,9 5,6 0,75 59,4 32,6 6,5 0,88 69,5

масличный 30 28,5 5,7 0,77 60,7 33,7 6,7 0,91 71,7

Горчица белая 15 9,2 1,9 0,25 19,7 12,4 2,5 0,33 26,3

30 9,5 1,9 0,26 20,3 12,9 2,6 0,35 27,4

Суданская трава 15 7,6 1,5 0,21 16,2 10,3 2,1 0,28 21,8

| 30 8,1 1,6 0,22 17,3 11,0 2,2 0,30 23,5

Наибольшая урожайность зеленой массы клевера 1-го года пользования получена при уборке ячменя голозерного на зеленый корм - 18,8 т/га, при уборке на зерносенаж урожайность снизилась на 0,9 т/га, на зерно - 4,6 т/га (32,4%). Аналогичная закономерность наблюдается и в отношении овса, ячменя пленчатого и тритикале. Лучшие показатели по продуктивности клевера паннонского 2-го года пользования также были получены на беспокровном посеве: урожайность зеленой массы 32,9 т/га, сбор с гектара кормовых единиц 6,6 т, переваримого протеина - 0,89 т, обменной энергии - 70,1 ГДж. Наибольший сбор кормовых единиц (6,7 т/га) клевера получен при высеве под покров льна. При использовании в качестве покровной культуры голозерного ячменя и уборке в ранние сроки урожай зеленой массы клевера 2-го года пользования составил 31,1 т/га, сбор с гектара кормовых единиц - 6,2 т, переваримого протеина - 0,84 т, обменной энергии - 66,2 ГДж. Продуктивность снизилась в 1,8-2,9 раза при посеве клевера под овес и уборке на зерно. Наибольшее снижение продуктивности (1,8-2,9 раза) отмечено при возделывании клевера паннонского под овсом.

7 6 5 4 3 2 1 0

■ Уборкана зеленую массу «Уборка на зерносенаж , Уборка на зерно

Рисунок 5 - Продуктивность клевера паннонского в зависимости от сроков уборки покровных культур

! 15 см 30см Овес пленчатый

15см 30см Яроааятритикале

Овес голозерный

Ячмень пленчатый

Ячмень голозерный

Наибольший сбор (12,1 - 12,4 т/га) кормовых единиц клевера паннон-ского 1-го и 2-го года пользования получен при посеве под покров льна с междурядьями 30 см.

Сроки уборки покровной культуры значительно повлияли на сбор переваримого протеина клевера паннонского. Так, при уборке яровых зерновых культур на зеленую массу сбор переваримого протеина составил 1,08-1,35 т/га, при уборке на зерносенаж сбор переваримого протеина снизился на 0,24-0,60 т/га, на зерно — на 0,39-0,55 т/га. Максимальный сбор переваримого протеина получен на беспокровных посевах - 1,66 т/га. Практически равный выход переваримого протеина получен при посеве клевера под покров льна масличного —1,65 т/га.

Семенная продуктивность клевера паннонского в зависимости от способов посева. Анализ структуры урожая семенника клевера паннонского первого года пользования показал, что наиболее оптимальные условия для формирования урожая семян складывались на беспокровном посеве и под покровом льна. Во второй год пользования сохранилась такая же тенденция.

На вариантах с покровными культурами сформировалось значительно меньше генеративных побегов по сравнению с беспокровным выращиванием. Так, под покровом зерновых культур сформировалось - 92 шт./м2 генеративных побегов, крестоцветных - 13-33 шт./м2, проса - 94-98 шт./м2, суданки -14-88 шт./м2. Наибольшее количество генеративных побегов сформировалось при возделывании клевера под покровом льна — 91 штУм2, семян в головке -31 шт., семян на растении - 94 шт., продуктивность растения — 3,95 г масса 1000 семян - 3,95 г, урожай семян - 430,5 кг/га.

На посевах второго года пользования густота стеблей была выше в среднем на 27%, обсемененность головки — 10,2%, количество семян на растении - 47%, продуктивность индивидуального растения — 62%, крупность семян - 12%. Густота генеративного стеблестоя колебалась от 18 до 117 шт./м2. Наибольшее число генеративных побегов сформировалось на беспокровных посевах - 117 шт./м2, а также при посеве под покров льна - 116 шт./м2. В ва-

риантах с использованием для покрова крестоцветных культур и суданки генеративных стеблей было очень мало - 1В - 42 шт./м2. Таблица 2 - Урожайность семян и структура клевера паннонского

Клевер паннонский 1-го г.п. Клевер паннонский 2-го г.п.

Варианты масса „ масса урожай

семян с побега, г 1000 семян, г мян, кг/га семян с побега, г 1000 семян, г семян, кг/га

0.49 3,96 •446,8 0,79 4,44 540,2

Уборка на зеленую массу -

Пчрг 1 1 ^ 0,09 2,45 1 78,3 0,15 2,74 94,7

голозерный 30 0,10 2,58 86,3 0,16 2,89 104,3

14 0,12 2,66 108,4 0,19 2,98 131,1

30 0,13 2,74 115,6 0,21 3,07 139,8

15 0,13 2,78 118,4 0,21 3,11 143,1

голозерный 30 0,14 2,83 120,3 0,23 3,17 145,4

14 0,13 2,72 110,4 0,21 3,05 133,5

30 0,14 2,74 114,7 0,23 3,07 138,7

и 0,09 2,52 91,2 0,15 2,82 110,3

трава 30 0,10 2,58 Уборка 94,6 ча зерносенаж 0,16 2,89 114,4

Овес голозерный 15 30 0,08 0,09 2,34 2,43 65,8 72,5 0,13 0,15 2,62 2,72 2 80 79.6 87.7 110,1

Ячмень пленчатый 15 30 0,10 0,11 2,50 2,58 97,2 0,18 2,89 2 97 117,5 137,5

Ячмень голозерный 15 30 0,12 0,13 2,65 2,68 116,1 0,21 0 19 3,00 2 71 140,4 131,4

Яровая тритикале 15 30 0,12 0,13 2,42 2,48 Убор 109,6 ка на зерно 0,21 2,78 132,5

Овес 15 30 0,04 0,05 2,13 2,19 56,8 58,6 0,06 0,08 2,39 2,45 68.7 70.8

0,10 2,43 83,5 0,16 2,72 101,0

пленчатый 30 0,11 2,49 85,4 0,18 2,79 2 87 103,2 117,0

Ячмень голозерный 15 30 0,12 0,13 2,56 2,58 96,8 98,6 0Д1 2,89 2 89 119,2 114,4

Яровая тритикале 15 30 0,13 0,14 2.58 2.59 98,7 0,23 2,90 2 80 119,3 91,4

Просо 15 30 0,11 0,12 2,50 2,53 75,6 78,3 0,19 2,83 1 19 94,7 32,3

Яровой рыжик 15 30 0,02 0,03 1,06 1,09 27,8 0,05 0 75 1,22 4 39 33,6 517,8

Лен масличный 15 30 0,46 0,48 3,92 3,95 430,5 0,78 4,42 1 22 520,5 33,6

Горчица белая 15 30 0,03 0,04 1.09 1.10 27,8 28,2 0,06 1,23 1 24 34,1 36,0

Суданская трава 15 30 0,04 0,05 1,11 1,12 1 30,4 0,08 1,25 36,8

Сроки уборки покровных культур существенно повлияли на формирование элементов структуры и урожайность семян клевера. При уборке зерновых культур на зерносенаж число генеративных стеблей по отношению к ранней уборке снизилось на 8,6 - 32,5%, на зерно - 18,4 - 48,6%. Наиболее продуктивными были беспокровные посевы - 540,2 кг/га и при посеве под покров льна масличного - 520,5 кг/га.

Для создания благоприятных условий для развития семенного травостоя в год посева ячмень и тритикале целесообразно убирать в ранние сроки на зеленую массу, урожай семян повышается на 18,9 - 21,9% по отношению к варианту - уборка на зерносенаж. При позднем сроке уборки яровых зерновых культур урожайность семян клевера снизилась на 16,2 - 35,4%. При возделывании клевера в год посева под покровом овса пленчатого и редьки масличной семена получили только на третьем году жизни. При использовании в качестве покрова крестоцветных культур и суданки на зерно урожай семян во второй год пользования получен значительно ниже в сравнении с яровыми зерновыми - 26,7 - 28,2 кг/га и 29,8 - 30,4 кг/га. Однако при уборке суданки на зеленую массу урожай семян составил 91,2 - 94,6 кг/га.

Экономическая и энергетическая эффективность. Расчет энергетической эффективности возделывания клевера паннонского в зависимости от вида покровной культуры, срока уборки показал, что энергетически эффективно возделывать клевер паннонский под покровом льна масличного. Коэффициент энергетической эффективности составил 3,4 ед. Также целесообразно использовать в качестве покровной культуры ячмень при раннем сроке уборки, коэффициент энергетической эффективности 2,7 ед. Максимальное количество энергии 140,2 ГДж получено при беспокровном возделывании клевера паннонского, КПД - 3,5 ед. При использовании в качестве покрова овса, крестоцветных культур и суданки на зерно коэффициент энергетической эффективности составил 1,6 - 2,1 ед., себестоимость кормовой единицы -5,48-5,80 ГДж.

выводы

1. Покровные культуры оказывают существенное влияние на формирование агроценоза клевера паннонского. Полевая всхожесть по вариантам опыта составила 61,1 - 69,6%. Лучшие значения данного показателя отмечены на посевах, где в качестве покрова использовался лен масличный - 69,6%.

2. Сроки уборки покровных культур оказали существенное влияние на выживаемость растений клевера паннонского. К моменту уборки покровных культур на зеленый корм данные показатели составили 77,0-89,2%, на зерно-сенаж - 53,2-61,7%, на зерно - 43,2%. Под покровом крестоцветных культур гибель растений клевера составила 54,4-55,5%, суданской травы - 44,6% и 46,4%. Наименьшая гибель растений клевера была под покровом льна - 10,8%.

3. При подпокровном возделывании снижаются темпы роста и развития клевера паннонского, а также процент перезимовки. Так, беспокровный клевер в первую зиму в среднем за годы исследований изреживался на 5,5%, а вышедший из - под покрова льна - на 5,6%, овса - 29,0 - 47,8%, ячменя - 14,3 - 30,4%, тритикале - 17,5 - 30,4%, суданской травы - 28,6 - 42,7%, проса -24,7%, крестоцветных культур - 44,3 - 46,8%.

4. Наиболее благоприятные условия для роста и развития клевера паннонского складывались под покровом льна масличного, с междурядьями 30 см, высота растений 27,5 см, масса 100 растений - 61,7 г.

5. При посеве клевера паннонского под покров яровых зерновых культур значительно снизилась засоренность агроценоза. Крестоцветные культуры, суданская трава и просо оказались менее конкурентоспособными по отношению к сорнякам.

6. Наибольшее количество и масса активных клубеньков в фазу бутонизации сформировалось при беспокровном возделывании клевера паннонского - 90,3 млн. шт./га и 416,3 кг/га, под покровом льна - 87,9 млн. шт./га и 414,3 кг/га, овса - 31,7 - 48,5 млн. шт./га и 124,9 - 167,2 кг/га. Показатели симбиотической деятельности агроценноза клевера 2-го года

пользования значительно увеличились, количество клубеньков на 13,220,0%, их масса - 19,8%.

7. По урожайности сухой биомассы, площади листьев и фотосинтетическому потенциалу преимущество имели беспокровные посевы клевера паннонского, площадь листьев - 63,1 тыс. м2/га, ФП - 1,69 млн. м2 дн./га, ЧПФ — 3,92 г/м2 сутки. Среди покровных культур максимальные показатели фотосинтеза агроценоза клевера отмечены под покровом льна масличного -62,7 тыс.м2/га, ФП -1,63 млн. м2 дн./га, ЧПФ - 3,9 г/м2.

8. Ранний срок уборки покровной культуры положительно сказался на формировании показателей фотосинтетической деятельности посевов клевера паннонского. Так, при уборке яровых зерновых культур на зеленую массу площадь листьев агроценоза 1-го года пользования составила 34,7 - 41,0 тыс.м2/га, на зерносенаж - 27,8 - 39,8 тыс.м2/га, на зерно - 18,9 - 28,7 тыс.м2/га. Наибольший сбор (5,7 и 6,6 т/га) кормовых единиц агроценоза клевера паннонского 1-го и 2-го года пользования получен при беспокровном посеве.

9. Сроки уборки покровной культуры значительно повлияли на сбор переваримого протеина клевера. При уборке зерновых культур на зеленую массу сбор переваримого протеина составил 1,08 - 1,35 т/га, на зерносенаж сбор переваримого протеина снизился на 0,24 - 0,60 т/га, на зерно - на 0,39 - 0,55 т/га. Максимальный сбор переваримого протеина получен на беспокровных посевах - 1,66 т/га Практически равный выход переваримого протеина получен при посеве клевера под покров льна масличного - 1,65 т/га.

10. Наибольшая урожайность семян 520,2 кг/га получена при беспокровном возделывании клевера паннонского, несколько ниже при использовании в качестве покровной культуры льна масличного - 517,8 кг/га.

Для создания благоприятных условий для развития семенного травостоя в год посева ячмень и тритикале целесообразно убирать на зеленую массу, урожай семян повышается на 18,9 - 21,9% по отношению к варианту -уборка на зерносенаж. При позднем сроке уборки зерновых культур урожайность семян клевера снизилась на 16,2 - 35,4%. При возделывании клевера в

год посева под покровом овса пленчатого и редьки масличной семена получили только во 2-й год пользования. При использовании в качестве покрова крестоцветных культур и суданки на зерно урожай семян составил 26,7 кг/га и 29,8 кг/га.

11. Энергетически эффективно возделывать клевер паннонский под покровом льна масличного, коэффициент энергетической эффективности 3,4 ед. В качестве покровной культуры также целесообразно использовать ячмень при раннем сроке уборки, коэффициент энергетической эффективности 2,7 ед. Максимальное количество энергии 140,2 ГДж получено при беспокровном возделывании клевера паннонского, КПД - 3,5 ед.

Предложения производству

Клевер паннонский рекомендуется возделывать в первую очередь при беспокровном способе посева, а также использовать в качестве покровной культуры лен масличный и ячмень при уменьшении нормы высева на 30% и уборке на зеленую массу или зерносенаж, что немаловажно с хозяйственной стороны. Одновременно покровные культуры существенно снижают засоренность посевов однолетниками.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Кшникаткина, А.Н. Влияние покровных культур на продуктивность клевера паннонского (Trifolium pannonicum jacq.) в лесостепи Среднего Поволжья / А.Н. Кшникаткина, A.C. Игнатьев // Нива Поволжья, 2012. - № 3 (24). - С. 2-8.

2. Пенкина, Е.В. Влияние сроков посева на рост, развитие и продуктивность клевера паннонского / Е.В. Пенкина, A.C. Игнатьев // Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых 2-3 ноября 2010 г. -Пенза, 2010.-С. 24-25.

3. Терехин, И.С. Формирование агроценоза клевера паннонского в зависимости от предпосевной обработки регуляторами роста, комплексными удобрениями и бактериальными препаратами / И.С. Терехин, Г.Р. Рафикова, A.C.

21

Игнатьев // Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, проводимой по программе Всероссийского фестиваля науки и посвященной 60-летию ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» 17-18 марта 2011 г.- Пенза, 2011. - С. 144-145.

4. Игнатьев, A.C. Формирование агрофитоценоза клевера паннонского под покровом сельскохозяйственных культур / A.C. Игнатьев // Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, проводимой по программе Всероссийского фестиваля науки и посвященной 60-летию ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» 27-28 октября 2011г.- Пенза,2011.-С. 15-17.

5. Игнатьев A.C. Влияние покровных культур на продуктивность клевера паннонского (Trifolium pannonicum jacq.) в лесостепи Среднего Повожья / A.C. Игнатьев, В.В. Гудимо // Материалы VIII Международной дистанционной научной конференции «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки». — Владикавказ, 2012.

6. Игнатьев, А.С.Влияние покровных культур на продуктивность клевера паннонского / A.C. Игнатьев // Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 150-летию со дня рождения П.А. Столыпина 15-16 марта 2012 г. — Пенза, 2012.

Подписано в печать 22.11.12. Объем 1 усл. пл. Тираж 100 экз.

Заказ N° 91. _

Отпечатано с готового оригинал-макета в мини-типографии. Свидетельство № 5551. 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74.

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Игнатьев, Александр Сергеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА.

1.1 Народнохозяйственное значение клевера

1.2 Покровные культуры для многолетних трав

1.3 Способы посева покровных культур

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Место и условия проведения исследований

2.2 Методика проведения исследований

3 ВЛИЯНИЕ ПОКРОВНЫХ КУЛЬТУР НА ФОРМИРОВАНИЕ АГРОФИТОЦЕНОЗА КЛЕВЕРА ПАННОНСКОГО.

3.1 Формирование агроценоза клевера паннонского в 1-й год жизни

3.2 Рост и развитие растений клевера паннонского в первый год жизни

3.3 Интенсивность освещения клевера паннонского под покровными культурами

3.4 Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность агроценоза клевера паннонского 1-го года пользования

3.5 Засоренность посевов клевера паннонского в зависимости от покровных культур

3.6 Продуктивность клевера паннонского 1-го года пользования в зависимости от покровных культур

3.7 Продуктивность покровных культур и клевера паннонского

4 РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КЛЕВЕРА ПАННОНСКОГО 2-ГО ГОДА ПОЛЬЗОВАНИЯ

4.1 Рост и развитие клевера паннонского 2-го года пользования

4.2 Перезимовка растений клевера паннонского 2-го года пользования

4.3 Симбиотическая деятельность посевов клевера паннонского

2-го года пользования

4.4 Продуктивность фотосинтеза агроценоза клевера паннонского

2-го года пользования

4.5 Продуктивность клевера паннонского 2-го года пользования

5 СЕМЕННАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ КЛЕВЕРА ПАННОНСКОГО

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА ПОСЕВА

6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КЛЕВЕРА ПАННОНСКОГО

ПОД ПОКРОВНЫМИ КУЛЬТУРАМИ