Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор литературы по состоянию изученности проблемы 9
1.1 История изучения культуры амарант, ее кормовая ценность и биологические особенности 9
1.2 Хозяйственно ценные признаки и кормовые достоинства кукурузы, суданской травы и могара 21
1.3 Особенности возделывания амаранта в одновидовых и смешанных посевах 40
ГЛАВА 2 Объекты, условия и методика проведения исследований 46
2.1 Объекты исследования 46
2.2 Почвенно-климатические условия 48
2.3 Агрометеорологические условия в годы проведения исследований 50
2.4 Схема и методика проведения исследований 53
2.5 Агротехника в опытах 56
Глава 3 Формирование одновидовых и смешанных посевов амаранта при разных соотношениях компонентов и уровнях минерального питания
3.1 Фенологические показатели и продолжительность межфазных периодов 57
3.2 Полнота всходов и сохранность кормовых культур в одновидовых и смешанных посевах 60
3.3 Высота растений в одновидовых и смешанных посевах 64
3.4 Динамика площади листовой поверхности растений и фотосинтетическая деятельность посевов 69
3.5 Ботанический состав и засоренность посевов 77
ГЛАВА 4 Потребление элементов питания, биохимический состав и качество кормовой массы одновидовых и смешанных посевов амаранта 80
4.1 Потребление элементов питания 80
4.2 Биохимический состав 86
4.3 Питательная ценность 94
ГЛАВА 5 Продуктивность одновидовых и смешанных посевов амаранта при разных соотношениях компонентов и уровнях минерального питания 101
5.1 Урожайность зеленной массы и сухого вещества 101
5.2 Сбор кормовых единиц и переваримого протеина 107
ГЛАВА 6 Экономическая, биоэнергетическая оценки. производственные испытания 113
6.1 Экономическая оценка результатов исследований 113
6.2 Биоэнергетическая оценка результатов исследований 118
6.3 Результаты производственных испытаний 122
Выводы 127
Предложения производству 129
Список литературы
- Хозяйственно ценные признаки и кормовые достоинства кукурузы, суданской травы и могара
- Агрометеорологические условия в годы проведения исследований
- Полнота всходов и сохранность кормовых культур в одновидовых и смешанных посевах
- Биохимический состав
Введение к работе
Актуальность темы. В создании прочной кормовой базы для животноводства важная роль принадлежит силосным культурам. Силосованные корма составляют около 30% годовых рационов крупнорогатого скота, а в зимний стойловый период до 50% [Макарцев Н.Г., 2007]. В Республике Башкортостан силосные культуры в 2014 году занимали 11,7% площади всех кормовых культур [Башкортостанстат, 2015].
Подбор и выращивание культур на силос определяют, прежде всего, почвенно-климатическими условиями зоны (хозяйства), специализацией животноводства, биологическими свойствами растений и их продуктивностью [Ткаченко Ф.М., 1974]. Главной проблемой при силосовании кормовых культур является проблема белка, по причине нехватки которого нередко силос заготавливается 2, 3 класса или переходит в разряд неклассного. По данным В.М. Косолапова и И.А. Трофимова [2011] только половина объемистых кормов (50-60%) была в РФ кондиционными, I и II классов качества. Использование лишь традиционных кормовых культур не обеспечивает решение данной проблемы [Сбитнева М. Н., 1996].
Решение проблемы в значительной мере возможно за счет бобовых культур, однако при этом не решается вопрос баланса незаменимых аминокислот. Поэтому необходимы новые растения с высоким потенциалом продуктивности и выходу сбалансированного белка. Одним из таких растений может быть амарант [Кононков П.Ф., 2006; Фарниев А.Т., 2012; С.А., И.Ю., В. И., 2014].
В Республике Башкортостан амарант способен формировать высокие урожаи зеленой массы, однако реализация потенциальных ресурсов данного растения возможно только за счет разработки эффективной технологии его возделывания, в том числе и в смешанных посевах традиционных кормовых культур на силос. В связи с этим разработка эффективных приемов возделывания амаранта в смешанных посевах для производства силоса является актуальной проблемой в условиях Республики Башкортостан.
Степень разработанности. Проведенными научными исследованиями В.А. Богомолова, В.Ф. Петракова [2001], В.Г. Васина, Н.Н. Ельчаниновой, А.В. Васина [2004], И.Ю. Кузнецова, С.Н. Надежкина [2011], P. Jedel, J. Helm [1993] и другими показана продуктивность и кормовые достоинства одновидовых посевов однолетних кормовых культур. В то же время практически отсутствуют результаты исследований по использованию амаранта в смешанных посевах. Наши исследования являются составной частью научно-исследовательской программы БНЦ РАСХН и АН РБ № 12 «Генофонд сельскохозяйственных животных, птиц и пчел, технологии производства продукции животноводства и кормопроизводства». Научная тема разрабатывалась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательской работы ФГБОУ ВО «Башкирский ГАУ» и является разделом темы НИОКР «Подбор и технологии возделывания высокобелковых кормовых культур», номер госрегистрации ВНИТИЦ 0120.0950312.
Целью исследований являлась разработка приемов возделывания амаранта в одновидовых и смешанных посевах с кукурузой, суданской травой и могаром при разных соотношениях компонентов и уровнях минерального питания в условиях южной лесостепи Республики Башкортостан.
Задачи исследований:
провести подбор видов и выявить оптимальное соотношение компонентов в смешанных посевах амаранта с однолетними силосными кормовыми культурами;
изучить особенности роста, развития и формирования урожая в одно-видовых и смешанных посевах амаранта;
дать качественную оценку зеленой массы одновидовых и смешанных посевов амаранта;
определить экономическую и биоэнергетическую эффективность од-новидовых и смешанных посевов.
Научная новизна. Впервые для условий южной лесостепной зоны Республики Башкортостан установлены оптимальные параметры конструирования смешанных посевов кукурузы, суданской травы и могара с амарантом сорта Светлана для производства зеленой массы на силос.
Установлено преимущество смешанного посева амаранта Светлана с кукурузой РОСС - 145 МВ по сравнению с другими однолетними кормовыми культурами и их смесями с амарантом при возделывании на силос в соотношении 80+20%, с внесением минеральных удобрений на планируемую урожайность 40 т/га зеленой массы. Проведена экономическая и биоэнергетическая оценка возделывания одновидовых и смешанных посевов с амарантом.
Теоретическая и практическая значимость. Установлено, что наибольшая продуктивность амаранта достигается при смешанных посевах его с кукурузой (80+20%) и уровне минерального питания N64P78K62, с суданской травой (80+20%, N64P76K62) и могаром (40+60%, N32P38K31). Разработанные приемы возделывания амаранта в смешанных посевах позволяют довести продуктивность силосных культур в смешанных посевах до 4,63-5,12 тыс. корм. ед./га. В 2013 году в КФХ Драп Н.В. посеяно 71 га смешанных посевов амаранта и кукурузы. Результаты исследований применяют в обучении специалистов на курсах повышения квалификации работников АПК, научно-практических семинарах в хозяйствах республики.
Методология и методы исследований. Методология проводимых исследований основана на анализе научной литературы, постановке цели, формулировке задач и программы исследований, закладке полевых и лабораторных опытов, проведении учетов и наблюдений, статистической обработке экспериментальных данных и анализе полученных результатов.
Положения, выносимые на защиту:
1. Параметры формирования высокопродуктивных агрофитоценозов одновидовых и смешанных посевов кукурузы, суданской травы, могара с амарантом при разных соотношениях компонентов смеси и уровнях минерального питания;
2. Внедрение смешанных посевов кукурузы, суданской травы, могара с
амарантом в производство позволяет получить до 39,11 т/га зеленой массы,
сухого вещества на уровне 8,34 т/га и обеспеченностью корма переваримым
протеином на уровне 107-143 г/к.ед.;
3. Лучшие показатели экономической эффективности возделывания
однолетних кормовых культур на силос формируются в смешанном посеве
амаранта с кукурузой при соотношении компонентов 80+20% с внесением
минеральных удобрений на планируемую урожайность 40 т/га зеленой мас
сы;
4. Смешанный посев амаранта с суданской травой при соотношении 60+40% и внесением минеральных удобрений на планируемую урожайность 20 т/га зеленой массы обеспечивает оптимальные показатели биоэнергетической эффективности возделывания однолетних кормовых культур на силос.
Степень достоверности и апробация работы. Результаты исследований обоснованы трехлетними экспериментальными данными полевых опытов и лабораторных анализов, а также расчетом показателей экономической и энергетической эффективности. Полученные данные обработаны с использованием методов статистического анализа и подтверждены производственной проверкой. Материалы диссертации докладывались: на всероссийских научно-практических конференциях, проводимых ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ [г. Уфа, 2009-2015 гг.], «Молодежная наука 2015: «Технологии, инновации» [г. Пермь, 2015г.]; на международных научно-практичес-ких конференциях: «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» [г. Йошкар-Ола, 2013 г.], «Достижения науки агропромышленному комплексу» [г. Самара, 2014 г.], «Аграрная наука в инновационном развитии АПК» [г. Уфа, 2015 г.]. Результаты экспериментальных данных ежегодно заслушивались на заседаниях кафедры растениеводства и земледелия ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ [2012-2015 гг.]. По материалам диссертации опубликовано 14 статей, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Личный вклад автора. Автор принял личное участие во всем комплексе исследований в течение 3 лет [2012-2014 гг.]. Разработка схемы и программы исследований, проведение полевых опытов, анализ и наблюдения, математическая и статистические обработки экспериментальных данных, обобщение и научное обоснование полученных результатов осуществлено автором лично.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству и приложений. Работа изложена на 159 страницах компьютерного текста, содержит 40 таблиц, 6 рисунков и 79 приложений. Список литературы включает 310 источников, в том числе 23 зарубежных авторов.
В главе приведен краткий обзор литературы по истории изучения культуры амаранта, его биологических особенностях и кормовой ценности. Даны хозяйственно ценные признаки и кормовые достоинства кукурузы, суданской травы и могара. Представлен обзор научных работ по особенностям возделывания амаранта в одновидовых и смешанных посевах.
Хозяйственно ценные признаки и кормовые достоинства кукурузы, суданской травы и могара
Амарант - ценнейшая культура XXI века. В 30-е годы прошлого века Вавилов Н.И. вел амарант в первую десятку наиболее перспективных культур [Вавилов Н.И., 1965; Велибекова Р.М., Велибеков М.Д., Агафонов Н.С., 1998; Меликов Р.К., 1999; Котова Н.П., Леонтьева Н.А., 2000; Чернов И.А., Гассимова Г.А., Дегтярева И.А., Куликов Ю.А., 2007]. Растения семейства амарантовые (Amaranthaceae) отличаются большим содержанием белка, сбалансированного по аминокислотному составу, масла сквалена, пектина, красящих пигментов, витаминов, особенно витамина С и других физиологически активных веществ, а также высокой биологической продуктивностью [Чиркова Т.В., 1999; Гинс М.С., Гинс В.К., 2011]. Уже сейчас его широко возделывают в Индии, Китае, странах Юго-Восточной Азии, Африке, Америке и Европе [Гусева В.А., Кононков П.Ф., Гинс М.С., 2006; Чернов И.А., 2007; Конков П.Ф., Сергеева В.А., 2011; Высочина Г.И., 2013].
Род Amaranthus L. - Амарант (сем. Amaranthaceae) содержит около 75 видов, произрастающих в теплых и умеренных зонах земного шара сгруппированных в три подрода. Из них наибольшее распространение имеют 55 видов. В России в диком виде распространено 16 видов [Гусев В.Д., 1972; Мироненко А.В., Домаш В.И., Рогульченко И.В., 1990; Mosyakin S.L., Robertson K.R., 2003].
Амарант - древняя культура с тысячелетней историей, известная со времен со времен древних инков, ацтеков и мая. Его называли «пшеницей ацтеков» и «хлебом инков». Родиной амаранта является Южная Америка, откуда уже в послеколумбовские времена попал на другие континенты [Чернов И.А., 2007; Кононков П.Ф., 2011; Saunders R.M., Becker R.S., 1984]. В Европе амарант выращивали как декоративное растение и только в начале ХVIII в. стали возделывать на зерно. В Азии амарант стал популярным как зерновая культура среди горных племен Индии, Пакистана, Непала, Китая. Широколиственные формы используются населением этих стран как овощное растение для приготовления салатов, богатых каротином, витамином С, кальцием, железом и другими микроэлементами [Вавилов Н.И., 1987; Шумилова А.А., Федосеенко А.А., Маслов Ю.И., Магомедов И.М., 1997].
В России изучение культурных представителей рода Amaranthus L. впервые было предпринято К.Ф. Ледебуром в 1844 году, но тогда еще не были известны те их биологические особенности, которые так высоко оцениваются в настоящее время [Чернов И.А., 1992; Bressani R., 1994]. К сожалению, первые попытки интродуцировать амарант в нашей стране по ряду причин не привели к успеху. Только после того, как в 60-е годы прошлого столетия было надежно установлено, что амарант принадлежит к группе растений с С4-типом фотосинтеза, интерес к нему возрос многократно [Лазаньи Я.Р., Капочи И.Н., Бене Ш.А. и др., 1988; Гусева В.А., 2006; Laetsch W.M., 1968; Downton W.J., Bisalputra S.T., Tregunna E.B., 1969; Laetsch W.M., 1969].
В 80-х годах прошлого столетия появляются первые научные исследования под руководством Национальной академии наук Соединенных Штатов. Эти исследования показали, что амарант содержит большое количество питательных веществ и имеет высокий агрономический потенциал [Чернов И.А., 2007; Кононков П.Ф., Гинс М.С., 2008].
В последние годы благодаря усилиям российских ученых амарант стали использовать в сельском хозяйстве Росской Федерации и странах бывшего СССР. Научно-исследовательские работы с амарантом активно ведутся в госагроуниверситетами в Санкт-Петербурге, Казани, Воронеже, Башкирии и Владикавказе. Создана европейская ассоциация «Амарант», президентом которой избран И.М. Магамедов [Магомедов И.М., 2001; Бекузарова С.А., Кузнецов И.Ю., Гасиев В.И., 2014; Кузнецов И.Ю., Даутова Э.Р., 2015]. Значительную работу по интродукции этой культуры в России провел Всероссийский институт селекции и семеноводства овощных культур [Кононков П.Ф., Гинс В.К., Гинс М.С., 1998]. К настоящему времени в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию в производстве в Российской Федерации, включено 23 сорта амаранта.
Растения семейства амарантовых (Amaranthaceae) – это однолетние пурпурно - или желто-зеленые травянистые растения, относятся к классу двудольных, порядку гвоздичных. Высота их может достигать 1,5 - 3,0 м. [Зеленков В.Н., Заксас Н.П., 2000]. В зрелом состоянии метелка достигает длинны 30 см и диаметром 15 см., а вес метелки может достигать по массе до 1 кг. Семена амаранта очень мелкие, число семян в одной метелке может достигать до 500 тыс. штук. Зерновой амарант является псевдозлаком, поскольку имеет схожие характеристики с зернами злаковых культур не принадлежит к злаковым. Среди зерновых видов наиболее изучены A. сruentus L., A. hypochondriacus L., A. caudaus L., поскольку именно их в основном используют в пищу [Зуева Е.А., 2003; Зеленков В.Н., Гульшина В.А., Терешкина Л.В., 2008; Кадыров С.В., Стуруа А.В., 2008; Бекузарова С.А., Кузнецов И.Ю., Гасиев В.И., 2014]
Корневая система амаранта может быть отнесена к стержне мочковатой. Главный корень достигает в длину до 60 см, имеет коническую форму. Боковые корни располагаются в радиусе до 80 см., в горизонтальном направлении. Масса корней составляет 15 % от массы надземных органов [Кадошников И.Г., Чернов И.А., Прокофьев А.В., 1989; Чернов А.И., 1992; Кувшинова О.Р., Чернов И.А., Яруллин А.Н., 2002; Кузнецов И.Ю., Дагиров В.Б., 2007].
Агрометеорологические условия в годы проведения исследований
Республика Башкортостан расположена на стыке Европы и Азии в пределах Южного Урала и определяется координатами 510 31 и 560 34 северной широты и 530 10 и 600 00 восточной долготы, протяженость с севера на юг почти на 550 км, и с запада на восток более 450 км [Хазиев Ф.Х. и др., 1997; Хабиров И.К., Гарифуллин Ф.Ш., Акбиров Р.А., Федоров С.И., 2001]. На севере республика граничит с Пермской и Свердловской, на востоке с Челябинской, на юге с Оренбургской областями. На западе к ней примыкают Республика Татарстан и на северо-западе - Республика Удмуртия.
По зональной схеме европейской части России республика находится в переходной части от таежно-лесной к лесостепной и степной полосе. Башкортостан занимает обширную территорию. Вся территория республики Башкортостан делится на 6 сельскохозяйственных зон – северо-восточная лесостепь, северная лесостепь, предуральская степь, южная лесостепь, зауральская степь и горнолесная зона [Бахтизин Н.Р. и др.,1990].
Южная лесостепь охватывает предгорные районы правобережья реки Белой и левобережье, а также Бакалы Шаранскую равнину и северную облесенную часть Белебеевской возвышенности. Территория южной лесостепной зоны характеризуется континентальным климатом с достаточным, но не устойчивым увлажнением. Сумма осадков за год составляет (по данным метеостанции Уфа-Дёма) - 584 мм. За вегетационный период выпадет 294 мм, наибольшее количество выпадает летом и осенью. Так же в этой зоне наблюдается резкий контраст зимы и лета и она характеризуется резкой континентальностью с колебаниями годового и суточного хода температуры воздуха. Средняя температура воздуха в самом холодном (январь) и самом теплом (июль) месяцах года колеблется от -16…-19С до +19…+23С. Среднегодовая температура воздуха в южной лесостепной зоне составляет 2,6С, продолжительность периода с отрицательными температурами 162 дня, сумма отрицательных температур 1610С, период со снежным покровом 153 дней. Сумма температур за период выше 10С составляет 2200С. Безморозный период составляет 122 дня [Хазиев Ф.Х. и др. , 1995; Валитов А.В., 2011]. На фоне высоких температур происходит большое испарение, особенно в весенние и летние месяцы [Кургузов Я.В., 1952].
В южной лесостепи РБ доминируют черноземные почвы, из них выщелоченные - 30,8 %, это около 612 тыс.га. Серые лесные почвы занимают 23,71%, черноземы типичные карбонатные 28,52%, оподзоленные 11,61% и дерново-подзолистые почвы 3,51%. Черноземные почвы имеют средне- и тяжело - суглинистый гранулометрический состав. Запасы гумуса в профиле почвы достигают 450-600 т/га, мощность гумусового горизонта 45-55 см. Количество валового гумуса достигает 10-13%. Содержание валового азота колеблется от 0,33 до 0,76%, валового фосфора – от 0,13 до 0,25%. Подвижный фосфор не превышает 110-120 мг/кг. Валовой калий в пахотном слое составляет в среднем 1,6%, а подвижный – 330-355 мг/кг почвы [Богомолова Д.В., 1954; Тайчинов С.Н., 1971, 1975; Гарифуллин Ф.Ш., 1979; Климат Башкирии, 1987; Хазиев Ф.Х. и др., 1997; Валитов А.В., 2011].
Эродированность почв зоны невысокая (20 % пашни), слабая водная эрозия развивается в основном где серые лесные почвы, в правобережной предгорной и западной частях зоны. В Южной лесостепной зоне республики развита овражная эрозия, из-за распаханности 70 % площади сельскохозяйственных угодий и небольшой облесенности территории (около 30 %). Растительность в зоне типичная для лесостепи. Распространены островные леса, 20 % площади занимают дуб, береза, осина. Встречаются клен и липа [Атлас Республики Башкортостан, 2005]. Полевые опыты проводились на опытном поле кафедры растениеводства и земледелия ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ. Территория учебно-опытного хозяйства, где проводились опыты, входит в южную лесостепную зону Республики Башкортостан. Почва опытного поля – чернозем выщелоченный с тяжелосуглинистым гранулометрическим составом. Содержание гумуса в почве 8,0-8,3%. Степень насыщенности основаниями составляет 90,2%, сумма поглощенных оснований 41,1 мг-экв./кг почвы. Реакция среды в пахотном слое почвы слабокислая (рН сол. 5,5), содержание подвижного фосфора – 109 мг/кг, обменного калия – 107 мг/кг почвы.
Анализ метеорологических условий за период вегетации по годам проведения исследований показали, что они различались по температурным условиям и по увлажнению.
Вегетационный период 2012 года отличался сухой жаркой погодой и малым количеством выпавших осадков. В связи с ранним потеплением в апреле, отмечалось быстрое таянье снежного покрова. При этом верхний слой почвы не успел оттаять, что привело к незначительному накоплению в почве влаги. Недостаточное содержание почвенной влаги негативно отразилось на развитие растений. Температура в апреле в 2012 году была на 8,8оС теплее среднемноголетнего значения и составила 13,5 оС. За апрель выпало 12 мм осадков, что было на 21 мм меньше нормы. Высокий дефицит влаги сохранялся и в следующие месяцы. В мае выпало 30 мм (35 % от нормы). Среднемесячная температура воздуха составила 16,3 оС, что на 3,1 оС выше нормы. Температура воздуха в июне была выше среднемноголетней на 2,3 оС и составила 20,4 о С. За месяц выпало 42 мм осадков (рисунок 1, 2). Рисунок 1 - Температура воздуха (оС) за вегетационный период (по данным метеостанции «Уфа-Дема», 2012-2014 гг.)
Повышенная температура воздуха и отсутствие влаги в почве негативно сказались на формирование урожая в 2012году. Суммарное количество осадков за вегетационный период составило 180 мм (58% от нормы) [Агрометеорологические условия за 2012 г. Бюллетень Гидрометцентра по Башкортостану]. В 2013 году вегетационный период отличался теплой погодой и обильным количеством осадков, что способствовало дружным всходам и благоприятно сказалось на развитии растений и формирование урожая. Весенние месяцы в 2013 году были в среднем на 1-2 оС теплее среднемноголетнего значения. Температура в апреле составила – 6,63 оС, в мае - 14,2 оС. Осадков за апрель месяц выпало 43 мм, за май – 53 мм, что в среднем составило 122,5 % от нормы.
Температура воздуха в июне была выше среднемноголетней на 2,2 оС составив 19,6 оС. За месяц выпало 70 мм осадков, что было выше нормы на 4 мм. Июль оказался жарким и засушливым, сумма осадков за этот месяц составила 36 мм, что ниже среднемноголетних на 19 мм. Среднесуточная температура июля была выше среднемноголетней и составила 22,1 оС. Август характеризовался влажной и теплой погодой, средняя температура воздуха составила 18,8 оС, осадков выпало 63 мм. Сентябрь отличался большим обилием осадков. За месяц осадков выпало на 82% выше нормы (93 мм), температура превысила среднемноголетнее значение на 1,4 о С и составила 12,5 оС.
Полнота всходов и сохранность кормовых культур в одновидовых и смешанных посевах
Одним из важнейших показателей фотосинтетической деятельности посевов является продолжительность функционирования листьев. На величину фотосинтетического потенциала в наших опытах существенное влияние оказал уровень минерального питания растений. С увеличением уровня минерального питания возрастал и фотосинтетический потенциал посевов, достигая максимального значения во всех изучаемых вариантах с планируемой урожайностью 40 т/га зеленой массы. В целом по опыту фотосинтетический потенциал одновидовых и смешанных посевов составил в среднем за три года проведенных исследований 1,70- 2,91 млн. м2х дн./га (таблица 8, 9).
Одновидовые посевы однолетних кормовых культур формировали фотосинтетический потенциал в пределах 1,70-2,91 млн. м2х дн./га. Лучшие показатели ФП обеспечивали растения амаранта – 2,81-2,91 млн. м2х дн./га. Высокие показатели ФП получены при возделывании суданской травы и могара – 2,65-2,68 млн. м2х дн./га и 2,24-2,29 млн. м2х дн./га соответственно. С внесением минеральных удобрений на планируемую урожайность 40 т/га зеленой массы показатели ФП увеличивались на 3,5-4,0%.
В смешанных посевах показатели ФП были ниже показателей ФП амаранта и суданской травы в одновидовых посевах, но превосходили показатели ФП кукурузы и могара. В целом по опыту ФП смешанных посевов составил в среднем за три года 1,94-2,53 млн. м2х дн./га. Смешанные посевы амаранта с суданской травой формировали ФП на уровне 2,24-2,53 млн. м2х дн./га. Лучшие показатели были получены при соотношении 20+80% на фоне минерального питания N32P38K31. Смешанные посевы амаранта с кукурузой формировали наименьший ФП в опыте – 1,94-2,37 млн. м2х дн./га. Лучшие показатели были получены при соотношении 60+40% на фоне минерального питания N64P76K62. Смешанные посевы амаранта с могаром формировали ФП на уровне 2,16-2,43 млн. м2х дн./га.
Примечание: 1) в смешанных посевах первый – амарант, вторая – культура смеси 2) амарант и кукуруза в столбцах кущения и выхода в трубку - указаны текущие показатели культур по времени вступления суданской травы и могара в эти фазы Лучшие показатели были получены при соотношении 20+80% на фоне минерального питания N32P38K31. Показатель ФП имел тесную корреляционную зависимость с уровнем минерального питания (r = 0,670-0,711). Высокой корреляционной зависимостью ФП связан с урожайностью сухого вещества (r = 0,840-0,854). Величина урожая в одновидовых и смешанных посевов однолетних кормовых культур имела зависимость от величины ассимиляционного аппарата и продолжительности работы листьев, которая оценивается показателем чистой продуктивности фотосинтеза. В наших опытах чистая продуктивность фотосинтеза по годам опыта колебалась от 0,69 до 3,78 г/м2сутки. Анализ работы фотосинтетического аппарата показал, что чистая продуктивность одновидовых и смешанных посевов однолетних кормовых культур была выше при внесении минеральных удобрений на планируемую урожайность 40 т/га зеленой массы, составив в среднем за три года 1,05-3,61 г/м2 сутки (таблица 10).
Одновидовые посевы однолетних кормовых культур формировали ЧПФ в пределах 0,82-3,61 г/м2 сутки. Лучшие показатели ЧПФ обеспечивали растения суданской травы – 3,05-3,61 г/м2 сутки. Менее высокие показатели ЧПФ получены при возделывании амаранта – 1,62-1,97 г/м2 сутки. С внесением минеральных удобрений на планируемую урожайность 40 т/га зеленой массы показатели ЧПФ увеличивались на 18,0-28,0%.
В смешанных посевах показатели ЧПФ в целом по опыту составили в среднем за три года 0,89-3,43 г/м2 сутки. Смешанные посевы амаранта с суданской травой формировали ЧПФ на уровне 2,26-3,43 г/м2 сутки. Лучшие показатели были получены при соотношении 40+60% на фоне минерального питания N64P76K62. Смешанные посевы амаранта с кукурузой формировали ЧПФ на уровне 1,27-2,43 г/м2 сутки. Лучшие показатели были получены при соотношении 60+40% на фоне минерального питания N64P76K62. Смешанные посевы амаранта с могаром формировали минимальные ЧПФ в опыте на Таблица 10 - Чистая продуктивность фотосинтеза одновидовых и смешанных посевов однолетних трав в зависимости от уровня минерального питания и долевого участия компонентов смеси (м сут., в среднем за
Таким образом, по результатам наших исследований можно сделать вывод, что формирование площади листьев, ФП, ЧПФ зависело от метеорологических условий, культуры применяемой в опыте, состава смешанных посевов, соотношения компонентов смеси и уровня минерального питания. Лучшие показатели чистой продуктивности фотосинтеза обеспечивали растения суданской травы возделываемые в одновидовом посеве – 3,05-3,61 г/м2 сутки. С внесением минеральных удобрений на планируемую урожайность 40 т/га зеленой массы показатели ЧПФ увеличивались на 13,5-78,2%.
Производство высококачественных кормов, получаемых с посевов однолетних кормовых культур, в решающей степени определяется ботаническим составом смесей, а также соотношением их компонентов в урожае [Михеев В.А., 1966]. Состав травостоя агрофитоценозов однолетних кормовых культур зависит от соотношения норм высева компонентов в смеси, динамики накопления биомассы, выживаемости, конкурентоспособности и других биологических особенностей, целей использования травостоя (срок уборки и т.д.) [Петров П.Т., 2004].
В наших опытах было выявлено различие в соотношении биомассы компонентов в одновидовых и смешанных посевах однолетних кормовых культур с учетом влияния разнотравья (рисунок 5).
Одновидовые посевы на фоне минерального питания N32P38K31 в среднем за три года проведения исследований имели засоренность на уровне 6-19 шт./м2. Наиболее засоренными оказались посевы могара. Изучение засоренности посевов в опытах показало, что видовой состав сорных растений по вариантам существенно не различался. Рисунок 5 – Долевое участие амаранта, культуры смеси и сорняков перед уборкой на силос, % (N32P38K31, в среднем за 2012-2014 гг.)
Из малолетних сорняков в посевах преобладали щирица запрокинутая (обыкновенная) (Amaranthus retroflexus), просо куриное (Echinoshloa crusgalli), ромашка непахучая (Matricaria perforata), марь белая (Chenopodium album), редька дикая (Raphanus raphanistrum) и подмаренник цепкий (Galium aparine). Из многолетних сорняков в посевах чаще всего отмечались растения вьюнка полевого (Convolvulus auvensis).
В смешанных посевах однолетних кормовых культур наиболее засоренными оказались варианты амарант+суданская трава (60+40%) -29 шт./м2, амарант+суданская трава (40+60%) -27 шт./м2, амарант+суданская трава (20+80%) - 29 шт./м2. Внесение минеральных удобрений на планируемую урожайность 40 т/га зеленой массы привело к повышению количества сорной растительности (рисунок 6).
Биохимический состав
За основу экономической оценки возделывания одновидовых и смешанных посевов однолетних трав нами был принят комплекс показателей: производственные затраты, стоимость валовой продукции, условно чистый доход и дополнительный чистый доход от долевого участия компонентов, себестоимость и рентабельность производства продукции.
Анализ экономической эффективности возделывания однолетних кормовых культур с участием амаранта метельчатого на силос при разных уровнях планируемой урожайности по ценам 2015 года показывает, что стоимость валовой продукции в опытах напрямую зависела от сбора кормовых единиц изучаемыми вариантами. В одновидовых посевах сбор кормовых единиц в среднем за 2012-2014 гг. на уровне минерального питания N32P38K31 составил 1,35-3,19 т/га, на уровне N64P76K62 – 1,82-3,87 т/га.
Проведенные исследования подтверждают результаты опытов Н.Н. Ельчаниновой и В.Г. Васина [2000] в опытах которых наиболее продуктивными оказались смешанные посевы кукурузы и амаранта. В опытах С.В. Беликовой, Л.П. Гаевой и А.И. Подколзина [1990] все смешанные посевы амаранта с кукурузой также оказались продуктивнее одновидового посева амаранта. В наших опытах смешанные посевы обеспечили сбор кормовых единиц на уровне N32P38K31 – 1,64-3,30 т/га, на уровне N64P76K62- 1,87-5,12 т/га, что было соответственно выше на 3,4-21,4% и 2,7-32,2 % сбора кормовых единиц в одновидовых посевах.
Посевы в среднем за 2012-2014 гг. формировали стоимость валовой продукции на уровне 10800,0 – 40924,0 руб./га. Применение минеральных удобрений способствовало повышению стоимости произведенной продукции на 1801,6-14550,4 руб./га или 13,7-79,4%. На фоне минерального питания N32P38K31 в одновидовых посевах стоимость валовой продукции составила 10800,0 -25532,0 руб. Лучшие показатели обеспечивали посевы кукурузы (100%), минимальные – посевы могара (100%). В смешанных посевах лучшие показатели формировала двухкомпонентная смесь - амарант+кукуруза при соотношении компонентов (60+40%) - стоимость валовой продукции составила 26368,0 руб./га.
На фоне минерального питания N64P76K62 в одновидовых посевах стоимость валовой продукции в среднем за 2012-2014 гг. составила 14536,0 -30993,0 руб. Лучшие показатели на этом фоне также обеспечивали посевы кукурузы (100%). В смешанных посевах лучшие показатели формировала двухкомпонентная смесь - амарант+кукуруза при соотношении компонентов (80+20%) - 40924,0 руб./га (таблицы 34 и 35).
Производственные затраты на производство силоса в опыте имели широкий диапазон в пределах 12126,0 – 17212,5 руб./га. Наибольшие затраты в одновидовых посевах на фоне минерального питания N32P38K31 обеспечили посевы кукурузы (100%) – 12896,9 руб./га, в смешанных посевах -двухкомпонентная смесь – амарант + могар (20+80%), составив 12630,1 руб./га. Внесение мин. удобрений на планируемую урожайность 40 т/га зеленой массы способствовало повышению уровня производственных затрат до 17212,5 – 17921.7 руб./га. Наибольшие затраты на уровне N64P76K62 обеспечили варианты - посев кукурузы(100%), составив 17921,7 руб./га, в смешанных посевах -амарант + суданская трава (40+60%), производственные затраты составили 17826.7 руб./га (приложение З1-З32).
В среднем за 2012-2014 гг. показатель условно чистого дохода получаемого посевами с 1 га на фоне N32P38K31 составил 515,5-14060,5 руб./га, на фоне N64P76K62 – 2799,0-23223,0 руб./га. Не все варианты опыта обеспечили прибыль. В опыте отмечены убыточные варианты. Убыток в посевах могара (100%, N32P38K31) составил 1984 руб./га, в посевах – могар (100%, N64P76K62) -3294 руб./га и в посевах амарант+могар (20+80%, N64P76K62) - 2696,1 руб./га.
Экономическая эффективность возделывания одновидовых и смешанных посевов однолетних трав в зависимости от уровня минерального питания и долевого участия компонентов смеси (N32P38K31 , в среднем за 2012 - 2014 гг.)
В целом по опыту рентабельность на фоне N32P38K31 составила 4,08-114,24%, на фоне N64P76K62 показатели были значительно выше – 16,17-134,33%. Среди одновидовых посевов наиболее высокие показатели обеспечивали посевы кукурузы (100%) – 72,94 - 97,97 %, в смешанных посевах - амарант+кукуруза (80+20%) на фоне N64P76K62 – 134,33%. Низкой экономической эффективностью (убытком) характеризовалась посевы могара (100%) – рентабельность на фонах минерального питания N32P38K31и N64P76K62составила – минус 15,28 и минус 18,48% соответственно).