Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И СПОСОБОВ ПОСЕВА ЛЮЦЕРНЫ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОСЛЕДУЮЩИХ КУЛЬТУР В ЗВЕНЕ ОРОШАЕМОГО СЕВООБОРОТА НА ЧЕРНОЗЕМАХ ПОВОЛЖЬЯ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И СПОСОБОВ ПОСЕВА ЛЮЦЕРНЫ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОСЛЕДУЮЩИХ КУЛЬТУР В ЗВЕНЕ ОРОШАЕМОГО СЕВООБОРОТА НА ЧЕРНОЗЕМАХ ПОВОЛЖЬЯ"

I-smr

На правах рукопн$А

Садомцев Виктор Степанович

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И СПОСОБОВ ПОСЕВА ЛЮЦЕРНЫ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОСЛЕДУЮЩИХ КУЛЬТУР В ЗВЕНЕ ОРОШАЕМОГО СЕВООБОРОТА НА ЧЕРНОЗЕМАХ ПОВОЛЖЬЯ

06,01.09 — растениеводство

06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Пенза 2004

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова».

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

доцент Халилов Ш.А.;

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Солодовников А.П.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

Епифанов B.C.

кандидат сельскохозяйственных наук, Фомин H.A.

Ведущая организация: ФГНУ РосНИИСК «Россорго»

Зашита диссертации состоится ¿Л*2004 г. в 10 часов ни

заседании диссертационного совета Д 220.053.01 Пензенской государствен но Гг сельскохозяйственной академии по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая 30, ауд, 1246.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии Автореферат разделан « Ц » мая 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат с.-х.наук

В.А. Гущина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среди проблем агропромышленного комплекса Поволжья наиболее актуальной остается обеспечение животноводства полноценными кормами. Кормопроизводство — это самая масштабная отрасль растениеводства. Под кормовыми культурами на орошаемых землях находится более 80 ?а плошадей.

Кормовые культуры являются не только источником получения сена, сенажа, зеленого корма, они также служат основой биологизашш земледелия, сохранения плодородия почвы и охраны окружающей среды. В результате интенсивного использования черноземных почв их плодородие неуклонно снижается. Сохранению и повышению почвенного плодородия способствуют различные виды удобрений и оптимальный набор культур в севооборотах. В связи с резким подорожанием минеральных удобрений и энергоносителей особая роль отводится бобовым многолетним травам. Использование биологических особенностей люцерны основной кормовой культуры Нижнего Поволжья на орошаемых землях - наиболее верный и реальный путь решения белковой проблемы в животноводстве и сохранения плодородия черноземных почв в земледелии. Роль люцерны как предшественника значительно возрастает при применении удобрений, оптимальных способах посева, инокуляции семян перед лосевом нитратном и т.д.. Имеюшиеся в литературе данные по указанным вопросам довольно противоречивы, а сочетание этих факторов на орошаемых черноземах Поволжья изучено очень слабо. Решение этих вопросов, помимо теоретических интересов, имеет и несомненную практическую значимость.

Цель исследований состоит в изучении влияния способов посева люнерны и видов удобрений (бактериальные, органические, минеральные) на азотфик-сирующую способность, урожайность последующих культур в звене севооборота и на эффективность использования поливной воды на орошаемых черно-

земах Саратовской области.

Задач» исследований. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• изучение динамики формирования си мбиотичес ко го аппарата у люцерны в зависимости от приемов агротехники;

• определение содержания общего и биологического азота в надземной и подземной массе люиерны по вариантам опыта;

• выявление закономерности водопотребления люиерны при использовании изучаемых агропрнемов;

• установление эффективности использования поливной воды на фоне применения различных доз удобрений;

• исследование влияния приемов агротехники на биологическую активность почвы под люцерной разных лет жизни;

• оценка влияния изучаемых факторов на урожайность культур в звене севооборота;

• определение баланса гумуса в звене севооборота с различной продолжительностью использования люцерны;

• определение экономической и биоэнергетической эффективности звеньев севооборота при различной длительности использования люцерны.

Научная новизна. Впервые на обыкновенных черноземах Саратовской области в условиях орошения в многофакторном опыте дана комплексная оценка способов посева люиерны, различных видов удобрений и сроков использования люиерны на урожайность культур в звене севооборота. Установлено их влияние на накопление общего и биологического азота в зеленой массе и пож-ннвно-корневых остатках и баланс гумуса в звеньях севооборота при разной продолжительности использования люцерны. Показано изменение качества продукции последующих культур в зависимости от приемов агротехники люцерны.

Практическая значимость. В условиях черноземных почв Саратовской области показана необходимость проведения инокуляции семян люцерны, поскольку спонтанные формы клубеньковых бактерий малоэффективны. Сочетание инокуляции и органического удобрения (40 т/га навоза) на беспокровных посевах люцерны повышает ее продуктивность до 83-89 т/га зеленой массы и позволяет получить с 1 га севооборотной плошалн до 14,0 т кормовых единиц и 3,34 т переваримого протеина. Полученные результаты могут быть использованы в различных районах Поволжья при орошении.

Основные положения, выносимые на защиту:

• сочетание способов посева, удобрений и инокуляции семян ннтрогииом, обеспечивающее улучшение роста, развития и повышение продуктивности посевов орошаемой люцерны;

• приемы агротехники, способствующие повышению эффективности накопления азота в надземной и подземной массе люцерны;

• фитомелиоративное воздействие люцерны разных лет использования на повышение плодородия почвы и урожайность последующих культур в звене севооборота;

• закономерности водопотребления люцерны при различных способах посева и различных дозах удобрений;

• экономическая и биоэнергетическая оценка звеньев севооборота при различной продолжительности использования люцерны.

Реализация результатов исследований. Производственное испытание полученных результатов осуществлялось в СХПК «Аграрник» Саратовского р-на и ООО «Тургеневское» Аткарского р-на Саратовской обл. Материалы диссертации используются при чтении лекций по растениеводству и орошаемому земледелию в ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И.Вавилова» и Саратовского регионального института переподготовки и повышения квалификации руководящих кадров и специалистов АПК.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на международных, региональных и внутри вузовских научных и научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и молодых ученых (г. Саратов, 1997-2001 гг., г. Пенза, 2001-2004 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 печатных работах, обшим объемом 1,7 печ. л., в том числе 0,9 печ. л. принадлежат лично автору.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 119 станицах машинописного текста и состоит из 5 глав, выводов и предложений производству, 45 таблиц в тексте и 20 в приложениях. Список использованной литературы включает в себя 228 наименований, в том числе 3 - иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ

Экспериментальные исследования проводились в учхозе «Красная Звезда» Аткарского р-на Саратовской обл. в течение 1996-1999 годов. Климат района проведения опытов - полузасушлпвый, континентальный. Продолжительность безморозного периода 130-140 днеИ. Сумма положительных температур выше 10 'С составляет 2400-2600 сС. Среднем но голетнее количество осадков 485 мм, но 65-70 % их выпадает обычно в осенне-зимний период. В годы исследований количество осадков составило: 1996 г. - 403,8 мм, 1997 г. - 579,6 мм, 1998 г.-408,2 мм и 1999 г. -457,7 мм.

Почвенный покров опытного участка представлен обыкновенным слабо-вышелоченным маломощным и среднегумусным черноземом. Эти почвы в хозяйстве занимают 87 % площадей. Содержание гумуса колеблется от 6,1 до 7,0 %. По гранулометрическому составу почвы опытного участка тяжелосуглинистые.

Наименьшая влагоемкость в активном слое почвы 26,2 %. Обеспеченность доступными формами азота—низкая, реакция почвенного раствора рН — 7,2-7,5.

Первый многофакторный опыт по влиянию способов посева люцерны и видов удобрений на симбиотическую активность и урожайность люцерны закладывался ежегодно с 1996 по 1998 гг. Изучались два способа посева— беспокровный и под покров овса на зеленый корм; органические удобрения -40 т/га навоза, минеральные удобрения — Р^Кад и М^РкоКбо- По всем этим вариантам люцерну высевали бактеризованными нитрагином и небактеризованными Семенами с нормой 9 млн/га всхожих семян. Размещение вариантов - систематическое, повторность в опыте - четырехкратная, учетная площадь делянок третьего порядка 100 м2.

Второй опыт по изучению влияния условий возделывания люцерны на динамику плодородия почвы и урожайность последующих культур в звене севооборота включал в себя посев кукурузы на зеленую массу по пласту люцерны первого, второго и третьего годов пользования и яровой пшеницы по обороту пласта. В опытах высевали люцерну Краснокутская пестрогиСридная, кукурузу гибрид Поволжский 89 и яровую пшеницу Ершовская 32,

Для всесторонней оценки результатов исследований в опытах проводили; метеорологические и фенологические наблюдения, наблюдения за влажностью почвы, густотой стояния растений и их изреживаем остью, динамикой линейного роста люцерны, накоплением надземной массы, фотосинтетической деятельностью растений и симбиозом на корнях люцерны. Осуществляли учет накопления пожнивно-корневых остатков, общего и биологического азота. Накопление корней определяли по Н.З, Станкову, гумификацию пожнивно-корневых остатков рассчитывали по коэффициентам, предложенным М.М. Кононовой, В.А. Барановской и В.И. Азовиевым. Определяли питательную ценность кормов, качество зерна пшеницы, экономическую и биоэнергетическую эффективность изучаемых вариантов. Математическую обработку урожайных данных проводили на ЭВМ.

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ ЛЮЦЕРНЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОКОВ ПОСЕВА И ВИДОВ УДОБРЕНИЙ

Рост и развитое люиериы в год посева. Установлено, что из факторов, влияющих на полевую всхожесть, в наибольшем дефиците в условиях Саратовской области находится вода. Верхний слой почвы (3-4 см), в который заделываются семена люцерны, высыхает довольно быстро, что не может не сказаться на полевой всхожести, В наших опытах нссушение верхнего слоя почвы происходило несколько быстрее при подпокровном посеве. Так, если на беспокровном посеве за пять дней влажность почвы в слое 0-5 см снизилась с 19,5 до 16,7% (на 14,4 %), то под покровом овса - с 19,2 до 15,8 %(на 17,8%). Это связано с тем, что на подпокровном посеве влагу использовали не только семена люиерны, но и семена овса. К тому же здесь почва дважды подвергалась воздействию сошников, а при беспокровном посеве один. Все это сказалось на полевой всхожести люцерны (табл. 1).

Таблица 1

Изменение полевой всхожести семян люнерны а зависимости от приемов агротехники

Способ носсва Удобрения 19% г. 1997 г. 1998 г.

получено всходов, штЛ(; попевая всхожесть, % получено всходов, штУмг полевая всхожесть, % получено всходов, шт./.ч2 полевая всхожесть, %

Беспокровный контроль 469 52,1 547 60,8 525 58.3

навоз 489 54,3 566 62.9 547 60.8

473 52,5 551 62.1 530 58,9

Ы^оК«, 471 52,3 549 61,1 527 58.5

Под покров овса контроль 431 47,9 506 56.2 482 53,5

нами 443 49,2 517 57,4 489 54,3

Р1»К«> 436 48.4 513 57,0 484 53,8

ЬЫРцоКМ 434 48.2 508 56,4 482 53,5

В среднем за три года при беспокровном посеве полевая всхожесть семян люцерны на контроле составила 57,1 %, а при посеве под покров овса - только

52,5 %. Снижение полевой всхожести на подпокровных посевах объясняется тем, что всхолы овса появляются на 5-7 дней раньше, иссушают верхний слой почвы, и угнетаюшее действие покровной культуры начинает проявляться уже в этот период. Органические и минеральные удобрения на этот показатель влияния почти не оказывали. В дальнейшем угнетающее действие покровной культуры усиливалось. К моменту скашивания покровной культуры высота растений люцерны на беспокровном посеве была на 20,3 см выше, чем под покровом овса. Особенно большие отличия между изучаемыми способами посева отмечались по массе среднего растения. На контроле беспокровная люцерна превосходила подпокровную в 12,5 раза. На удобренных вариантах разница была еше больше. После скашивания покровной культуры условия роста и развития люцерны по способам посева значительно выравниваются, но преимущества первого периода развития беспокровной лкшерны продолжают проявляться. Анализируя состояние растений перед уходом в зиму по вариантам опыта, можно отметить, что наиболее подготовленными оказывались растения на беспокровных удобренных вариантах. Они имели больше корней в метровом слое почвы, глубже закладывали корневую шейку и больше элементов возобновления, чем подпокровные посевы. Вследствие этого изреживание в процессе зимовки на подпокровных посевах было больше не только в год посева, но и в последующие годы. Так, беспокровная люцерна в первую зиму в среднем за годы исследования изреживалась по вариантам удобрений от 14,8 до 19,7 íí, а вышедшая из-под покрова овса —от 20,1 до 27,8 %. Меньше всего изреживалась люцерна на варианте совместного действия инокуляции и органического удобрения - 14,8 %, при изреживании на контроле без инокуляции — 19,7 %. На второй год люцерна зимой изреживалась значительно меньше — всего 3,3-6,3 %, но зато увеличивался выпад растений в процессе вегетации. Всего к концу третьей вегетации на беспокровных посевах сохранялось 56,163,2 а на подпокровных только от 33,1 до 50,3 % от взошедших растений. На всех удобренных вариантах число сохранившихся растений было больше.

7

Влияние приемов агротехники на формирование снм б ноп тес кого аппарата на корнях люцерны. Было установлено, что приемы агротехники довольно сильно влияют на процесс образования клубеньков на корнях люцерны как в год посева, так и в последующие годы. Покровная культура настолько сильно угнетала растения люцерны, что перед первым укосом число клубеньков на корнях люцерны первого года жизни не превышало 3—1 шт. на 1 растении лаже на вариантах с инокуляцией. В то же время беспокровная люиерна имела но вариантам удобрений от 36 до 42 клубеньков на растении, или в 9-10 раз больше. Наиболее сильно развивался сим биотический аппарат у люцерны второго года пользования перед вторым укосом. Следует отметить, что влияние покровной культуры уже почти не проявлялось. Число клубеньков на ино-кулированных вариантах на беспокровных посевах изменялось от 135 на контроле до 167 шт. на варианте с внесением 40 т/га навоза. На подпокровных вариантах—соответственно от 132 до 164 шт. на растении. На посевах люцерны третьего года жизни закономерность с распределением клубеньков по вариантам сохранялась, но число их снижалось до 53-73 шт., поскольку симбиотиче-ский процесс постепенно затухал. Поскольку в литературе есть мнение, что количество клубеньков не всегда характеризует уровень снабжения растений азотом, то мы рассмотрели и их качество (табл. 2).

Таблица 2

Влияние приемов а1ротехн»кн на количество н качество клубеньков на кори и \ .померим второго голажтии в слое 0-40 см (среднее 1а 1997—1999 гг.)

Способ посева люиерны Удобрения Количество клубеньков на растении, шт. Масса клубеньков, г/см1

розовых зеленых всего

БесиокровныП + +ннтрапш контроль ИИ 34 135 25,7

наво} 1(7 20 167 31,4

РЦГ-К*«! 142 19 161 30,6

140 20 160 30.3

Пол покров овса +■ нитрагин контроль 95 37 132 24,1

нам« 141 27 164 29,3

Р| 136 22 158 28.7

135 25 160 29,1

Из табл. 2 видно, что розовых (активных) клубеньков также было больше всего на варианте совместного действия инокуляции с навозом (147 и 141 шт. на растении).

Влияние приемов агротехники на микробиологическую активность почвы под люцерн о П. Люцерна в орошаемом земледелии считается одним из лучших предшественников под большинство сельскохозяйственных культур. Но и она при различных условиях возделывания оказывает на почву различное влияние. Результаты наших исследований показали, что микробиологическая активность почвы под люцерной сильно изменялась, как по годам пользования травостоем, так и по вариантам удобрений и способам посева. В год посева больше всего на биологическую активность почвы оказывали влияние способы посева, на второй и третий год— удобрения. Во все годы наибольшее содержание аминокислот отмечалось на полотне на беспокровном посеве при совместном действии нитратна и навоза. Максимум их в год посева составлял 372 мкг/г, во второй год пользования — 552 и в третий год — 445 мкг/г полотна.

Фотосинтетическая деителыюсть посевов люцерны. В создании органического вещества урожая фотосинтезу отводится ведущая роль. От активности фотосинтетических процессов, протекающих в растениях, зависит их продуктивность. Нами установлено, что в год посева по урожайности сухой биомассы между способами посева большой разницы не было, так как была учтена сухая масса овса на подпокровном посеве. Но по максимальной площади листьев и фотосинтетическому потенциалу преимущество беспокровных посевов было в 1,3-1,4 раза. Удобренные варианты значительно превосходили контроль по всем вариантам фотосинтеза. На второй и третий год пользования разница между способами посева люцерны значительно сократилась, а преимущество удобрений продолжало сохраняться. По всем показателям фотосинтеза максимальные результаты были отмечены на варианте совместного внесения навоза и нитрагина. У люцерны второго гола пользования в среднем

за три года максимальная площадь листьев достигала 55,4 тыс. м:/га, ФП—4,72 млнмгсут/га, максимальный суточный прирост — 182 кг/га, а на контроле —соответственно 43,6; 3,58; 125.

Режим орошения и водопотребления люцерны по годам пользования. Одним из важнейших факторов, определяющих урожайность люиерны, является влагообеспеченность растений. В наших опытах мы применяли экологически безопасный режим увлажнения - 70-75 % HB. Однако по годам исследований и годам пользования люиерной режим орошения менялся. В год посева во влажном 1997 году было дано 2 полива, в более сухие 1996 и 1998 гг. число поливов было доведено до 4. На люиерне второго и третьего годов пользования число поливов увеличивалось до 4-6. Оросительная норма менялась по голам от 1000 до 3600 м'/га. В среднем за годы исследований суммарное водопотребление в год посева составило 4531 м'/га, во второй год пользования — 5472 мУга и в третий год - 5926 м'/га. Во влажном 1997 году доля оросительной волы в суммарном водопотреблении снижалась до 26,3-40,5 %, а в су-хне повышалась до 55,7-60,4 %. В сухие годы пропорционально снижалась доля осадков. Использование запасов почвенной влаги по годам больших изменений не имело. Этот показатель изменялся по годам пользования люцерной от 14,5 % в год посева до 12,0 % в третий год пользования. Следует отметить, что наиболее экономно расходовалась вода на Сеслокровных удобренных вариантах, Здесь коэффициент водолотребления по вариантам удобрений изменялся от 105,9 до 137,3 м'/т в первый год, от 69,1 до 97,1 м'/т во второй и от 86,8 до 112,8 м'/т в третий год пользования. На подпокровных посевах эти показатели изменялись соответственно от 113,8 до 149 м'/т, от 78,1 до 106,8 м'/т и от 94,4 до 119,2 м'/т.

Урожайность зеленой массы люцерны в зависимости от приемов агротехники. На орошаемых черноземах Поволжья для получения высоких урожаев люцерны важное значение имеют условия, складывающиеся в год посева.

От того насколько полно будут удовлетворены потребности молодого растения в первоначальный период, будет зависеть величина урожая в последующие годы. Установлено, что наиболее благоприятные условия для роста и развития люцерны в год посева складываются на беспокровных удобренных вариантах (табл. 3).

Таблица 3

Урожайность зеленой массы люнсрны в зависимости от приемов подделывания (средния за 1996-1999 гг.)

Способ посева люиерны Удобрения Урожайность по годам, т/га

1-й год 2-й год 3-й* год

Беспокровный + +нктрапш контроль 37,1 70,9 61,7

навоз 42.8 86,4 66.3

41,0 R23 67,8

41,7 82,4 67,5

Беслокровный бе» нитрагина контроль 33,0 61,1 52,5

навоз 36.8 71,9 58.1

PL:OKS) 35,6 69,8 58,1

NWPIMKmi 38.2 70.3 57,5

Под покров овса + нитрагин контроль 34.0 65,1 58,3

навоз 39,8 76,5 62.8

PIMKM 36.1 72.9 61.9

NjoPiioKw) 37,8 72,1 61.4

Под покров овса без нитрагина контроль 30,4 55,9 49.7

навоз 35,2 65,2 57,4

Р[г&Км> 32,3 61,4 57,0

NJOPISJK« 35,6 61,7 56.5

НСР05 обшая 2,01-2,34 2,58-2.86 3.04-3.24

"Примечание: урожайность по третьему году пользования дана в среднем за два гола.

Анализ данных показывает, что в среднем за три года люцерна первого года пользования на беспокровном посеве формировала более высокий урожай. Разница на контрольном варианте составила 2,6 т/га в пользу беспокровного посева. К тому же на подпокровном посеве в первом укосе урожай был сформирован на 60 % за счет овса. Применение нитратна повышало урожайность

11

беспокровной люцерны на 12,4 %, а подпокровной — на 11,8 %. Совместное применение нитрагина и органо-мннеральных удобрений значительно было наиболее эффективным. Так, если прибавка урожая ог навоза без нитрагина составила 3,8 т/га, или 11,5 "/о, то совместно с нитратном она достигла 5,7 т, или 15,4 %.

Увеличение урожая от совместного применения нитрагина и минеральных удобрений было несколько меньше - 10,5-12,7 %. Самый высокий урожай зеленой массы люцерны в год посева был получен в 1997 году на беспокровном посеве инокулированнымн семенами по фону навоза 40 т/га. Наиболее высокие урожаи формировала люцерна второго года пользования — от 58,7 до 89,0 т/га. В связи с тем, что под покровом овса люцерна довольно сильно изрежн-валась еще в год посева, то преимущество беспокровных посевов проявлялось и на второй год пользования. Здесь разница на контроле составила 5,2 т, а на варианте с нитрагином - 2,8 т/га. В связи с тем, что симбиотический аппарат у люцерны второго года пользования достигал максимальных размеров, то и прибавка урожайности от нитрагина здесь была наибольшей. На контроле она составила 9,8 т/га, на варианте с навозом - 14,5 т, или 20,2 %. На варианте без инокуляции навоз давал прибавку только 10,8 т/га. Совместное внесение нитратна и также было достаточно эффективным - 12,5 т/га. Внесение стартовой дозы азота на фоне фосфорно-калнйных удобрений сдерживало развитие симбиотического аппарата, и прибавка урожая здесь составила 12,1 т/га, или 17,2 %.

Закономерности, связанные с изучаемыми факторами, проявлялись и на третий год жизни люцерны, но стали менее контрастными. Урожайность люцерны третьего года пользования была в 1,6 раза выше, чем в год посева и в 1,2 раза ниже, чем у двухлетней люцерны.

В связи с тем, что влажность зеленой массы по укосам и годам исследований изменяется в значительных пределах, то более объективным является

сравнивание вариантов по выходу сухого вещества, кормовых единиц п переваримого протеина. Анализируя полученные данные, мы убедились, что преимущество беспокровных посевов становится еше убедительнее. Так, если по урожайности зеленой массы на контроле беспокровные посевы в первый гол жизни превосходили подпокровные всего на 9,6 то по сбору кормовых единиц уже на 22,6 %, а по выходу переваримого протеина с 1 га на 47,1 %. Значительно возросло преимущество всех видов удобрений. В среднем за три гола лучшие показатели также были получены на беспокровном посеве лнокуднро-ванными семенами по навозу. Здесь было получено 41,8 т/га сухого вещества, 25,3 т/га кормовых единиц и 7,6 т/га переваримого протеина.

Влиянне приемов агротехники на содержание азота в надземной массе и пожнивио-корневых остатках люиерны. Люцерна на орошаемых землях Саратовской области позволяет решить две проблемы — увеличить выход белка с единицы плошали и повысить плодородие почвы. В настоящее время приобретает особое значение разработка системы удобрения люцерны с максимальным использованием биологического азота. В условиях наших опытов на величину отчуждения азота с урожаем оказывали существенное влияние приемы агротехники и длительнсоть использования люцерны. Так, в год посева люцерна забирала с урожаем от 158,4 до 294,9 кг/га азота, во второй — от 300,1 до 639,5 кг/га и в третий — от 252,5 до 479,2 кг/га.

Влияние приемов агротехники по годам также сильно отличается. Так, если в год посева преимущество беспокровного способа посева достигало 12,4 то на второй год жизни уже 26,7 94, а в третий год всего 7,1 %. Влияние нитрагина было положительным во все годы исследования. На вариантах с инокуляцией вынос азота увеличивался на 30,3-35.5 % на беспокровных и на 26,0-30,7 % на подпокровных посевах. Что касается органических н минеральных удобрений, то следует отметить их положительное действие на содержание азота в урожае люцерны во все годы наблюдений,

Рассматривая люцерну в качестве основного восстановителя плодородия почвы в звене севооборота, мы особое внимание обращали на развитие корневой системы и накопление азота в пожнивно-корневых остатках. Наблюдения показали, что люцерна при орошении развивает мощную корневую систему, н ее основная масса нарастает в первые два года жизни, причем от 85 до 92 % корней располагается в слое почвы 0-60 см. В год посева люцерна накапливала но вариантам опыта от 4,61 до 6,61 т/га корней, во второй год пользования -от 7,83 до 10,02 т/га и в третий год— от 8,90 до 10,95 т/га. По вариантам удобрений большой разницы в накоплении корней не было. Такие же закономерности были отмечены и в накоплении азота в пожнивно-корневых остатках.

В год посева разница в накоплении азота между способами посева достигала 32,5 %, от инокуляции она повышалась на 22,3-25,6 %, а от органо-минеральных удобрений — от 13,2 до 17,6 %. Совместное использование нитрагина и органо-мкнеральных удобрений повышало накопление азота в пож-ннвно-корневых остатках почти вдвое. У люцерны второго и третьего годов пользования роль способов посева заметно снижалась, а органо-минеральных удобрений и шпрагина продолжала сохраняться. Что касается доли биологического азота в общем объеме, то она менялась от изучаемых факторов довольно сильно. В год посева без инокуляции она составила 47,6-56,4 %, а на вариантах с нитрагином — от 58,1 до 66,9 %. На посевах второго года жизни доля биологического азота возрастала до 59,5-67,4 %, но только на бактеризованных вариантах с нитрагином. Совместное действие нитрагина и навоза повышало долю биологического азота в общем сборе до 73-74 %. Под люцерной третьего года пользования доля биологического азота снижалась на 2,0-2,5 %.

ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ АГРОТЕХНИКИ ЛЮЦЕРНЫ

на урожаПиосгь последующих культур

It ЗВЕНЕ СЕ1ЮОКОРОТЛ

Урожайность н качество зеленой массы кукурузы, высеянной по пласту лншерны разных лет жизни. О значении люцерны как предшественника для сельскохозяйственных культур написано довольно много. Однако влиянию приемов агротехники и сроков использования травостоя на урожайность последующих культур в Саратовской области уделялось недостаточно внимания. Наши исследования показали, что распашка люцерны разных лет жизни, выращенной на различных агрофонах, оказывала неодинаковое влияние на урожайность кукурузы (табл. 4).

Таил»на 4

Урожайность зеленой массы кукурузы мосле распашки .мпнерны рагных зет пользования (средняя за 1997-1999 гг.), т/га

Способ посева Удобрен! си Люцерна

одного года подыскания двух лет польтовання трех лег пилыования

БеспокровныП + нитрагин контроль 41.5 54.3 44.9

навоз 48.7 59.8 50.Х

Pi;r.K«i 45.2 5R.9 49.2

45.9 58.2 49.0

Под покрое овса + нитрзлж контроль 34.2 40.1 35.5

наво) 42.0 48.5 43.8

Pi 38,3 47.3 40.8

NWPUCKK) 38.2 47.0 40.5

БеспокровнъШ Оез нитрата на контроль 38.7 52.0 42.8

навоз 47.8 57.3 48.6

42,3 57.0 47.0

N U у.К^А 43.0 56.8 46.8

Под покров овса без нитрагина контроль 31.3 38.0 33.4

навш 40.1 46.1 41.8

PciilOin 36.0 44.8 38.7

Ni.-.Pi?oKftfi 36.3 44.5 38.4

НСРо, для общих pat 1997 г. 1998 г. 1999 г. нчпй 2,25 1,98 2.05 3.26 2.73 3.25

Следует отметить, что инокуляция семян лкшерны увеличивает ее ценность как предшественника. Во все годы исследований наиболее высокая урожайность кукурузы была получена на вариантах с нитрагином. Прибавка от инокуляции по однолетней люцерне составила 7,3 т/га, по двухлетней — 14,2 т и по трехлетней люцерне — 9,4 т/га зеленой массы кукурузы. Кроме инокуляции повышали роль люцерны как предшественника органо-минеральные удобрения, Кукуруза очень отзывчива на улучшение азотного питания и формировала наиболее высокие урожаи на тех вариантах, где под люцерной больше оставалось азота в пожнив но-корневых остатках. Лучше других по этому показателю был вариант совместного применения нитрагина и навоза 40 т/га. По длительности использования люцерны на этом варианте была получена следующая урожайность: первый год - 48,7 т/га, второй год - 59,8, третий - 50,8 т/га зеленой массы кукурузы. Этот же вариант значительно превосходил остальные по выходу кормовых единиц и переваримого протеина с 1 га.

Урожайность и качество зерна яровой пшеницы, высеянной по обороту пласта люцерны. Приемы агротехники н сроки использования люцерны сказались и на урожайности третьей культуры в звене севооборота (табл. 5).

Наиболее высокая урожайность яровой пшеницы была получена в среднем за годы исследований по обороту пласта люцерны второго года пользования. Преимущество оборота пласта люцерны двух лет пользования перед одногодичным использованием составило по вариантам опыта от 12,0 до 20,1 %, а перед трехлетней люцерной - 7,0-8,1 %. Способы посева люцерны на третью культуру севооборота влияния почти не оказывали. Обработка семян люцерны нитрагином положительно сказывалась и на урожайности пшеницы. Особенно сильное последействие отмечалось от совместного применения нитрагина и навоза под люцерну. Так, на варианте нитрагин + навоз по годам пользования люцерны было получено соответственно 3,65 т/га, 4,12 и 3,98 т/га зерна яровой пшеницы, что соответственно на 1,25, 1,28 и 1,37 т/га выше, чем на контроле.

Качество зерна пшеницы на этом варианте было также самым высоким. Только здесь была получена клейковина первой группы качества.

Таблица 5

Урожайность нровоП мшеннны «ооборот)' пласта ¿ноиерны разных лет пользования, г/га

Способы посева люцерны Удобрения люцерны Оборот пласта люцерны

первого гола пользования второго гола пользования третьего гола полыопаниц

Беспокровный ■+■ контроль 3,01 3,42 3.21

+ нитрагин навоз 3.65 4,12 3.98

Р|»К«> 3,52 3.95 3.75

ЬГзоРцоК«) 3.50 3,95 3,72

Под покров контроль 2.40 2,84 2.61

овса+ нитрагин навоз 2,89 3,30 3,10

Р|:эКы> 2,75 3.23 3,03

Ы)оР|Н}К*о 2.73 3.22 3.02

БеспокровныП контроль 3.00 3,40 3,19

без нитрагина навоз 3,59 4,09 3.87

РиоКм 3.43 3,92 3,70

3,40 3,92 3.69

Под покров контроль 2.33 2.80 2.61

овса без навоз 3,00 3,27 3,02

нитратна РтКм! 2,70 3,20 2,99

2.70 3.20 2,98

НСР«5 для общих ратличиП 1998 г. | 0,22

1999 г. 0.25 0.23 0.23

Баланс гумуса в звене севооборота при различных режимах использования люиерпы. Накоплению органического вещества в почве в условиях экологизации земледелия отводится особая роль. Основную массу органического вещества почвы (85-90 %) составляет гумус. На орошаемых черноземах проблема накопления органического вещества ощущается особенно остро.

Дпя расчета баланса гумуса по приходу и расходу органической массы в звене севооборота были использованы: методика, предложенная М.П. Чуб; ко-

эффициенты минерализации и гумификации пожнивно-кориевых остатков, предложенные М.М. Кононовой, В.А. Барановской и В.И. Лзовцевым. Было установлено, что длительность использования люцерны и приемы агротехники оказывали непосредственное влияние на величину пожнивно-корневых остатков и тем самым на баланс гумуса в почве.

Внесение 40 т/га навоза под люцерну обеспечивало положительный баланс гумуса при всех режимах использования люцерны. При распашке люцерны второго года пользования положительный баланс гумуса кроме навоза обеспечивало внесение МэоРсоКм + нитрагин. На остальных вариантах прибавка гумуса находилась в пределах ошибки опыта. Распашка люцерны трех лет пользования обеспечивала положительный баланс гумуса на всех вариантах, кроме контроля. На подпокровных посевах положительный баланс гумуса был только на вариантах с навозом + нитрагин.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗВЕНЬЕВ СЕВООБОРОТА С РАЗЛИЧНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬЮ ИСПОЛЬЗОВАН ИЯ „НОЦЕРНЫ

Для расчета экономической эффективности звеньев севооборота были определены затраты на возделывание культур по технологическим картам. Использовались нормативы иен, сложившихся в 1999 г. Наши расчеты показали, что по основным экономическим показателям звенья с различной продолжительностью использования люцерны значительно отличались друг от друга.

По всем экономическим показателям предпочтение следует отдавать звену с двухлетним использованием люцерны. Более ранняя и более поздняя распашка пласта люцерны ведет к снижению условно чистого дохода, выхода кормовых единиц с 1 га севооборотной гшошади и рентабельности.

Низкие удельные затрата (7920 рубУга севооборотной шюшади) в звене с однолетним использованием люцерны не повлияли на снижение себестоимо-

сти продукции, здесь она была самой высокой и составила 292,26 руб./т, что на 60,12 руб. за 1 т кормовых единиц больше чем в звене с двухлетним использованием люиерны. Условный чистый доход в звене с двухлетним использованием люцерны составил 24,75 тыс. руб., что на 9,32 и 4,49 тыс. руб. соответственно выше, чем в первом и третьем звеньях.

Расчеты биоэнергетической эффективности полностью подтвердили экономические выводы. Наибольший коэффициент энергетической эффективности 3,84 в наших опытах был получен в звене с двухлетним использованием люцерны. Почти при одинаковых затратах совокупной энергии на возделывание культур во втором и третьем звеньях коэффициент энергетической эффективности при распашке трехлетней люцерны был на 16,4 % ниже. При однолетнем использовании люиерны в звене севооборота затраты совокупной энергии и коэффициент энергетической эффективности были самыми низкими -66,599 ГДж и 2,60.

11ЫНОДЫ

I .Способы посева оказывали существенное влияние на рост и развитие люцерны с начала ее вегетации. Полевая всхожесть за годы исследований на беспокровных посевах колебалась от 52,1 до 62,9 % а на посевах под покров овса от 47,9 до 57,4 %. К моменту скашивания покровной культуры растения люцерны несколько угнетались и уступали почти вдвое беспокровным по высоте стебля и в 14-15 раз по массе одного растения.

2. Перед уходом в зиму растения подпокровных вариантов были хуже подготовленными к зимовке. Они имели меньше корневой массы в метровом слое, меньшую глубину залегания кормовой шейки и меньшее число удлиненных и укороченных побегов в расчете на одно растение. На беспокровных посевах к началу второй вегетации сохранялось по вариантам удобрений от 73,8 до 80,2 % растений, а под покровом овса —только 59,9-69,9, или на 10,2-13,9 % мень-

19

ше. Виды изучаемых удобрений на изреживание люцерны в год посева влияния не оказывали.

3. Угнетаюшее действие покровной культуры продолжало сказываться и в последующие голы жизни люцерны. К концу третьей вегетации на беспокровных посевах сохранилось от первоначально взошедших растений от 49,8 до 63,2 а на подпокровных посевах —от 33,1 до 50,3 %.

4. Способы посева лкшерны оказывали сильное влияние на развитие сим-биотического аппарата. Перед первым укосом число клубеньков на подпокровной люцерне не превышало 3-4 шт. на растении, тогда как на беспокровных посевах их было от 10 до 42 шт. на растении. При этом обработка семян нитрагином в 3,5-4,0 раза повышало число клубеньков на корнях люиерны. Наибольшее число клубеньков отмечено на корнях люиерны второго гола жизни на варианте с навозом.

5. Установлено положительное действие инокуляции семян люиерны нитрагином на биологическую активность почвы. Наивысшая величина биологической активности отмечалась в посевах люиерны второго года жизни перед вторым укосом на варианте с навозом - 552 ,мкг на 1 г полотна.

6. Наиболее благоприятные условия для формирования фотосинтетического аппарата люиерны складывались на посевах второго года пользования на вариантах с нитрагином по фону удобрений. По максимальной плошали листьев, урожаю сухой биомассы, фотосинтетическому потенциалу некоторое преимущество оставалось на стороне вариантов с навозом. Подпокровные посевы во все годы уступали беспокровным по фотосинтетическим показателям, особенно в год посева.

7. Для поддержания предполивной влажности под люцерной 70-75 % HB в год посева требовалось во влажные годы два лсшива, а в средневлажные — четыре полива с поливной нормой 600 м'/га. Под люцерну второго и третьего годов пользования во влажные годы давали по четыре полива, а в средневлаж-

ные — 5-6 поливов той же нормой. Суммарное водо потреблен не люцерны имело прямую зависимость от урожайности и по годам пользования и составляло соответственно 4531 м'/га; 5472 и 5926 м'/га.

8. Максимальная урожайность зеленой массы люцерны была получена на беспокровных посевах второго года пользования с применением инокуляции семян. На контроле без удобрений она равнялась 70,9 т/га, с навозом (норма внесения 40 т/га) - 86,4, при внесении Р^Кбо - 82,3 и Т^оРцсК«, - 82,4 т/га. На посевах первого и третьего годов использования закономерности, связанные с применением удобрений, полностью сохранялись, но урожайность несколько снизилась.

9. По выходу с 1 га сухого вещества, кормовых единнц и переварнмого протеина лучшие показатели были отмечены на беспокровном посеве нноку-лированными семенами по навозу во второй год пользования люцерной. В сумме за три года здесь было получено 41,8 т/га сухого вещества, 25,3 т/га кормовых единиц и 7,6 т/га переварнмого протеина.

10. Роль люаерны как предшественника зависела от длительности ее использования и видов применяемых удобрений. Наиболее благоприятные условия для формирования урожая кукурузы {вторая культура севооборота) складывались по люиерне двух лет пользования с инокуляцией семян по навозному фону. В среднем за три года здесь было получено 59,8 т/га зеленой массы кукурузы, что на Н,1 т/га выше, чем по однолетней и на 9,0 т/га, чем по трехлетней люцерне.

11. Последействие люцерны разных лег пользования сказывалось и на третьей культуре в звене севооборота. Наиболее высокую урожайность яровая пшеница формировала по обороту пласта двухлетней лкшерны с инокуляцией семян. Здесь урожайность колебалась по вариантам удобрения от 2,80 до 4,12 т/га, по однолетней люцерне - от 2,33 до 3,85 т/га и по обороту пласта трехлетней люцерны — от 2,61 до 3,98 т/га. При этом на вариантах с инокуляцией

семян люцерны в сочетании с органо-минеральными удобрениями повышалось и качество зерна пшеницы.

12. Наибольшее поступление пожнивно-корневых остатков за ротахшю в метровом слое почвы было отмечено в звене севооборота с двухлетним использованием люлерны — 25,99 т/га. С однолетним использованием оно составило 19,52 т/га, с трехлетним — 25,90 т/га.

13. Большое количество пожнивно-корневых остатков под лкшерной второго и третьего годов пользования обеспечивало положительный баланс гумуса на всех вариантах опыта. При однолетнем использовании люцерны положительный баланс гумуса был отмечен только на вариантах совместного применения инокуляции семян и органо-мннеральных удобрений.

14. Наиболее высокие экономические показатели были получены в звене с двухлетним использованием люцерны. Здесь был получен наибольший условно чистый доход (24,75 тыс.рубУга) и рентабельность составила 287,2 %,

Коэффициент энергетической эффективности во всех звеньях значительно превышал единицу и колебался от 2,60 до 3,84. И по этому показателю наиболее выгодным было звено с двухлетним использованием люцерны.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На орошаемых черноземах Поволжья для получения высока урожаев зеленой массы люцерны 70-80 т/га ее необходимо высевать семенами, обработанными нитрагином, по удобренному фону (40 т/га навоза или Р^К^о) с нормой высева 9 млн всхожих семян на 1 га. Режим влажности почвы следует поддерживать на уровне не ниже 70-75 % НВ.

Инокуляция семян должна стать обязательным приемом технологии возделывания люцерны. Применение нитратна совместно с органическими удобрениями дает возможность получить в сумме за три года 42 т/га кормовых единиц.

В звене севооборота люцерну необходимо использовать 2-3 года. Это позволяет получать высокие урожаи последующих культур и обеспечивает без дефицитный баланс гумуса.

Сппсок работ, опубликованных по теме диссертации

1. Садомцев B.C. Влияние люцерны на солевой состав обыкновенного чернозема // Материалы 39-Й науч. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов агрономического факультета. Пенза: ВЦ ПГСХА, 2000. С. 6162.

2. Солодовников АЛ., Садомцев B.C., Ивахненко Ю.И. Покровные культуры для люцерны // Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях в XXI веке; Сб. материалов Межд. науч.-практ. конф. Пенза, 2001. С. 55-57.

3. Косачев A.M., Садомцев B.C. Зависимость урожая семян люцерны от величины водопотреблення и нарастания биомассы Н Резервы повышения продуктивности сельскохозяйственных культур: Сб. науч. работ. / Сарат. гос. агр. ун-т им. Н.И. Вавилова. Саратов, 2001. С. 51-54.

4. Холил ов Ш.А., Садомцев B.C. Способы посева люцерны, их экономическая эффективность // Организационно-экономические взаимоотношения в региональных комплексах и подкомплексах: Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции. Пенза, 2004. С. 152-154.

5. Халшов Ш.А.. Садомцев B.C. Экологическое, агротехническое и экономическое значение биологического азота // Организационно-экономические взаимоотношения в региональных комплексах и подкомплексах: Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции. Пенза, 2004. С. 154-157.

6. Халшов Ш.А., Садомцев B.C. Экономическая и биоэнергетическая оценка звеньев севооборота с различной продолжительностью использования

люиерны // Организационно-экономические взаимоотношения в региональных комплексах и подкомплексах: Сб. материалов Всероссийской научно-практнческой конференции. Пенза, 2004. С. 157-159.

7. Хаитов Ш.А., Садомцев В.С, Влияние длительности возделывания люцерны на баланс гумуса // Организационно-экономические взаимоотношения в региональных комплексах и подкомплексах: Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции. Пенза, 2004. С. 159-161.

Подписано в печать 27,04.04. Формат 60х84'/|* Печ.л. 1,0, Тираж 100. Заказ 438/488.

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И, Вавилова» 410600, Саратов, Театральная пл., 1,

pi 28 17