Содержание к диссертации
Введение
1. Вика мохнатая - культура широкого спектра действия и значимости (Обзор литературы) 7
1.1. Ботаническая характеристика и биологические особенности вики мохнатой 7
1.2. Качество и продуктивность вики мохнатой 11
1.3. Приемы возделывания вики мохнатой 14
1.4. Вика мохнатая на сидерат и регуляторы роста растений -важный прием воспроизводства плодородия почвы и роста урожайности сельскохозяйственных культур 19
Экспериментальная часть 29
2. Цель и задачи, программа, методика и условия проведения исследований 29
2.1. Цель и задачи исследований 29
2.2. Программа и методика исследований 30
2.2.1. Учеты и наблюдения 31
2.3. Агроклиматическая характеристика Курской области и погодные условия в годы проведения исследований 36
Результаты исследований 40
3. Формирование насаждений совместных посевов вики мохнатой и злаковых компонентов 40
3.1. Всхожесть вики мохнатой и культур-компонентов 40
3.2. Перезимовка вики и злаковых компонентов при возделывании их в совместных посевах 43
3.3. Сохранность (за период вегетации) растений вики и злаковых компонентов при возделывании их в совместных посевах 45
3.4. Полегание растений в зависимости от культуры-компонента, нормы высева и соотношения их в совместных посевах 48
3.5. Засоренность совместных посевов 50
4. Условия и факторы роста растений в совместных посевах 54
4.1. Биологическая активность почвы 54
4.2. Плотность почвы 60
4.3. Влажность почвы 66
4.4. Содержание элементов питания в почве 72
5. Эффективность возделывания вики мохнатой в совместных посевах со злаковыми культурами 80
5.1. Урожайность культур в совместных посевах 80
5.2. Формирование урожайности и качество продукции 86
5.3. Качество зеленой массы совместных посевов 89
5.4. Экономическая эффективность возделывания вики мохнатой в совместных посевах 91
5.5. Энергетическая эффективность совместных посевов 93
Выводы 95
Предложения производству 98
Список использованной литературы 99
- Ботаническая характеристика и биологические особенности вики мохнатой
- Агроклиматическая характеристика Курской области и погодные условия в годы проведения исследований
- Перезимовка вики и злаковых компонентов при возделывании их в совместных посевах
- Биологическая активность почвы
Введение к работе
Вика мохнатая высокобелковая кормовая культура. Возделывание ее в группе кормовых культур могло бы существенно укрепить кормовую базу для животных, как в количественном, так и в качественном отношении. Однако посевные площади вики мохнатой в Центральном Черноземье крайне малы. Это объясняется отсутствием высокоэффективных технологий возделывания этой культуры. Наиболее слабым звеном в технологии является высокая полегаемость вики мохнатой, которую можно предотвратить возделыванием вики в совместных посевах. К тому же, существующий ассортимент компонентов для совместных посевов с викой не велик, недостаточна оценка компонентов, не отработаны нормы высева семян и соотношения культур компонентов в совместных посевах. Устранению этих недостатков и посвящается данная работа.
Целью наших исследований являлось: изучить эффективность возделывания совместных посевов вики мохнатой с озимыми и яровыми культурами.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
1. Установить целесообразность различных компонентов для возделывания их в совместных посевах с викой мохнатой.
2. Определить наиболее целесообразное соотношение культур-компонентов при возделывании их в совместных посевах с викой мохнатой.
3. Разработать оптимальные нормы высева культур-компонентов в совместных посевах с викой мохнатой.
4. Выяснить влияние культур-компонентов, их соотношений и норм высева на условия роста и развития культур в совместных посевах. В процессе исследования изучали влияние названных факторов на обеспеченность растений влагой, элементами минерального питания на агрофизические свойства, всхожесть семян, перезимовку и сохранность растений, засоренность посевов, процессы фотосинтеза, урожайность, качество корма, экономическую и энергетическую эффективность.
Исследования проводили в 2004-2006 годах в соответствии с планом НИР Курской государственной сельскохозяйственной академии им. профессора И.И. Иванова. На кафедре земледелия и опытном поле КГСХА, а также на полях СХПК «Победа» Октябрьского района Курской области.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые в условиях Центрального Черноземья изучены новые компоненты для совместных посевов с викой мохнатой, установлены оптимальные нормы и соотношения их.
Практическая значимость работы состоит в том, что реализация в производстве разработанных в ней приемов возделывания совместных посевов обеспечит увеличение продуктивности их на 23-32 ц/га и значительно увеличит сроки использования высокоэффективных высокобелковых кормовых смесей.
Диссертационная работа широко апробирована. Основные положения ее неоднократно докладывались на научно-практических конференциях преподавателей и студентов Курской государственной сельскохозяйственной академии и получили высокую оценку.
Лично автором разработана научная гипотеза, программа и методика исследований, проведены полевые исследования, проанализированы полученные результаты, сформулированы основные выводы и положения диссертации. По материалам диссертации опубликованы 4 работы, в т.ч. одна в журнале «Достижения науки и техники АПК»
В результате исследований автором подготовлены и выносятся на защиту следующие положения:
1. Норма высева семян вики мохнатой от 0,8 до 1,0 млн. и культур-компонентов от 3,4 до 3,2 млн. семян на 1 га в совместных посевах являются оптимальными, т.к. обеспечивают более высокую урожайность зеленой и сухой массы смесей высокого качества.
2. Лучшим соотношением культур компонентов в совместных посевах является от 1 :4,25 до 1 : 3,2.
3. Совместные посевы вики мохнатой с овсом и кукурузой обеспечивают более высокую урожайность, чем совместные посевы этой культуры с озимыми зерновыми компонентами.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на русском языке, на 116 страницах компьютерной верстки, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, содержит 37 таблиц. Список использованной литературы включает 157 источников, в т.ч. 10 иностранных авторов.
Ботаническая характеристика и биологические особенности вики мохнатой
Вика мохнатая (Vicia villosa Roth) принадлежит к роду вик (vicia), относящемуся к семейству бобовых (Fabaceae). В сельскохозяйственной практике ее чаще называют викой озимой, иногда черным горошком, песчаным или мохнатым горошком.
Семена вики мохнатой шаровидной формы, мельче, чем у яровой вики, черные или темно-коричневые. Рубчик плохо заметный, короткий, широкий. При прорастании семена вначале образуют корешок, а через 2-3 дня стебелек. Всходы появляются через 7-11 дней. Семена вики не выносят на поверхность семядолей, проростки имеют недоразвитый ги-покотиль (подсемядольное колено), за счет вытягивания эпикотиля (надсемядольное колено) происходит подземный рост стебля. Рост стебелька происходит за счет верхушечной почки, которая еще в зародыше имеет хорошо дифференцированные зачатки листочков. На поверхности почвы верхушечная почка разворачивается двумя сложно-перистыми листочками. Новые пары листочков образуются через 2-3 дня. На главном стебле формируется от 8 до 12 листочков. В период массового стеблевания главный стебель отмирает. Листья главного побега, в сравнении с листьями боковых побегов, имеют особую форму и размеры. Это явление носит название гетеротрофилии и объясняется сложной разнокачественностью тканей и этапами дифференциации конуса нарастания зачаточных цветков (Авадени, 1989; Акулов, 1984).
По мнению Костромитина (1967), это связано с особенностями условий формирования основных органов всходов. На главном побеге формирование и рост листьев у вики мохнатой происходит в основном под действием гетеротрофного питания, а формирование и рост последующих в значительной степени зависит от поступления питательных веществ, ассимилируемых уже в процессе роста.
Переход от гетеротрофного питания к автотрофному хорошо заметен по изменению формы и размера листьев на главном побеге.
Выделены три основные формы первых листьев: мелколанцетная, узколанцетная и широколанцетная. Причем, растения мелколанцетной формы долек листа, в год посева не цветут - это озимый тип растения; растения с узколанцетной формой - двуручки; растения с широколанцетной формой долек первого листа - яровые.
Побегообразование и цветение у вики мохнатой зависит от трех почек, расположенных ниже первой пары листочков. Первая снизу располагается в почве, вторая непосредственно на поверхности почвы (эта почка может втягиваться в почву), а третья - на 1,5-2,0 см выше поверхности почвы. Верхняя почка дает надземное, а нижние - подземное ветвление. С ботанической точки зрения принципиальных различий между надземным и подземным ветвлением нет (Салибаева, 1987; Справочник, 1986; Справочник, 1994), с точки зрения растениеводства эти различия существенны. Подземные узлы лучше переносят неблагоприятные условия и поэтому являются важным зимующим органом.
У растений мохнатой вики есть еще и семядольные почки.
Популяции с яровым типом развития не образуют побегов из подземных почек. У двуручек процесс побегообразования при яровом посеве происходит в основном за счет надземного узла, а при озимом посеве побегообразование идет как из надземных, так и подземных почек. У озимых популяций вики побегообразование подземное. Развитие побегов начинается через 12-15 дней после появления всходов. Вика мохнатая хорошо отрастает и дает второй укос (при скашивании в фазе бутонизации).
Весной вика мохнатая начинает отрастать рано, но медленно, особенно первые 8-10 дней. Интенсивный рост в высоту начинается в фазе бутонизации и продолжается в период цветения и даже в период созревания. На растении образуется от 3 до 10 побегов. Стебли вики имеют высоту обычно 100-150 см, но могут вырастать до 3-4 м.
Соцветие вики - многоцветковая кисть. Соцветия образуются в пазухах листьев. Цветение идет недружно, начинается с нижних кистей. Цветет вика до 30 дней, опыление перекрестное. Плодов образует немного. Плод многосемянный созревает через 35-40 дней после начала цветения.
Корни вики мохнатой проникают в почву на глубину до 1 метра и имеют большое количество клубеньков.
Семена вики мохнатой начинают прорастать при 2-3 С, но наиболее быстро появляются при температуре 18-20 С (Корнев Г.В., Костро-митинВ.М., 1969).
По данным Леокене А.В. (1964) от начала весеннего отрастания до начала цветения сумма активных температур должна составлять 580 С, а до начала созревания около 1200 С. Вика хорошо переносит морозы до 20С, но в фазе бутонизации гибнет при температуре минус 5-7 С. Воронков СИ. (1985); Галан М.С. (1987); Галан М.С. (1988) показали, что вика мохнатая по зимостойкости уступает озимой ржи.
Агроклиматическая характеристика Курской области и погодные условия в годы проведения исследований
Курская область объединяет лесостепную и степную (юго-восточные районы) зоны.
Почвенный покров области представлен черноземами (типичный, выщелоченный и обыкновенный), темно-серыми, серыми лесными и луговыми почвами. Преобладают в области черноземные почвы.
Климат области умеренно-континентальный. Лето жаркое, зима сравнительно холодная. Общая континентальность возрастает с юго-запада на северо-восток. Июль является самым теплым месяцем, а январь - самым холодным.
Средняя температура воздуха в июле составляет 18,5-19,6 С. Абсолютный максимум температуры воздуха в июле достигает 41 С тепла, а абсолютный минимум -38 С. Средняя температура воздуха самого холодного месяца - января составляет -9,3 С. Но в зимнее время часто бывают оттепели, особенно в феврале. Продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха выше О С составляет 225-240 дней. Средняя температура воздуха за год составляет - 6,0-5,5 С.
Сумма эффективных температур выше +5С составляет 1960, а выше 10С-1086.
Годовая сумма осадков колеблется от 582 до 694 мм. Осадки распространяются неравномерно. В отдельные годы они могут достигать 700-850 мм и снижаться до 400 мм. Количество осадков убывает с запада на восток. В теплый период года выпадает 300-422 мм.
Климат Курской области неустойчивый, часто повторяются засухи и суховеи.
Среднемесячные температуры воздуха и суммы осадков представлены в таблицах 2 и 3.
Самым благоприятным вегетационным периодом для возделывания сельскохозяйственных культур был вегетационный период 2005 года. Он был достаточно теплым и влажным. Средняя температура за вегетационный период этого года была на 1,5 С выше многолетней нормы, а сумма осадков практически равна многолетней норме (всего на 8 мм выше ее).
Вегетационный период 2004 года был прохладный и достаточно влажный. Средняя температура вегетационного периода этого года была на 0,3 С ниже средней многолетней нормы, а осадков выпало на 56мм больше.
Вегетационный период 2006 года был жарким и сухим.
В целом вегетационные периоды в годы исследования по температурному режиму и обеспеченности влагой были удовлетворительными, способными обеспечить высокий урожай возделываемых культур.
Полевые исследования проводили на серых лесных почвах сред-несуглинистого гранулометрического состава.
По содержанию гумуса почвы относятся к слабогумусированным с низким содержанием его (2,5 %). Содержание гумуса и общего азота уменьшается по профилю. Реакция почвы пахотного слоя (рН) меньше 5, с глубиной рН - несколько возрастает. В пахотном слое довольно высока величина гидролитической кислотности и низкая величина суммы обменных оснований. Степень насыщенности почв основаниями в пахотном слое около 70 %. Величина гидролитической кислотности говорит о средней нуждаемости почвы в известковании.
Содержание подвижного фосфора и обменного калия колеблется от среднего до повышенного.
Перезимовка вики и злаковых компонентов при возделывании их в совместных посевах
При учете количества перезимовавших растений вики и злаковых компонентов, при возделывании их в совместных посевах за исходное количество растений мы брали число их (всходов), сформировавшихся в осенний период, и сравнивали с количеством в период весеннего возобновления вегетации. Результаты учета приведены в таблице 6. Они свидетельствуют о незначительной гибели растений в зимний период. Вика в посевах с озимой рожью и озимой пшеницей перезимовала практически одинаково. Здесь можно говорить лишь о небольшой тенденции к лучшей перезимовке вики в посевах озимой пшеницы. Различия в процентах перезимовки были небольшими и не превышали 0,6-0,8 %, т.е. они не могли влиять на дальнейший рост и развитие вики.
Нормы высева вики и культур-компонентов также практически не влияли на качество перезимовки.
Озимые культуры также хорошо перезимовали, хотя количество растений после перезимовки было ниже, чем количество перезимовавших растений вики на 5-6 %. В целом процент перезимовки был на уровне 87-92 %. Озимая пшеница перезимовала хуже, чем озимая рожь. Процент гибели озимой пшеницы в зимний период превышал процент гибели озимой ржи примерно на 5,0 %.
На перезимовку растений больше влияли погодные условия, чем нормы высева и соотношение культур-компонентов. Большая гибель растений вики и озимых компонентов наблюдалась в 2004 году. Но в целом она была небольшой и не могла резко отразиться на росте и развитии совместных посевов вики и злаковых компонентов.
Количество сохранившихся к периоду уборки растений вики и злаковых компонентов мы определяли по отношению их фактического количества перед уборкой к количеству перезимовавших растений, определенного нами в период весеннего возобновления вегетации (на совместных посевах озимых культур) и к количеству растений при полных всходах (на совместных посевах вики мохнатой с яровыми культурами).
Результаты учета приведены в таблицах 7 и 8.
Они свидетельствуют о том, что количество растений вики и культур-компонентов, сохранившихся в совместных посевах к периоду уборки, изменялось в связи с нормой высева семян и соотношением компонентов аналогично изменению количества всходов, т.е. увеличивалось с увеличением нормы высева, но при этом процент количества сохранившихся растений практически не изменялся. В совместных посевах вики с озимой рожью процент сохранившихся растений вики находился в пределах 96,2-96,5; а с озимой пшеницей - в пределах 96,5-96,8 %, т.е. несколько выше. Сохранность растений озимых злаковых культур была ниже, чем сохранность вики и составляла у озимой ржи в пределах 90,0-90,2 %, а у озимой пшеницы - в пределах 90,9-91,3 %.
В совместных посевах вики с яровыми культурами (овсом) сохранность вики примерно на 1 % была выше, чем в совместных посевах с озимыми культурами. Сохранность посевов вики в совместных посевах с кукурузой была на уровне сохранности ее в совместных посевах с озимой пшеницей. Сохранность посевов овса и кукурузы была на 1-3 % выше, чем озимых культур. Но и это небольшие величины, чтобы влиять на дальнейший рост и развитие совместных посевов.
Предотвращение полегания вики мохнатой, как и других культур, но только в большей степени, является важным фактором повышения продуктивности и качества этой культуры.
Совместные посевы вики направлены на решение этого вопроса. Предотвращая полегание или уменьшая его, они в различной степени увеличивают урожайность зеленой массы и улучшают его качество.
В наших исследованиях вика мохнатая возделывалась в совместных посевах с озимой рожью и пшеницей, овсом и кукурузой. Эти культуры в различной степени предотвращают полегание вики. Результаты учета представлены в таблице 9. Они свидетельствуют о том, что наибольшее полегание посевов вики наблюдалось при возделывании ее в совместных посевах вики с озимой пшеницей. Процент полегания колебался от 19,3 до 23,0 %. Несколько меньшим полегание вики наблюдалось в совместных посевах ее с озимой рожью. Здесь полегание уменьшалось на 0,4-1,3 %.
Биологическая активность почвы
В своих исследованиях мы изучали содержание в почве щелочно-гидролизуемого азота, подвижного фосфора и обменного калия в слое 0-40 см в период полных всходов яровых компонентов и перед уборкой урожая совместных посевов.
Щелочногидролизуемый азот в почве в период полных всходов яровых культур в большем количестве накапливался под яровыми компонентами, чем под яровыми (табл. 24). В среднем эти преимущества были небольшими (6,0-8,0 мг/кг почвы), но, учитывая их ежегодное повторение, можно считать это преимущество доказуемым. Вторым фактором, влияющим на накопление щелочногидролизуемого азота в почве, следует считать погодные условия. Более прохладный, обеспеченный осадками вегетационный период 2004 года обусловил менее интенсивное накопление щелочногидролизуемого азота в почве.
Это преимущество обусловлено большей плотностью почвы под посевами озимых компонентов, более низкой температурой и, следовательно, меньшей активностью почвенных микроорганизмов. Кроме того, озимые компоненты в осенний период и в период весеннего возобновления вегетации уже использовали щелочногидролизуемый азот, в то время как на вариантах с яровыми компонентами он еще только формировался. Нормы высева и соотношение культур-компонентов не оказывали, в этот период, влияния на содержание щелочногидролизуе-мого азота в почве, так как варианты с яровыми культурами-компонентами только закладывали.
Что касается влияния культур-компонентов на содержание щелочногидролизуемого азота в почве, то оно сохранилось, но в меньшей степени. Различия уменьшились до 1,2-4,0 мг/кг почвы, но сохранилось преимущество за яровыми культурами-компонентами.
Влияние погоды также осталось прежним, а нормы высева и соотношение культур-компонентов практически не оказали влияния на содержание щелочногидролизуемого азота в почве. Такое положение наблюдалось как в среднем за 3 года исследования, так и в каждом отдельном году.
Подвижный фосфор в почве в период полных всходов яровых компонентов незначительно отличался по вариантам опыта, сохраняя тенденцию к увеличению количества его на вариантах с яровыми культурами-компонентами (табл. 26-27).
Однако это увеличение сохранилось до 0,5-1,6 мг/100 г почвы. Погода сохранила свое влияние. Холодные сырые условия не способствовали формированию подвижного фосфора в почве. Нормы высева и соотношение культур-компонентов практически не оказывали влияния на содержание в почве подвижного фосфора как в пределах каждого года исследования, так и в среднем за 3 года эксперимента. Причины изменения содержания подвижного фосфора в почве те же, что и причины изменения щелочногидролизуемого азота.
Обменный калий изменялся аналогично изменению подвижного фосфора и щелочногидролизуемого азота. Здесь наблюдалось некоторое преимущество в накоплении обменного калия в почве за вариантами яровых культур-компонентов, сохранилась роль погоды, а нормы высева и соотношение культур-компонентов практически не оказывали влияния на его накопление в почве (табл. 28,29).
Результаты учета урожайности зеленой массы вики мохнатой и культур-компонентов: озимых ржи и пшеницы, овса и кукурузы представлена в таблицах 30,31,32,33.
Средние, за три года исследований, результаты (табл. 30) свидетельствуют о том, что урожайность смеси зеленой массы и культур-компонентов в отдельности изменялась от состава совместных посевов, норм высева и соотношения культур-компонентов.
Наибольшая урожайность смеси зеленой массы вики мохнатой получена в совместных посевах ее с овсом, затем с кукурузой, озимой пшеницей и озимой рожью.
Отмечая более высокую продуктивность совместных посевов вики мохнатой с овсом и кукурузой, следует подчеркнуть, что хозяйственная годность (сроки уборки) совместных посевов вики мохнатой с озимыми культурами наступает 1 мая, с овсом - 15 мая, с кукурузой - 1 июня. Поэтому с целью получения более раннего урожая зеленой массы следует применять совместные посевы вики мохнатой с озимыми культурами даже в ущерб общей продуктивности совместных посевов вики мохнатой с овсом.
