Содержание к диссертации
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 5
1 ЗНАЧЕНИЕ ИНТРОДУКЦИИ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ВИДОВОГО СОСТАВА КОРМОВЫХ КУЛЬТУР 12
1.1 Агроэкологические и кормовые особенности новых растений 18
1.2 Ботанические, биологические особенности, урожайность и кормовые достоинства черноголовника многобрачного
2 АГРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ И ПЕНЗЕНСКОЙ ОБЛАСТИ 26
3 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Место и условия проведения исследований 43
3.2 Методика исследований 44
4 ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ РАЗВИТИЯ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ В ОДНОВИДОВЫХ И СМЕШАННЫХ ПОСЕВАХ 48
4.1 Общие положения 48
4.2 Агроэкологическая оценка многолетних кормовых культур 56
43 Формирование густоты стояния многолетних трав
в зависимости от видового состава 64
4.4 Ценотическая значимость многолетних трав в смесях 67
4.5 Сравнительная продуктивность многолетних трав в смесях 72
4.6 Продуктивность многолетних бобово-злаковых смесей в зависимости от видового состава 79
4.7 Режимы использования травостоя лядвенца рогатого
4.7.1 Рост и развитие лядвенца рогатого 86
4.7.2 Побегообразование и высота растений лядвенца рогатого 88
4.7.3 Ботанический состав травостоев 90
4.7.4 Облиственность лядвенца рогатого при различных режимах его использования 92
4.7.5 Урожайность и качество зеленой массы лядвенца рогатого 93
4.8 Влияние сроков скашивания на урожайность и кормовые достоинства козлятника восточного 96
5.1 Общие положения 100
5.2 Регуляторы роста в технологии возделывания черноголовника многобрачного сорта Слава 1 5.2.1 Рост и развитие 120
5.2.2 Особенности развития корневой системы черноголовника многобрачного 121
5.2.3 Фотосинтетическая деятельность черноголовника многобрачного.: 122
5.2.4 Структура урожая и урожайность черноголовника 127
5.3 Эколого-биологические основы применения биопрепаратов и микроудобрений в технологии возделывания лядвенца рогатого 131
5.4 Влияние бактериальных препаратов и регуляторов роста на продуктивность козлятника восточного 135
5.5 Сравнительная оценка продуктивности яровых зерновых культур 137
5.6 Эффективность регуляторов роста, биопрепаратов и микроудобрений при возделывании ярового тритикале 139
5.6.1 Рост и развитие 139
5.6.2 Фотосинтетическая деятельность агроценоза ярового тритикале 141
5.6.3 Структура и урожай ярового тритикале 142
5.6.4 Технологические свойства зерна ярового тритикале 144
5.6.5 Влияние некорневой подкормки регуляторами роста и микроудобрениями на продуктивность ярового тритикале 149
5.6.6 Фотосинтетическая продуктивность агроценоза ярового тритикале 149
5.6.7 Урожайность зерна и его структура
1 5.7 Регуляторы роста в технологии возделывания озимого тритикале сорта Доктрина 110
53
5.8 Регуляторы роста и микроудобрения в технологии возделывания сои 156
5.8.1 Влияние предпосевной обработки семян микроудобрениями
и регуляторами роста на рост и развитие сои 156
5.8.2 Фотосинтетическая деятельность посевов сои при обработке семян регуляторами роста и микроэлементами 160
5.8.3 Динамика накопления сухого вещества посевами сои 161
5.8.4 Структура урожая и урожайность 162
5.8.5 Качество зерна сои 164
5.9 Эколого-биологические основы применения биопрепаратов и микроудобрений в технологии возделывания лядвенца рогатого 165
5.10 Влияние бактериальных препаратов и регуляторов роста на продуктивность козлятника восточного 170
5.11 Регуляторы роста, биопрепараты и микроудобрения — ресурсосберегающие приемы в технологии возделывания экологически чистого сырья пятнистой 172
6 СРОКИ, СПОСОБЫ И НОРМЫ ВЫСЕВА - ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ ПРИЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ АГРОЦЕНОЗОВ ИНТРОДУЦИРУЕМЫХ КУЛЬТУР 174
6.1 Общие положения 174
6.2 Продуктивность козлятника восточного в зависимости от способов посева и норм высева 195
6.2.1. Формирование густоты стояния в первый год жизни 195
6.2.2 Фотосинтетическая деятельность посевов козлятника 198
6.2.3 Кормовая продуктивность козлятника восточного 199
6.2.4 Семенная продуктивность козлятника восточного в зависимости от способов посева и норм высева 202
6.3 Формирование агрофитоценоза козлятника восточного под покровом сельскохозяйственных культур 205
6.3.1 Рост и развитие козлятника в первый год жизни 205
6.3.2 Рост и развитие козлятника восточного 1-го и последующих лет пользования 212
6.3.3 Продуктивность покровных культур и козлятника восточного... 215
6.4 Рост, развитие и продуктивность черноголовника многобрачного в зависимости от сроков посева 218
6.4.1 Особенности роста и развития черноголовника многобрачного 218
6.4.2 Фотосинтетическая деятельность агроценоза черноголовника многобрачного 220
6.4.3 Продуктивность черноголовника многобрачного 222
6.4.4 Семенная продуктивность черноголовника многобрачного 224
6.5 Продуктивность лядвенца рогатого в зависимости
от способов посева 227
6.6 Способы посева и нормы высева расторопии пятнистой 229
6.7 Продуктивность расторопии пятнистой в зависимости от сроков посева 232
6.7.1 Особенности роста и развития 232
7 СХЕМА ЗЕЛЕНОГО КОНВЕЙЕРА С ВКЛЮЧЕНИЕМ НЕТРАДИЦИОННЫХ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР 236
7.1 Общие положения 236
8 ЗНАЧЕНИЕ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ В БИОЛОГИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ 243
8.1 Общие положения 243
8.2 Структурное состояние почвы 245
8.3 Плотность почвы 248
9 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ МНОГОЛЕТНИХ И ОДНОЛЕТНИХ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР 249
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 253
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 259
ЛИТЕРАТУРА 261
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение к работе
Увеличение производства кормов, улучшение их качества и энергонасыщенности в настоящее время является важнейшей задачей сельского хозяйства Среднего Поволжья. Развитие животноводства и повышение его продуктивности сдерживается недостатком кормов и несбалансированностью их по белку, что является причиной значительного перерасхода кормов и повышенными затратами на единицу животноводческой продукции. Основным источником кормового белка для животноводства остаются растительные корма. В связи с этим важнейшим условием ликвидации дефицита белка и доведения содержания сырого протеина до 13-14 %, а обменной энергии до 10-11 МДж на 1 кг сухого вещества является повышение качества кормов.
При этом важное значение приобретает поиск научно обоснованных способов сокращения дефицита кормов, сбалансированных по белку, организация адаптивного кормопроизводства за счет совершенствования видового и сортового состава кормовых культур и интродукции новых видов, особенно увеличения удельного веса бобовых трав с повышенной азотфиксацией, с КПД ФАР не менее 2-3 %, которые наиболее полно используют биоклиматические ресурсы региона и обеспечивают получение не менее 1,5-2,0 т белка с 1 га в сочетании с ресурсосберегающими и экологически чистыми технологиями возделывания.
Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы заключалась в научно-теоретическом обосновании формирования высокопродуктивных агрофитоценозов новых, малораспространенных многолетних и однолетних кормовых культур, разработке и совершенствовании технологических приемов их выращивания.
Программой исследований предусматривалось решение следующих задач: • провести агроэкологическую оценку новых и малораспространенных многолетних культур лядвенца рогатого, черноголовника многобрачного, козлятника восточного в сравнении с традиционными бобовыми и злаковыми травами по урожайности и качеству корма;
• определить агробиологические параметры высокопродуктивных агрофитоценозов многолетних и однолетних кормовых культур: лядвенца рогатого, черноголовника многобрачного, козлятника восточного, озимого тритикале, ярового тритикале, сои, расторопии пятнистой;
• изучить биологические особенности роста и развития новых кормовых культур в условиях лесостепи Среднего Поволжья и на этой основе обосновать возможность их интродукции;
• разработать основные приемы адаптивной ресурсосберегающей технологии возделывания новых и малораспространенных кормовых культур, обеспечивающих создание высокопродуктивных и экологически устойчивых агрофитоценозов;
• обосновать формирование продукционного процесса новых и малораспространенных кормовых культур путем оптимальных сроков и способов посева, режимов использования, применения регуляторов роста, биопрепаратов и микроэлементов;
• выявить влияние изучаемых приемов агротехнологии на формирование симбиотического аппарата, показатели фотосинтетической активности, повышение урожайности и улучшение качества изучаемых культур;
• установить влияние набора компонентов многолетнего агрофитоценоза на конкурентную способность и биологическую эффективность возделывания смесей;
• изучить влияние травосмесей различного видового состава на накопление корневой массы и элементов питания в пахотном слое почвы и агрофизические свойства чернозема выщелоченного;
• определить оптимальный режим использования травостоя лядвенца рогатого и козлятника восточного; • разработать и внедрить в производство зеленый конвейер с включением нетрадиционных культур, обеспечивающий бесперебойное снабжение животных зелеными высокобелковыми кормами с весны и до глубокой осени;
• агроэнергетическая и экономическая оценка эффективности приемов адаптивной ресурсосберегающей технологии возделывания новых и малораспространенных кормовых культур.
Научная новизна. В результате многолетних исследований на основе учета агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей растений разработаны теоретические и практические основы формирования высокопродуктивных агрофитоценозов новых, малораспространенных многолетних и однолетних кормовых культур в лесостепи Среднего Поволжья.
Установлена возможность интродукции лядвенца рогатого, черноголовника многобрачного, козлятника восточного, озимого тритикале, ярового тритикале и сои в лесостепи Среднего Поволжья. Разработаны приемы возделывания и управления продукционным процессом новых, малораспространенных кормовых культур: оптимальные сроки и способы посева, режимы использования травостоя, применение регуляторов роста, биопрепаратов и микроэлементов для обработки семян и некорневой подкормки растений. Изучена фотосинтетическая и симбиотическая деятельность новых и малораспространенных кормовых культур в зависимости от приемов возделывания. Установлены коэффициенты конкурентной способности и биологической эффективности многолетних смесей в условиях лесостепи Среднего Поволжья. На основе корреляционного регрессионного анализа определены закономерности формирования устойчиво продуктивных смешанных травостоев. Установлена положительная роль монопосевов и травосмесей в накоплении элементов питания в корневой массе пахотного слоя почвы и улучшении агрофизических свойств. Разработаны схемы зеленого конвейера с включением нетрадиционных культур, обеспечивающих бесперебойное снабжение животных зелеными кормами с весны и до глубокой осени.
Дано агроэнергетическое и экономическое обоснование эффективности приемов адаптивной технологии возделывания новых и малораспространенных кормовых культур.
Практическая ценность работы и реализация ее результатов. На основании многолетних исследований производству рекомендованы перспективные новые многолетние кормовые культуры: лядвенец рогатый, черноголовник многобрачный, козлятник восточный, обеспечивающие получение с гектара 7,5-11,7 т кормовых единиц, 2-3 т протеина и 0,5-1,4 т/га семян. Разработаны и апробированы в производстве приемы адаптивной технологии возделывания озимого и ярового тритикале, сои и расторопши пятнистой, которые обеспечивают получение 5-6 т/га высококачественного зерна тритикале, 1,4 т/га семян расторопши и 2-3 т/га сои.
Разработаны, апробированы в производственных условиях и внедрены в хозяйствах Пензенской области травосмеси козлятника восточного с кострецом безостым, обеспечивающие получение с гектара 5,6-6,3 кормовых единиц и 1,1-1,2 т переваримого протеина. Рекомендованы производству высокопродуктивные травосмеси лядвенца рогатого с клевером и тимофеевкой, с клевером и кострецом, обеспечивающие получение с гектара 9,36 т кормовых единиц, 6,08 т переваримого протеина и 98,0 ГДж обменной энергии.
Даны рекомендации для составления схем зеленого конвейера с включением новых и малораспространенных кормовых культур, обеспечивающих бесперебойное снабжение животных высокобелковыми кормами с весны и до глубокой осени.
Разработанные ресурсосберегающие приемы технологии возделывания новых и малораспространенных культур обеспечивают биологизацию и экологизацию полевого кормопроизводства, воспроизводство плодородия почвы, экономию материально-технических средств и получение высококачественной продукции.
Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ ФГОУ ВПО «Пензенской ГСХА» по целевой комплексной научно-технической программе Т. 12.5 «Разработка адаптивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Пензенской области.
Основные положения, выносимые на защиту:
• агроэкологическая оценка возделывания черноголовника многобрачного, лядвенца рогатого и козлятника восточного;
• агроэкологические и биологические основы формирования высокопродуктивных агрофитоценозов новых, малораспространенных кормовых культур в лесостепи Среднего Поволжья;
• адаптивные ресурсосберегающие технологии возделывания новых и малораспространенных многолетних и однолетних культур;
• обоснование формирования продукционного процесса новых, малораспространенных культур путем оптимальных сроков и способов посева, режимов использования, применения регуляторов роста, биопрепаратов и микроэлементов;
• особенности формирования смешанных агрофитоценозов с участием биологически разнотипных культур;
• агроэнергетическая и экономическая оценка приемов адаптивной ресурсосберегающей технологии возделывания новых и малораспространенных многолетних и однолетних кормовых культур.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников Пензенской ГСХА (2001-2008 гг.); Международных и Всероссийских научно-практических конференциях: «Агроэкологические аспекты повышения эффективности сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2001); «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы» (Пенза-Нейбранденбург, 2005); «Энергосберегающие технологии в растениеводстве» (Пенза, 2005); «Адаптивный потенциал полевых культур» (Саратов, 2005), «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, 2005); «Образование, наука, медицина: эколого-экономический аспект» (Пенза, 2005); «Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства) (Пенза, 2006); «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур) (Пенза, 2006); «Наука и образование - сельскому хозяйству» (Пенза, 2006); «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы» (Пенза Нейбранденбург, 2007); «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2007); «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Москва, 2007); «Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2007); «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения сельскохозяйственной продукции» (Саранск, 2007); «Роль почвы в сохранении устойчивости агроландшафтов» (Пенза, 2008); «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур» (Пенза, 2008); «Вавиловские чтения» (Саратов, 2008); Известия ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА» (Самара, 2008); «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур» (Пенза, 2008) «Повышение эффективности использования земель сельскохозяйственного назначения» (Пенза, 2009).
Результаты исследований автора используются в учебном процессе Пензенской ГСХА, Самарской ГСХА, Ульяновской ГСХА и Саратовском ГАУ им. Н.И. Вавилова.
Реализация результатов исследований. Разработки внедрены в хозяйствах Пензенской области. Результаты исследований автора вошли в региональные рекомендации производству: Рекомендации по проведению весенне-полевых работ (Пенза, 2002); Краткий справочник агронома (Пенза, 2002); Рекомендации по возделыванию расторопши пятнистой (Москва, 2003); Монография «Технология выращивания и использования кормовых и лекарственных растений» (Москва, 2003); монография «Семеноводство многолетних нетрадиционных кормовых растений» (Пенза, 2007), учебное пособие «Технология возделывания тритикале в лесостепи Среднего Поволжья» (2009).
Публикация в печати. Основные положения диссертации опубликованы в 54 печатных работах, в том числе 10 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, в монографии «Семеноводство многолетних нетрадиционных кормовых растений» (2007) и в учебном пособии «Технология возделывания тритикале в лесостепи Среднего Поволжья» (2009).
Объем и структура диссертации. Обзор научной литературы совмещен с изложением и обсуждением собственных экспериментальных данных. Диссертация состоит из введения, 9 глав, выводов и рекомендаций производству. Работа изложена на 326 страницах компьютерного текста, содержит 96 таблиц, 26 рисунков. Список литературы включает 658 источников, в том числе 58 иностранных авторов.
Выражаю глубокую благодарность и признательность А.Н. Кшникаткиной научному консультанту, доктору сельскохозяйственных наук, профессору, Заслуженному работнику сельского хозяйства РФ за постоянную и неоценимую помощь в разработке программы исследований, методические консультации в процессе ее выполнения и завершения работы над диссертацией.
