Введение к работе
Актуальность темы. Увеличение производства кормов, улучшение их качества, энергонасыщенности и снижение затрат на их производство в настоящее время является основной задачей сельского хозяйства Центрального района Нечернозёмной зоны России.
По данным ВНИИ кормов (2009) роль полноценного кормления в продуктивности животных составляет 55-60%, недостаток в рационах обменной энергии, белка, сахара и жира на 15-20% ведет к недоиспользованию их генетического потенциала на 30-50%, увеличению неэффективных затрат кормовых ресурсов на 25-30% и повышению себестоимости продукции на 30-40%.
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 корма является расширение посевных площадей бобовых трав и бобово-злаковых травосмесей с повышенной способностью к азотфиксации, наиболее полно использующих биоклиматический потенциал зоны и обеспечивающих получение не менее 1,5 т белка с 1 га, одновидовых и смешанных посевов энергонасыщенных зернобобовых культур с использованием ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий их возделывания.
Создание однолетних и многолетних агроценозов с высоким энергетическим потенциалом, а также разработка энергосберегающих и экологически безопасных технологий по использованию агроценозов и улучшению природных кормовых угодий способны решить проблему кормового белка и дефицита кормов для животноводства в Нечернозёмной зоне России.
Наши исследования предлагают научно обоснованные способы и технологии стабилизации и развития кормопроизводства, в основе которых лежат принципы наибольшей энергетической и экономической эффективности и экологической безопасности, что особенно актуально в условиях возрастания стоимости материалов и энергоресурсов.
Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы – теоретическое обоснование и разработка приёмов и способов создания агроценозов кормовых культур, как основы эффективной ресурсосберегающей технологии их использования, обеспечивающей при различных антропогенных нагрузках получение высококачественного корма, стабильность кормовой базы и биологизацию земледелия в Центральном районе Нечернозёмной зоны России.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- изучить биолого-экологические особенности однолетних и многолетних кормовых культур в одновидовых и смешанных агроценозах в условиях Центрального района Нечернозёмной зоны РФ;
- установить фотосинтетический, симбиотический и продукционный потенциал однолетних и многолетних кормовых культур в зависимости от их вида, интенсивности использования и уровня минерального питания в Нечернозёмной зоне;
- определить агробиологические параметры высокопродуктивных агрофитоценозов зернобобовых культур и их смесей, обеспечивающих высокую продуктивность, наибольший сбор белка и обменной энергии при возделывании на дерново-подзолистых супесчаных и серых лесных среднесуглинистых почвах Нечернозёмной зоны;
- обосновать формирование многолетних злаковых и бобово-злаковых агроценозов, обеспечивающих их потенциальную продуктивность и получение высококачественного корма на дерново-подзолистых и серых лесных среднесуглинистых почвах;
- дать агроэкологическую и хозяйственную оценку адаптационному потенциалу кормовых культур одновидовых многолетних агроценозов и травосмесей при создании пастбищных травостоев на дерново-подзолистых и серых лесных почвах;
- разработать приёмы создания высокопродуктивных долголетних агроценозов сенокосного типа на дерново-подзолистых почвах, реализующих свой потенциал при минимальных затратах средств и энергетических ресурсов и обеспечивающих сохранение почвенного плодородия;
- разработать ресурсосберегающие технологии при улучшении старосеяных травостоев;
- рассчитать экономическую и энергетическую эффективность изучаемых приёмов и технологий при возделывании кормовых культур в одновидовых и смешанных посевах в Центральном районе Нечернозёмной зоны России.
Научная новизна. В результате многолетних исследований на основе учёта агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей растений разработаны теоретические и практические основы формирования высокопродуктивных агроценозов однолетних и многолетних кормовых культур в Центральном районе Нечернозёмной зоны России.
Впервые определена ценотическая активность многолетних трав в зависимости от состава травосмесей и интенсивности использования на среднесуглинистых дерново-подзолистых почвах Нечернозёмной зоны.
Впервые проведена эколого-хозяйственная оценка засухоустойчивых многолетних трав и травосмесей и предложены приёмы энергосберегающих технологий создания сенокосных угодий на супесчаных дерново-подзолистых почвах Центрального района Нечернозёмной зоны.
Изучены особенности формирования и продуктивность сенокосных и пастбищных травостоев с использованием различных видов райграсов отечественной и зарубежной селекции на дерново-подзолистой и серой лесной среднесуглинистых почвах Центрального Нечерноземья.
Рассчитан энергетический потенциал однолетних и многолетних травостоев при их различной конструкции на лёгких, среднесуглинистых дерново-подзолистых и среднесуглинистых серых лесных почвах Центрального Нечерноземья.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Агроэкологические и биологические основы формирования высокопродуктивных агрофитоценозов кормовых культур в Центральном района Нечернозёмной зоны.
2. Адаптивные ресурсосберегающие технологии создания однолетних и многолетних агроценозов на пашне и реконструкции старовозрастных сенокосных и пастбищных травостоев.
3. Рациональные приёмы создания и использования однолетних и многолетних агроценозов, обеспечивающих высокую кормовую и энергетическую продуктивность и биологизацию земледелия за счет реализации симбиотического потенциала бобовых культур агроценозов.
4. Агроэнергетическая и экономическая оценка приёмов адаптивных ресурсосберегающих технологий возделывания однолетних и многолетних кормовых культур.
Практическая значимость работы. На основании многолетних исследований сельскохозяйственному производству рекомендованы приёмы создания однолетних агроценозов, обеспечивающих получение с 1 гектара 5,0-5,5 т зерна, 10,0-12,5 т сухого вещества, 0,98-1,07 т переваримого протеина и 82-108 ГДж обменной энергии. Разработаны приёмы создания сенокосных и пастбищных агроценозов на дерново-подзолистых и серых лесных почвах Центрального района Нечернозёмной зоны позволяющие получать 7,4-8,6 т/га сухого вещества, 6,0-6,3 тыс. кормовых единиц и 0,88-0,93 т/га переваримого протеина.
Разработаны ресурсосберегающие технологии возделывания кормовых культур, реконструкции старовозрастных травостоев обеспечивающие биологизацию и экологизацию полевого и лугового кормопроизводства, воспроизводство плодородия почвы, экономию материально-технических средств и получение высококачественной продукции.
Энергетическая эффективность производства кормового белка многолетних трав при разработанных технологиях в 2-3 раза выше, чем озимых и в 4-6 раз выше, чем яровых бобово-злаковых смесей.
Ресурсосберегающие технологии апробированы в производственных условиях региона и внедрены в хозяйствах Калужской области на площади 1,5 тыс. га.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях Калужского филиала РГАУ - МСХА им. К.А.Тимирязева (Калуга, 1989, 1990, 1991, 1992, 1995, 1998, 2000, 2004, 2009, 2010, 2011) научно-практической конференции (Майкоп, 2001), международной научно-практической конференции «Наука - сельскохозяйственному производству и образованию» (Смоленск, 2004), региональной научно-практической конференции «Научное обеспечение внедрения инновационных технологий в сельскохозяйственное производство Калужской области» (Калуга, 2008), международной научно - практической конференции, посвящённой 25-летию кафедры частной зоотехнии, технологии производства и переработки продукции животноводства Брянской ГСХА (Брянск, 2008), международной научно - практической конференции РГАУ - МСХА имени К.А.Тимирязева (Москва, 1989, 2008, 2009, 2010), международной научно - практической конференции «Проблемы увеличения производства продуктов животноводства и пути их решения» (Дубровицы, 2008), научно-практической конференции «Инновации - основа развития сельского хозяйства» (Калуга, 2009, 2010), международной научно - практической конференции, посвящённой 35-летию ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА» (Смоленск, 2010), региональной научно - практической конференции «Научные основы повышения эффективности систем земледелия и животноводства» (Калуга, 2011).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертационной работы опубликовано 57 научных статей, в том числе: 1 монография, 1 рекомендация и 12 статей в журналах рекомендованных ВАК РФ.
Личное участие автора в проведении исследований составляет 75%. Автору принадлежит организация проведения полевых опытов, выполнение основной части экспериментальных исследований, анализ результатов, формулирование выводов и рекомендаций производству. Часть материалов получена во время совместной работы с сотрудниками отдела кормопроизводства Калужского НИИСХ (ранее Калужского НИИПТИ АПК), кафедры кормопроизводства КФ РГАУ - МСХА им. К.А.Тимирязева и Центра химизации и сельскохозяйственной радиологии «Калужский».
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов и рекомендаций производству. Работа изложена на 440 страницах компьютерного текста, экспериментальные данные приведены в 123 таблицах, 15 рисунках и схемах и 38 приложениях. Список литературы включает 415 наименований, в том числе 85 на иностранных языках.
Автор выражает искреннюю признательность заведующему отделом кормопроизводства Калужского НИИСХ В.Н.Лукашову, заведующему кафедрой кормопроизводства Калужского филиала РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева, Заслуженному работнику Высшей школы РФ, профессору А.И.Головне, директору Центра химизации и сельскохозяйственной радиологии «Калужский» А.Н.Володченкову за помощь в выполнении и оформлении настоящей работы. Благодарит сотрудников отдела кормопроизводства Калужского НИИСХ, доцента кафедры агрономии КФ РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева Разумейко Н.И. принимавших участие в сборе информации для данной работы.
Выражаю глубокую благодарность и признательность научному консультанту, Заслуженному работнику Высшей школы РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору А.Д. Прудникову за неоценимую помощь в процессе выполнения работы над диссертацией.
