Содержание к диссертации
Введение
1.Литературный обзор 9
1.1. Биологические особенности .9
1.2. Ботаническая характеристика культуры .11
1.3. Изученность технологии возделывания козлятника восточного в РФ и за рубежом .14
2. Задачи, методика и общие условия проведения исследований 35
2.1. Климат 38
2.2. Почвы .41
3. Результаты исследований .50
3.1 Фенология люцерны и сортов козлятника восточного 50
3.2. Полнота всходов и изреженность люцерны и сортов козлятника восточного 55
3.3. Рост и развитие растений люцерны и сортов козлятника восточного. Площадь листовой поверхности и фотосинтетический потенциал изучаемых культур 58
3.4. Накопление сухой органической массы и чистая продуктивность фотосинтеза. Коэффициент использования ФАР .64
3.5 Накопление поукосно -корневой массы люцерной и сортами козлятника восточного 71
3.6. Урожайность люцерны и сортов козлятника восточного на светло каштановых почвах 75
3.7. Кормовая и энергетическая ценность изучаемых культур 80
4. Режим орошения сортов козлятника восточного 84
4.1. Динамика влажности почвы 86
4.2 Водопотребление сортов козлятника восточного в зависимости от изу чаемых режимов орошения .98
4.3. Продуктивность сортов козлятника восточного в зависимости от разных режимов орошения 103
4.4. Экономическая эффективность различных режимов орошения 105
Заключение 108
Рекомендации производству 110
Список литературы
- Ботаническая характеристика культуры
- Почвы
- Рост и развитие растений люцерны и сортов козлятника восточного. Площадь листовой поверхности и фотосинтетический потенциал изучаемых культур
- Продуктивность сортов козлятника восточного в зависимости от разных режимов орошения
Ботаническая характеристика культуры
Козлятник восточный в отличие от других многолетних бобовых культур характеризуется хорошей зимостойкостью, ранним отрастанием весной (когда особенно остро ощущается недостаток в зеленом корме), высокой урожайностью, а также высоким содержанием перевариваемого протеина.
С большим успехом козлятник восточный выращивается на Кавказе, в Сибири, в Прибалтике, в Пензенской, Самарской, Ленинградской областях, республике Коми.
Стебли у козлятника восточного в верхней части ветвистые, прямостоячие полые, достигают высоты 120-144 см, хорошо облиственные. Мощная, с корневыми отпрысками корневая система проникает на глубину 60-80 см. Возобновление растений происходит не только от зимующих почек, но также от корневых отпрысков (Медведев, 1989; Симонов, 1951). Козлятник восточный, развивается медленно в первый год жизни. Высота побега к концу вегетации составляет 44-67 см. Возобновление вегетации во втором году жизни происходит в третьей декаде апреля - первой декаде мая. Фаза массовой бутонизации наблюдается в середине июня. На вторую-третью декаду июня приходится массовое цветение. Продолжительность периода от отрастания до массового цветения составляет 30-50 суток, а продолжительность межфазного периода цветение - созревание семян -38-48 суток. В целом длительность периода от весеннего отрастания до созревания семян со 15 ставляет 65-81 дней (Методические указания ВАСХНИЛ, ВИР, 1989; Петрушки-на и др., 1997). При изучении агротехники выращивания козлятника восточного установлено, что на дерново- подзолистых легкосуглинистых почвах и естественном увлажнении, целесообразно высевать 4,0 млн. шт. всхожих семян на 1 га и планировать 2-х кратное скашивание травостоя за вегетацию (Носевич, 2009).
В ходе проведённых исследований, учёные Карелии установили, что обеспечивая высокую урожайность, питательную ценность, продуктивное долголетие, экологическую пластичность, козлятник восточный зарекомендовал себя как ценная кормовая культура в выводных полях разных севооборотов (Дроздов и др.,2009).
Для того чтобы остановить процесс деградации пашни целесообразно ещё на стадии травянистой (бурьянистой) залежи создавать ценные травостои из козлятника восточного (Кутузов, 2008).
Снижение площади посевов кормовых культур, их низкая урожайность, которая приводит к недобору кормов, снижению продуктивности с/х животных и их поголовья является основной проблемой Приморского края. Дефицит кормового белка является причиной низкой эффективности животноводства.
В крае наибольшее распространение из бобовых получил клевер луговой. Так как вышеуказанная культура не является идеальной для Приморского края (в травостое клевер держится 2-3 года, причём наибольший урожай формируют посевы первого года использования, во второй год урожайность сильно снижается), то необходимо внедрить в кормопроизводство края для решения проблемы кормового белка как можно больше высокобелковых кормовых культур, к которым относится козлятник восточный (Лютый, 2003).
Согласно данным В.В. Глушкова и др.(2010), в условиях СПК «Мустаев-ское» при выращивании козлятника восточного не только получали высокие урожаи, но также отмечено повышение плодородия дерново - подзолистых почв. К.П. Данилов (2010), в ходе проведённых исследований в условиях Чувашской ГСХА установил, что в среднем за три года, наибольшая продуктивность козлятника восточного отмечена при уборке предшественника в фазе цветения.
С целью определения сбора сухого вещества и качества зелёной массы по химическому составу в зависимости от сроков скашивания растений при двуху-косном использовании травостоев, в 2008- 2009 гг. на полях ВНИИ кормов были проведены исследования. В результате выявлено, что данная культура обладает высокими достоинствами в качестве растительного сырья для приготовления объёмистых кормов высокопродуктивным животным (Клименко и др., 2010).
При изучении сроков посева семян козлятника восточного, во ВНИИ кормов В.Н. Золотарёв (2008, 2010) установил, что наибольшая продуктивность семян достигается при посеве семян козлятника с начала мая до середины первой декады июня.
В лесостепной зоне юга Нечерноземья России, одним из основных источников увеличения производства кормов является козлятник восточный. При этом посев следует организовать при сумме температур выше 100 С 50-100 градусов (Еряшев, 2011).
По сравнению с другими многолетними бобовыми травами, произрастающими в Западной Сибири, козлятник восточный имеет ряд преимуществ по периоду и сроку использования травостоя, повреждаемости растений вредителями и болезнями, семенной и кормовой продуктивности. Быстрому нарастанию зелёной массы и увеличению числа укосов за вегетацию способствует внесение минеральных удобрений, особенно азотных. Как показали исследования, применение удобрений положительно сказалось на росте и развитии растений козлятника восточного (Степанов, 2013). Перед первым скашиванием в годы исследований, высота козлятника составила 81,0–84,0 см. На удобренном фоне, количество растений за годы проведения исследований увеличивалось на 7,0–10,0 шт/м2 перед укосами
Почвы
Наши исследования были проведены на светло-каштановых почвах. Светло - каштановые почвы формируются под несомкнутой, преимущественно по-лынно- злаковой растительностью в условиях явно недостаточного увлажнения атмосферными осадками, что обуславливает меньшее поступление в почву растительных остатков, незначительное накопление гумуса, меньшую глубину прома-чивания почвы атмосферной влагой и выщелачивание минеральных продуктов почвообразования. Влаги хватает лишь для выноса из корнеобитаемого слоя весьма незначительного количества наиболее растворимых веществ (Керимханов, 1976).
Характерными морфологическими признаками светло- каштановых почв является довольно ясная дифференциация профиля, светло- серая окраска, непрочная комковато- пылеватая или пылевато- листовая структура гумусового горизонта и сильная уплотнённость горизонта В.
В профиле светло- каштановых почв обычно выделяется горизонт А, мощность которого не превышает 16 см; толщина гумусированного слоя (горизонты А+В) равна 25-35 см. Выделение карбонатной белоглазки отмечается с глубины 40-50 см (Керимханов, 1976).
Для светло - каштановых почв характерно довольно однородное распределение окислов по профилю, некоторая тенденция к накоплению кремнекислоты в верхней части почвенной толщи. Иногда можно обнаружить несколько повышенные молекулярные соотношения кремнекислоты и полуторных окислов.
Данные анализов свидетельствуют о повышенном содержании щелочных и щелочно-земельных оснований.
Ёмкость поглощения светло – каштановых почв колеблется в пределах от 7 до 18 мг- экв на 100 г почвы. В составе поглощённых оснований доминируют кальций и магний, сумма которых достигает 80-90%, на обменный натрий приходится в большинстве случаев от 3 до 15% емкости поглощения. Содержание гумуса в зависимости от механического состава почвы заметно варьирует от 0,8 до 2,5%. Запасы гумуса в метровой толще составляют 100- 130 т/га (Керимханов, 1976).
Суглинистые и глинистые почвы, приуроченные к третьей и четвёртой древнекаспийским террасам, обладают неудовлетворительными агрофизическими свойствами. Объёмный вес верхнего горизонта целинной почвы колеблется в пределах 1,0-1,3 г/см3, а пахотного слоя- 0,9-1,1 г/см3; с глубиною величина объёмного веса возрастает и доходит до 1,4-1,6 г/см3.
В таком же виде изменяется и удельный вес твёрдой фазы почвы- от 2,5 до 2,8. Соответственно величинам объёмных и удельных весов варьирует и общая порозность (30-48%).
Что касается влажности устойчивого завядания, то её величина равна 11-14%. Из – за высоких значений влажности завядания диапазон активной влаги в светло- каштановых глинистых почвах несколько узок. Для метрового слоя он равен 1500-1550 м3/га, то есть примерно половине запасов влаги, соответствующих предельной полевой влагоёмкости. При таком уровне влажности в метровой толще содержится около 900-980 м3/га легкодоступной влаги. Поскольку основным фондом почвенной влаги, доступной для растений, являются запасы её в интервале от влажности, соответствующей величине предельно- полевой влагоёмкости, то последнее имеет важное значение для характеристики влагообеспеченности растений. Она по профилю рассматриваемых почв колеблется в пределах от 16 до 28 %.
Водопроницаемость светло- каштановых суглинистых и глинистых почв, более или менее удовлетворительная в горизонте А, ниже характеризуется весьма неудовлетворительными величинами(1,0-1,5 мм/ мин).
Значительную площадь в пределах равнинной зоны занимают светло- каштановые почвы лёгкого механического состава( преимущественно супесчаные). Для них характерно отсутствие обособленного карбонатного горизонта, осветлённый пылевато- комковатый горизонт А мощностью 8-15 см, уплотнённый горизонт В непрочно- комковатой структуры. В зоне проведения исследований светло- каштановые почвы в различной степени засолены. Грунтовые воды в зоне орошения залегают на глубине более 3,0 м, а минерализация их достигает 1,0-1,5 г/л (Керимханов, 1976).
Как видно из приведённых данных табл. 5, почвы опытного участка уплотнены с поверхности, и с глубиной плотность почвы практически не возрастает.
При расчётах поливных норм для слоя почвы 0,7 м принята плотность почвы 1,29 т/ см3, наименьшая влагоёмкость – 30,3 %.
Обеспеченность почвы подвижным фосфором очень низкая (0,2- 1,0 мг на 100 г почвы), обменным калием – высокая (30-40 мг на 100 г почвы), гидролизуе-мым азотом- очень низкая (5-6 мг на 100 г почвы). Реакция почвенной среды слабощелочная (рН- 7,5-7,7).
Рост и развитие растений люцерны и сортов козлятника восточного. Площадь листовой поверхности и фотосинтетический потенциал изучаемых культур
Одним из основных показателей создания изначальной плотности травостоя, от которой зависит их продуктивное долголетие является полнота всходов. У многолетних трав характерной особенностью является низкая полнота всходов, которая обусловлена у них наличием большого числа так называемых «твердокаменных» семян (Дронова,2004; Жаринов,1990; Кетерер, 2001; Медведев, 1989;Чурзин,1990).
В исследованиях Е.И. Молоканцевой (2009) выявлено, что по полноте всходов и изреживаемости травостоя посевы козлятника восточного в первый год жизни не отличались от люцерны. В остальные годы жизни козлятник по этим показателям превысил данные по люцерне.
Согласно данным Т.Н. Дроновой и др.(2013 а, б), по сравнению с люцерной, посевы козлятника восточного обладают более низкими темпами изрежива-ния. Так, на посевах козлятника восточного 4-го года жизни изреживание варьировало в пределах 45,2- 56,0%, тогда как у люцерны 82,6%.
Результаты наших исследований показали следующее. В год посева, перед первым укосом на 1м2 на посевах люцерны насчитывалось в среднем 351 растений, а на посевах сортов Гале и Магистр- соответственно- 283 и 279 шт /м2. К концу вегетации (перед третьим укосом) на делянках люцерны посевной сохранилось 226 растений, а у сортов козлятника восточного соответственно 218 и 233 шт /м2.
В остальные годы жизни у стандарта отмечено выпадение растений. Так, если у люцерны посевной в первый год жизни количество растений колебалось по укосам в пределах 351-226 шт /м2,то во - втором году жизни – 204-132 шт /м2, в третьем году – 101-84 шт /м2 (прилож.1).
При анализе данного показателя у сортов Гале и Магистр выявлено, что густота растений увеличивалась с возрастом трав. Так, на делянках с сортом Гале количество растений в первом укосе составило 283 шт /м2, в третьем- 218 шт./м2. Количество растений во втором году жизни варьировало в пределах от 324- в первом укосе, до 345 – в третьем. Аналогичная картина отмечена также и сорта Магистр.
Приведённые данные полностью согласуются с результатами исследований Молоканцевой (2009). Так, в её опытах, проведённых в условиях Волго- Донского междуречья установлено, что у козлятника восточного второго года жизни в начальный период густота колебалась в пределах 76-213 шт./м2, тогда как к концу вегетации она возросла до 30,2-17,3 %. В остальные периоды жизни, то есть в третьем, четвёртом годах, густота возросла до 1,3-2,7 раза. Причиной увеличения густоты растений по её данным является развитие дополнительных стеблей из подземных побегов (корневищ).
Полнота всходов по мнению Молоканцевой (2009), находится в зависимости от климатических данных(температуры и осадков). По данным её исследований, полнота всходов составила 40,0 – 51,0 % при сумме температур 175- 1900С и осадках на уровне 9-17 мм ; 32,0- 41,5 %- при 1360С и 26 мм.
В наших опытах, как видно из данных табл.10, более высокие показатели полноты всходов были отмечены в вегетационных периодах 2013,2014 годов, где суммы температур составили соответственно 185- 1610С, а осадки- 19 и 11,2 мм. Меньший показатель зафиксирован в периоде 2012 года (1380С и 9 мм).
В среднем за годы проведения исследований полнота всходов у стандарта составила 49,1 %, а у изучаемых сортов козлятника восточного соответственно 37,1 и 38,8 %. В зависимости от густоты посева изменялась также и изреженность. Из данных табл. видно, что в год посева изреженность на делянках люцерны составила 33,6%, во - втором году жизни - 17,3%, а в третьем году - 19,4%.
При анализе данного показателя у сортов козлятника восточного зафиксировано следующее. Изреженность посева у сорта Гале была ниже, чем у стандарта и составила 32,2% - в год посева, во - втором году-13,8, а в третьем году-7,2%. Как видно из той же табл., в год посева у сорта Магистр отмечено большее выпадение растений, хотя в остальные годы жизни эти данные почти 1,7-2,0 раза меньше данных по люцерне. Таблица 10 - Полнота всходов изучаемых культур за годы исследований, % Культуры, сорт Полнота всходов Изреженность посевов
Продуктивность сортов козлятника восточного в зависимости от разных режимов орошения
Многолетние травы требуют в период роста и развития постоянной достаточной влагообеспеченности. В связи с тем, что травы характеризуются большой плотностью травостоя, более высокой потребностью растений в воде, то они в период роста и развития нуждаются в достаточно высокой влагообеспеченности.
Данные исследований, проведённых в различных почвенно-климатических условиях свидетельствуют о том, что среди учёных нет единого мнения по режиму орошения посевов козлятника восточного.
Так, в почвенно - климатических условиях юга Западной Сибири, в ходе проведённых исследований выявлено, что количество поливов для посевов козлятника восточного колеблется в пределах от 5 до 8. При этом, значение оросительной нормы составило 2,5-4,0 тыс. м3/га (Максименко, 2005).
В исследованиях, проведённых в Северном Казахстане установлено, что водопотребление козлятника восточного возрастает с возрастом трав. Так, если на посевах второго года жизни оросительная норма колебалась в пределах от 1,9 до 3,4 тыс. м3 /га, то в остальные годы – от 2,5 до 4,0 тыс. м3 /га. Поливы при этом проводили при снижении влажности почвы до 65-75 % НВ (Бондаренко, 1995).
Для лесостепной зоны Западной Сибири, при выращивании козлятника восточного, К.Э. Коленченко (2002) рекомендует поливы проводить при снижении предполивного порога увлажнения почвы до 70-75% НВ.
Показатели оросительных норм в его исследованиях составили 1,8 - 2,25 тыс. м3 /га, а суммарное водопотребление колебалось в пределах от 3,2 до 3,6 тыс. м3 /га.
В Саратовской области изучение козлятника восточного начато сравнительно недавно (Шадских и др.,1993; Решетов и др., 1998).
Посев семян в опыте по режиму орошения был проведён в 2012 году 11 марта. Всходы появились в первой декаде апреля. Продолжительность от посева до первого укоса дифференцировалась в зависимости от изучаемых режимов орошения (табл. 15,16). Так, первый укос у сорта Гале, на делянках с предполив-ным порогом увлажнения 60-65 % НВ был организован 20 июля, при 70 - 75 % НВ – 25 июля, при 80 - 85 % НВ – 29 июля.
Второй и третий укосы на этих вариантах были проведены соответственно 21.08 - 22.09; 26.08- 25.09; 29.08- 30.09 (табл.15,16). Различия в сроках проведения укосов были отмечены также во втором и третьем годах жизни трав (табл.17). Как видно из приведённых данных табл. 17, на делянках с сортами Гале и Магистр, при предполивном пороге увлажнения 60-65 % НВ, укосы в 2013 году были проведены 13-14 июня, 70-75 % НВ- 14-15 июня, при 80-85 % НВ – 15-17 июня. В вегетационном периоде 2014 года, укосы по вариантам опыта были организованы 22-23.06; 24.06; 25-26.06. Как было отмечено ранее, вегетационный период 2012 года характеризовался как очень засушливый (ГТК – 0,4).
Выпавшие в апреле и мае месяцах осадки, поддерживали влажность на уровне и необходимость первого вегетационного полива у сорта Гале, на варианте с влажностью почвы 60-65 % НВ возникла 5 июня, так как данные отбора проб на влажность на 3 июня показали, что она снизилась до 63% НВ.
В третьем варианте (80-85% НВ) было проведено 7 поливов, с поливными нормами соответственно по 500 м3/га каждый. При характеристике данных по режиму орошения по сорту Магистр видно, что количество поливов по вариантам опыта было таким же, как и в случае с сортом Гале. По укосам поливы распределились следующим образом. При влажности почвы 60-65 % НВ, перед первым укосом проведён 1 полив, вторым-2 и перед третьим- 1 полив. При повышении предполивного порога до70-75 % НВ, 2 полива проведено перед первым укосом, 3 – перед вторым укосом и 1 перед третьим укосом Соотношение поливов по укосам при предполивном пороге 80-85% НВ составило соответственно – 2,4 и 2 шт. В вегетационном периоде 2013 года в апреле, мае месяцах, а также в первых двух декадах июня, выпали осадки, в связи с чем влажность почвы поддерживалась на высоком уровне. Необходимость первого полива на делянках с сортом Гале возникла на всех вариантах в третьей декаде июня, нормами соответственно 900,700 и 500 м3/га каждый. На варианте с предполивным порогом увлажнения 60-65 % НВ в остальной период было проведено 3 полива, 70-75 % НВ – 5 поливов, 80-85 % НВ- 7 поливов (табл.18, рис.19-20). Во втором году жизни трав, перед первым, вторым, третьим и четвёртым укосами проведено по 1 поливу на первом варианте(60-65 % НВ). На втором варианте (70-75 % НВ) количество поливов составило соответственно 1,1,2 и 2, третьем- 2,2,2,2 шт. 60 - 65 % HB В вегетационном периоде 2014 года, на варианте с предполивным порогом 80-85% НВ было дано 9 поливов, теми же поливными нормами, на первом и втором - как и в случае периода 2012 года (рис.21-22). Распределение поливов по укосам в данном году было таким же как и в предыдущем году. Подводя итог вышеизложенному можно отметить, что в вегетационном периоде 2012 года, на сортах Гале и Магистр, на варианте с предпо-ливным порогом 60-65 %НВ было дано по 4 полива; при 70-75 %НВ- 6 поливов; при 80-85% НВ- 7 поливов. Значения оросительных норм при этом составили: на варианте с влажностью 60-65 % НВ - 3600 м3/га; 70-75 % НВ -4200 м3/га; 80-85 % НВ - 3500 м3/га. В 2013 году, на первых двух вариантах число поливов было таким же, как и в предыдущем году, а на третьем варианте проведено 8 поливов, с оросительной нормой 4000 м3/га. В 2014 году, режим орошения изучаемых сортов на первом и втором вариантах не отличался от предыдущих годов, тогда как на делянках с влажностью 80-85% НВ проведено 9 поливов. Значение оросительной нормы при этом составило 4500 м3/га.