Содержание к диссертации
1. ОБЗОР НАУЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
О РЕГУЛИРОВАНИИ ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОЭКОСИСТЕМ 8
-
Многолетние травы в кормопроизводстве Мурманской области 8
-
Агроэкологические особенности основных многолетних трав агроэкосистем Крайнего Севера 10
-
Особенности регулирования продуктивности кормовых угодий в Мурманской области 15
-
Экологическое значение альтернативных (биологических) систем земледелия 18
-
Симбиотическая фиксация азота воздуха бобовыми травами 25
-
Биологическая и хозяйственная характеристика козлятника восточного 31
-
Заключение 35
2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЙ 38
-
Цель, задачи, схемы и методики проведения исследований 38
-
Место и условия проведения исследований 44
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3. РЕГУЛИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ
ТИМОФЕЕФКИ ЛУГОВОЙ И ЭФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
УДОБРЕНИЙ 53
3.1. Продуктивность посевов тимофеевки луговой в зависимости от доз
минеральных удобрений и сроков скашивания травостоя 53
3.2. Биохимический состав надземной массы тимофеевки луговой в
зависимости от условий возделывания 60
3.3. Накопление корневой массы тимофеевки луговой и содержание в ней
элементов минерального питания 64
3.4. Эффективность применения минеральных удобрений и сроков уборки
отавы на посевах тимофеевки луговой 68
3.5. Заключение 69
4. БАЛАНС ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ В
АГРОФИТОЦЕНОЗАХ С УЧАСТИЕМ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ 71
-
Баланс элементов минерального питания в агрофитоценозах Мурманской области 71
-
Баланс элементов минерального питания в полевых опытах с тимофеевкой луговой 77
-
Заключение 80
5. ИНТРОДУКЦИЯ КОЗЛЯТНИКА ВОСТОЧНОГО В
КОРМОПРОИЗВОДСТВО КРАЙНЕГО СЕВЕРА (НА ПРИМЕРЕ
МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ) 81
-
Продуктивность козлятника восточного в зависимости от способов посева 81
-
Влияние микробиологических препаратов на продуктивность козлятника восточного 84
-
Продуктивность парных смесей козлятника восточного со злаковым компонентом 88
-
Биологическая фиксация азота воздуха козлятником восточным в условиях Крайнего Севера 92
-
Агроэкологическая эффективность интродукции козлятника восточного 95
ВЫВОДЫ 98
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 101
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 102
ПРИЛОЖЕНИЯ 115
Введение к работе
Актуальность исследований. Одним из главных в аграрном секторе Мурманской области остается молочное скотоводство, которое развивается довольно успешно наряду с традиционной для районов Крайнего Севера отраслью оленеводства. Среднегодовые надои на 1 фуражную корову достигают уровня в 5400 кг молока в год - это одна из высоких показателей молочной продуктивности в России.
Основой успешного функционирования молочного скотоводства являются корма. Значительная их часть на Крайний Север традиционно завозится из южных регионов России, но составление полноценных рационов кормления высокопродуктивного стада молочного скота, сбалансированных по питательным и биологически активным веществам, без кормов местного производства невозможно.
Таким образом, кормопроизводство в пределах области должно полностью обеспечивать потребность животноводства в нетранспортабельных видах кормов: силосе и зеленой подкормке. Суровые природно-климатические и почвенные условия Крайнего Севера ограничивают ассортимент возделываемых кормовых культур. Здесь семена вызревают 1-2 раза за 5 лет и в таких условиях развивать производство семян и зерна нецелесообразно.
Агроэкологические условия Мурманской области крайне неблагоприятны для возделывания кормовых трав. Основным абиотическим ограничивающим фактором, определяющим их продуктивность, является недостаток тепла. Отрицательное влияние низких температур проявляется, в частности, в слабом поглощении элементов минерального питания корневой системой растений из почвенного раствора. В связи с этим в условиях Крайнего Севера условия минерального питания растений главным образом улучшают за счет повышения концентрации солей в почвенном растворе, а именно внесения высоких норм минеральных удобрений.
Регулирование продуктивности злаковых кормовых трав невозможно представить без применения азотных удобрений. Азотные подкормки повышают содержание сырого протеина в кормах, но в то же время очень часто приводят к загрязнению грунтовых вод нитратами, сдвигу биологического равновесия почвы в нежелательную сторону, повышению стоимости и ухудшению качества получаемой продукции.
В связи с этим определенный интерес представляет биологическая фиксация азота воздуха, которую связывают как с жизнедеятельностью клубеньковых бактерий (Rhizobium), усваивающих атмосферный азот в симбиозе с бобовыми растениями, так и ассоциативных азотфиксирующих ризобак-терий (Arthrobacter mysorens, бактерии рода Flavobacterium и др.). Объемы биологически фиксированного азота воздуха и отзывчивость растений на интродукцию азотофиксирующих микроорганизмов могут варьировать в широких пределах. Например, А.П. Кожемяков и И.А. Тихонович (1998) указывают, что потенциальные размеры симбиотической азотфиксации (при обеспечении оптимальных агроэкологических условий для симбиоза) могут достигать уровня от 130 до 390 кг фиксированного азота для зернобобовых культур и от 270 до 550 кг для многолетних трав на каждом гектаре посевов.
Таким образом, исследования, направленные на изучение условий успешной интродукции в кормопроизводство Крайнего Севера новой для этого региона многолетней бобовой культуры - козлятника восточного (Galega orientalis Lam.) с инокуляцией посевного материала высокоэффективными штаммами симбиотических и ассоциативных азотфиксирующих ризобакте-рий являются весьма актуальными и должны способствовать обеспечению высоких урожаев полноценного высобелкового корма без применения повышенных норм азотных удобрений.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы было изучение агроэкологических аспектов возделывания многолетних трав за Полярным кругом и определение способов биотического и абиотического регулирования их продуктивности.
В соответствии с целью были определены следующие задачи: изучить продуктивность тимофеевки луговой в зависимости от агроэколо-гических условий возделывания (сроков уборки и системы удобрений); определить влияние биотических и абиотических факторов окружающей среды различных штаммов бактериальных препаратов, состава травосмесей и ширины междурядий на продуктивность козлятника восточного; изучить эдафические и другие факторы, влияющие на формирование урожаев и качества травостоев тимофеевки луговой и козлятника восточного; определить химический состав и энергетическую ценность зеленой массы тимофеевки луговой и козлятника восточного; рассчитать баланс элементов минерального питания в агрофитоценозах с участием тимофеевки луговой и козлятника восточного в условиях Кольского полуострова; дать технико-экономическую оценку интордукции козлятника восточного в земледелие Крайнего Севера.
Научная новизна работы. На основе результатов многолетнего полевого эксперимента в агроэкосистемах на северном пределе земледелия сделан агроэкологическии анализ выращивания кормовых трав в экстремальных климатических и эдафических условиях.
Обоснованы агроэкологические аспекты интродукции козлятника восточного в кормопроизводство Мурманской области. Показано, что инокуляция посевного материала козлятника симбиотическими и свободноживущими азотфиксирующими бактериями позволяет регулировать трофическую напряженность в агроэкосистемах за счет снижения инвестиций азота в виде удобрений.
Практическая значимость работы. Предложена, обоснована и апробирована для условий Крайнего Севера технология возделывания козлятника восточного в чистом виде и составе травосмесей в многолетних агрофитоценозах.
В многолетних полевых опытах показано, что козлятник восточный как в чистом виде, так и в составе травосмесей способствует повышению качества кормов, снижению энергозатрат на их производство, обеспечению сборов протеина до 1,9 тонны с 1 га, и 10,7 тонн по сухой массе.
Апробация результатов исследований. Материалы диссертации представлены на международных научно-практических конференциях «Производство фуража и качество кормов в Баренц-регионе», Мурманск 2001 и 2002 гг., на научной конференции профессорско-преподавательского состава Мурманского государственного педагогического института, Мурманск 2002 г., международном конгрессе по микробиологии, С. Пб. 2003 г. и опубликованы в восьми работах.
Объем диссертации. Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста, включает 25 таблиц, 4 рисунка, состоит из введения, пяти глав, выводов, предложений производству, списка литературы и приложений. Библиографический список проанализированных литературных источников включает 163 наименований, из них 20 иностранных.
1. ОБЗОР НАУЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РЕГУЛИРОВАНИИ ПРОДУКТИВНОСТИ
АГРОЭКОСИСТЕМ
