Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние расчетных доз удобрений и регулируемого водного режима светло-каштановой почвы на продуктивность сорговых кормовых культур в сухостепной зоне Калмыкии

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние расчетных доз удобрений и регулируемого водного режима светло-каштановой почвы на продуктивность сорговых кормовых культур в сухостепной зоне Калмыкии"

На правах рукописи

Яы

Балинова Татьяна Акимовна

ВЛИЯНИЕ РАСЧЕТНЫХ ДОЗ УДОБРЕНИЙ И РЕГУЛИРУЕМОГО ВОДНОГО РЕЖИМА СВЕТЛО-КАШТАНОВОЙ ПОЧВЫ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СОРГОВЫХ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР В СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЕ КАЛМЫКИИ

Специальность 06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

005552644

1 8 СЕН 20)4

Волгоград

2014

005552644

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Калмыцкий государственный университет»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Оконов Мутул Максимович

Официальные оппоненты: Кадралиев Дамир Смагилович

доктор сельскохозяйственных наук, заведующий отделом селекции и семеноводства, технологии возделывания полевых и лугово-пастбищных культур ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого овощеводства и бахчеводства

Даниленко Юрий Петрович

доктор сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией однолетних кормовых культур ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия

Ведущая организация: ГНУ Калмыцкий научно-исследовательский

институт сельского хозяйства

Защита диссертации состоится « 03 » октября 2014 года в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 220.008.01 при ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный аграрный университет», по адресу 400002, г. Волгоград, пр. Университетский 26, ауд. 303 Д.

С диссертаций можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный аграрный университет» и на сайте www.volgau.com.

Автореферат разослан «(Ы» [(/{'Усу.^п2014 года и размещен на сайте Волгоградского ГАУ. www.volgau.com 29 июля 2014г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. тех. наук, доцент

очарников Виктор Сергеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В рамках реализации целевой программы по развитию племенного животноводства в Республике Калмыкия на период до 2016 года, необходимо создать в кратчайшее сроки полноценную кормовую базу. Одним из главных источников производства высококачественных кормов в сухостепной и полупустынной зонах республики является орошаемое кормопроизводство, где необходимо, в первую очередь, совершенствовать структуру посевных площадей, увеличить в ней долю высокопродуктивных, засухоустойчивых кормовых культур, как озимая рожь, тритикале, сахарное сорго, суданская трава, сорго-суданковые гибриды. Однако до настоящего времени они не получили достаточного хозяйственного использования в регионе, и основными сдерживающими факторами более широкого внедрения сорговых культур в производство, повышения их урожайности являются относительно низкий уровень организации системы семеноводства, недостаточно совершенные технологии орошения и применения удобрений. В этой связи по результатам четырехлетнего полевого опыта разработаны приемы оптимального регулирования водного режима светло-каштановой почвы, применения удобрений и формирования посевов высокой фотосинтетической продуктивности с учетом биологических особенностей выращиваемых сорговых культур и почвенно-климатических условий сухостепной зоны Калмыкии.

Степень разработанности темы. Однолетние кормовые культуры, в том числе сорговые, выращиваемые при орошении в Нижнем Поволжье, были хорошо изучены и нашли отражение в трудах ГШ. Бегучева, A.M. Гаврилова, И.П. Кружилина, В.И. Филина, Т.Н. Дроновой, В.М. Жидкова, М.М. Оконова, A.A. Астахова, Ю.П. Даниленко, В.Н. Чурзина, Ю.Г. Кузьмина, Б.А. Гольд-варга, В.И. Янова, JI.B. Рудневой, В.В. Бородычева, Д.С. Кадралиева, Э.Б. Дедовой Е.А. Кравченко и др. В то же время становится очевидным, что научных рекомендаций по оптимизации водного и питательного режимов светло-каштановых почв при орошении в технологиях выращивания сорговых культур применительно к зоне сухой степи Калмыкии разработано недостаточно, что и определило направление наших исследований.

Цель исследований заключалась в усовершенствовании основных технологических приемов регулирования пищевого и водного режима светло-каштановой почвы за счет применения расчетных доз удобрений и водосбере-

тающих режимов орошения в посевах сорговых культур в сухостепной зоне Калмыкии. Программой исследований требовалось решить следующие основные задачи:

-изучить особенности роста и развития растений по межфазным периодам, параметры фотосинтетических показателей при трехукосном использовании посевов;

-разработать наиболее совершенный регулируемый водный режим светло-каштановой почвы с применением двухступенчатого режима орошения по фазам вегетации, установить эффективность расчетных доз удобрений, структуру и коэффициенты водопотребления посевов в зависимости от уровня минерального питания и режимов орошения;

-выявить продуктивность сорговых кормовых культур и качество зеленого корма при различных сочетаниях водного режима почвы и дозах удобрений.

-рассчитать энергетическую и экономическую эффективность усовершенствованной технологии выращивания сорго-суданкового гибрида и суданской травы при орошении.

Научная новизна исследований. Впервые для условий сухостепной зоны Калмыкии разработаны рациональные сочетания расчетных доз удобрений и регулируемого водного режима светло-каштановой почвы при орошении. Получены новые экспериментальные данные по закономерностям формирования урожая сорговых культур, фотосинтетическим особенностям посевов и динамике водного режима почвы при разных режимах орошения и дозах азотно-фосфорных удобрений.

Практическая значимость результатов исследований заключается в том, что на основе полевых экспериментов разработаны усовершенствованные водосберегающие режимы орошения, обоснованы расчетные дозы азотно-фосфорных удобрений применительно к светло-каштановым почвам, обеспечивающие получение до 60 т/га зеленой массы сорговых культур при хорошей окупаемости материальных затрат. Производственная проверка лучших вариантов полевого опыта проводилась в 2012...2013 годах в СПК «Первомайское» Приютненского района на площади 40 га, где общий экономический эффект от внедрения составил 146 тыс. рублей.

Методология и методы исследований. При постановке и проведении полевых экспериментов использовались системные подходы, современные научные методы планирования и проведения полевых опытов, все необходимые наблюдения, учеты и анализы проводились по общепринятым методикам.

Основные положения диссертации, выпосимые на защиту:

-особенности формирования урожая сорговых культур по межфазным периодам и укосам в зависимости от уровня водного режима светло-каштановой почвы, минерального питания и гидротермических условий;

-закономерности динамики изменения водного режима светло-каштановой почвы при разных режимах орошения, особенности водопотребления сорговых культур при применении расчетных доз удобрений;

-продуктивность суданской травы и сорго-суданкового гибрида, качество зеленой массы в зависимости от комплексной оптимизации водного и питательного режимов светло-каштановой почвы;

-энергетическая и экономическая эффективность усовершенствованной водосберегающей технологии возделывания сорговых кормовых культур при орошении в сухостепной зоне Калмыкии.

Достоверность результатов исследований подтверждается значительным объемом экспериментальных данных, полученных в результате четырехлетних полевых опытов с использованием методов дисперсионного и корреляционного анализа результатов полевых опытов и положительными результатами внедрения разработанной технологии в производственных условиях.

Апробация работы и публикации результатов исследований. Основные положения и результаты полевых исследований докладывались на VIII Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «Будущее АПК: Наука и технологии, инновации и бизнес» (г. Астрахань, 2012), Российско-Казахстанской международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы социально-экономического развития Прикаспийского региона в условиях инновационной экономики» (г. Элиста, 2012), Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития агропромышленного комплекса Прикаспийского региона (г. Элиста, 2013), ежегодных научно-практических конференциях молодых ученых и студентов КалмГУ в 2010-2012 гг. (г. Элиста).

По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 работы в рецензируемых изданиях ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству, библиографического списка. Содержание работы изложено на 145 страницах машинописного текста, включает 23 таблицы, 5 рисунков и 27 приложений. Список использованной литературы содержит 178 источников, в том числе 5 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность и современное состояние темы исследований, сформулированы цели и задачи полевых опытов, научная новизна и практическая значимость результатов исследований и основные положения, выносимые на защиту. В первой главе дается анализ литературных источников по состоянию изученности темы исследований, теоретические основы и практический опыт возделывания сорговых кормовых культур применительно к условиям аридных регионов РФ.

Вторая глава содержит характеристику почвенных и метеорологических условий зоны сухой степи Прикаспия, схему опыта и методику проведения полевых исследований. Полевые опыты выполнялись в 2009...2012 гг. на светло-каштановой тяжелосуглинистой почве учебно-опытного участка Калмыцкого госуниверситета. Содержание гумуса в пахотном слое почвы -1,25...1,30 %, подвижного фосфора -18...20 и обменного калия -290...320 мг/кг почвы. Наименьшая полевая влагоемкость почвы в активном слое 0...0,7 м составляет 21,2 %, влажность завядания - 10,04 %, общая пороз-ность- 47,3 %, плотность сложения почвы - 1,39 т/м3.

По гидротермическим условиям вегетационного периода годы исследований характеризовались следующим образом: 2009 год как среднезасушливый, ГТК за теплые месяцы (1У-Х) составил-0,63, а 2010 и 2011 годы как острозасушливые, ГТК равен 0,52...0,55 и 2012 год как засушливый при ГТК-0,58 (табл.1). Для решения поставленных задач полевые двухфакторные опыты были проведены в соответствии с методикой полевого опыта Б.А. Доспехова (1985) и методических рекомендаций ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (2005). Объектом изучения в двухфакторных полевых опытах являлись суданская трава и сорго-суданковый гибрид по следующей схеме: По фактору А изучались четыре уровня минерального питания в зависимости от расчетных доз удобрений: 1. без удобрений (контроль); 2. ИбоРло- под планируемый урожай 40 т/га; 3. N^60 - 50 т/га; 4. Ы^оРзд - 60 т/га зеленой массы. По фактору В изучались два варианта водного режима светло-каштановой почвы, исходя из предполивной влажности почвы в активном слое почвы 0...0,7 м: 1. 65...70 % НВ: в течение всей вегетации; 2. 70...80 % НВ по фазам вегетации (70% НВ в период всходы-кущение; 80% НВ в фазе трубкования-выметывания метелки). Размещение вариантов полевого опыта было проведено методом расщепленных делянок, площадь делянки по водному режиму -

384 м2, по удобрениям - 48 м2. Норма посева суданской травы и сорго-суданкового гибрида в полевом опыте — 3,5 млн. всхожих семян на 1 га, способ посева - сплошной, рядовой. Агротехника проведения полевого опыта соответствовала зональной, общепринятой, способ обработки почвы после уборки предшествующей культуры — безотвальное глубокое рыхление. Удобрения в опытах вносили дробно, всю дозу фосфорных и часть азотных удобрений вносили до посева и половину дозы азота вносили с поливом сразу после проведения укосов. Способ проведения поливов — дождевание с использованием стационарной установки со среднеструйными поливными аппаратами дождевальной машины ДКШ-64.

Таблица 1- Характеристика основных климатических показателей

сухостепной зоны Калмыкии

Показатели Интервалы годы

значений 2009 2010 2011 2012

Сумма Iй воздуха > 10 иС 3100...3400 3205 3315 3270 3190.

Продолжительность вегетационного периода с 1° воздуха >10 °С, дней 200...217 212 220 209 215

Осадки за год (Р), мм 250...320 304 266 258 280

Осадки за теплый период года (1У-Х),мм 190...220 202 170 182 180

ГТК(гидротермический коэффициент) за год 0,65...0,90 0,88 0,76 0,77 0,82

ГТК за период (1У-Х) месяцы 0,50...0,601 0,63 0,52 0,55 0,58

Результаты исследований В третьей главе приводятся результаты исследований по особенностям формирования урожая суданской травы и сорго-суданкового гибрида при трехукосном использовании посевов в зависимости от разных уровней водного режима почвы и минерального питания, метеорологических условий 2009...2012 гг. Одним из важных условий формирования высокопродуктивных посевов кормовых культур является высокая полевая всхожесть семян и сохранность растений к укосной спелости. В зависимости от первоначальных запасов влаги в почве и гидротермических условий полевая всхожесть в опытах составила70...72 % (табл.2).

Таблица 2 - Густота всходов и сохранность растений к укосной спелости (ср. за 2009...2012 гг.)

Фактор А-дозы удобрений кг/га Д.в. Фактор Вводный режим почвы, %НВ Количество растений на 1м2, пгг Полнота всходов, % Сохранность растений, %

в фазе всходов 1-й укос 2-й укос 3-й укос 1-й укос 2-й укос 3-й укос

Без удобрений 65...70 245 198 140 70 70,0 81,0 72,0 50

Ибо Рад 251 210 152 79 71,8 83,5 73,2 52

N90 Рсо 250 209 159 86 71,5 85,9 74,5 54

N120 Р90 252 212 161 89 71,6 84,7 75,4 55

Без удобрений 70...80 247 202 147 75 70,5 81,1 72,6 52

N60 Рад 251 211 157 83 71,6 83,7 74,9 53

^РбО 253 216 165 91 72,0 86,0 76,0 55

N120 Р90 250 213 162 92 72,3 85,6 76,7 57

Сохранность растений к укосной спелости с улучшением водного и пищевого режимов светло-каштановой почвы имела более выраженную разницу от контроля и составила к первому укосу 81.. .86 %, ко второму укосу -72. ..77 % и к третьему укосу -50...57 %, что оказывало положительное влияние на формирование урожая надземной биомассы по укосным периодам. Гидротермические условия в период вегетации сорговых кормовых культур обеспечили формирование первого укоса за 55...60 дней при сумме активных температур 1207...1290°С, второго укоса за 35...40 дней при сумме активных температур 1015...1100°С, и третьего укоса за 30...35 дней с суммой температур 802...842°С.

Внесение расчетных доз удобрений ^...псЛо. .90 по сравнению с контролем на обоих вариантах водного режим почвы оказывало существенное улучшение морфологических и биометрических показателей посевов (табл. 3). На удобренных вариантах уже при водном режиме почвы 65...70% НВ возрастала общая кустистость на 15... 16 %, высота растений и облиственность посевов на 10... 12 % и наибольшие значения были получены при водном режиме почвы 70...80 % НВ. Фотосинтетические особенности посевов характеризовались такими важными показателями, как максимальная площадь листьев (Бц), фотосинтетический потенциал (ФП), чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) и коэффициент поглощенной энергии ФАР (КПД ФАР), определяющими биологический и хозяйственный урожай. Результаты полевых опы-

тов 2009...2012 гг. показали, что изучаемые варианты водного режима почвы оказывали определенное влияние на активность фотосинтеза, а совместное действие расчетных доз удобрен™ с регулируемым водным режимом почвы 70...80 % НВ по фазам вегетации значительно повышало фотосинтетическую активность растений. Наибольшие значения основных фотосинтетических показателей и КПД ФАР, превышающие контроль на 54...62 % получены на светло-каштановой почве при орошении и внесении расчетных доз удобрений КэдРбо И И^оРад-

Таблица З-Морфологические и биометрические характеристики посевов в

укосную спелость (ср. за 2009...2012гт.

Дозы удобре- Общая кустистость Высота растений, см Облиственность растений, %

ний 1-й 2-й 3-й 1-й 2-й 3-й 1-й 2-й 3-й

укос укос укос укос укос укос укос укос укос

65...70% НВ

Без удобрений 3,27 3,50 3,13 114 109 57 33,7 42,1 38,0

Ибо Рад 3,63 3,86 3,30 123 119 64 34,8 43,5 39,3

N90 РбО 3,72 4,11 3,60 130 123 67 35,6 44,3 40,1

N120 Р90 3,88 4,33 3,64 144 130 74 37,1 46,4 42,7

70...80%НВ

Без удобрений 3,58 4,13 3,40 139 113 65 34,3 42,8 40,4

N(,0 Рад 3,75 4,27 3,55 141 132 73 35,1 43,9 41,0

N90 РбО 3,94 4,46 3,60 148 137 74 36,4 45,5 43,3

N120 Р90 4,05 4,51 3,67 160 140 77 38,2 46,8 44,0

В результате анализа данных полевого опыта установлено, что для создания посевов продуктивностью 50...60 т/га зеленой массы необходимо иметь площадь листьев 61,8...67,1 тыс.м2/га, фотосинтетический потенциал на уровне 3,530...3,747 млн. м2дней/га. с приростом сухого вещества 3,25...3,36 г/м2 сутки и КПД ФАР, равной 2,37.. .2,42 % (табл.4).

Таблица 4-Основные показатели фотосинтетической деятельности растений в сорговых посевах (водный режим почвы 70...80 % НВ)

Доза удобрений, Урожай сухой массы, т/га Мах^О площадь листьев, тыс.м2/га ФП, млн. м2.дней/га ЧПФ, г/м. сутки кпд ФАР, %

Суданская трава за три укоса

Без удобрений 4,03 39,9 2,065 2,71 1,57

Ко Рад 7,39 56,5 2,919 2,95 2,18

N90 РбО 7,73 61,7 3,530 3,24 2,29

N120 Р<ю 8,26 67,1 3,747 3,36 2,42

Сорго-суданковый гибрид за три укоса

Без удобрений 3,96 27,6 1,830 2,63 1,46

N60 Р40 6,11 53,6 3,119 2,89 1,98

N90 РбО 6,70 61,8 3,450 3,10 2,06

N120 Р90 7,30 64,7 3,605 3,25 2,37

В четвертой главе рассмотрены результаты исследований по изучению эффективности разных водных режимов светло-каштановой почвы, создаваемых вегетационными поливами в зависимости от предполивного порога влажности почвы, величиной и структурой суммарного водопотребления посевов. Установлены коэффициенты водопотребления сорговых культур, корреляционная зависимость урожайности зеленой массы от водного режима и уровня минерального питания растений на светло-каштановой почве. В последние годы многие ученые и практики изучали эффективность применения водосберегающих режимов орошения за счет изменения предполивной влажности почвы по межфазным периодам, а также промачивания неодинакового в период вегетации активного корнеобитаемого слоя почвы. Тем не менее, вопросы оптимального регулирования водного режима светло-каштановой и бурой полупустынной почвы в ранее разработанных зональных технологиях выращивания сорговых кормовых культур в настоящее время требуют дальнейшего изучения и уточнения некоторых положений. В этой связи наиболее целесообразно создавать режимы орошения кормовых культур, максимально отвечающие их биологическим особенностям, свойствам почвы и хозяйственному назначению посевов, то есть регулировать влажность почвы по периодам меняющейся потребности растений во влаге. Водный режим светло-каштановой почвы в посевах сорго-суданкового гибрида и суданской травы в полевом опыте в значительной степени зависел от количества выпавших продуктивных осадков, температурного режима и заданных режимов орошения.

По напряженности метеоусловий 2011 и особенно 2010 годы характеризовались как наиболее засушливые, дефицит испаряемости в эти годы был больше среднемноголетних значений на 22...26 %, что нашло отражение на количестве проведенных вегетационных поливов, поливных и оросительных нормах. При этом расчетная поливная норма для светло-каштановой тяжелосуглинистой почвы при постоянном водном режиме 65...70 % НВ составила в среднем 650 м3/га, а при водном режиме 70...80 % НВ - 625 и 400 м3/га. В годы проведения полевого опыта на изучаемых водных режимах почвы в посевах суданской травы и сорго-суданкового гибрида необходимо было провести в первом укосе 4...5 поливов, во втором укосе 3...4 полива и в третьем укосе 2...3 полива. Оросительная норма составила на варианте 65...70% НВ в 2009 г. - 3900 м3/га, в 2010 г. - 5200 м3/га и в 2011...2012 гг. -4550 м3/га. При создании водного режима почвы 70...80% НВ в 2009 году оросительная норма составила 4500 м3/га, в 2010 году - 6150, в 2011 году - 5525 и 2012 году -5125 м3/га. Таким образом, в среднем за 2009...2012гг. оросительная норма при режиме орошения 65...70% НВ составила 4556 м3/га, а при режиме орошения 70.. .80 % НВ - 5325 м3/га (табл.5). Наиболее обобщающим показателем уровня водного режима почвы и водообеспеченности растений является величина суммарного водопотребления.

Таблица 5. — Структура суммарного водопотребления в посевах сорговых культур при разном водном режиме светло-каштановой почвы

Год Оросительная норма, Продуктивные осадки Использовано почвенной влаги Суммарное водо-потребление

м~7га % м'/га % м7га % \tVra

Предполивная влажность почвы 65...70 % НВ

2009 3900 64,7 1376 22,8 747 12,5 6023

2010 5200 72,7 1176 16,4 774 10,9 7150

2011 4550 69,0 1229 18,6 808 12,4 6587

2012 4550 68,7 1202 18,1 870 13,2 6622

Средн. 4556 69,0 1245 18,9 800 12,1 6601

Предполивная влажность почвы 70... 80 % НВ

2009 4500 68,4 1376 20,9 704 10,7 6580

2010 6150 75,5 1176 14,4 816 10,0 8142

2011 5525 73,5 1229 16,3 760 10,2 7514

2012 5125 72,5 1201 17,0 740 10,5 7066

Средн. 5325 72,7 1245 17,0 755 10,3 7325

В полевом опыте водопотребление сорговых кормовых культур при разных режимах орошения рассматривалось в трех видах: в виде расхода влаги по межфазным периодам; в виде суммарного водопотребления за весь период вегетации изучаемых культур и по затратам воды на образование единицы урожая. Суммарное водопотребление и его структура в годы проведения исследований по культурам разнилось незначительно при обоих регулируемых водных режимах почвы. В то же время при создании более высокого уровня водного режима почвы наблюдалось заметное увеличение суммарного водопотребления, что составило в среднем — 11,0 %, когда величина суммарного водопотребления при водном режиме почвы 65...70 % НВ составила 6601 м3/га, а при применении водного режима почвы 70...80 % НВ - 7325 м3/га. В структуре суммарного водопотребления сорго-суданкового гибрида при водном режиме почвы 70...80 % НВ на продуктивные осадки приходилось 17,0 %, использование почвенных влагозапасов еще меньше - 10,3 %, а доля оросительной воды составила 72,7%. Почти такие же значения составляющих суммарного водопотребления получены в посевах суданской травы, что указывает на особую значимость орошения в данном регионе при производстве растениеводческой продукции. Взаимосвязь условий орошения и применения удобрений с урожайностью оценивалась по величине коэффициента водопотребления в зависимости от уровня водного режима почвы и доз азотно-фосфорных удобрений (табл. 6).

Таблица 6. Коэффициенты водопотребления суданской травы и сорго-суданкового гибрида (ср. 2009...2012 гг.)

Фактор А - дозы Фактор В - водный Урожай зеленой Коэффициенты водопо-

удобрений, режим почвы, массы, т/га требления, м3/т

кг/га д.в. %НВ суданка ССГ суданка ССГ

1 2 3 4 7 8

Без удобрений 39,1 37,6 168,8 173,1

ЫбоР« 65... 70 43,6 43,0 149,3 153,6

НмРбо 49,6 47,3 133,1 137,6

ЭДгоРот 56,9 54,0 116,0 120,5

Без удобрений 45,5 41,3 161,0 176,8

ад« 70...80 49,6 47,1 143,9 155,1

ИзоРбо 58,7 54,6 124,8 133,8

№20Р90 60,3 57,2 121,5 128,0

Так, на варианте (без удобрений) его значения на режиме орошения 65...70 % НВ составили 173,1 м3/ту сорго-суданкового гибрида и 168,8 м3/ту суданской травы, а на режиме орошения 70...80 % НВ соответственно 161,0...176,8 м3/т. Наименьшие значения расхода воды на создание 1 тонны зеленой массы в посевах получены при режиме орошения 70...80 % НВ на удобренных вариантах. При внесении азотно-фосфорных удобрений в дозе N60P40 его величина снижалась до 155,1 м3/т в посевах сорго-суданкового гибрида и 143,9 м3/т суданской травы, а при внесении N120P90 уже составила 121,5...128,0 м3/т, что сократило затраты воды на 22,0 % при водном режиме 65...70 % и на 17,5 % при водном режиме 70.. .80 % НВ.

Таким образом, оптимизация двух наиболее важных урожаеобразующих факторов позволила значительно повысить урожайность зеленой массы и добиться более эффективного использования удобрений и поливной воды в условиях зональной светло-каштановой почвы (табл. 7).

Таблица 7. Взаимосвязь урожая (У) сорговых культур с дозами азотно-фосфорных удобрений (X]) и водным режимом почвы (Х2)

Культуры Параметры планируемой урожайности, т/га Дозы удобрений, кг/га д.в. Режим орошения, %НВ Коэффициент парной корреляции Уравнение регрессии

Суданская трава 40... 60 N9CM20P60-9Q 65...70 0,898 У=17, IX1+12X2

Суданская трава 40... 60 NgO-12oP60-90 70...80 0,928 У=17,9Xi+7,99X2

Сорго-суданковый гибрид 40... 60 N90-120P60-90 70... 80 0,912 y=18,3Xi+8,13X2

Результаты полевого опыта были подвергнуты дисперсионному и корреляционно-регрессионному анализу, где была установлена тесная взаимосвязь урожая с водным режимом почвы и условиями минерального питания посевов, полученные коэффициенты парной корреляции оказались достаточно высокими на уровне 0,90...0,93.

В пятой главе даны результаты полевых1 опытов 2009...2012 годов по сравнительной продуктивности суданской травы и сорго-суданкового гибрида, качеству получаемого зеленого корма в зависимости от уровня водного режима светло-каштановой почвы и доз удобрений. Результаты исследований вы-

явили некоторые закономерности влияния технологических приемов оптимизации водного режима почвы и минерального питания на продуктивность однолетних кормовых культур на светло-каштановой почве, позволили получить новые уточненные данные по сорго-суданковому гибриду и суданской траве для условий сухостепной зоны Калмыкии. В годы проведения полевого опыта посевы суданской травы за счет несколько лучшего отрастания отавы обеспечивали более высокую продуктивность, чем сорго-суданковые гибриды. При минимально допустимом в зоне сухой степи уровне предполивной влажности почвы 65...70 % НВ без применения удобрений посевы суданской травы обеспечили получение в среднем за четыре года - 39,1 т/га, сорго-суданкового гибрида - 37,6 т/га зеленой массы. При более высоком водном режиме 70...80% НВ на естественном фоне минерального питания урожай зеленой массы составил уже 41,3-45,5 т/га (табл. 8).

Таблица 8- Урожайность зеленой массы сорговых культур в зависимости от доз удобрений и водного режима почвы (ср. 2009. ..2012гг.)

Фактор А—дозы удобрений, кг/га д.в. Фактор В — водный режим почвы, %НВ Культура Отклонения по факторам, т/га

суданская трава сорго-суданховый гибрид А В

судан далекая трава ссг судап Далекая трава ССГ

без удобрений -(контроль) 65...70 39,1 37,6 - - - -

N«^40 43,0 43,6 3,9 6,0 - -

N^60 49,6 47,3 6,6 3,7 - -

М12()Р90 56,9 54,0 7,3 6,7 - -

без удобрений 70... 80 45,5 41,3 - - - 6,4 3,7

^оР40 50,9 47,1 5,4 5,8 7,9 3,5

N901*60 58,7 54,6 7,8 7,5 9,1 7,3

ЭДгоРэо 60,3 57,2 6,6 6,6 8,4 7,2

НСР05 фактора А, т/га 2,79 2,65 2,90 3,00

НСРоз фактора В, т/га 2,80 2,70 2,94 3,06

НСР05 взаимодействие факторов АВ, т/га 5,58 5,30 5,88 6,06

Следовательно, рост урожайности изучаемых культур от оптимизации водного режима почвы составил на контроле 3,7...6,4 т/га, а на удобренных вариантах- от 7,9 до 9,1 т/га зеленой массы.

Для получения устойчиво высоких урожаев сорговых кормовых трав на светло-каштановой почве сухостепной зоны Прикаспия необходимо, прежде всего оптимизировать азотное питание растений, внося возрастающие дозы азотных удобрений, а для сохранения исходного уровня плодородия почвы полностью компенсировать вынос из почвы подвижного фосфора. При минимальной дозе удобрений N6qP4o при орошении в посевах суданской травы и сорго-суданкового гибрида на водном режиме почвы 65.. .70% FIB было получено в среднем 43,0...43,6 т/га зеленой массы, превышение от контроля (б/у) составило 3,9...6,0 т/га, при внесении N9qP6oурожай составил 47,3...49,6 т/га, превышение контроля на 9,7... 10,5 т/га, а на фоне NnoPço урожай надземной массы составил 56,9...67,3 т/га, что превышает контроль на 16,4...17,8 т/га. При оптимальном водном режиме почвы 70...80% НВ с увеличением дозы удобрений NeoP4a ДО N90P6o прибавка урожая надземной массы составила по культурам 7,3...7,8 т/га, а с возрастанием дозы удобрений до N120P90 несколько меньше 6,6 т/га, что свидетельствует также о достоверной прибавке урожая от доз удобрений при обоих водных режимах почвы. На основании результатов исследований установлено, что при водном режиме почвы 65...70 % НВ можно гарантированно получать при внесении N60P40 урожай 40 т/га зеленой массы, при внесении N90P60 на обоих водных режимах почвы - 50 т/га и при водном режиме почвы 70...80 % НВ с внесением N120P90 формируется урожай на уровне 60 т/га зеленой массы.

Продуктивность кормовых культур также оценивалась по питательной ценности получаемого зеленого корма, суммарному выходу кормовых единиц и перевариваемого протеина с 1га. Проведенный полевой опыт в подзоне светло-каштановой почвы убеждает, что одним из наиболее действенных мер улучшения химического состава корма, его питательной ценности является сбалансированное применение удобрений и, прежде всего, оптимизация азотного питания растений в посевах сорговых кормовых культур. Выполненный химический анализ кормов показал, что выращиваемые сорговые травы по усовершенствованной нами технологии обеспечивают в целом хорошее качество зеленого корма (табл. 9).

Если на неудобренном контроле, содержание протеина в 1 кг сухого корма достаточно низкое (64,4 г.), то на удобренных вариантах он заметно возраста-

ет и на 1 к.ед. соответствует зоотехническим нормам, особенно при внесении И^Рво и "И^оРм- Максимальный выход кормовых единиц по культурам за три укоса составил 7,66...7,95 т/га, а перевариваемого протеина - 0,87... 0,91 т/га.

Таблица 9 - Качество зеленой массы в зависимости от применения удобрений

(ср.за 2009...2012гг.)

Дозы удобрений, кг/гад. в. Содержится в 1 кг сухого корма Выход с урожаем, т/га Содержание в 1 к.ед. протеина, г.

Корм. ед. Протеина, г Са,г Р,г Корм, ед Перевар, протеина

Суданская трава

Без удобрений 0,64 63,0 7,11 3,41 4,90 0,48 90,3

№0 Р« 0,66 71,2 7,08 3,47 6,55 0,67 103,7

0,69 73,0 6,77 3,72 7,75 0,77 119,5

N120 Р90 0,71 75,8 7,15 3,83 7,95 0,91 126,4

Сорго-суданковый гибрид

Без удобрений 0,63 64,4 7,15 3,60 4,65 0,47 91,1

№оР40 0,65 67,7 7,20 3,64 6,17 0,69 105,2

N90 Рб0 0,68 72,0 6,80 3,77 6,96 0,73 118,2

N120 Р90 0,72 76,6 7,23 3,80 7,66 0,87 127,8

В шестой главе приведены расчёты по энергетической и экономической эффективности разработанных агроприемов. При энергетической оценке усовершенствованной зональной технологии выращивания суданской травы и сорго-суданкового гибрида с оптимизацией регулируемого водного режима и минерального питания исходили из того, что суммарные энергозатраты по вариантам полевого опыта были примерно одинаковыми, за исключением поливов, внесения удобрений и уборки дополнительного урожая. В структуре суммарных энергетических затрат наибольшие затраты приходились на поливы (38...42 %), на приобретение и внесение удобрений (20...26 %), на остальные технологические приемы -(32...42 %) затрат. При этом энергетические затраты, связанные с обработкой почвы, приобретением семян и посевом культур, были одинаковыми. При создании водного режима почвы с режимом орошения 70...80 % НВ без внесения удобрений наблюдалось увеличение суммарных энергозатрат с 34,10 ГДж/га до 42,56 ГДж/га, а при внесении удобрений возросло до 58,29...60,07 ГДж/га (табл. 10). Из приведенных расчетов видно, что затраты, связанные с внесением удобрений на обоих вариан-

тах водного режима почвы, агроэнергетически себя оправдывают, обеспечивая более высокий энергетический коэффициент (1,59... 1,64) и существенно повышая энергоемкость 1 т. кормовой единицы с 9,52 до 12,40 ГДж. При сложившихся в настоящее время высоких тарифах на воду и электроэнергию, дороговизне минеральных удобрений и отсутствии стабильной цены на корма по годам экономическая эффективность производства кормов даже при достаточно высоких урожаях остается сравнительно невысокой. Себестоимость производства зеленого корма составила в среднем 10... 13 тыс. рублей на 1 га при средней реализационной цене 1200 рублей за 1 тонну, а чистый доход составил 3,6...4,8 тыс. рублей на 1 га.

Таблица 10 - Энергетическая эффективность выращивания сорговых кормовых культур в зависимости от режимов орошения и доз минеральных

удобрений

Фактор-А дозы удобрений, кг/га д. в. Фактор -В зодный режим почвы, %НВ Совокупные затраты энергии, ГДж/га Обменная энергия урожая, ГДж/га Коэф-т энергет-ой эффект-ти, Кээ Энергоемкость 1 т.к.ед., ГДж

Без удобрений 65...70 34,10 46,69 1,38 9,52

МпоРад 58,29 92,62 1,59 11,66

Без удобрений 70...80 42,56 56,71 1,32 11,57

МиоРад 60,07 98,43 1,64 12,40

ВЫВОДЫ

1. Одним из важных условий формирования высокопродуктивных посевов сорговых кормовых культур являются хорошая полевая всхожесть и сохранность растений к укосной спелости. Регулируемые водные режимы почвы и дозы вносимых удобрений оказывали положительное влияние на общую кустистость, биометрические характеристики растений и на сохранность растений по укосам и, в целом, на динамику формирования надземной биомассы. Установлено, что для создания посевов продуктивностью 50...60 т/га зеленой массы необходимо иметь фотосинтетический потенциал на уровне 3,530...3,747 млн. м2дней/га. с приростом сухого вещества 3,25...3,36 г/м2*сут. и КПД ФАР, равной 2,37...2,42 %.

2. Режимы орошения в посевах существенно зависели от гидротермических условий и предполивной влажности почвы. Оросительная норма судан-

ской травы и сорго-суданкового гибрида при водном режиме почвы 65...70 % НВ изменялась по годам от 3900 до 5200 м3/ га, а при водном режиме 70...80 %НВ составляла 4500...6150 м3/га.

3. Наиболее обобщающим показателем потребности растений в почвенной влаге является величина суммарного водопотребления. При режиме орошения 70...80 % НВ его величина в среднем составила 7325 м3/га, при режиме 65...70 % НВ - 6607 м3/га. При этом на долю продуктивных осадков приходится 17,0 %, использование почвенной влаги еще меньше 10,3%, а доля оросительной воды составляет 72,7 %.

4. Оптимизация водного режима почвы по фазам вегетации растений при режиме орошения 70...80% НВ и внесения расчетных доз удобрений позволила значительно сократить затраты воды на создание единицы урожая. Наиболее низкие коэффициенты водопотребления отмечены при режиме орошения 70...80% НВ на удобренных вариантах, где при внесении Т^оРэо его величина составила 121,5...128,0 м3/т зеленой массы, а без удобрений-161,0...176,8 м3/т. Применение расчетных доз удобрений позволило сократить затраты воды на 1 т зеленой массы на 22 % при водном режиме почвы 65...70 % НВ и на 17,5 % при водном режиме светло-каштановой почвы 70...80 % НВ. По результатам полевых опытов установлена тесная взаимосвязь урожая с водным режимом почвы и уровнями минерального питания посевов, получены при этом достаточно высокие коэффициенты парной корреляции, на уровне 0,90...0,93.

5. Комплексная оптимизация водного и пищевого режимов почвы оказывала большое влияние на величину формируемого урожая надземной массы. При минимально допустимом пороге предполивной влажности светло-каштановой почвы в зоне сухой степи 65...70 % НВ без удобрений получено в среднем 37,6...39,1 т/га зеленой массы, а применение водного режима почвы 70...80 % НВ по срокам вегетации обеспечило на неудобренном варианте получение 41,3...45,5 т/га зеленой массы, а при внесении N90 Рво - 54,6...58,7 т/га, и на фоне Ипо Рэо получение 57,2...60,3 т/га зеленой массы, т.е. прибавка урожая от возрастающих доз удобрений составила 19,8 т/га.

6. Однолетние сортовые культуры обеспечили получение качественного зеленого корма с хорошими питательными свойствами. Так, содержание протеина на неудобренном варианте составило 10,7 %, при внесении К90Рбо- 13,4 и К12оРдо - 14,7 %. На варианте с внесением доз ^гоРм получено 7,66 и 7,95 т/га кормовых единиц, а перевариваемого протеина 0,87. ..0,91 т/га, разница по отношению к неудобренному варианту составила 62.. .67 %.

7. Структура энергетических затрат в усовершенствованной технологии возделывания сортовых кормовых культур при орошении показывает, что наибольшие затраты приходятся на поливы (46...49 %) и удобрения (25...30 %). Оптимизация водного и питательного режимов светло-каштановых почв обеспечивала более высокий энергетический коэффициент до 1,59... 1,64 и повышала существенно энергоемкость 1 т кормовой единицы.

8. Экономическая оценка разработанных агроприемов в технологии выращивания сорговых кормовых культур показывает, что себестоимость одной тонны зеленой массы составляет в среднем 10... 13 тыс. рублей, а величина чистого дохода 3,6...4,8 тыс. рублей на 1 га.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для реализации урожайности 50 т/га зеленой массы в посевах суданской травы и сорго-суданкового гибрида необходимо создавать в подзоне светло-каштановых почв Калмыкии водный режим почвы 70...80 % НВ по фазам вегетации (70 % НВ в период всходы-кущение и 80 % в трубкование - выметывание метелки) с внесением N90?®, а для реализации 60 т/га применять расчетную дозу удобрений ИпоРэо- Количество вегетационных поливов в условиях сухой степи должно составить в первом укосе 4...5 поливов, во втором укосе 3...4 полива и третьем укосе 2...3 полива при средней оросительной норме 5325 м3/га.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Список работ в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Евчук М.В. Влияние орошения и обработки семян сорго препаратом Прорастин на продуктивность растений на светло-каштановой почве Калмыкии /М.В. Евчук, Т.А. Балипова //Известия Оренбургского государственного аграрного университета.- 2013. - №2. - С. 71-73.'

2. Оконов М.М. Режим орошения и дозы минеральных удобрений в посевах сорговых культур на светло-каштановых почвах Калмыкии /М.М. Оконов, Т.А. Балинова // Теоретические и прикладные проблемы АПК.- С. 45-47.

3. Балинова Т.А. Водопотребление и урожайность сорго-суданкового гибрида в зависимости от режимов орошения и удобрений на светло-каштановой

почве Калмыкии /Т.А. Балинова, М.В.Евчук // Известия Оренбургского государственного аграрного университета»,-2013. - №3.-С. 39-42.

Публикации в других изданиях

4. Оконов М.М. Оптимизация технологии возделывания сорговых культур на орошаемых землях Калмыкии /М.М. Оконов, Т.А. Балинова // «Вестник» института комплексных исследований аридных территорий.-2011. - №2- С. 5862.

5. Оконов М.М. Регулирование режимов орошения сорговых культур на светло-каштановых почвах центральной зоны Калмыкии /М.М. Оконов, Т.А. Балинова // Будущее АПК: наука и технологии, инновации и бизнес. Материалы восьмой Всероссийской научной конференции студентов и молодых учёных. - 2012,- С. 68-71.

6. Оконов М.М. Проблемы и перспективы развития полевого кормопроизводства, совершенствование режимов орошения и минерального питания при возделывании сорговых культур /М.М. Оконов, Т.А. Балинова //Актуальные проблемы социально-экономического развития Прикаспийского региона в условиях инновационной экономики. Материалы Российско-Казахстанской Международной научно-практической конференции. - 2012. -С. 207-210.

7. Балинова Т.А. Особенности роста и развития, водопотребления сортов сорго-суданкового гибрида на светло-каштановых почвах Калмыкии /Т.А. Балинова // Актуальные проблемы развития АПК Прикаспийского региона. Материалы Международной научно-практической конференции. - 2013.- С. 144-148.

8. Оконов М.М. Основные направления совершенствования полевого кормопроизводства, оптимизации режимов орошения и минерального питания при возделывании кормовых культур /М.М. Оконов, Т.А. Балинова, М.В. Евчук // Актуальные проблемы развития АПК Прикаспийского региона. Материалы Международной научно-практической конференции. - 2013.- С. 120-123.

9. Оконов М.М. Суммарное водопотребление и урожайность однолетних сорговых культур на светло-каштановых почвах Республики Калмыкия /М.М. Оконов, C.B. Убушаева, Т.А. Балинова // Материалы IX научной конференции, «Научный потенциал мира»,- 2013,- С.83-86.

10. Оконов М.М. Особенности фотосинтетической деятельности растений

в посевах сорговых кормовых культур на светло-каштановых почвах Калмыкии /М.М. Оконов, Т.А. Балинова // Материалы X научно-практической конференции. «Образование и наука 21 века»,- 2013.- С.78-81.

11. М.М. Оконов. Оптимизация водного режима и доз минеральных удобрений в посевах сорговых кормовых культур на светло-каштановых почвах

I

Калмыкии /М.М. Оконов, Т.А. Балинова, М.В. Евчук, Н.С. Манджиев // Вестник Калмыцкого университета.- 2013. - С 8-13.

Подписано в печать 29.07.14. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Бумага тип. № 1. Усл. п. л. 1,39. Тираж 100 экз. Заказ 2542.

Издательство Калмыцкого университета. 358000 Элиста, ул. Пушкина, 11