Содержание к диссертации
Введение
1 Биологические особенности, хозяйственная ценность и приемы возделывания яровой тритикале (обзор литературы) 7
2 Условия, объект и методика исследований 36
2.1 Почвенно-климатическая характеристика южной лесостепи Омской области 36
2.2 Условия проведения опытов 40
2.3 Объект и методика исследований 49
3 Агротехнические приемы возделывания яровой тритикале на зеленый корм 57
3.1 Влияние срока посева на урожайность яровой тритикале 57
3.2 Продуктивность смешанных посевов тритикале с однолетними бобовыми культурами в зависимости от нормы высева компонентов 73
3.3 Влияние норм азотных удобрений на урожайность зеленой массы яровой тритикале 88
3.4 Продуктивность яровой тритикале и ее смесей в зависимости от срока уборки на зеленый корм 99
4. Эффективность возделывания яровой тритикале на зеленый корм 108
Выводы 118
Предложения производству 120
Библиографический список 121
Приложения 141
- Почвенно-климатическая характеристика южной лесостепи Омской области
- Условия проведения опытов
- Влияние срока посева на урожайность яровой тритикале
- Влияние норм азотных удобрений на урожайность зеленой массы яровой тритикале
Введение к работе
Основой развития животноводства были и остаются растительные корма, которые являются основным источником протеина для животных. Из сочных кормов наиболее широко используются зеленая масса и силос (Н.Г. Григорьев, Н.П. Волков, 1989). Зеленый корм для животных наиболее биологически полноценен. В нем содержатся все необходимые для животного организма питательные вещества — белки, углеводы, минеральные соли, а также различные витамины. По сравнению с другими видами кормов зеленая масса к тому же является и самым дешевым кормом.
Важная роль в создании прочной кормовой базы принадлежит однолетним кормовым культурам и их смесям, обладающим высокой потенциальной продуктивностью и разносторонним использованием. Кормовые культуры в Западной Сибири занимают 7,6 млн. гектар, или 30-33% пашни. В структуре кормового клина под многолетние травы отводится около 39%, под силосные культуры - 38, однолетние травы - 22 и под корнеплоды - до 1% (Н.И. Кашеваров, 2000).
Первостепенное значение в концепции развития кормопроизводства Сибири отводится необходимости внедрения в производство высокоурожайных, засухоустойчивых, устойчивых к болезням и вредителям сортов кормовых культур. В связи с этим особую роль приобретает все расширяющееся кормовое использование яровой тритикале. Эту новую зерновую и кормовую культуру, которая сочетает многие положительные свойства исходных родительских форм - ржи и пшеницы, - возделывают более чем в 30 странах мира, где она успешно конкурирует с пшеницей по урожайности и другим хозяйственно-ценным признакам.
При благоприятных экологических условиях урожайность зерна тритикале достигает 8,0 т/га, а его сортимент включает десятки сортов. Внедрение их способствует интенсификации кормопроизводства, обеспечивает высокие сборы зеленой массы (до 54,0-58,0 т/га в условиях нечерноземной зоны) для непосредственного скармливания животным и получения высококачественного силоса, сенажа, травяной муки, гранул и брикетов.
Для получения полноценного корма с давних времен возделываются смешанные посевы. В настоящее время в хозяйствах Подмосковья, Краснодарского края, Воронежской области, а также в Средней Азии, Закавказье и на Урале в качестве мятликового компонента в смешанных посевах используется яровая тритикале. По данным этих хозяйств тритикале выгодно отличается от овса, ячменя и других мятликовых культур тем, что формирует более мощные растения, способные к интенсивному накоплению биомассы, устойчив к полеганию при средней высоте стебля 110-130 см, имеет высокую облиственность и повышенную кустистость.
Несмотря на ряд ценных свойств, яровая тритикале в условиях Западной Сибири - культура новая и малоизученная. Агротехнические приемы возделывания тритикале, разработанные в основном для европейских регионов России и ряда зарубежных стран, не всегда приемлемы для условий Западной Сибири. В этой связи возникает необходимость изучения особенностей возделывания культуры в конкретных почвенно-климатических условиях региона.
Исследования осуществляли по утвержденной теме: «Разработать ресурсосберегающие технологии возделывания новых перспективных кормовых культур для условий Западной Сибири» (номер гос.регистрации 01.9.80010357). Доля личного участия автора 90%.
Почвенно-климатическая характеристика южной лесостепи Омской области
Омская область расположена в южной части Западно-Сибирской низменности. На ее территории ярко проявляется равнинность, континентальность климата и смена географических ландшафтов — от тайги на севере до степей на юге. Протяженность территории с севера на юг - около 600 км, а с запада на восток - более 300 км; общая площадь составляет 141,2 тыс. км2. При всем многообразии природных условий Западной Сибири, в том числе и Омской области, они имеют некоторые общие особенности: относительно короткий без морозный период, низкие температуры зимой, часто повторяющиеся засухи в начале лета.
Почвы Сибири отличаются от почв европейской части страны значительно (на 35-45%) низким плодородием, что связано с суровостью климата, наличием многолетней и сезонной мерзлоты, коротким безморозным периодом и другими факторами (И.И. Карманов, 1980).
В Омской области проведено сельскохозяйственное районирование и выделено четыре природно-экономические зоны: северная (подтаежная и таежная) занимает 36,6% территории; северная лесостепная - 31,0; южная лесостепная -13,4 и степная - 19% (Ю.И. Ермохин и др., 2002). Лесостепная зона подразделяется на три части: северную, центральную и южную. На долю южной лесостепи приходится 18,7% общей площади Омской области, где размещается 50% всех посевов (Н.Д. Градобоев и др. 1968). Рельеф южной лесостепи представляет слабоволнистую равнину. Залесенность незначительная (8-10%) и представлена редко разбросанными березовыми колками. Природная растительность -ковыльно-разнотравная (Агроклиматические..., 1971).
Почвенный покров пахотных земель зоны представлен в основном черноземами обыкновенными и выщелоченными, лугово-черноземными почвами в комплексе с солонцами, солончаками и солодями. Преобладающие почвы — черноземы (67%). Мощность гумусового горизонта обыкновенных черноземов 40-45 см, выщелоченных - 45-65 см, содержание гумуса в пахотном горизонте соответственно 5,7-8,6% и 7-9% (Н.Д. Градобоев и др., 1968; Л.Н. Мищенко и др., 1996).
Грунтовые воды залегают на глубине 2-4 м и влияют на почвообразование и водный режим возделываемых культур. Гумусовый горизонт — 20-50 см. Гранулометрический состав тяжелый. Большая часть лугово-черноземных почв (89%) введена в пашню. Пахотные почвы южной лесостепи в основном средне-гумусовые (6-8,5%), на юге - малогумусовые (до 4-6%). Состав почвенного поглощающего комплекса благоприятный: основная доля приходится на кальций - 80-85%, магний- 12-20%. Валовым азотом эти почвы обеспечены (0,33-0,44), минеральным - недостаточно. Валового фосфора мало — 0,11-0,23% (Л.Н. Мищенко и др., 1996). Существенным признаком этих почв является увлажненность нижней части профиля и проявление признаков оглеения в породе. Вскипают они от соляной кислоты в конце перегнойного горизонта (Н.Д. Градобоев и др., 1968; Л.Н. Мищенко, 1991).
Южная лесостепь - зона высокого (70-80%) сельскохозяйственного освоения, велико здесь антропогенное воздействие, среднее распространение имеют дефляция и локальные смывы почв - 12,3% (Л.Н. Мищенко и др., 1991).
Климат южной лесостепи типично континентальный, формируется под влиянием холодных арктических масс воздуха с севера и в меньшей степени -сухих из Казахстана. Общие черты температурного режима территории характеризуются суровой продолжительной зимой, сравнительно коротким, но жарким летом (М.З. Журавлев, 1959). Наблюдаются резкие колебания температуры в течение года, месяца и даже суток. Средняя температура января, самого холодного месяца, изменяется от-13,3 до -50,0С при средней - 19,4С. Абсолютная годовая амплитуда температуры воздуха составляет 90С (Климат..., 1980).
Сумма положительных среднесуточных температур выше 10С составляет 1900-2000, продолжительность этого периода в среднем 120-130 дней. Переход среднесуточной температуры воздуха через +10С происходит весной в середине мая, осенью - в середине сентября. Температура самого теплого месяца, июня равна плюс 19-19,5С, самого холодного (января) - минус 19-20С Годовая амплитуда средних месячных температур воздуха составляет около 37С. В отдельные жаркие дни температура воздуха повышается до плюс 41 С, а в очень суровые зимы опускается до минус 48С.
Продолжительность вегетационного периода составляет в среднем 165-170 суток, но его часто сокращают поздние весенние и ранние осенние заморозки, поэтому средняя продолжительность безморозного периода 115-120 суток (таблица 1).
Условия проведения опытов
Исследования проводили на опытном поле Омского государственного аграрного университета (ОмГАУ), расположенном на правом берегу реки Иртыш. Опыты закладывались в 1999-2002 гг. на участке с однородным почвенным покровом. Территория опытного поля Омского государственного аграрного университета представлена типичной для зоны почвой - лугово-черноземной маломощной малогумусовой среднесуглинистой (приложение 3, 4).
Содержание физической глины в этой почве менее 45%, мощность однородно окрашенного гумусового слоя до 30 см. В пахотном слое содержится 3,7 % гумуса и резко уменьшается с глубиной, в горизонте В[ его уже 1,8%. Объемная масса почвы в верхнем слое 0-40 см составляет 1,20-1,25 г/см , удельная масса - 2,64-2,65 г/см3. Емкость поглощения в слое почвы (0-30 см) составляет 25,2-28,2 мг-экв/100 г. В верхних горизонтах в составе поглощенных оснований преобладает кальций - 19,8-23,3 мг-экв /100 г (80,1-82,5%). Количество магния повышено — 17,5-19,9 %. Отмечено и присутствие натрия до 0,1%, рН водной вытяжки в слое 0-30 см равна 6,5-7,1 (таблица 2).
Повышенное количество магния и присутствие натрия свидетельствуют о вхождении почвы в начальную стадию вторичного засоления. Кроме того, повышенное содержание магния способствует ухудшению физических свойств почвы и, в первую очередь, повышению плотности, которая составляет 1.29-1.40 г/см . В пахотном слое реакция среды близкая к нейтральной, с глубины идет подщелачивание. Глубина залегания грунтовых вод - 3,5-4 м. По структурному составу почва является хорошо агрегированной; по водо прочности -средневодопрочной, и, следовательно, агрономически ценной. Хотя лугово-черноземная почва и имеет ряд недостатков, но это потенциально плодородная почва обладающая высокими возможностями для возделывания на ней всех сельскохозяйственных культур (Я.Р. Рейнгард, 2001).
Запасы продуктивной влаги в почве перед посевом тритикале в годы исследований были довольно различными. Так, в 1999 и 2000 гг. количество продуктивной влаги в пахотном слое составило 13,0 и 18,2 мм соответственно по годам, а в метровом профиле почвы - 89,8 и 95,5 мм. Такое содержание продуктивной влаги по шкале увлажнения A.M. Ильина (1985) соответствует градации недостаточно влажной почвы (таблица 3).
В 2001 г. запасы продуктивной влаги в пахотном слое составили 22,0 мм, а в метровом профиле - 110,7 мм, что соответствует градации умеренно-влажной почвы. В условиях 2002 года, когда в III декаде мая, в I и II декадах июня выпало по 2,5-3 декадных норм осадков, запасы продуктивной влаги практически во всем метровом слое, включая и пахотный горизонт, были оптимальными, то есть почва перед посевом яровой тритикале была в умеренно-влажном состоянии.
Обеспеченность почвы нитратным азотом при размещении тритикале после озимых предшественников была средней во все годы исследований. Так, содержание нитратного азота в слое почвы 0-40 см колебалось по годам от 10.8 до 14.5 мг/кг, что по градации обеспеченности А.Е. Кочергина (1961) соответствует среднему его количеству (таблица 4).
Запасы нитратного азота в метровом профиле почвы в среднем за 4 года составляли 124.6 кг/га с незначительными колебаниями по годам - от 114.4 кг/га в 2002 году до 135.6 кг/га в 1999 году.
Обеспеченность почвы подвижным фосфором и обменным калием во все годы исследований была очень высокой. Так, количество подвижного фосфора и обменного калия в пахотном слое почвы в среднем за 4 года составляло 35.4 и 33,6 мг/100 г, соответственно. В пересчете на гектар пашни запасы фосфора достигали 778,8 кг/га, а калия - 739,2 кг/га.
Влияние срока посева на урожайность яровой тритикале
Правильный выбор оптимального срока посева является важным агротехническим приемом в повышении урожайности сельскохозяйственных культур. Своевременность посева определяется комплексом факторов, наиболее значимыми из которых являются почвенно-климатические особенности зоны, погодные условия (тепло, влага), вид и назначение посева, а также биологические особенности культуры (М.Е. Черепанов и др., 1980; И.П. ГеЙденбрехт и др., 1989; СВ. Коваль, В.П. Шаманин, 1999; В.П. Казанцев, 2001).
Исследованиями установлено, что в одновидовых посевах тритикале в июньские сроки (с 5 по 26 июня) отмечены более низкие показатели полевой всхожести, густоты травостоя и сохранности растений к уборке. Причем, можно отметить тенденцию снижения этих показателей от первого майского до последнего июньского срока посева тритикале (таблица 6).
Так, сравнительный анализ июньских сроков посева с первым майским (15.05) показал, что, если различия в числе растений в период полных всходов в пользу первого срока составляли от 28 (5.06) до 44 (25.06) на 1 м , то к уборке разница в густоте травостоя достигала уже от 80 до 138 растений, то есть сохранность их снизилась на 20-37%.
В смесях полевая всхожесть семян тритикале составляла от 78 до 87%, и была выше по сравнению с полевой всхожестью бобового компонента и растений тритикале в одновидовых посевах. Самая высокая полевая всхожесть семян, высеваемых в смесях, отмечена при посеве 5 июня, которая составляла у тритикале 85-87%, вики - 76% и гороха - 78%». Таблица 6 - Полевая всхожесть семян и сохранность растений к уборке в зависимости от срока посева (В среднем за 1999-2002 гг.)
Срок посева Всходы,шт./м Полевая всхожесть,% Густота растений к уборке,шт./м Сохранностьрастений, % мятли- бобо- мятли- бобовые мятли- эобовые мятли- бобо ковые [ вые ковые ковые ковые вые
25 июня 215 35 73 70 108 20 50 57 Существенное влияние на количество взошедших семян оказывали температурный (1=-0,90) и водный режим почвы (г=0,93). При высеве тритикале в мае наблюдалась наибольшая полевая всхожесть, что связано с более высокой (11-20 мм) влажностью почвы в слое 0-10 см в период прорастания семян. При высеве в более поздние сроки (в июне) отмечено снижение (на 5-11%) всхожести семян, связанное с понижением содержания продуктивной влаги от 8,0 до 15,0 мм, что согласно шкале С.А. Вериго и др. (1963) является недостаточным для благоприятного прорастания семян тритикале.
Значительное влияние на изменение всхожести семян оказывают погодные условия года (приложения 4, 9). Наибольшая полевая всхожесть семян тритикале была отмечена в 2000 и 2002 гг. (81% и 82% соответственно) при посеве 15 мая и запасами продуктивной влаги 12,9-22,0 мм в слое почвы 0-20 см и 110,7-141,4 мм в слое 0-100 см, что является удовлетворительным показателем для нормального прорастания семян.
Запасы продуктивной влаги в 1999 и 2001 гг. составляли в пахотном слое всего 3,0 и 8,2 мм, а в слое почвы 0-100 см - 89,8-95,5 мм, что заметно снизило полевую всхожесть растений тритикале (75-77%). Сумма осадков в это период в 2002 г. составляла 35 мм, средняя температура воздуха 12,1 С, а в 2001 г. осадков выпало всего 15 мм и температура была выше на 4,6С.
Полевая всхожесть семян и сохранность растений тритикале и бобовых культур, выращиваемых в смеси, были выше при посеве 5 июня. Это объясняется тем, что растения майских посевов попадают под засушливые условия начала лета, которые в южной лесостепи Омской области отмечаются довольно часто. В отдельные годы в июне происходит повышение запасов продуктивной влаги в верхнем 0-20 см слое почвы до 21-24 мм. Так, в 2002 г. количество влаги за счет осадков увеличивается до 40 мм, что на 2-5 мм больше, чем выпало во второй и третьей декадах июня и на 12 мм - в мае. Поэтому полевая всхожесть тритикале в этот год при посеве 5-6 июня в смеси с викой и горохом составляла соответственно 87-88%, вики - 78% и гороха - 79%. При более поздних сроках посева наблюдается тенденция снижения полевой всхожести и сохранности растений к уборке.
Важным показателем, определяющим урожайность кормовых культур, является густота травостоя. Наибольшая густота травостоя наблюдается при высеве тритикале 15 мая, а смесей тритикале с бобовыми культурами — 5 июня. Так, густота растений тритикале при посеве в смеси с викой и горохом в первой декаде июня составила 152 и 181 шт./м2, что на 6-12% больше, чем при посеве в мае и 14-27% - в более поздние сроки в июне. Сохранность растений вики в этот же срок посева была на 4-8%, а растений гороха на 16% выше, чем в более ранние и более поздние сроки посева. Максимальная полевая всхожесть (79%), возделываемой в южной лесостепи Омской области овсяно-гороховой смеси, так же отмечена при посеве в первой декаде июня, но на 6-8% была ни-же по сравнению в тритикале-бобовыми смесями этого же срока посева. Сохранность к уборке растений бобового компонента всех смесей была практически одинаковой и составляла 80-84%), однако сохранность овса превышала этот показатель по тритикале смешанного посева до 10%.
Наблюдения за динамикой роста и нарастанием массы растений в течение вегетационного периода так же показали преимущества летних (июньских) сроков посева смесей тритикале с бобовыми культурами (таблица 7).
Наибольшая длина стебля растений в смешанных посевах отмечалась при посеве в начале июня, а одновидовых посевов тритикале - 15 мая. Так, высота растений тритикале в первый срок посева (15 мая) достигала 104 см, при более поздних сроках она снижается до 80 см. Высота растений, выращиваемых в смеси, в период укосной спелости при посеве в I декаде июня составляла у тритикале 100 и 103 см, у вики — 75, а у гороха - 80 см, что значительно выше показателей по высоте растений первого майского срока посева.
Влияние норм азотных удобрений на урожайность зеленой массы яровой тритикале
Среди мероприятий, направленных на увеличение производства сельскохозяйственной продукции, одно из важных мест занимает применение минеральных удобрений. Причем, в повышении сбора протеина в урожае зеленой массы большая роль принадлежит азотным удобрениям, которые в смешанных посевах действуют в основном на мятликовый компонент, поэтому протеин, полученный с урожаем бобово-мятликовых смесей, наполовину состоит из протеина мятликовой культуры (Увеличение ..., 1985).
Обеспеченность почвы на опытном участке подвижным фосфором и обменным калием была очень высокая (33,8 и 29,5 мг/100 г почвы соответственно), поэтому вносили только азотные удобрения в виде аммиачной селитры в дозах - 30, 60 и 90 кг/га д.в.
Исследованиями установлено, что азотные удобрения, внесенные в возрастающих дозах, оказывают более заметное влияние на рост и развитие тритикале, нежели бобовых культур (таблица 16).
Так, если полевая всхожесть растений тритикале на контроле, как в одно-видовом посеве, так и в смеси с бобовыми составляла 79%, то на вариантах с азотными удобрениями она повышалась с 82 до 90%.
Положительное влияние азотные удобрения оказывали на сохранность растений к уборке и, особенно, на густоту травостоя тритикале. Так, при внесении азотных удобрений густота растений тритикале в одновидовом посеве повышалась по сравнению с контролем от 13 (N30) Д 22% (N90), в смеси с викой -от 4 (Ызо) Д 24% (N9o), а в тритикале-гороховой смеси от 25 (N3o) до 42% (Ngo).
Сохранность растений тритикале на вариантах с азотными удобрениями также несколько повышалась и при дозе N9o была на 6-17% выше, чем на контроле. Необходимо отметить, что для тритикале четко просматривается зависимость изучаемых показателей от дозы азотных удобрений, чем выше доза азотных удобрений, тем больше величины полевой всхожести, густоты травостоя и сохранности растений к уборке.
Иначе азотные удобрения влияют на бобовые компоненты смесей. Самая высокая полнота всходов, густота травостоя и сохранность растений к уборке, как для вики, так и для гороха в смеси с тритикале отмечена на варианте с внесением азота в дозе 30 кг/га д.в. С повышением дозы азота наблюдается тенденция снижения величин всех рассматриваемых показателей.
Одновременно, азотные удобрения оказывают положительное влияние на интенсивность роста растений и формирование площади листьев (таблица 17).
Если на фоне без удобрений высота растений тритикале в одновидовом посеве составляла 99 см, а в смеси с бобовыми — 100-104 см, то внесение азотных удобрений в возрастающих дозах увеличило высоту растений на 3-11 см и 3-13 см, соответственно (с максимумом на варианте N o)- Высота растений гороха с внесением азотных удобрений повысилась всего на 4 см, а растений вики на 7 см относительно контроля, причем, более высокие растения бобовых культур отмечены на варианте N60.
Измерение листовой поверхности растений в фазу цветения тритикале -плодоношения бобовых показало, что в смешанных посевах азотные удобрения наиболее сильное позитивное действие оказали на площадь листьев растений тритикале.
Так, при внесении дозы N o увеличение площади листьев тритикале, посеянной с горохом, составило 38,7%, а при посеве с викой достигало 52,7% в сравнении с контролем. Однако, следует отметить, что в одновидовом посеве площадь листьев тритикале была в сравнении со смесями более высокой на всех вариантах опыта (от 48,1 на контроле до 54,1 м /га на Nw), то есть превышение за счет азотных удобрений составило 12,5%.
Для бобовых компонентов лучшим вариантом удобренности было внесение азота в дозе 30 кг/га. Увеличение площади листьев гороха на этом варианте в сравнении с контролем составило 26,6%, листьев вики— 10,8%.
Общая площадь листовой поверхности смешанных посевов была максимальной для обеих смесей на варианте с внесение азота в дозе 90 кг/га и превышала контрольный фон на 30%, что, в первую очередь, связано с более высоким действием азотных удобрений на увеличение площади листьев тритикале. Таким образом, на изменение рассматриваемых биометрических показателей тритикале и бобовых культур азотные удобрения оказали заметное положительное влияние, причем, лучшей дозой азота для тритикале является N90, а для ее смесей с горохом и викой - N3o.
Способность бобовых культур, фиксировать газообразный азот атмосферы, связана с развитием на их корнях клубеньковых бактерий, которые при оптимальном фосфорно-калийном питании усваивают из воздуха до 60-65% необходимого азота.
От растения-хозяина бактерии получают все необходимые элементы и, в первую очередь, углеводы, которые необходимы не только для роста и размножения бактерий, но и для фиксации ими азота атмосферы как источник энергии. При активной азотфиксации около 30% углеводов, синтезированных растениями в процессе фотосинтеза, затрачивается клубеньками на связывание азота воздуха. Поэтому все приемы, улучшающие рост и развитие бобовых растений, повышающие фотосинтетическую деятельность посевов, будут способствовать увеличению количества азота, усвоенного ими из воздуха (П.П. Вавилов, Т.С. Посыпанов, 1983).
Количество азота, фиксированного из воздуха, зависит от вида культуры и условий ее возделывания. Так, по мнению М.М. Умарова (1986) формирование клубеньков на корнях бобовых, при совместном выращивании с тритикале протекает в более благоприятных условиях, чем на корнях бобовых одновидо-вого посева (Ассоциативная,.., 1986). Установлено, что внесение высоких доз азотных удобрений под бобовые культуры задерживает развитие клубеньков на корнях растений, в результате снижается их фиксирующая способность и бобовые переходят на питание азотом, внесенным с удобрениями (Е.Н. Мишустин, 1972; Г. А. Воробейников, 1998; Н.А. Воронкова, 1999).
