Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обоснование направления исследований 8
1.1. Эффективность одновидовых и смешанных посевов ячменя с зернобобовыми культурами 9
1.2. Влияние сроков посева на урожайность и качество зерна фуражных и бобовых культур 16
1.3. Влияние норм высева на урожайность одновидовых и смешанных посевов ячменя 20
1.4. Взаимоотношения ячменя с зернобобовыми культурами в смешанных посевах 25
ГЛАВА 2. Условия и методика исследований 28
2.1. Почвенно - климатическая характеристика северной лесостепи Западной Сибири 28
2.2. Условия проведения исследований 30
2.3. Агротехника в опыте 38
2.4. Методика проведения исследований 38
ГЛАВА 3.Сравнительная продуктивность одновидовых и смешанных посевов ячменя при различных нормах высева компонентов и сроках посева 43
3.1. Основные закономерности развития бобово-злаковых смесей в зависимости от сроков посева и норм высева 43
3.1.1. Рост и развитие культур 43
3.1.2. Засоренность посевов 62
3.1.3. Полегание культур в одновидовых и смешанных посевах 66
3.1.4. Устойчивость посевов к болезням и вредителям 70
3.2. Влияние норм высева компонентов и сроков посева на урожайность и питательность бобово-ячменных смесей 74
3.2.1. Сравнительная урожайность одновидовых и смешанных посевов.. 74
3.2.2. Химический состав и питательность зернофуража 92
ГЛАВА 4. Влияние сроков посева и норм высева на посевные качества семян 99
ГЛАВА 5. Экономическая оценка возделывания культур в чистом виде и в смесях 103
Выводы 106
Предложения производству 112
Список источников литературы 113
Приложения 131
- Эффективность одновидовых и смешанных посевов ячменя с зернобобовыми культурами
- Почвенно - климатическая характеристика северной лесостепи Западной Сибири
- Основные закономерности развития бобово-злаковых смесей в зависимости от сроков посева и норм высева
- Влияние сроков посева и норм высева на посевные качества семян
- Экономическая оценка возделывания культур в чистом виде и в смесях
Введение к работе
Актуальность. Заготовка зернофуража из злаковых культур с низким содержанием переваримого протеина отрицательно сказывается на сбалансированности рационов сельскохозяйственных животных по белку. Это приводит к перерасходу кормов и увеличению себестоимости продукции животноводства. Основным резервом для решения данной проблемы в условиях лесостепной зоны Западной Сибири является возделывание смешанных посевов зерновых с зернобобовыми культурами для получения зернофуража с содержанием переваримого протеина не менее 105 - 110 г на одну кормовую единицу.
В условиях Западной Сибири важным источником растительного белка являются однолетние бобовые культуры. В сравнении с зерновыми бобовые культуры отличаются неустойчивой урожайностью, что связано с большой чувствительностью их к условиям выращивания, болезням, вредителям, а также со сложностью механизированной уборки (Андреев, 1979; Дупляк, 1982;Цой, 1985; Рогов, 1990; Бабич, 1991 и др.). Поэтому наряду с селекционным улучшением сортов, крайне важна разработка новых приемов возделывания зернобобовых культур, обеспечивающих высокую, устойчивую урожайность зерна, а также применение механизированной уборки. К числу таких приемов относится возделывание гороха и вики в смесях со злаковыми культурами.
В условиях Западной Сибири и Казахстана широко распространены и достаточно изучены смешанные посевы бобовых с овсом, которые используются на кормовые цели (Елсуков, 1953; Тютюнников, 1972, 1974; Бенц, 1978, 1999; Бондаренко, 1988). Однако более близки к бобовым культурам по срокам созревания, и адаптированности к условиям среды районированные сорта ячменя. В связи с этим, исследования вико-ячменных и горохо-ячменных смесей для производства зернофуража являются очень важными.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучение особенностей формирования устойчивых бобово-ячменных агроценозов с содержанием в зернофураже переваримого протеина не менее 105 - 110 г. на кормовую единицу в условиях лесостепи Западной Сибири.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
1. Изучить особенности роста и развития культур в одновидовых и смешанных
посевах.
2. Установить особенности формирования урожая ячменя, гороха и вики в
одновидовых и смешанных посевах, и его качество в зависимости от срока посева и
нормы высева компонентов.
3. Разработать модели устойчивых двухкомпонентных бобово-ячменных
агроценозов при различной норме высева компонентов.
4. Выявить наиболее оптимальные сроки посева бобово-ячменных смесей.
5.Сравнить продуктивность одновидовых и смешанных посевов.
Научная новизна. Впервые в условиях лесостепной зоны Западной Сибири изучены особенности роста, развития, а также формирования урожая посевов ячменя и его смесей с бобовыми культурами, используемыми на зернофураж, установлены оптимальные сроки посева и нормы высева компонентов бобово-
ячменных смесей, дана экономическая оценка эффективности возделывания ячменя в одновидовых и смешанных посевах.
Практическая ценность. Изученные особенности формирования устойчивых высокопродуктивных агроценозов ячменя и зернобобовых культур позволят без значительных затрат сбалансировать производимые корма по переваримому протеину согласно зоотехнических норм, и снизить перерасход кормов из-за его недостатка. Полученные данные могут найти применение при подготовке рекомендаций по технологии возделывания смешанных посевов для производства зернофуража, а также в курсах и пособиях по кормопроизводству.
Защищаемые положения:
1. Особенности роста, развития и формирования урожая зернофуражных и
зернобобовых культур в одновидовых и смешанных посевах в условиях Западной
Сибири;
Оптимальные сроки посева однолетних зернофуражных и зернобобовых культур и их смесей на зернофураж;
Оптимальные нормы высева и соотношения компонентов в смешанных посевах, обеспечивающие получение зернофуража с высоким качеством и питательностью.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на проблемных и ученых советах ГНУ СибНИИ кормов в 2001 - 2005 гг. и отражены в отчетах за этот период. Полевые опыты демонстрировались участникам районных, областных и международных научно - практических конференций. Производственная проверка и внедрение проводились в хозяйствах лесостепной зоны Новосибирской области (ЗАО Бобровское Сузунского района, ЗАО им. Ленина Болотнинского района).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 научных работы.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, предложений производству списка литературы и приложений. Работа изложена на 185 страницах, включает 23 таблицы и 20 рисунков. Список литературы содержит 183 источника, из них 7 на иностранных языках.
Эффективность одновидовых и смешанных посевов ячменя с зернобобовыми культурами
Эффективность отрасли кормопроизводства зависит от уровня интенсификации технологических процессов. Одним из основных элементов интенсификации является защита посевов от болезней, вредителей, сорной растительности и полегания. Однако реальные возможности реализации интенсивных технологий возделывания зернобобовых культур существенно - ограничены дороговизной материальных и энергетических ресурсов. Поэтому изучение межвидовых и внутривидовых смесей позволит предложить производству наиболее технологические и продуктивные агрофитоценозы (Шишкин А. И., 1980; Бабич А. А., 1991; Лукашевич Н. П., 2000). Эффективность смешанных посевов во многом зависит от почвенно-климатических условий зоны произрастания (Бондаренко М. Г., 1988). Они наиболее эффективны в регионах с достаточным увлажнением. При сравнении посевов гороха с наиболее урожайными вариантами опыта подтверждается, что в Западной Сибири, также как и в областях Нечерноземной полосы, в Полесье на Украине смешанные посевы дают в сумме более высокий (на 0,2 - 0,6 т/га) урожай, чем одновидовые посевы. Урожайность зерна смешанных посевов колеблется от 1,3 до 2,2 т/га (Качаев Р., 1963; Морозов В. А., 1963). С продвижением смесей в Восточную Сибирь, степь и лесостепь Украины, смешанные посевы гороха с зерновыми злаковыми дают, по сравнению с одновидовыми посевами, равные или более низкие урожаи (Синягин И. И., 1964).
В районах с хорошей влагообеспеченностью посевы ячменя с бобовыми культурами превосходят одновидовые посевы этих культур по сбору переваримого протеина с гектара и количеству его в одной кормовой единице, а также по урожаю зерна. Так, в лесной зоне европейской части России среднее содержание белка в зерне гороха составляет 21-24 %. В Западной Сибири оно колеблется от 25,3 до 30,0, а в некоторых случаях до 32 - 33 % (Бенц В. А., 1999). В настоящее время Западная Сибирь и Казахстан - зоны формирования наиболее высокобелкового урожая гороха, который позволяет повысить питательность зернофуража смешанных посевов (Изинетков А. А., 1966). 3 менее благоприятных условиях смеси уступают одновидовым посевам ячменя и вики, но обеспечивают больший сбор протеина (Смирнова - Иконникова М. И., 1960).
По данным ВНИИ кормов, в районах достаточного увлажнения Нечерноземной зоны страны, урожайность зерна с гектара смешанных посевов ячменя с зернобобовыми культурами составляет 4,2 т с содержанием переваримого протеина 128 г на одну кормовую единицу, лизина - 8,1 г, а посевы ячменя: 38,7 ц зерна, - 73,4 г переваримого протеина и 3,3 г лизина на одну кормовую единицу. Производство протеина в смешанных посевах увеличивалось до 53 % (Исаев А. П., 1978; Рогов М. С, 1990). Смешанные посевы не одинаково успешны в различных зонах, так лимитирующим фактором для успешного возделывания в одной зоне является недостаток влаги, в другой - где бедные почвы, питательные вещества, а в третьей - для уплотненных смешанных посевов - свет (Кулешов А. И., 1922; Костина В. С, 1971; Лупашку М. Ф., 1974). Однако смешанные посевы зерновых культур лучше используют складывающиеся погодные условия конкретных лет (Тютюнников А. И., 1984). Смеси лучше, чем одновидовые посевы ячменя обеспечивают стабильный урожай по годам, так как разные культуры неодинаково реагируют на неблагоприятные погодные условия (Ерофеев В., 1972; Евдокименко В. А., 1992). На большую устойчивость смешанных посевов, нежели одновидовых указывают так же Г. А. Демарчук (1997).
Большое количество исследований, проведенных в разных зонах страны, позволило установить, что качество зерна и урожайность во многом определяются биологическими и морфологическими особенностями бобового компонента (Тютюнников А. И., 1972). Ячмень довольно хорошо произрастает и с горохом и с викой, поэтому в различных условиях могут быть применены одни сочетания, в других - другие (Рогов М. С, 1990).
Почвенно - климатическая характеристика северной лесостепи Западной Сибири
Исследования проводились в 2001 - 2005 гг. на полях центральной научно -экспериментальной базы ГНУ СибНИИ кормов Сибирского отделения Россельхозакадемии, расположенной в лесостепи Приобья, относящейся к Западно-Сибирскому региону лесостепной зоны страны. Зона в основном занимает центральные районы Омской и Новосибирской областей и юга -восточную часть Томской области с площадью 15млн. га.
Климат зоны резко континентальный с продолжительной зимой и относительно коротким, но жарким, нередко засушливым летом. Январь -самый холодный месяц, со среднемесячной температурой - 20С, абсолютный минимум температур в отдельные годы достигает - 47 - 52С. Средняя температура самого теплого месяца - июля + 19С, абсолютный максимум почти по всей территории + 37С. Продолжительность безморозного периода ПО - 120 дней. Период с температурами воздуха выше + 5С в среднем составляет 158 дней. Сумма температур выше + 10С - 1880С, со значительными отклонениями по годам, от 1560 до 2100С. Если по температуре район исследований характеризуется как умеренно теплый, то по степени увлажнения как район с недостаточным увлажнением. Гидротермический коэффициент равен 0,9 - 1,0 и лишь во влажные годы - 1,2. Продолжительность вегетационного периода составляет 110 - 135 дней.
Количество осадков по годам составляет 350 - 450 мм, и распределение их по области определяется ходом синоптических процессов, свойственных Западной Сибири. Примерно 250 - 260 мм осадков приходится на теплый период года (май - сентябрь). Максимальное количество осадков в июле - 60 мм, минимальное в феврале. За пять зимних месяцев (ноябрь - март) их выпадает 17 - 20 % от годовой суммы осадков. Весна по всему региону засушливая. Осенью осадков обычно больше чем весной. Снежный покров формируется и устанавливается в ноябре. Высота снежного покрова достигает 20 - 45 см на юге и юго-западе зоны, на севере 50 - 80 см. Продолжительность периода с устойчивым снежным покровом составляет 160 - 175 дней (Агроклиматические ресурсы Новосибирской области, 1971). По преобладающим типам почв зону можно разделить на две подзоны: дренированная лесостепь с оподзоленными, выщелоченными черноземами и серыми лесными почвами; солонцовая лесостепь низменности с комплексным почвенным покровом. Вероятность влажных лет 10 -25%, полузасушливых и сухих 40 - 65 %.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, среднесуглинистый, среднемощный. По содержанию гумуса в пахотном горизонте (5,4 - 5,9 %) относится к среднеобеспеченному. Почва относительно хорошо обеспечена подвижными формами азота и фосфора - 102 - 181мг/кг (По Чирикову Ю. П., 1969), обменного калия содержится выше среднего - 115 - 185 мг/кг почвы. Сумма поглощенных оснований -3 1,8 - 61,0 мг/экв. на ЮОг почвы, рН солевая, близка к нейтральной (таблица 1).
Основные закономерности развития бобово-злаковых смесей в зависимости от сроков посева и норм высева
Наличие продуктивной влаги в оптимальном количестве (30-40 мм) в слое почвы 0 - 20 см в период посев - всходы является одним из важных условий для прорастания семян, которые поглощают при этом 40 - 60 % влаги от массы семени в воздушно сухом состоянии (Лупашку М. Ф., 1974). Поэтому, если запасы влаги в пахотном слое снижаются, то состояние всходов значительно ухудшается, а при запасе влаги менее 7 мм всходы не появляются (Прянишников Д. Н., 1963).
Высокая полевая всхожесть для ячменя и зернобобовых является одним из самых важных показателей в формировании оптимального стеблестоя и следовательно соотношения компонентов в смеси, от которого в конечном итоге зависит урожай. Снижение полевой всхожести на 1 % приводит к снижению урожайности зернобобовых культур на 2 - 2,5 % (Мальцев М. Ф., 1984; Шишкин Ю. И., 1980). Наши наблюдения показали, что полевая всхожесть семян практически всегда уступает лабораторной.
В 2001 году наблюдалось увеличение полевой всхожести от раннего срока посева (25 апреля) к позднему (5 июня). Связано это с тем, что ячмень ранних сроков посева оказался в условиях засухи. За период посев - всходы первого срока осадки отсутствовали, к тому же в третьей декаде апреля на поверхности почвы отмечались низкие температуры до - 5,4 С. Все это отрицательно повлияло на полноту всходов ячменя при посеве 25 апреля. В целом 2001 год (по сравнению с 2002 и 2003) отличался низкой полевой всхожестью, вызванной атмосферной засухой (относительная влажность воздуха не поднималась выше 50 %) и высокими температурами воздуха в первой и второй декадах мая. В третьей декаде мая произошло увеличение запасов влаги за счет осадков до 31,4 мм в слое почвы 0-20 см, что создало благоприятные условия для нормального прорастания семян посева 15 и 25 мая, а также заложило основу для всходов начала июня. Хорошему развитию ячменя последнего срока посева способствовали осадки второй декады июня (66,4 мм) и высокие среднесуточные температуры воздуха.
Сочетание неблагоприятных факторов ранней весны 2002 года не позволило нам произвести посев 25 апреля. В условиях этого года существенного влияния последующих сроков посева на полевую всхожесть в наших исследованиях не отмечено. Влагозапасы в слое почвы 0 - 20 см в весенний период находились на оптимальном уровне - 46,0 мм (приложение Б). К появлению всходов, особенно последних сроков посева, они уменьшились до 27,0 мм. Уменьшение запасов продуктивной влаги в период посев - всходы стало одной из причин снижения полевой всхожести до 90 % в посевах 15 и 25 мая (таблица 3, приложение В). Своевременному появлению всходов в варианте «5 июня» способствовали осадки второй декады июня. Количество всходов соответствовало расчетной величине.
Большое количество осадков зимой (124 % от нормы) и низкая температура воздуха весной, отодвинули сроки наступления физической спелости почвы в 2003 году. И в этом году наблюдалась такая же закономерность по влиянию сроков посева на полевую всхожесть, как в 2001 году. Однако, в данном случае причиной низкой полевой всхожести поздних посевов (25 мая и 5 июня) стало избыточное увлажнение. Запасы влаги в слое почвы 0 - 20 см достигали -55 мм. Средняя температура воздуха за две декады мая составила всего 12,4С. При такой невысокой температуре, и высокой влажности семена прорастают медленно. Это приводит к тому, что семена дольше остаются в почве, и увеличивается шанс гибели проростков от различных патагенов (Зазимко М. И., 1995).
Влияние сроков посева и норм высева на посевные качества семян
В лесостепи Западной Сибири в период вегетации часто складываются неблагоприятные метеорологические условии, при которых снижается не только урожайность, но и посевные качества семенного материала.
Несвоевременный посев, загущение, полегание, поражение болезнями, а в частности фузариозом, нередко приводит к снижению всхожести и потере посевных качеств зерна. В западной Сибири работы по изучению сроков посева и уборки на посевные качества семян широко проводились в 70 - х годах. Результаты исследования Н. Г. Болотовой (1975), показывают, что посев ячменя в неблагоприятные сроки и перестой на 10 дней ведет к снижению урожайности на 3%, а всхожести семян на 11 - 28 %.
Также для семенных целей, прежде всего, нужно получить полновесное зерно. В наших условиях крупность зерна варьирует в значительных приделах. По результатам исследований масса 1000 зерен у ячменя за 5 лет колебалась при различных сроках посева соответственно от 41 до 50 г. Резкое снижение крупности зерна при поздних сроках посева, связано с влиянием различных факторов, но прежде всего температуры. Щуплое зерно имеет обычно невысокую лабораторную всхожесть (таблица 19). В среднем, в зависимости от срока посева, невысокая лаббратораторная всхожесть щуплого зерна отмечена в 2002 и 2003годах на поздних сроках посева - 69,5 - 79,5 %. В остальные годы всхожесть щуплого зерна увеличивалась незначительно. Невысокая всхожесть щуплого зерна ячменя, как в одновидовых посевах, так и в смесях с горохом и викой не дает гарантии получения хороших и дружных всходов в полевых условиях.
Не рекомендуется использовать зерно ячменя из смешанных посевов на семенные цели из - за незначительного, но все же полегания особенно при высокой норме высева бобового компонента. В таких посевах ухудшается световой и пищевой режимы, соломина ячменя формируется недостаточно прочная, и посевы полегают под тяжестью бобового компонента.
В наших условиях в 2002 году с сильными дождями и ветром в период налива зерна, полегали даже одновидовые посевы. На таких вариантах масса зерна ячменя (не привыкшего к полеганию) оказалась на 15 % ниже, и резко уменьшился выход кондиционных семян. На полегших растениях наблюдались все признаки бактериоза, которые вели к снижению всхожести ячменя и бобовых культур на 30 - 25 % (таблица 20). Также, на таких посевах ухудшается фитосанитарная обстановка и увеличивается вероятность занесения инфекции с таким посевным материалом на незараженные поля. Поэтому можно сказать, что особенно неблагоприятно полегание сказывается на посевных качествах ячменя, особенно в годы с дождливой погодой в период налива зерна.
Необходимо также отметить и тот факт, что соотношение компонентов смеси при уборке зернофуража не соответствует рекомендуемым нормам высева культур в смесях. При повышении доли бобового компонента в высеваемой смеси повышается вероятность полегания посевов, а следовательно ведет к значительным (25 - 40 %) потерям урожая, и снижению массы зерна, как ячменя, так и бобового компонента. Такие смеси для посева необходимо «разбавлять» ячменем. Нецелесообразно использование зернофуража из полегших смешанных посевов на семенные цели.
Экономическая оценка возделывания культур в чистом виде и в смесях
С целью объективного анализа эффективности возделывания одновидовых v и смешанных посевов ячмени с бобовыми культурами была проведена экономическая оценка всех вариантов. При оценке экономической эффективности изучаемых приемов были рассчитаны такие экономические показатели, как прямые затраты, прибыль, себестоимость одной тонны продукции и рентабельность (таблица 21).
Наибольшая прибыль получена от выращивания смесей ячменя с горохом посева 5 и 15 мая, а вики с ячменем - 5мая (приложение X). Посев смесей ячменя с викой позднее 15мая привел к убыткам в 719 - 2046 руб./га.
Из всех изученных вариантов экономически выгодно возделывать ячмень в смеси с горохом при нормах высева 85 и 75 % и 25 и 35 % соответственно; ячменя с викой в соотношении ячменя - 70 и 60 % , вики - 40 и 50 %. Одновидовые посевы ячменя эффективно возделывать только при ранних сроках посева. Посев в поздние сроки приводит к убыткам в 1116 - 1716 руб./га.
Для гороха в одновидовых посевах оптимальный срок посева 15 мая, смещение сроков посева ведет к потерям прибыли. Вику в одновидовых посевах возделывать в наших условиях не рентабельно. Уровень рентабельности при ранних сроках посева составил 29 %. Для гороха и его смесей с ячменем при посеве 15 и 25 мая максимальная рентабельность 31 - 51 %, для вики и ее смесей - 32 - 38 % при посеве 5 мая.
Снижение уровня рентабельности при посеве 25мая и 5 июня происходило за счет увеличения прямых затрат, а также снижению урожайности на всех вариантах опыта. К возрастанию общей стоимости прямых затрат на поздних сроках посева привело включение в их структуру стоимости дополнительной культивации.
Сравнение экономической эффективности возделывания одновидовых посевов ячменя, гороха и вики с их смесями показало, что рентабельнее выращивание смесей, чем одновидовых посевов. Повышение прямых затрат, на одновидовых посевах идет за счет увеличения стоимости семян. Вследствие полной нормы высева физический вес семян выше, а следовательно больше и затраты. Увеличение затрат на один гектар одновидовых посевов зернобобовых ведет к увеличению себестоимости единицы продукции. Низкая урожайность одновидовых посевов (при посеве в период, неблагоприятный для культуры) не обеспечивает должного уровня прибыли, и негативно влияет на уровень рентабельности. Затягивание с посевом ячменя и вики на каждые Юдней не только ведет к снижению урожайности культур, но и к увеличению себестоимости, а следовательно к снижению рентабельности (приложение Ч). Также, необходимо отметить, что снижение урожайности зерна смесей ячменя с викой (посева 25 мая и 5 июня), не только привело к значительному снижению урожайности, и повышению себестоимости 1 тонны зерна до 2945 -4227 руб./т.
Однако при этих расчетах не учитывается такой важный показатель, как белковость корма. Более высокая рентабельность возделывания смешанных посевов, обеспечивалась при оценке урожайности в КПЕ. За основу, при расчете взята стоимость овса и содержание в нем протеина и рассчитана стоимость одного центнера КПЕ. При подробном анализе экономические показатели преимущества смешанных посевов возрастали (таблица 23, приложение Ш).
