Содержание к диссертации
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ1 АГРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ И ПЕНЗЕНСКОЙ ОБЛАСТИ
2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 МЕСТО И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
3 АГРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МОНОПОСЕВОВ ОДНОЛЕТНИХ И МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ
3.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.2 СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ
3.2.1 ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ РАЗВИТИЯ ТРАВ
3.2.2 ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
3.2.3 ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ
3.3 СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ОДНОЛЕТНИХ ТРАВ
3.3.1 ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ РАЗВИТИЯ ОДНОЛЕТНИХ ТРАВ
3.3.2 ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
3.3.3 ПРОДУКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ КУЛЬТУР
4 КОНСТРУИРОВАНИЕ СМЕШАННЫХ ЦЕНОЗОВ
4.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
4.2 ВЛИЯНИЕ ВИДОВОГО СОСТАВА И СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ СМЕСЕЙ
4.2.1 ФОРМИРОВАНИЕ ГУСТОТЫ СТОЯНИЯ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ в ЗАВИСИМОСТИ О Т ВИДОВОГО СОСТАВА и СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ
4.2.2 ВЛИЯНИЕ АГРОКЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ ОТАВЫ БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ
4.2.3 ЦЕНОТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ В БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ СМЕСЯХ
4.2.4 СРАВНИТЕЛЬНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ В БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ СМЕСЯХ
4.3 ВЛИЯНИЕ НАБОРА КОМПОНЕНТОВ И СПОСОБА ПОСЕВА НА ФОРМИРОВАНИЕ СМЕШАННЫХ ЦЕНОЗОВ СВЕРБИГИ ВОСТОЧНОЙ
4.3.1 ВЛИЯНИЕ НАБОРА КОМПОНЕНТОВ И СПОСОБОВ ПОСЕВА НА ФОРМИРОВАНИЕ ГУСТОТЫ СТОЯНИЯ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ
4.3.2 ЦЕНОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ СМЕСЕЙ
4.3.3 ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ СМЕСЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ от ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
4.4 ПРОДУКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ в ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАБОРА, СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ И СРОКОВ УБОРКИ
4.4.1 ВЛИЯНИЕ НАБОРА И СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ ГУСТОТЫ СТОЯНИЯ ОДНОЛЕТНИХ СМЕСЕЙ
4.4.2 ЦЕНОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ ТРАВ В БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ АГРОЦЕНОЗАХ
4.4.3 ПРОДУКТИВНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ СМЕСЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
4.5 СОЗДАНИЕ СМЕШАННЫХ ЦЕНОЗОВ С ТОПИНАМБУРОМ
5 СПОСОБ ПОДБОРА КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ СМЕШАННЫХ ЦЕНОЗОВ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
5.1 ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИСТОВОЙ МАССЫ в ЦЕНОЗАХ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ и ИХ СМЕСЕЙ
5.2 СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СМЕШАННЫХ ЦЕНОЗОВ В КОРМЛЕНИИ ДОЙНЫХ КОРОВ
6 ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ АГРОЦЕНОЗОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
6.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
6.2 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ДОЗ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА МНОГОЛЕТНЕМ ТРАВОСТОЕ
6.3 КОРМОВАЯ ЦЕННОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
7 ВЛИЯНИЕ БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ ТРАВОСМЕСЕЙ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ
7.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
7.2 СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ почвы
7.3 Плотность почвы
8 ВЛИЯНИЕ ПЛАСТА КОЗЛЯТНИКОВО-КОСТРЕЦОВОЙ ТРАВОСМЕСИ НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
8.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
8.2 ФОРМИРОВАНИЕ АГРОЦЕНОЗА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
8.3 УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
9 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ТРАВ И ИХ СМЕСЕЙ ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
Введение к работе
Актуальность темы. Одной из важнейших проблем сельского хозяйства Среднего Поволжья является увеличение производства кормов, улучшение их качества и энергонасыщенности. Развитие животноводства и повышение его продуктивности сдерживается не столько недостатком кормов, сколько несбалансированностью их по белку и сахару, что является причиной значительного перерасхода кормов и повышенными затратами на единицу животноводческой продукции.
В связи с этим возникает необходимость поиска научно обоснованных путей сокращения дефицита кормов, сбалансированных по сахаропротеиновому отношению. Важное значение приобретает организация адаптивного кормопроизводства на основе создания высокопродуктивных смешанных агрофитоценозов путем подбора культур и интродукции новых видов, которые наиболее полно используют биоклиматические ресурсы зоны.
Решать данную проблему следует путем возделывания смешанных агрофитоценозов, которые позволяют обеспечить не только высокие и устойчивые урожаи высококачественной зеленой массы, но и получать неполегаемый травостой и создавать благоприятные условия для последующих культур севооборота.
Из многочисленных факторов эффективности смешанных агрофитоценозов, влияющих на величину и качество урожая зеленой массы, подбор компонентов, их соотношение, способы посева и сроки уборки смесей, состоящих из биологически разнотипных культур, требуют дальнейшего изучения и постоянного совершенствования.
Цель исследований заключалась в научно-теоретическом обосновании создания и использования различных по видовому составу смешанных агрофитоценозов многолетних и однолетних кормовых культур, обеспечивающих стабилизацию кормовой базы и биологизацию земледелия в лесостепи Среднего Поволжья.
Программой исследований предусматривалось решение следующих задач: • выявить особенности формирования урожая однолетних и многолетних культур в одновидовых агрофитоценозах; • определить продуктивность, энергетическую и питательную ценность многолетних и однолетних кормовых культур при возделывании в одновидовых и смешанных посевах; • определить трансформацию ботанического состава травостоя и ценотическую активность многолетних трав в смешанных травостоях в зависимости от набора компонентов, их соотношения, способов посева, сроков уборки и продолжительности пользования; • установить влияние соотношения и набора компонентов агрофитоценоза, способа посева и сроков уборки на конкурентную способность и биологическую эффективность возделывания смесей; • изучить влияние минеральных удобрений на симбиотическую, фотосинтетическую активность и продуктивность многолетних бобовых трав; • определить влияние видового, возрастного состава травостоя на питательную ценность корма; • изучить влияние травосмесей различного видового состава на накопление корневой массы и элементов питания в пахотном слое почвы и агрофизические свойства чернозема выщелоченного; • изучить особенности формирования продуктивности яровой пшеницы, возделываемой по пласту козлятниково-кострецовой травосмеси; • дать биоэнергетическую и экономическую оценку изучаемым приемам формирования и использования смешанных агрофитоценозов многолетних и однолетних кормовых культур.
Научная новизна. В результате многолетних исследований на основе учета агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей растений разработаны теоретические и практические основы формирования высокопродуктивных агрофитоценозов, состоящих из биологически разнотипных культур.
Впервые установлены коэффициенты конкурентной способности и биологической эффективности многолетних и однолетних смесей в условиях лесостепи Среднего Поволжья. На основе корреляционно-регрессионного анализа определены закономерности формирования устойчиво продуктивных смешанных травостоев. Доказана положительная роль бобового компонента агрофитоценоза в повышении его устойчивости и продуктивности. Обоснована эффективность тройных смесей с оптимальным пространственным размещением компонентов. Установлены закономерности влияния минеральных удобрений на ботанический состав многолетней смеси, ее питательную ценность и продуктивность. Изучены особенности формирования облиственности растений многолетних трав и их смесей в зависимости от способа посева и набора компонентов.
Выявлена положительная роль многолетних смесей в накоплении элементов питания в корневой массе пахотного слоя почвы. Установлено влияние травосмесей на улучшение агрофизических свойств чернозема выщелоченного. Изучено влияние козлятниково-кострецовой смеси как предшественника на продукционный процесс, урожайность и качество зерна яровой мягкой пшеницы.
Дано агроэнергетическое и экономическое обоснование эффективности возделывания многолетних и однолетних трав и их смесей.
Основные положения, выносимые на защиту: • агробиологическая оценка однолетних и многолетних кормовых культур; • особенности формирования смешанных агрофитоценозов с участием биологически разнотипных культур в зависимости от степени насыщения посева отдельными из них; • принципы конструирования смешанных агрофитоценозов в зависимости от продуктивности и качества урожая; • роль бобово-злаковых агроценозов как предшественников в улучшении агрофизических свойств чернозема выщелоченного и повышении урожайности последующей культуры; • агроэнергетическая и экономическая оценка возделывания смешанных агрофитоценозов многолетних и однолетних кормовых культур.
Практическая ценность работы и реализация ее результатов. На основании результатов исследований разработаны, апробированы в производственных условиях и внедрены в хозяйствах Пензенской области травосмеси козлятника восточного с кострецом безостым и овсяницей тростниковой, обеспечивающие получение с гектара 5,7-6,4 т кормовых единиц и 1,1-
1,3 т переваримого протеина.
Рекомендованы производству высокопродуктивные смешанные агрофитоценозы традиционных и новых многолетних и однолетних кормовых культур (свербига + козлятник + кострец, ячмень + пелюшка), обеспечивающие получение с гектара 23,60 и 4,56 т кормовых единиц, 3,47 и 0,54 т переваримого протеина и 288,3 и 60,4 ГДж обменной энергии.
Установлен оптимальный срок уборки смесей (фаза цветения), позволяющий получать энергетический корм с обеспеченностью кормовой единицы переваримым протеином 126-135 г, сырой клетчатки в кг сухого вещества
27,43-27,93 %, сахаро-протеиновое отношение 1,03-1,24, обеспеченностью энергии переваримым протеином 10,26-10,88 г и урожайностью зеленой массы 26,9-28,6 т/га.
Результаты исследований автора вошли в региональные рекомендации производству: «Краткий справочник агронома» (Пенза, 2002); «Кормовые культуры на личном подворье» (Пенза, 2003); в монографии «Технология выращивания и использования нетрадиционных кормовых и лекарственных растений» (Москва, 2003) и «Агробиологическое обоснование формирования высокопродуктивных смешанных агрофитоценозов многолетних и однолетних кормовых культур в лесостепи Среднего Поволжья» (Пенза, 2008); в учебные пособия: «Технология производства, заготовки и хранения кормов» (Пенза, 2005); «Нетрадиционные кормовые культуры» (Пенза, 2005); «Кормопроизводство с основами ботаники и агрономии» (Пенза, 2007); «Кормопроизводство Среднего Поволжья» (Пенза, 2008).
Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе по курсам кормопроизводства, кормления сельскохозяйственных животных, технологии производства, заготовки и хранения кормов, технологии производства и подготовки кормов к скармливанию в Пензенской ГСХА, Самарской ГСХА, Ульяновской ГСХА и Саратовском ГАУ им. Н.И. Вавилова.
Представленная работа является составной частью плана научноисследо-вательских работ ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по целевой комплексной научно-технической программе Т-12-5 «Разработка адаптивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Пензенской области».
Апробация. Основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников Пензенской ГСХА (2001-2008 гг.); Международных научно-практических конференциях, симпозиумах по интродукции растений «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования» (Пущино, 2000, 2003, 2005), «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (Пенза, 2000), «Селекция и семеноводство овощных и бахчевых культур» (Москва, 2000), «Селекция и семеноводство овощных культур» (Москва, 2002), «Растительные ресурсы для здоровья человека» (Сергиев-Посад, 2002); «Проблемы АПК и пути их решения» (Пенза, 2003), «Нетрадиционные ресурсы, инновационные технологии и продукты» (Москва, 2003), «Физиологобиохимические аспекты обработки семян сельскохозяйственных культур» (Ульяновск, 2003); «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2003); «Новые и редкие растения Северного Кавказа» (Владикавказ, 2003), «Технология выращивания и использование лекарственных культур» (Уфа, 2003), «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы» (Пенза, 2004), «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Москва, 2005); «Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2005); «Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики как основа повышения продуктивности и производства экологически чистой продукции животноводства (Владикавказ, 2005); «Молодые ученые в 21 веке» (Ижевск, 2005); «Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России» (Брянск, 2006); «Интеграция науки и сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2008).
Под руководством автора защищены три кандидатских диссертации.
Публикации в печати. Автором опубликовано 155 научных работ, в том числе по материалам диссертации 106 научных работ, из них 17 статей в изданиях по перечню ВАК РФ, в том числе по материалам диссертации 13 статей общим объемом 123,7 печ.л., из них лично автору принадлежит 97,8 печ.л.; монографии «Технология выращивания и использования нетрадиционных кормовых и лекарственных растений» (2003), «Агробиологическое обоснование формирования высокопродуктивных смешанных агрофитоценозов многолетних и однолетних кормовых культур в лесостепи Среднего Поволжья» (2008), изданы и рекомендованы МСХ и УМО высших учебных заведений РФ учебные пособия: «Технология производства, заготовки и хранения кормов» (2005), «Нетрадиционные кормовые культуры» (2005), «Кормопроизводство с основами ботаники и агрономии» (2007), «Кормопроизводство Среднего Поволжья» (2008).
Структура и объем. Обзор научной литературы совмещен с изложением и обсуждением собственных экспериментальных данных. Диссертация изложена на 386 страницах компьютерного текста и состоит из девяти глав, содержит 94 таблицы, 57 рисунков, 195 приложений, выводов, предложений производству, списка литературы из 743 источников, в том числе 30 иностранных авторов.
Все экспериментальные исследования выполнены автором самостоятельно и в совместных опытах с сотрудниками ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА»: аспирантами Н.И. Первеевой, О.Г. Овтовой. Всем выражаю искреннюю благодарность за помощь в работе.
Глубокую благодарность выражаю научному консультанту доктору сельскохозяйственных наук, профессору, заслуженному работнику сельского хозяйства РФ А.Н. Кшникаткиной за помощь в разработке программы исследований, методические консультации в процессе ее выполнения и завершении работы над диссертацией.
