Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ -4
Глава I. УРСШЙ КАК РЕЗУЛЬТАТ „ФОТОСИНТЕТШЕСКОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ РАСТЕНИИ В ПОСЕВАХ - II
1.1. Краткая история и современное состояние вопроса о связи Фотосинтеза с урожаем - II
1.2. Основные показатели йютосинтетической деятельности агрофитоценозов и методы их изучения в полевых условиях - 35
1.2Д. Плоидць листьев и фотосинтетический потенциал - 36
Ї.2.2. Чистая продуктивность фотосинтеза - 52
1.2.3. Среднесуточные приросты и динамика формирования надземной фитомассы - 54
1.2.4. Учет подземной фитомассы - 62
1.2.5. Коэффициент использования ФАР - 70
1.2.6. Коэффициент хозяйственной эффективности - 76
1.3. Внедрение в сельскохозяйственное производство информации о фотосинте- тичеекой деятельности и продукционном процессе - 78
Заключение - 85
Глава 2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ її МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ - 87
2Д. ГГочвенно-климатические условия - 87
2.2. Объекты и методы исследований - 92
Глава 3. ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ СЕНОКОСОВ И ЇЇАСТБЩ НА'СКЛОНОВЫХ ЗЕМЛЯХ - 105
3.1. Влияние минеральных удобрений на фотосинтетическую деятельность, продукционный процесс и урожай - 108
. 3.2. Изменение ботанического и биохими ческого состава агрофитоценозов под влиянием удобренні! " - 156
3.3. Экономическая эффективность применения минеральных удобрений - 175
Заключение - 182
Глава 4. РОЛЬ ОТДЕЛЬНЫХ АГРОПРИЕМОВ В ОПТЙМИЗАШИ етосинжичЕскои ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР - 185
4.1. Удобрение и орошение - 187
4.2. Смешанные агрофитоценозы - 226
4.3. Сроки сева ' - 242
4.4. Густота посева - 263
Заключение - 287
Глава 5. ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФАР ВО ВРЕМЕНИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ НЕСКОЛЬКИХ УРОЖАЕВ (УКОСОВ) В ГОД - 289
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ' - 305
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ - 312
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ - 315
ПРИЛОЇКЕНИЯ - 393
Введение к работе
По официальным данным ООН и ФАО половина населения земного шара недоедает или голодает. Особенно неполноценное питание в густонаселенных странах Азии, Африки и Латинской Америки, где на одного человека в день приходится 2000-2500 ккал. и 2-5 г белка, тогда как в развитых соответственно 3000-3500 и 45-50 (Ковда, 1969,1978; Несмеянов, Беликов, 1979).
Продовольственная проблема постоянно обостряется, т.к. урожаи сельскохозяйственных культур в большинстве стран еще низки и повышаются они крайне медленно, а темпы роста населения земного шара увеличиваются. Так, за 60 лет IX Еека численность населения нашей планеты выросла с 1,8 до 3,0 млрд. (т.е. в 1,7 раза), а за остальные 40 лет она должна увеличиться по расчетам демографов до 6-7 млрд. человек, т.е. Б 2-2,3 раза. Поэтому с 60-х годов отмечается снижение производства продуктов питания в расчете на душу населения СКовдаД978). В последние годы определенные трудности с обеспечением населения животноводческими продуктами питания сложились также и в нашей стране.
Актуальность проблемы. В соответствии с решениями ХХУТ съезда КПСС была разработана долговременная Продовольственная программа, которая в настоящее время выполняется. Лесостепная зона характеризуется благоприятными ночвенно-климатическими условиями и может сыграть в этом важную роль. В Центральной лесостепи кормопроизводство сейчас сосредоточено в основном на пашне, а доля естественных сенокосов и пастбищ в кормовом балансе не превышает 10-15$. Дальнейшее расширение посевных площадей кормовых культур привело бы к сокращению зерновых и технических. Поэтому укрепление кормовой базы здесь возможно в основном за счет резкого повышения продуктивности полевых кормовых культур, естественных сенокосов и пастбищ, а также значительного улучшения качества кормов. Для решения ВСЄХ ЭТИХ ВОПРОСОВ НеобХОДИМО ИМеТЬ КПЙТЮТТП МЯФРГІТТЯТТТ.ТТП_ -техническую базу и хорошо разработанную теоретическую основу получения высоких урозкаев в различных почвенно-климатических условиях.
Цель и задачи исследований. В настоящее время для лесостепной зоны имеются рекомендации по агротехнике возделывания основных кормовых культур на полевых землях, по повышению продуктивности сенокосов и пастбищ, но в них не всегда дается теоретическое обоснование уровням планируемой продуктивности. Кроме того, большинство опытных работ по интенсификации полевого и лугового кормопроизводства не доводились до завершенных технологий, что являлось одним из тормозов внедрения их в сельскохозяйственное производство .Цель данной диссертации состоит: а) в разработке основных положении интенсификации кормопроизводства на основе теории фотосинтетической деятельности агрофятоценозов; б) в реализации этой теории в виде отдельных агроприемов и технологий, способствующих значительному повышению продуктивности полевых кормовых культур, сенокосов и пастбищ (на примере центральной части Средне-Рус ской лесостепной провинции) .
Б наших исследованиях решались следующие основные задачи:
I. Дать теоретически обоснованные предложения по интенсификации кормопроизводства в Центральной лесостепи, которые могут быть использованы при составлении областных, региональных ж зональных систем земледелия. 2. Разработать технологию комплексного освоения склоновых земель под сенокосы и пастбища, ухода и рационального использования их. 3. Усовершенствовать систему зеленого конвей-. ера на пашне за счет подбора культур, оптимальных доз удобрений и орошения, сроков сева и густоты. 4. Усовершенствовать некоторые методы по изучению фото синтетической деятельности и продукционного процесса кормовых культур применительно к полевым условиям.
Научная новизна. Нами установлены и теоретически обоснованы иэ Р ет -М 6 положения и закономерности по фотосинтетической деятельности и продукционному процессу кормовых культур и луговых фитоценозов, основными из которых являются следующие:
1. Впервые установлена возможность и целесообразность использо- ] вания данных по фотосинтетической деятельности в качестве теоретической основы для разработки различных агрощшемов и технологий возделывания кормовых культур.
2. Разработана новая технология комплексного освоения балочных склонов и прилегающих к ним эродированных участков пашни под сенокосы и пастбища, для Центральной лесостепи, которая дает возможность резко повысить их продуктивность и остановить здесь эрозию. Установлена ванная роль многолетних трав для залуження склоновых земель по комплексу биологических и хозяйственных признаков (быстрота формирования фотосинтетического аппарата и фитомассы, длительность использования, экологическая пластичность и устойчивость к неблагоприятным погодным условиям, эффективная защита от эрозии). Обоснована важная роль минеральных удобрений- (в первую очередь азота) в оптимизации фотосинтетическоя деятельности и повышении продуктивности сенокосов и пастбищ на склоновых землях.
3. Усовершенствован зеленый конвейер на полевых землях на основе оптимизации фотосинтетической деятельности кормовых культур.Впервые выявлены пределы продуктивности и КПД ФАР многолетних трав и травосмесей в Центральной лесостепи при трехкратном скашивании на фоне оптимальных доз минеральных удобрений и орошения. Установлена различная реакция холодостойких и жароустойчивых кордовых культур с Сд- и С4- типами фотосинтеза на сроки сева, преимущество загущенных посевов при коротких периодах формирования фитомассы в системе зеленого конвейера.
Разработан высокопроизводительный вариант весового метода для определения площади листьев злаковых культур и у совершено ТВО- т,-ван рамочный метод учета подземной фитомассы. Предложен НОЕЫЙ энергетический показатель фотосинтетической деятельности агрофитоцено 30Е - коэффициент использования солнечной энергии во времени.
Практическая ценность. Теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать научно-обоснованные приемы повышения продуктивности кордовых культур, сенокосов и пастбищ. На основании многолетнего изучения фотосинтетической деятельности ж продукционного процесса, экономической эффективности, ботаническо-го и биохимического состава нами была разработана технология комплексного освоения склоновых земель под сенокосы и пастбища, ухода и рационального использования их в условиях Центральной части Средне-Русской лесостепной провинции. Она была рассмотрена, одобрена л рекомендована для широкого внедрения в лесостепной и степной зонах нашей страны Научно-техническим СОЕЄТОМ МОХ РСФСР (1978), Координационным советом по кормопроизводству МСХ СССР, Минводхоза СССР и Госкомселъхозтехники (1978) и Комитетом по проблемам развития Нечерноземной зоны (1982). Многолетняя производственная проверка этой технологии в ОПХ Тульской опытной станции и в ряде хозяйств Средне-Русской лесостепи показала, что она обеспечивает в производственных условиях стабильную продуктивность на уровне 30-40 ц/га сена или 150-200 п/га зеленой массы. Нами предложена и в течение четырех лет проверялась форма внедрения этой технологии в виде специальных лугомелиоративных отрядов, работающих по коллективному подряду с аккордно-премиальной оплатой. Залунекие балочных склонов и црилегазэщих к ним эродированных участков пашни является также простым и эффективным способом защиты их от эрозии.
В системе зеленого конвейера на пашне разработаны основные технологические приемы по созданию и рациональному использованию орошаемых сенокосов и пастбищ - подобраны лучшие виды трав и травосмеси, установлены оптимальные дозы удобрений и сроки их внесения. Внедрение высокопродуктивных видов трав (кострец безостый и люцерна синяя) при оптимальном увлажнении и минеральном питании дает возможность в условиях Центрально© части Средне-Русской лесостепи на пашне регулярно получать 2-3 укоса с общей продуктив ностью 70-80 ц/га сена или 4-5 циклов стравливания с общей продуктивностью 350-400 ц/га зеленой массы. При составлении зеленого конвейера на неполивных землях нами рекомендованы оптимальные сроки сева для холодостойких кормовых культур с так называемым Сд-тшгом фотосинтеза (апрель, июль) и для жароустойчивых С -растений (май, июнь). С целью быстрого получения зеленой массы в системе зеленого конвейера предложены загущенные посевы кукурузы, которые за 50-60 дней фактической вегетации успевают сформировать урожай сухой массы в 2-2,5 раза выше по сравнению с пунктирным способом.
Реализация результатов исследований. Научные разработки автора нашли широкое применение в хозяйствах Тульской, Орловской, Рязанской, Воронежской и других областей Средне-Русской лесостепи, а также в Мордовской, Чувашской и Марийской АССР. Экономический эффект от их внедрения составил 43 миллиона рублей. Они используются при проектировании институтами Центргипрозем, ЦЧОгипрозем и их филиалами, а также Тульским отделением института "Мосгицровод-хоз", в учебном процессе ТС2А и Кубанским СХИ. Результаты научных исследований автора были использованы при составлении многих зональных и областных рекомендаций. Кроме того, наши материалы по іштенсификацш кормопроизводства были опубликованы в 32 информационных листках ЦНТИ. Они издавались также в газете "Сельская жизнь" (4 статьи), в областных газетах Тульской, Орловской и Рязанской областей (12 статей), во многих районных газетах. За разработку и внедрение высокоэффективных приемов по интенсификации кормопроизводства автор дважды награждался Золотыми медалями БДЙХ СССР (в 1979 г и в 1981 г).
Апробация работы. Основные положения и разработки автора докладывались и получили положительную оценку па 40 всесоюзных и региональных совещаниях, конференциях и семинарах, в том числе: Всесоюзное совещание по оптимизации фотосинтетической деятельности агрофитоценозов в Институте физиологии растений им. К.А. Тими рязева АН СССР (г. Москва, 1964); Всесоюзное совещание по зернобобовым культурам (г.Орел, 1969); Всесоюзные и региональные совещания Географической сети опытов с удобрениями, секция сенокосов и пастбищ (г. Воронеж, 1971; г. Москва, 1972,1973,1976,1981; г. Горький, 1977; г. Пенза, 1982)} Девятое всесоюзное совещание по актинометрии (г.Киев, 1972); Сешшар по технологии комплексного освоения склоновых земель под сенокосы и пастбища для участников международных соревнований пахарей стран - членов СЭВ (Тульская опытная станция, 1975) , Юбилейная сессия ВАСЗШИЛ, секция кормопроизводства (Луговая Московской области, Всесоюзный институт кормов, 1977); Семинар по продукционным процессам в Институте астрофизики и физики атмосферы АН ЭССР (г..Тарту, 1978)} Семинар по биогеофизическим и математическим методам изучения геосистем в Институте Географии АН СССР (г.Москва, 1979) Четвертое Всесоюзное совещание по биологическим и агротехническим основам орошаемого земледелия (г.Орджоникидзе, 1979)j Зональные совещания по луговодству (г.Москва, ВДНХ, 1980, 1982)J Третье Всесоюзное совещание по проблемам агрофитоце-нологии и агробиогеоценологии (г.Ижевск, I98I)j Семинар по защите почв от эрозии на географическом факультете МТУ (г. Москва, 1982) ; Семинар по проблемам и методам изучения фотосинтетической деятельности и продукционного процесса агрофитоценозов в Московском обществе испытателей природы - ШИП (г.Москва, 1982). Наши исследования такке апробировались на ежегодных научных отчетах Тульской опытной станции, на многих областных и районных семинарах, конференциях и совещаниях. Практические"результаты автора по интенсификации кормопроизводства демонетрировались на ВДНХ СССР - в павильонах "Корма", "Земледелие" и "Охрана природы".
Публикация и объем работы. Автором по теме диссертации опубликовано 77 печатных работ общим объемом 24,1 п.л. (в том числе 24 статьи во всесоюзных журналах и одна в международном журнале Photosynthetick ) Диссертация изложена на314смашинописного текста, состоит из введения, 5 глав, основных выводов, предложений производству; в списке использованной литературы 755 ис от ников, В . том числе 159 на иностранном языке. В работе содержится 83 таблиц. Б приложении справки о внедрении и 50 вспомогательных таблиц.
Основные положения, которые выносятся на защиту
- возможность и целесообразность применения теории фотосинтетической деятельности дал разработіш отдельных агроцриемов и технологии возделывания кормовых культур, сенокосов и пастбищ;
- технология комплексного освоения склоновых земель под сенокосы и пастбища, ухода и рационального использования их на основе оптимизации фотосинтетической деятельности агрофптоценозов;
- совершенствование зеленого конвейера на основе оптимизации фотосинтетической деятельности посевов за счет орошения и удобрений, сроков и густоты посева.
