Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
1.1. История, ботаническая характеристика и биологические особенности мальвы 7
1.2. Агротехнические приемы возделывания как фактор формирования высокопродуктивных агрофитоценозов 22
2. Условия и методика проведения исследований 32
2.1. Агроклиматические условия Среднего Поволжья и Самарской области 32
2.2. Погодные условия за годы исследований 42
2.3. Агротехника и методика проведения опытов 46
3. Хозяйственно - биологические особенности и сравнительная продуктивность кормовых видов мальвы 50
3.1. Фенологические наблюдения 50
3.2. Урожай зеленой массы и сухого вещества 52
3.3. Химический состав и кормовая ценность урожая 53
3.4. Семенная продуктивность видов мальвы 54
4. Влияние способов посева и норм высева на продуктивность, химический состав и кормовую ценность 56
4.1. Полнота всходов, густота стояния и сохранность растений
4.2. Урожайность, химический состав и питательная ценность зеленой массы мальвы
4.3. Семенная продуктивность мальвы
5. Влияние режима использования травостоя на продуктивность мальвы 65
5.1. Рост, развитие и фотосинтетическая деятельность растений в посевах 65
5.2. Урожайность и химический состав зеленой массы мальвы 70
5.3. Продуктивность и питательная ценность 72
6. Влияние размера семян мальвы на посевные качества и продуктивность агрофитоценоза 75
6.1. Элементы структуры биологического урожая семян 75
6.2. Посевные качества семян 77
6.3. Урожайность растительной массы и семенная продуктивность 80
7. Энергетическая и экономическая оценка эффективности приемов возделывания мальвы 82
7.1. Энергетическая эффективность возделывания мальвы 82
7.2. Экономическая оценка эффективности возделывания мальвы на корм и семена 84
Выводы 89
Рекомендации для производства и селекционной
Практики 91
Список литературы 92
Приложения 107
- История, ботаническая характеристика и биологические особенности мальвы
- Агроклиматические условия Среднего Поволжья и Самарской области
- Фенологические наблюдения
- Рост, развитие и фотосинтетическая деятельность растений в посевах
Введение к работе
Актуальность темы. В зоне Среднего Поволжья особое значение в укреплении кормовой базы животноводства имеет подбор высокоурожайных, высокобелковых культур. В настоящее время в системе кормопроизводства региона используется крайне ограниченное число видов растений. Расширение ассортимента кормовых культур за счет интродукции новых видов может стать дополнительным источником увеличения производства дешевых, энергонасыщенных и высокобелковых кормов.
Производственное испытание в различных регионах показало, что дополняющей традиционные кормовые культуры может стать мальва, которая характеризуется высокой экологической пластичностью и адаптивностью, превосходно сочетает высокую продуктивность с отличными кормовыми достоинствами, рационально использует агроклиматические условия зоны, обладает устойчивым семеноводством.
Как высоко засухоустойчивая культура мальва представляет большой интерес в зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения лесостепи Среднего Поволжья.
Мальва - новая кормовая культура для Среднего Поволжья, поэтому особую актуальность приобретают исследования, направленные на изучение биолого-экологических основ создания высокопродуктивных агроценозов однолетних видов кормовых мальв и разработка основных приемов технологии возделывания.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в научном обосновании формирования высокопродуктивных агроценозов однолетних видов кормовых мальв и разработки технологических приемов их возделывания в условиях лесостепи Среднего Поволжья.
В задачи исследований входило:
- провести сравнительную оценку кормовых видов мальв; - изучить особенности роста, развития и формирования урожая мальвы в зависимости от способов посева и норм высева;
- установить влияние способов посева и норм высева на продуктивность мальвы, химический состав и кормовые достоинства;
- изучить фотосинтетическую деятельность посевов мальвы в зависимости от режима использования травостоя;
- установить влияние сроков использования травостоя на продуктивность, химический состав и кормовые достоинства зеленой массы мальвы;
- установить влияние размера семян мальвы на посевные качества и продуктивность агрофитоценоза;
- дать энергетическую и экономическую оценку возделывания мальвы в зависимости от способов посева и норм высева.
Научная новизна. Впервые для условий лесостепи Среднего Поволжья разработаны основные приемы технологии возделывания нового сорта мальвы Волжская, обеспечивающие ежегодно стабильный урожай зеленой массы и семян. Установлены оптимальные способы и нормы посева, сроки скашивания зеленой массы мальвы, эффективность приемов технологии возделывания.
Практическая ценность работы. На основании проведенных исследований разработана и рекомендована производству технология возделывания мальвы мелюки сорта Волжская, обеспечивающая получение 1,15 т/га семян, 50,7 т/га зеленой массы, 9,6 т/га кормопротеиновых единиц.
В соавторстве создан сорт мальвы курчавой Удача, включенный в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации.
Результаты исследований прошли производственную проверку: в крестьянском хозяйстве «Шанс» Борского района, подсобном хозяйстве завода «Прогресс» Богатовского района, колхозе «Первое мая» Сергиевского района и рекомендованы к широкому внедрению.
Основные положения, выносимые на защиту;
- сравнительная оценка кормовых видов мальв; - элементы технологии возделывания мальвы сорта Волжская на корм и семена, базирующиеся на управлении продукционным процессом путем оптимизации норм, способов посева и сроков скашивания;
- энергетическая и экономическая оценка технологии возделывания мальвы на корм и семена.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы ежегодно докладывались на заседаниях отдела кормовых и нетрадиционных культур ГНУ Поволжский НИИСС; на международной научно-практической конференции/ Современные методы адаптивной селекции зерновых и кормовых культур// ГНУ Поволжский НИИСС, 2003; на научно-практической конференции/Актуальные проблемы АПК в XXI веке// Самарская ГСХА, 2004; на международной научно-практической конференции /Пути решения проблемы стабилизации урожая и качества продукции зерновых и кормовых культур// ГНУ Поволжский НИИСС, 2004; на II Международной научно-практической конференции/ Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы//Пенза, 2004..
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 144 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций для производства и селекционной практики, обзора литературы, содержит 26 таблиц, 33 приложения, 6 рисунков. Список использованной литературы включает 157 источников, в том числе 10 иностранных авторов.
По теме диссертации опубликовано 4 научные статьи и получено авторское свидетельство на сорт мальвы Удача.
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю -член-корреспонденту РАСХН, доктору сельскохозяйственных наук, профессору, заслуженному агроному РФ, Глуховцеву Владимиру Всеволодовичу, а также глубокую признательность кандидату сельскохозяйственных наук Ка-зарину Владимиру Федоровичу, старшему научному сотруднику Гуцалюк Марии Ивановне и всему коллективу отдела кормовых и нетрадиционных культур за оказанную помощь и содействие при выполнении работы.
История, ботаническая характеристика и биологические особенности мальвы
В Советском Союзе мальву впервые начал изучать в 1932 г. Медведев П.Ф. на опытных участках ВИРа в г. Пушкине Ленинградской области. Так, в процессе изучения мальвы мелюка и мальвы курчавой им было установлено, что в зеленой массе содержится большое количество протеина, по количеству которого, а также по содержанию других питательных веществ они мало уступают зеленой массе клевера и люцерны. На основании полученных данных был сделан вывод о целесообразности использования мальвы на зеленую подкормку и качестве нового ценного силосного растения.
С 1950 г. СЗНИИСХом было положено начало селекционной работе с наиболее ценными кормовыми видами мальвы (мелюка, курчавая и мутовчатая). В результате многолетних исследований Медведевым П.Ф. был выведен первый сорт мальвы Силосная, характеризующийся высокой продуктивностью, отавностью и холодостойкостью, что нашло свое подтверждение при испытании этого сорта в 70 областях и 6 автономных республиках.
В 1953-1959 гг. исследования по изучению биологических особенностей роста и основных приемов выращивания высоких урожаев зеленой массы и семян мальвы были проведены в ВИКе Олешко К.С. (1962).
С 1957 г. проводилось изучение мальвы курчавой на Омутинском Государственном сортоучастке Тюменской области Зозулей В.Ф. (1962), основное внимание которого было сосредоточено на внедрении этого растения в производство. Кроме того, он совместно с Ращенко И.Н. проводил селекционную работу, что позволило вывести новый сорт мальвы курчавой Сибирская, отличающийся не только высокой урожайностью, но и хорошими питательными достоинствами. На Украине Чернобритвенко СИ был выведен сорт мальвы мелюка Днепропетровская, пригодный для южных районов. Однако комплексные исследования биоморфологических особенностей, экологической устойчивости, кормовых качеств, продуктивности, места в культуре, использования, взаимовлияния их с другими культурами в агро-фитоценозах однолетних видов семейства мальвовых не проводились. Необходимо отметить также, что все исследования до сих пор проводились на видовом уровне из-за отсутствия сортов и гибридов. Все эти факторы вместе и сдерживали широкое распространение высокопродуктивных кормовых видов мальв в сельскохозяйственном производстве России.
Ботанико-морфологическая характеристика. Род Мальва, или Просвирник (Malva L.), относится к семейству Мальвовых и включает около 125 видов. На территории России и стран СНГ произрастает 22 ее вида, большинство из которых имеют кормовое значение. Для возделывания в культуре перспективны высокорослые, с неполегающим стеблем, высокоурожайные виды — мальва мелюка (М. meluca Graebn), курчавая (М. crispa L.), мутовчатая (М. verticiUata L) и лесная (М. sylvestris L.) (прилож. 33). Эти виды имеют много общего в биологии, морфологии и в технологии возделывания (Вавилов П.П., Кондратьев А.А,, 1975; Маткевич В.Т., Маткевич А.П., Лукьянец О.А., 1996).
Мальва мелюка представляет собой травянистое однолетнее растение, стебель прямостоячий, несколько искривленный в узлах, высота 160 -270 см, корневая система у растений стержневая, мощная, главный корень хорошо разветвленный. Листья черешковые, 5-7 лопастные, сердцевидные, с антоциановым пятном в центре, крупные. Облиственность растений 35-40%. Цветки у растений мелкие, многочисленные, располагаются по 4-10 штук в пазухах листьев, образуя мутовки. Плод - открытая коробочка, состоящая из 10 морщинистых плодиков (семян). Семена мелкие, светло-коричневые; масса 1000 штук - 2,8-3,6 г (Зозуля В.Ф., 1967; Казарин В.Ф., Гуцалюк М.И., Ермолаев В.А.3 1996).
Мальва мутовчатая — стебель прямостоячий, ветвистый, непра-вильноокруглый, высота 110-210 см, листья сердцевидные, 5-лопастные, бороздчато-зубчатые, средней величины. Черешки длинные, вверху волосистые. Цветки сидячие, собраны при основании листьев по 4-Ю штук, образуя мутовку, лепестки почти в два раза длиннее чашечки. Плод — коробочка, состоящая в среднем из 10 семянок, скрепленных в высохшей чашечке и легко осыпающихся. Семянки поперек морщинистые, темно- коричневые. Масса 1000 семян - 3,2-4,2 г (Медведев П.Ф., 1950; Моисеев К.А., Фролова Н.П., 1968; Рахметов Д.Б., 1998)..
Мальва курчавая - стебель прямой, слабо ветвистый, неправильно-округлый, высота 130-230 см, листья полые, сочно-зеленые, 5-лопастные, по краям складчато-волнистые (курчавые), на длинных черешках. Цветки собраны в пазухах листьев по 3-7 штук. Плод - коробочка, состоящая из 10-11 поперек морщинистых, с туповатыми краями семянок светло-коричневой окраски. Масса 1000 семян -3,0-4,1 г (Боровик Р.В., Титаренко Л.А., 1970; Жарков Н.П., 1973).
Листья у мальвы лесной на очень длинных черешках, значительно превышающих длину листовой пластинки, особенно, в нижнем и среднем ярусах. Пластинки округлые, при основании сердцевидные, 5-й и 7-й лопастные. Лопасти полукруглые или широкояйцевидные, не более 1/3 диаметра листовой пластинки. Нижние листья значительно крупнее, чем верхние. Их размер так же меняется в зависимости от условий выращивания. В среднем листовая пластинка имеет 7-9 см в длину и 11-13 см - в ширину. Черешок 15-18 см длиной (Дубенюк А.П., Пименов К.С., 1995; Рахметов Д.Б., 2001).
Генеративные органы видов мальвы - бутоны, цветки и плоды, почти ничем не отличаются между собой. Нет существенной разницы и по форме, размерам и в характере размещения генеративных органов (кроме м. лесной, которая имеет в два раза крупнее цветки и нераспадающиеся плодики, в отличии от остальных видов).
Цветки у них расположены в пазухах листьев в виде завитка (клубочка) по несколько, чаще 8-10 штук. Цветение идет снизу вверх. Цветки правильные, актиноморфные, на весьма коротких цветоножках 2-7 мм, иногда до 25. Цветки мелкие диаметром 8-15 мм, а у мальвы лесной гораздо крупнее - 20-30 мм. Венчик пятилопастный, окраска в зависимости от вида варьирует от белой до красновато-фиолетовой, чашелистиков 5. Тычинки многочисленные, со сросшимися нитями. Чашечка с широко-треугольными острыми долями. Ширина в средней части достигает 4-6 мм, длина - 8-9 мм. Светло-зеленая, при плодоношении - желтовато-буроватая, прикрывающая долями лепестки, с выдающейся сетью жилок. Жестковато-волосистая, по краю рес-нитчато-волосистая (Олешко К.С., 1961; Морошан А.Е., 1969; Онищенко С.А., 1987).
Агроклиматические условия Среднего Поволжья и Самарской области
Геоморфологическое районирование и рельеф. Среднее Поволжье в почвенном и климатическом отношении имеет ряд особенностей, которые в большей степени определяют направление и уровень сельскохозяйственного производства.
В комплексном природно-сельскохозяйственном районировании земельного фонда России выделены Заволжская степная и Предуральская лесостепная провинции, которые входят в состав лесостепной и степной зон умеренного природно-сельскохозяйственного пояса.
В настоящее время на территории Предуральской лесостепной провинции находятся следующие административные подразделения: Пензенская, северные и центральные районы Самарской, юго-восточные Ульяновской, северо-западные Оренбургской областей; южные районы Башкирии, Татарии и Удмуртии.
В Заволжской степной провинции расположены: южные районы Самарской и Оренбургской, юго-восточные Саратовской областей.
Самарская область расположена в глубине Европейского материка в юго-восточной части Русской платформы в среднем течении реки Волги. Она занимает площадь 53,6 тысяч км2, простираясь с севера на юг на 335 км, с запада на восток -315 км (Захаров А.С, 1971; Почвы..., 1985; Физическая карта...,1978; 1990). Река Волга делит территорию области на две неравные части - правобережную (меньшую) - Предволжье и левобережную Заволжье, занимающую 90% всей площади и заметно отличающуюся по рельефу.
Правобережная часть представлена такими геоморфологическими районами, как Приволжская лесостепь и Самарская Лука. Приволжская лесостепь является частью Приволжской возвышенности. Это район наибольшего развития плоскостной линейной эрозии, что обуславливается значительной крутизной склонов, большим количеством оврагов и балок.
В левобережной части выделяются следующие геоморфологические районы: Высокое Заволжье, Прикондурчинская лесостепь, Низменное и Сыр-товое Заволжье (крайняя северо-восточная часть области), характеризуются сложным увалистым и холмисто-увалистым, резко расчлененным рельефом, обуславливающим интенсивное развитие здесь эрозионных процессов.
Прикондурчинская лесостепь имеет сравнительно спокойный рельеф. В этой части области преобладают плосковыпуклые увалы с пологими протяженными склонами. Во всей лесостепной зоне области это наиболее освоенная под сельскохозяйственное производство территория. В эрозионном отношении она наименее опасна.
Низменное Заволжье тянется широкой полосой вдоль левого берега Волги, доходя на востоке до реки Кондурчи и возвышенности Общий Сырт, большая часть Низменного Заволжья занимает современную и древнюю долину реки Волги, состоящую из древних волжских террас, а также террас Самары и Кинеля. Это ровные пространства с практически полным отсутствием легкорастворимых солей во всей толще почв и грунтов, вследствие чего данная территория особенно благоприятна для развития орошаемого земледелия (Природа...,1990; Почвы...,1985; Обедиентова Г.В., 1988).
К востоку от р. Волга и юго-восточнее р. Самары расположена обширная равнина Сыртового Заволжья с волнисто-увалистой поверхностью, широкими речными долинами и плоскосклонными водоразделами. Сильно измятый холмисто-увалистый характер рельефа наблюдается на крайнем юго-востоке Сыртового Заволжья, занятого отрогами Общего Сырта.
Геологическое строение и почвообразующие породы. Территория Самарской области сложена осадочными породами палеозоя, мезозоя и кайнозоя, которые покоятся на кристаллическом фундаменте Русской платформы докембрийского времени, залегающем на глубине 1500-5 000м,
В геологическом строении района исследований участвуют отложения каменноугольной, пермской, триасовой, юрской, меловой, третичной и четвертичной систем. Наиболее древние каменноугольные отложения (известняки и доломиты) обнаружены лишь на северной окраине Самарской Луки, в районе Жигулевских гор, и они почти не принимают участия в почвообразовании.
В качестве почвообразующих пород в Самарской области выступают разнообразные по генезису, возрасту, минералогическому и гранулометрическому составу геологические образования, различные продукты их выветривания и переотложения (Милановский Е.В., 1940; Иванов A.M., Поляков К.В., 1960; Востряков А.В., 1967; Обедиентова Г.В., 1988; Почвы..., 1985; Природа..., 1990).
Почвы. Почвенный покров области достаточно разнообразен и подчинен строгой широтной зональности. Это обусловлено, во-первых, расположением территории области в пределах двух природных (лесостепной и степной) зон; во-вторых, местными особенностями рельефа, грунтов, гидрологических условий и, в-третьих, постепенным изменением биоклиматических факторов с севера на юг (Почвы..., 1985; Прохорова Н.В., 1996).
Почвенный покров области представлен главным образом черноземами, составляющими 85% площади сельскохозяйственных угодий и 92% пашни. Среди черноземов преобладают выщелоченные, типичные, обыкновенные и южные, удельный вес которых в сельскохозяйственных угодьях области, согласно данным института Волгогипрозем, составляет соответственно 18,0%, 25,5%, 14,7% и 25,7%, в пашне - 20,4%, 25,4%, 17,5% и 27,5%. В лесостепной зоне наибольшее распространение имеют выщелоченные и типичные черноземы, в степной - южные и обыкновенные.
Солонцеватые и засоленные почвы занимают 171,1 тыс. га сельскохозяйственных угодий. Они распространены главным образом в степной зоне. Абсолютное большинство почв области (до 80%) имеет глинистый и тяжелосуглинистый механический состав. Почвы среднесуглинистого механического состава составляют около 11% территории, легкие почвы (легкосуглинистые и супесчаные) - около 7% (Почвы.,,, 1985).
По содержанию гумуса почвы области в основном средне- и малогмус-ные. По данным института Волгогипрозем за последние 20 лет значительно увеличился удельный вес малогумусных почв (с 38,0% до 48,0%»), тучные черноземы с содержанием гумуса больше 9,0% занимают в настоящее время незначительную площадь - 0,6%, в шестидесятых годах их насчитывалось более 6,0%. По мощности гумусного горизонта почвы средне (46,0%) - и маломощные (44,0%) (Научная стратегия..., 1996).
Согласно природно-сельскохозяйственному районированию территория области находится в пределах двух природных зон — лесостепной и степной. Лесостепная зона охватывает северную часть области до линии рек Волга, Самара, Малый и Большой Кинель. В лесостепной зоне выделяют две природно-сельскохозяйственные провинции - Среднерусская и Предураль-ская. Степная зона охватывает центральную и южную части области, в данную зону входит одна природно-сельскохозяйственная провинция - Заволжская (Разумова М.М., 1964).
В пределах лесостепной зоны выделяется подзона серых лесных почв, оподзоленных, выщелоченных и типичных черноземов. Преобладающими почвами здесь являются черноземы выщелоченные и типичные среднегумус-ные среднемощные тяжелого гранулометрического состава. Средняя мощность их гумусных горизонтов равна 50-60 см, содержание гумуса колеблется в пахотном слое в пределах 7,4-7,6% (Почвенная карта.,., 1988; Почвы..., 1985; Природа..., 1992). Доля солонцеватых и засоленных почв невелика. Северные и северо-восточные районы наиболее расчленены и возвышенны, поэтому здесь очень интенсивно проявляются процессы водной эрозии и отмечен наибольший удельный вес эродированных почв — в Клявлинском, Сергиевском, Похвистневском, Исаклинском районах (Почвы..., 1985).
Фенологические наблюдения
При проведении экспериментальных работ использовались различные методы исследования: лабораторный, лабораторно-полевой и полевой опыты.
Полевые опыты закладывались на полях экспериментального кормового севооборота Поволжского научно-исследовательского института селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова.
Содержание гумуса 6,6-7,2%, мощность гумусового горизонта 50-65 см. Сумма обменных оснований высокая с преобладанием поглощенного кальция, признаки солонцеватости отсутствуют. Общее содержание растворимых солей 0,14%. Преобладающими солевыми компонентами являются бикарбонаты, их содержание 1,54%» мг/экв. Такое накопление двууглекислых солей повышает щелочность почвенного раствора в верхних слоях — до рН7,2 -7,3, в глубинных до рН 7,8, что связано с генетическими особенностями черноземов, то есть формированием их на дереватах древних карбонатных пород. Объемная масса в слое - 0-30 см - 1,05 г/см3, 0-100 см - 1,28 г/см3, содержание легкогидролизуемого азота в пахотном слое - 11,6-13,2 мг, подвижного фосфора- 15,8-19,9 и калия - 14,5-20,1 мгна 100 г почвы.
Полевые опыты закладывались в четырехкратной повторносте, учетная площадь делянок - 25 м2, агротехника общепринятая в Самарской области для культур раннего срока сева. Опыт 1.- Хозяйственно - биологические особенности и сравнительная продуктивность кормовых видов мальвы. Изучались 7 сортообразцов мальвы различных видов: по два образца м. мелюка, м. курчавой, м. мутовчатой и один образец м, лесной. Опыт 2. - Влияние способов посева и норм высева на продуктивность, химический состав и кормовую ценность мальвы. Изучались два способа посева: - сплошной рядовой с междурядьями 15 см и нормой высева семян 3,0, 4,0, 5,0 и 6,0 млнУга. - широкорядный с междурядьями 45 см и нормой высева 1,5, 2,0 2,5 и 3,0 млн./га по следующей схеме 2А х 4В, где фактор А - способ посева, В - норма высева семян. Опыт 3. — Влияние режима использования травостоя на продуктивность мальвы. Укосы проводились в фазы бутонизации, цветения, созревания. Опыт 4. — Влияние размера семян мальвы на посевные качества и продуктивность агрофитоценоза. Посев проводился семенами мальвы Волжской разделенными на фракции: более 2,4 мм; 2,2-2,4 мм; 2,0-2,2 мм; 1,8-2,0 мм; 1,5-1,8 мм и менее 1,5 мм. Экспериментальная работа проводилась с учетом методики Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1979); методики полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) Б.А. Доспехова (1985); основных методических указаний по проведению полевых опытов с кормовыми культурами (1983). Метеорологические наблюдения проводились в течение всей вегетации по отдельным периодам, от посева до всходов, от всходов до каждого срока укоса или фазы развития. Фенологические наблюдения велись по общепринятой методике с отметкой даты посева, всходов, бутонизации, цветения, образования коробочек, зеленой и полной спелости. Началом каждой фазы считалось вступление 10% растений в данную фазу, а полной - 75%. Густота стояния и полевая всхожесть семян определялась на закрепленных площадках после полных всходов растений и перед уборкой на семена. Динамика линейного роста путем измерений высоты растений в 20 пунктах делянки. Прирост надземной массы определяли по методике профессора Ливанова К.В. (1971). После взвешивания определяли выход абсолютно-сухого вещества. Ассимиляционная поверхность листьев определялась методом контуров, путем обвода и взвешивания контуров листовых пластинок в двух повторениях. После взвешивания и сопоставления с массой листьев на 1 м2 вычислялась площадь листьев на гектаре. Фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза определялись по формуле Ничипоровича и др. (1961); Валовую энергию в сухом веществе растений и кормов рассчитывали по формуле: ВЭ=23,9П+39,8Ж+20К+17,5БЭВ, где ВЭ - валовая энергия, МДж/кг; П - содержание сырого протеина, г; Ж - жира, г; К - клетчатки, г; БЭВ - безазотистых экстрактивных веществ, г/кг. Обменная энергия в сухом веществе корма определялась по формуле Аксельсона в модификации Григорьева Н.Г., Волкова Н.П.: ОЭ=0,73 х ВЭ 1кг СВ (1-сК х 1,05), где ОЭ - обменная энергия, МДж/кг; 0,73 - коэффициент обменности; сК - сырая клетчатка; (1-сК х 1,05) -коэффициент, отражающий понижающее действие клетчатки на энергетическую ценность корма (Метод. ВАСХНИЛ, 1984; Васин В.Г., Зорин А.В., 1998; Казарин В.Ф., Фролова Л.Ф., 2003). Структурный анализ растений проводился перед уборкой на семена. Химические анализы проводились в агрохимической лаборатории ГНУ Поволжский НИИСС им. П.Н. Константинова. Методика общепринятая: общий азот - по Кьельдалю; жир - по сухому остатку в экстракторе Соксле-та; клетчатка - по Греннебергу и Штоману; каротин - по Цирелю; золу по методу сжигания; БЭВ - расчетным методом. Содержание кормовых единиц определяли путем пересчета химического состава с помощью коэффициента переваримости по Томмэ М.Ф. (1964), Смурыгину М.А. (1977). Экономическую оценку эффективности выращивания мальвы проводили по методике Шпилько А.В. и др. (1998) на персональном компьютере с помощью программ, разработанных на кафедре экономики АПК в Самарской ГСХА в сопоставимых ценах (Метод, рек. ВАСХНИЛ, 1989; Васин В.Г., Зорин А.В., 1998). Уборка урожая проводилась малогабаритным комбайном «Сампо-500». Урожайность семян приводилась к 100% чистоте и 14% влажности. Основные результаты исследований обрабатывались на персональном компьютере методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1973).
Рост, развитие и фотосинтетическая деятельность растений в посевах
Фотосинтез - важнейшая функция жизнедеятельности растений. В процессе фотосинтеза растения преобразуя солнечную радиацию в энергию химических связей, создают материальную и энергетическую основу для собственного роста и развития.
За более чем 200-летний период, прошедший после открытия фотосинтеза проведено большое количество исследований по изучению различных сторон этого сложного процесса. Существенный вклад в разработку теории фотосинтеза внесли Ничипорович А.А., (1956, 1961, 1963, 1977), Leach J, (1979), Будаговский А.И., Ничипорович А.А., Росс Ю.К., (1964), Тооминг Х.Г. (1977, 1984), Сиротенко О.Д., (1981), Полуэктов Р.А. и др., (1980) и др.
Фотосинтетическая деятельность посевов определяется главным образом площадью листьев, фотосинтетическим потенциалом (ФП), чистой продуктивностью фотосинтеза (ЧПФ) и приростом сухой биомассы растений (Ничипорович А.А., 1961, 1963; Вознесенский В.Л., Зеленский О.В., Семиха-това О.А., 1965; Шатилов И.С. и др., 1975; Гуляев Б.И., 1980).
Листьям принадлежит ведущая роль в процессе фотосинтеза, что определено филогенезом самого растения. Как отмечают Росс Ю.К. (1975) из всей поглощенной растительным покровом энергии на долю листьев приходится 80-90%, остальная часть принадлежит стеблям, ветвям и другим зеленым органам (Митрофанов Б.А. и др., 1969, Росс Ю.К., 1975, Шатилов И.С. и др., 1979).
В процессе фотосинтеза образуется до 90-95% сухой биомассы растений, поэтому в формировании программируемых урожаев этому процессу принадлежит ведущая роль (Устенко Г.П., 1963; Ничипорович А.А., 1963; ЕльчаниноваН.Н., 1974;ТоомингХГ., 1977; Кулаковская Т.Н., 1990). Основным показателем, характеризующим состояние фотосинтетической деятельности растений, является площадь листьев. Многие исследователи отмечают, что высокие урожаи можно получить только тогда, когда происходит быстрое формирование оптимальной площади листьев, которая затем долго сохраняется в активном состоянии и в конце вегетационного периода уменьшается, отдавая ассимилянты на формирование продуктивных органов (Ничипорович А.А., 1977, Хит О., 1972, Kramer Р., 1981, Кулаковская Т.Н., 1990). Оптимальная площадь листьев сильно варьирует и по утверждению одних авторов находится в пределах 40-50 тыс. м2/га (Ничипорович А.А., 1956, 1961, 1963, Корнилов А.А., 1970, Шатилов И.С., Бабиков А.И., 1970, Кулаковская Т.Н., 1990), по мнению других, особенно, при оптимизации технологии возделывания и высоком уровне прихода ФАР, максимальную продуктивность могут обеспечить посевы, у которых площадь листьев достигает 60-80 тыс. м2/га (Устенко Г.П., 1963, Листопад Г.Е., Иванов А.Ф., Климов А.А., Филин В.И., 1987). Ничипоровичем А.А. (1956) было установлено, что при увеличении площади листьев до 30-40 тыс. м2/га процент поглощенной энергии пропорционально повышается, но при чрезмерном ее развитии в посевах ухудшается освещенность средних и особенно нижних ярусов, снижаются интенсивность и чистая продуктивность фотосинтеза. Для мальвы характерно медленное нарастание листовой поверхности в начале вегетации. Это является отрицательным качеством, поскольку нерационально (незначительно) используется поступающая ФАР для формирования фитомассы. В среднем за 2001-2003 гг. за период всходы - бутонизация площадь листовой поверхности с 1 га посевов нарастала медленно и к фазе бутониза 67 ции не превышала 31,7 тыс. м2/га (прилож.18). Увеличение площади листьев происходило от фазы бутонизации до фазы полного цветения. Изменение площадей листовой поверхности по фазам развития мальвы представлены на рисунке 4. Максимальная площадь листовой поверхности отмечалась в фазу цветения и составляла в среднем 41,3 тыс. м2/га. К концу вегетации площадь листовой поверхности уменьшалась в связи с отмиранием листьев нижнего яруса. Агрометеорологические условия в годы проведения исследований оказывали существенное влияние на величину листовой поверхности, но в целом они отражали ранее выявленные закономерности. Для оценки возможной продуктивности посевов мальвы необходимо принимать во внимание и суммарную площадь листьев в течение вегетации растений. Продуктивность посевов мальвы определяется фотосинтетическим потенциалом (ФП) - важным показателем функционирования ассимиляционного аппарата растений. Этот показатель учитывает не только величину листовой поверхности, но и длительность ее работы. Фотосинтетический потенциал посевов мальвы в начале вегетации был невысоким. С дальнейшим интенсивным приростом площади листьев увеличивалась величина ФП (рис. 5). В благоприятных условиях 2001 года растения продолжали наращивать листовой аппарат в течение всего периода вегетации. К фазе образования коробочек снижение площади листьев было незначительно (с 39,8 до 39,3 тыс. м2/га). Поэтому снижения фотосинтетического потенциала к концу вегетации не происходило. В 2001 г. ФП за весь период вегетации составил 2236 тыс. м2/га дней (прилож.19). В 2002 году фотосинтетический потенциал был значительно меньше -2112 тыс. м2/га дней. В острозасушливых условиях года листовой аппарат растений быстро старел и отмирал, поэтому к фазе созревания наметилась тенденция к снижению ФП.
Максимальное значение ФП из трех лет исследований был в 2003 г. -2752 тыс. м2/га дней. Большое количество осадков, выпавших в период вегетации, позволило растениям быстро сформировать большую ассимиляционную поверхность. Так как величина площади листовой поверхности непосредственно связана с величиной ФП, этот показатель был достаточно высоким на протяжении всего периода вегетации (663-729 тыс. м2/га дней) и возрастал по мере прохождения фаз развития. Конечным результатом работы фотосинтетического аппарата является накопление сухого вещества в растениях. Наряду с размерам листовой поверхности и величиной фотосинтетического потенциала общая продуктивность посева определяется интенсивностью работы ассимиляционного аппарата или величиной чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ). ЧПФ выше в ранние периоды вегетации, что связанно с равномерным освещением растений и накоплением сухого вещества.
Чистая продуктивность фотосинтеза находится в обратной зависимости от суммарных размеров площади листьев, т.е. с увеличением фотосинтетического потенциала, ЧПФ уменьшалась вследствие снижения интенсивности ростовых процессов и ухудшения освещенности внутри травостоев и смозатенения растений (рис. 6).
