Введение к работе
Актуальность работы. Решающим фактором успешной реализации задач по развитию сельскохозяйственного производства является адаптивная стратегия земледелия, сменившая техногенные системы. В этой связи большое народнохозяйственное значение имеет разработка основных агротехнических приемов выращивания высокопродуктивных, адаптивных, энергосберегающих агроценозов, обеспечивающих повышение устойчивости кормовой базы и природоохранной роли кормовых культур, в том числе в условиях воздействия техногенных стрессоров.
Решение актуальной проблемы увеличения производства полноценных кормов можно осуществить путем производственной интродукции экотипов ценных дикорастущих видов трав местных популяций, разработки агротехнических приемов повышения их продуктивности по принципу организации естественных растительных сообществ, расширения набора растений, обладающих высокой устойчивостью к неблагоприятным почвенно-климатическим условиям (засуха) и почвоулучщающими свойствами.
В условиях ограниченных возможностей для сельского хозяйства горной зоны эффективным способом повышения конкурентоспособности предприятий является диверсификация сельскохозяйственного производства путем расширения посевов культур, используемых в различных отраслях народного хозяйства. В связи с этим, практическую значимость приобретает внедрение в практику растениеводства горной зоны Центральной части Северного Кавказа агроценозов лекарственно-кормовых трав многоцелевого использования, выращивание которых позволит иметь гарантированную прибыль в зависимости от конъюнктуры рынка, смягчить проблему безработицы.
Цель и задачи исследований.
Цель исследований заключалась в разработке ресурсосберегающих агротехнических приемов, обеспечивающих повышение урожайности и качества агроценозов кормовых трав многоцелевого использования, обладающих высокой биологической ценностью и продуктивностью в горных условиях (девясил высокий, окопник шершавый, крапива двудомная и козлятника восточный).
Поставленная цель достигалась решением следующих задач:
- оценка возможности производственной интродукции козлятника восточного, девясила высокого, окопника шершавого и крапивы двудомной из естественного генофонда горной зоны на основе исследования интенсивности самовозбновления, структуры и гетерогенности фитоценозов;
- определение роли суберизации корней и лигнификации стеблей в формировании засухоустойчивости травянистых растений в целях успешной интродукции в районы с неустойчивым увлажнением;
- обоснование модели смешанного агроценоза широколистных трав на основе принципа дифференциации экологических ниш и фитоценотической конкуренции;
- изучение продукционного процесса и хозяйственной продуктивности агроценозов козлятника восточного, девясила высокого, окопника шершавого и крапивы двудомной в монокультуре, парных и полных смесях по срокам вегетации;
- выяснение влияния ценотических (конкуренция) и антропогенных (удобрения) факторов на хозяйственную продуктивность многолетних трав в смешанном агроценозе по сравнению с монокультурами;
- установление качественного состава биомассы агроценозов многолетних трав в смесях и в монокультурах;
- определение степени биогеохимической сбалансированности агроценозов трав в монокультуре и в смеси по азоту и зольным элементам;
- исследование сукцессионного процесса в агроценозах многолетних трав;
- оценка степени накопления агроценозами кормовых трав токсичных элементов и техногенных радионуклидов, изучение роли компонентов смеси в биоиндикации техногенного загрязнения;
- изучение почвенно-биотического комплекса как подсистемы агроценозов многолетних трав;
- энергетическая и социально-экономическая оценка эффективности агроценозов многолетних кормовых трав.
Научная новизна заключается в том, что на основе комплексных исследований впервые в горной и предгорной зонах Центральной части Северного Кавказа:
- разработаны принципы конструирования смешанных агроценозов широколистных кормовых трав;
- дано обоснование развития растениеводства в горной зоне путем его диверсификации, в частности с использованием многолетних лекарственно-кормовых трав, урожай которых имеет неограниченный рынок сбыта для последующего многоцелевого использования;
- разработана методика и предложен принцип оценки засухоустойчивости кормовых трав по степени и интенсивности суберизации корневой системы;
- исследован фитосанитарный статус и природоохранная роль многолетних кормовых трав в агрогеобиоценозах.
Исследования являются составной частью тематического плана НИР КБГСХА (шифр 06.01.0905, номер государственной регистрации 0120.0 802390).
Практическая значимость работы заключается в улучшении экономических показателей сельского хозяйства и повышении уровня занятости населения на 30-40% за счет создания в горной зоне Центральной части Северного Кавказа агроценозов кормовых трав многоцелевого использования с общей рентабельностью 240%, в т.ч. 60% от производства сенажа (по выходу молока). Внедрение в практику растениеводства горной зоны изученных кормовых трав будет способствовать укреплению кормовой базы за счет продления срока кормления ими животных до 10 месяцев в году.
Объект исследований – многолетние кормовые травы (девясил высокий, окопник шершавый, козлятник восточный, крапива двудомная).
Предмет исследований – агротехнические приемы, способствующие повышению продуктивности и качества агроценозов многолетних лекарственно-кормовых трав и получения экологически безопасной продукции.
Основные положения, выносимые на защиту:
1.Теоретическая концепция и количественные параметры оценки засухоустойчивости кормовых трав по степени и характеру суберизации корней при подборе видового состава для районов с неустойчивым увлажнением; эмпирические зависимости выживаемости растений и экологической стратегии видов в условиях почвенно-воздушной засухи от их коэффициента суберизации.
2.Обоснование оптимальной модели смешанного агроценоза многолетних широколистных трав, сконструированного с учетом их эколого-фитоценотических стратегий, вертикальной и горизонтальной структуры, сбалансированности по минеральным веществам.
3.Показатели продукционного процесса, эффективности размножения девясила высокого, окопника шершавого, крапивы двудомной и козлятника восточного в зависимости от условий выращивания; количественные показатели сукцессионного процесса в смешанных агроценозах.
4.Оценка фитосанитарного и микробиологического статуса кормовых трав.
5.Энергетическая и социально-экономическая оценка выращивания смешанных агроценозов лекарственно-кормовых трав в горной зоне Центральной части Северного Кавказа.
Методология исследований заключается в использовании методов полевого эксперимента с применением стандартных методик, приборов, оборудования и обработкой экспериментальных данных методами математической статистики.
Личный вклад автора заключается в постановке проблемы, определении цели и задач исследований, выборе методов, проведении полевых исследований и лабораторных анализов, обработке и анализе полученных данных, подготовке промежуточных и заключительных отчетов о научно-исследовательской работе, опубликовании научной монографии и статей.
Достоверность результатов подтверждается большим объемом экспериментальных данных, полученных в результате десятилетних опытов, достаточным объемом расчетных данных и полученных зависимостей, положительными результатами производственной проверки.
Апробация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований доложены на региональных и Всероссийских научно-практических конференциях (Нальчик, 2001, 2003, 2005, 2006, 2007, 2008, Орел, 2004, 2006, Троицк, 2007, Владикавказ, 2003, Ставрополь, 2003 и др.); на международных научно-практических конференциях и симпозиумах (Москва-Пущино, 2003, 2007, Владикавказ, 2004, 2006, 2007, 2008, Майкоп, 2005, Самара, 2005, 2006, 2007, Саратов, 2007 и др.).
Публикации. Основное содержание и результаты работы изложены в монографии «Оптимизация структуры агроценозов кормовых культур в горной зоне Центральной части Северного Кавказа», в 48 научных статьях, в т. ч. 10 - в рецензируемых ВАК журналах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству. Содержание работы изложено на 363 страницах, в т.ч. основного текста 270 страниц. Работа содержит 79 таблиц, 53 рисунка, 29 приложений. Список использованной литературы насчитывает 647 работ, в т.ч. 99 – на иностранных языках.
