Введение к работе
Аісгуальность проблемы. Применение высоких норм минеральных удобрений резко повышает урожайность всех культур, однако такие нормы активизируют деятельность почвенной микофлоры, снижающей содержание гумуса в почве и ее плодородие, загрязняют открытые водоемы и грунтовые воды нитратами, делая их непригодными для питья. Избыток нитратов в продукции растениеводства резко снижает ее качество, делая непригодной для использования в пищу и на корм животным.
Кроме того, техническая фиксация азота - очень энергоемкий процесс. На фиксацию 1 т азота затрачивается около 80 ГДж невосполнимой энергии.
Альтернативой минеральному азоту служит азот биологический. Он лишен перечисленных недостатков азота минерального. Поскольку снмбиотическая фиксация азота воздуха идет за счет дополнительно усвоенной энергии солнца, биологический азот является главным элементом энергосберегающих технологий производства продукции растениеводства. Бобовые культуры не только обеспечивают себя биологическим азотом, но и являются источником его для последующих культур.
В этом плане особый интерес представляют культуры, способные в
год подсева формировать достаточно большую массу за счет
симбиотически фиксированного азота воздуха, которая могла бы быть
использована на сидерат для повышения урожаев последующих культур.
Кроме того, при возделывании на корм в травосмесях мятлнковый
компонент в течении вегетации , использует симбиотически
фиксированный азот бобовой культуры.
В Нечерноземной зоне в полевом травосеянии из многолетних бобовых трав используют клевер луговой и гибридный, люцерну, лядвенсц рогатый и козлятник восточный. Эти культуры в силу особенностей биологии не полностью отвечают перечисленным задачам.
Для разработки ресурсосберегающих технологий получения продукции растениеводства на основе биологического азота бобовых культур, необходимо иметь виды или сорта, формирующие большую биомассу в год подсева, обладающие конкурентной способностью в смешанных посевах, достаточной семенной продуктивностью и высокой азотфикснрующей способностью с большим содержанием азота в пожнивно-корневых остатках. Этим требованиям могут отвечать сорта клевера ползучего укосно-пастбищного типа. Однако, особенности их биологии изучены недостаточно, а технология возделывания на сидерат, на корм и семена в чистых и смешанных посевах не разработана совсем. Этим обусловлена актуальность темы исследований.
Цель исследования - выявить наиболее продуктивный сорт клевера ползучего, определить параметры основных факторов среды для реализации потенциальной симбиотической фиксации азота воздуха
И продуктивности клевера ползучего, а также возможность использования его в чистых и смешанных посевах при возделывании на сидерат, корм и семена. Определить вклад биологическ»гО азота в питании последующих культур в севообороте.
Положения выносимые на защиту: - обоснование целесообразности возделывания клевера ползучего укосно-пастбищного типа на сидерат, корм и семена в цен тральных районах Нечерноземной зоны;
- оптимальные параметры рНсол, влажности почвы, обеспеченности почвы подвижным фосфором и обменным калием для. наибольшей симб..отической азотфиксации и продуктивности клевера;
- нецелесообразность применения азотных удобрений под клевер ползучий в любых нормах;
- сравнительную продуктивность клевера ползучего и др; гих многолетних бобовых трав;
эффективность семеноводства мятликовых трав в смешанных посевах с клевером ползучим Волат;
технологические приемы семеноводства клевера ползучего;
- использование мятликовыми компонентами травосмесей
биологически фиксированного азота воздуха ктевером;
- технологию возделывания клевера ползучего сорта Волат в чистых
и смешанных посевах на сидерат, корм и семена;
- динамику минерализации пожнивно-корневых остатков и сидерата,
а также последействие их на урожай ячменя и клубней картофеля;
эффективность применения биологически активных веществ, используел..лх на корм и семена;
энергетическую эффективность возделывания клевера ползучего в чистых и смешанных посевах.
Научная новизна работы заключается в тол?, что впервые изучены особенности биологии клевера ползучего укосно-пастбищного типа сорта Волат и определены оптимальные параметры основных факторов среды для наибольшей снмбиотической активности и продуктивности посевов: нижняя граница рНсол - 6,1, влажности почвы выше влажности разрыва капилляров, содержания подвижного фосфора и обменного калия 150 мг/кг почвы (по Кирсанову); выявлено, что азотное удобрение , подавляя активность симбиоза, не повышает продуктивность клевера ползучего. Дано оиоснование технологических приемов возделывания клевера Волат на корм и семена в чистых и смешанных посевах, позволяющих довести биологическую фиксацию азота воздуха до 257 кг/га, сформировать биомассу в год посева 8,4 т/га АСВ, на второй и третий годы жизни до 9,6 т/га в чистом виде и до 13,6 т/га в смеси с мятликовыми травами. Обоснован выбор мятликовых компонентов травосмесей при возделывании на корм и семена. Изучена динамика минерализации корневых, пожнивных остатков и сидерата клевера ползучего.
Практическая значимость работы заключается в том, что для нового сорта клевера ползучего Волат определены оптимальные нормы
высева в чистом виде - 5,5 млн., в смеси с мятликовыми травами - 2,8 млн. всхожих семян на гектар; лучшими покровными культурами являются озимая рожь и вико-озсяная смесь на зеленую массу, а при возделывании на зерно - ячмень, загем озимая рожь и овес, возможной покровной культурой является лен; при подсеве под озимую рожь лучший срок подсева - зимний и ранне-весенний, под яровые - одновременно с посевом зерновых. Установлено, что в год подсева клевер ползучий дает общую вегетативную массу до 8,4 т/га сухого вещества, которая может использоваться на корм и сидерат, и фиксирует 191 кг/га азота воздуха. При использовании массы клевера на сидерат прибавка урожая зерна ячменя достигает до 1,01 т/га, а клубней картофеля до 12,3 т/га.
Сорт можно успешно возделывать на различные цели в смеси со
всеми мятликовыми травами, выращиваемыми в полевом
кормопроизводстве зоны. Но при двухгодичном использовании и трехукосном режиме для получения качественного корма г летне-осенний период его целесообразнее высевать с овсяницей тростниковой, так как в отличие от других трав овсяница в этот период не поражается ржавчиной. Урожай сухой массы травосмесей достигает 10 т/га за вегетацию, а сбор белка - 1,6 т/га. Урожайность семян мятликовых трав при возделывании в смеси с клевером выше на 16...66%. чем в чистых посевах этих трав, за счет использования биологически фиксированного азота клевера. Для получения семян клевера ползучего лучшим компонентом является овсяница тростниковая. Такая смесь в первый год пользования со второго укоса обеспечивает урожай семян клевера до 5 ц/га, а во второй год пользования урожай семян овсяницы до 7 ц/га. При такой технологии побочная продукция - солома - равноценна сену второго класса.
После уборки травосмесей третьего-года жизни в почве остается до 6 т/га сухой массы с содержанием азота до 95 кг/га, что в последействии дает прибавку урожая до 0,9 т/га зерна ячменя и до 10 т/га клубней картофеля, что на 35...56% выше по сравнению с чисто мятликовым контролем.
Обработка вегетирующих растений клевера препаратом никфан повышает семенную продуктивность на 88% и накопление сухой массы- на 21%.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на I и II Всесоюзной и IY международной конференции СОИСАФ (Калуга - 1989, 1991, 1996); на региональном совещании Нечерноземной зоны но селекции и семеноводству многолетних трав (Калуга, 1982; Брянск, 1984); на агрономических совещаниях Смоленского областного управления сельского хозяйства (Смоленск - 1978, 1980, 1983, 1984) и Калужского областного управления сельского хозяйства (Калуга -1987, 1990).
Публикация результатов исследований. Автором опубликовано всего 80 работ, основные из них по теме диссертации - 48, во всесоюзных, республиканских и ведомственных изданиях.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 271 страницах машинописного текста, состоит из введения, 10 глав, заключения по диссертации, выводов, рекомендаций производств} списка литературы 277 наименований, из них 17 иностранных авторов, 44 приложений, 4 рисунков. В решении отдельных вопросов в разные годы принимали участие научные сотрудники Смоленской опытной станции по луговодству и кормовым корнеплодам Бычинская Р.П., Новикова З.И., лаборанты Тимофеева В.И., Михайличенко М.Н., сотрудники КФ МСХА кандидат с.х. наук Попов Н.Б., Березняцкі'я И.Я., доцент Соколова Л.А., ассистент Юдина И.Н., директор совхоза "Березовский" Калужской области Канкулов A.M., агроном Калужского департамента с.х. и продовольствия Першикова О.В., за что выражаю им искреннюю благодарность. Глубокую благодарность выражаю заслуженному деятелю науки РФ доктору с.х. наук Посыпанову Г.С. за методическую помощь при завершении диссертационной работы.