Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1. Значение поливидовых посевов как приёма стабилизации и увеличения производства высококачественных кормов 8
1.2.Влияние минерального питания и сроков скашивания на планируемый урожай и кормовые достоинства 21
2. Условия и методика проведения исследований 32
2.1. Агроклиматические ресурсы Самарской области и Среднего Поволжья 32
2.2.Погодные условия за годы проведения исследований и потенциал продуктивности поливидовых посевов 37
2.3. Агротехника и методика исследований 45
3. Формирование урожая поливидовых посевов однолетних трав в зависимости от расчётных доз NPK на планируемый урожай в кормовом севообороте 49
3.1.Фенологические наблюдения 49
3.2. Густота стояния, полнота всходов и сохранность 53
3.3..Динамика линейного роста и высота растений 59
3.4.Динамика прироста сухого вещества 63
3.5.Фотосинтетическая деятельность растений 67
4. Продуктивность и кормовые качества урожая поливидовых посевов 80
4.1. Урожай зелёной массы и сухого вещества 80
4.2 .Структура урожая 89
4.3.Химический состав и кормовая ценность урожая
4.4.Водопотребление и вынос с урожаем питательных веществ
5. Агроэнергетическая оценка возделывания поливидовых посевов
6. Экономическая эффективность возделывания поливидовых посевов
Выводы
Предложения производству
Список литературы
Приложения
- Значение поливидовых посевов как приёма стабилизации и увеличения производства высококачественных кормов
- Агроклиматические ресурсы Самарской области и Среднего Поволжья
- Густота стояния, полнота всходов и сохранность
- Урожай зелёной массы и сухого вещества
Введение к работе
Актуальность темы Производство продуктов животноводства напрямую зависит от состояния кормовой базы Известно, что уровень и эффективность создания животноводческой продукции определяются в первую очередь количеством потребляемых энергии и протеина, а также их соотношением в кормах В настоящее время кормовая база в стране по всем параметрам не соответствует требованиям развития животноводства Вследствие негативных тенденций в экономике страны продолжается сокращение посевных площадей и снижение продуктивности природных кормовых угодий и пахотных земель
Наиболее актуальной для кормопроизводства и животноводства является проблема кормового белка В настоящее время, в условиях резкого сокращения поголовья скота, при потребности животноводства в переваримом протеине около 11,6 млн т фактически потребляется 10,5 млн т, дефицит переваримого протеина в грубых и сочных кормах составляет 0.7, в концентрированных - 0.4 млн т (А С Шпаков. 2001)
Важным источником растительного кормового белка для условий лесостепной зоны Среднего Поволжья являются однолетние бобовые культуры и их поливидовые посевы с мятликос!вми Однако, их доля в структуре однолетних трав не превышает 30 % Основная масса посевов представлена суданской травой с довольно нестабильной урожайностью по годам и укосной спелостью во второй половине лета Причина недостаточных площадей поливидовых посевов заключается в недооценке хозяйственно-экологических и энергетических свойств этих агрофитоценозов, а также в слабой изученности биологических особенностей и технологии выращивания
До настоящего времени, для засушливых условий лесостепи Среднего Поволжья, не разработана оптимальная структура посевных площадей кормовых культур, до конца не определены наиболее перспективные компоненты для поливидовых посевов однолетних кормовых культур, не изучено взаимодействие различных факторов и пути возможного их регулирования с целью получения высоких и стабильных урожаев
В связи с вышеизложенным, нами была поставлена задача подобрать наиболее продуктивные кормовые культуры в поливидовых посевах, чтобы они отвечали главному требованию - обеспечивали получение высокого и стабильного по годам урожая зелёной массы различного направления использования, сбалансированной по белку и другим показателям качества
Цель исследований. Создать поливидовые агрофитоценозы однолетних кормовых культур с получением стабильного по годам урожая высокого качества различного направления использования на обыкновенном черноземе лесостепи Среднего Поволжья
Задачи исследований. В засушливых условиях лесостепи Среднего Поволжья на обыкновенном черноземе
изучить возможность получения планируемых урожаев зеленой массы на уровне
23 0 и 30.0 т. соответственно 4 и 5 т кормовых единиц с 1 га,
видоизменить состав ранее изученных смесей, включив в них дополнительно
такие культуры как чина, суданская трава, а также вариант с повышенной долей
подсолнечника,
выявить наиболее приемлемые варианты смесей для использования на зеленый
корм и сенаж,
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА Ctlertj
os па
изучить особенности роста и развития растений в простых и сложных
агрофитоценозах. определить показатели фотосинтеза и динамику накопления
сухого вещества в растениях, характер проявления межвидовой конкуренции и
определить долю каждого компонента в урожае зелёной массы и их реакцию на
расчетные дозы минерального питания.
дать теоретическое и практическое обоснование биологической совместимости
возделываемых культур в агроценозе,
сделать сравнительную оценку продуктивности и питательной ценности зеленой
массы в различных вариантах травосмесей,
дать энергетическую и экономическую оценку изучаемых технологических
приёмов;
внедрить наиболее эффективные варианты смесей в производство.
Научная новизна и практическая ценность работы. В проведенных исследованиях дано теоретическое, обоснование создания высокопродуктивных агрофитоценозов поливидовых посевов вики с овсом, ячменем, подсолнечником, чиной, суданской травой и редькой масличной на основе применения удобрений на планируемую урожайность, установлено оптимальное количество и долевое участие компонентов в формировании урожая, выявлены оптимальные сроки уборки
Внедрение разработанных приемов в сельскохозяйственное производство позволяет получать до 30,39 . 36.83 т/га зелёной массы. 7,38 ..8.82 т/га сухого вещества, при обеспеченности корма переваримым протеином 109 ..123 г/корм ед
Установлена целесообразность уборки поливидовых посевов в фазу цветения бобовых культур на зелёный корм и в фазу побурения нижних бобов на сенаж с нистым энергетическим Доходом 41.42...78.38 ГДж/га.
Результаты исследований прошли производственную проверку в колхозе им Куйбышева Кинельского района, ГУП ПЗ «Дружба» Кошкинского района и ГУП СО "Новокуровское" Хворостянского района Самарской области и рекомендованы к широкому внедрению.
Апробация работы. Основные вопросы диссертации докладывались и были одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников Самарской ГСХА (2000 ..2004 гг.), на заседаниях кафедры растениеводства Самарской ГСХА (2000...2004 гг.). По теме диссертации опубликовано 10 научных работ
Представленная работа является составной частью научно-исследовательских работ кафедры растениеводства Самарской ГСХА «Разработать приемы возделывания и использования кормовых культур, обеспечивающие в севооборотах Среднего Поволжья получение полноценной экологически чистой продукции на неорошаемых землях не менее 4 ..5 тыс корм, ед с 1 га при одновременном сохранении и повышении плодородия почвы». № гос. регистрации 01.950000894.
Работа выполнялась на кафедре растениеводства в период 2000 ..2002 гг. под руководством заведующего кафедрой растениеводства, заслуженного деятеля науки РФ, доктора сельскохозяйственных наук, профессора Васина Василия Григорьевича, при участии кандидата сельскохозяйственных наук, доцента Васина Алексея Васильевича
Положения, выносимые на защиту: "поливидовые посевы вика 1,2 +овёс 1,0 + ячмень 1,25 + подсолнечник 0,1 (0.2) + редька масличная 10 млн всхожих семян на 1 га на 20-22% урожайнее вико-овсяной смеси и их.урожаиность стабильнее по годам на 8-10%;
лучшим качеством отличается зелёная масса, убираемая на зеленый корм, но наибольший сбор кормовых единиц (4.86...7,80 тыс/га), лереваримого протеина (0.580..0.902 т/га), обменной энергии (50,78...78,38 ГДж/га) обеспечивает уборка на сенаж в фазе молочно-восковой спелости зерна мятликовых и побурения нижних бобов у бобовых культур;
поливидовые посевы, с участием вики, овса, ячменя, подсолнечника, чины и редьки масличной отличаются наименьшим расходом воды на единицу урожая. С повышением уровня минерального питания расход воды снижается; Наибольшей энергетической и экономической эффективностью отличаются травосмеси с участием вики, овса, ячменя, подсолнечника и редьки масличной при внесении удобрений на планируемую урожайность 23,0 и 30.0 т/га зелёной массы.
Структура и объём работы. Диссертация изложена на 136 страницах и состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству, включает 43 таблицы, 15 рисунков. 54 приложения на 86 страницах. В списке литературы 268 наименования, в том числе 11 зарубежных авторов.
Полевые опыты в 2000 году закладывались на четвёртом, в 2001 году на пятом, а в 2002 году на шестом полях экспериментального кормового севооборота № 1 научно-исследовательской лаборатории «Корма» кафедры растениеводства Самарской ГСХА. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый с содержанием в пахотном слое (2000...2002 гг.) легкогидролизуемого азота 10,2...12,3 мг, подвижного фосфора 13,4... 15.3 и обменного калия 17,4...23.9 мг на 100 г почвы. Увлажнение естественное.
Район проведения опытов характеризуется резкими температурными контрастами, интенсивной ветровой деятельностью, пониженным увлажнением (410 мм осадков в год, из них 215 мм за вегетационный период, ГТК 0.82). Продолжительность активной вегетации культур (период со среднесуточной температурой выше 10С) колеблется от 140 до 150 дней. Сумма температур за этот период достигает 2500...2700С.
Погодные условия за годы исследований были различные. В этот период (2000...2002 гг) встречались как довольно благоприятные для роста и развития однолетних трав годы (2000 и 2001 гг.). их ГТК равен 0.77 и 0,67, так и недостаточно благоприятный 2002 год (ГТК=0,53).
Агротехника опыта - общепринятая для лесостепи Среднего Поволжья, Варианты опыта предусматривали использование посевов на зеленый корм и сенаж. Опыты закладывались в 4-х кратном повторении. Учетная площадь делянок 40 м2. Размещение вариантов систематическое. Высевались вика Льговская 60; овёс Мирный ячмень Донецкий 8; подсолнечник ВНИИМК 8883У; редька масличная Радуга; чина Кинельская 7; суданская трава Кинельская 100.
Закладка опытов и экспериментальная работа проводилась с учетом методики полевого опыта БА Доспехова (1985), методических указаний по проведению полевых опытов с кормовыми культурами, разработанных ВНИИ им. В.Р. Вильямса (1987. 1997). методики полевого и вегетационных опытов с удобрениями и гербицидами (1967)
Изучались следующие варианты поливидовых посевов (табл 1)
Таблица 1
Варианты опыта
Все изучаемые варианты высевались на трех уровнях минерального питания.
контроль (без удобрений);
расчет NPK на планируемый урожай 23.0 т/га зелёной массы или 4 тыс. корм ед с/1 га (условно фон 1);
расчет NRK на планируемый урожай 30,0 т/га зелёной массы или 5 тыс. корм, ед с 1 га (условно фон 2).
, Полевые опыты сопровождались лабораторно - полевыми наблюдениями, анализами и исследованиями:
метеорологические наблюдения велись регулярно в течение вегетации растений,
синологические наблюдения проводились по фазам развития на делянках двух несмежных повторений опыта в соответствии с методикой ГСУ;
влажность почвы определялась термостатно-весовым методом, разработанным во ВНИИЗСХ (Н М. Бакаев, 1975), по слоям до глубины 100 см в трёхкратной повторности,
густоту стояния растений подсчитывали на площадках по0.5 м2 в четырехкратной повториости на двух несмежных повторениях;
динамику линейного роста определяли от начала интенсивного роста и далее через 10 дней до укоса путем измерения от основания до верхушки 10 растений в 10 пунктах по диагонали делянки,
динамику нарастания зеленой массы и сухого вещества определяли подекадно и перед укосами от начала интенсивного роста Растения срезались с площадки 0,5 м2 на всех четырех повторениях. После взвешивания определялся выход сухого вещества, для чего отобранные пробы измельчапись и высушивались в термостате при температуре 105С до постоянного веса;
ассимиляционная поверхность листьев определялась контурным методом по оригинальной компьютерной программе на ПЭВМ Pentium IV;
фотосинтетический потенциал и ЧПФ рассчитывалась по методике А А Ничипоровича (1961),
структура урожая надземной массы исследовалась в двух несмежных повторениях опыта путем подекадного отбора и взвешивания двух проб растений с последующим разделением их на фракции: а) листья, б) стебли, в) соцветия,
учет урожая проводился поделяночно методом взвешивания скошенной зеленой
массы с учетной площади делянки, в сроки, установленные для каждого укоса,
химические анализы зеленой массы выполнялись в лаборатории животноводства Самарской ГСХА. методом инфракрасного анализа Нитратный азот определялся ионометрическим экспресс-методом. ' "*
агрохимические анализы почвы проводились в агрохимической лаборатории НИЧ Самарской ГСХА. Легкогидролизуемый азот - по Къельдалю, подвижный фосфор и обменный калий по В.Ф. Чирикову в модификации ЦИНАО.
суммарное водопотребление за вегетационный период определяли методом водного баланса по А И. Костикову;
степень освещённости в посевах определялась люксметром Ю 116 в четырехкратной повторное на трёх уровнях высоты от поверхности почвы в 12 часов.
расчет биоэнергетической эффективности проводился по методике ВНИИ кормов им. В Р. Вильямса (1995) с учётом биоэнергетической оценки возделывания полевых культур в Среднем Поволжье (1998),
экономическая эффективность рассчитывалась по общепринятой методике в сопоставимых ценах; . . .
математическая обработка урожайных данных проведена дисперсионным методом Б А. Доспехова (1985) на ПЭВМ.
Значение поливидовых посевов как приёма стабилизации и увеличения производства высококачественных кормов
Во все времена человек возделывал нужные ему растения в смеси, то есть, так как они встречались в природе. Об этом свидетельствуют данные этнографических и археологических исследований.
В Египте, Китае и других странах древней культуры смешанные посевы сельскохозяйственных растений воздел ы вались на достаточно больших площадях, а, например, в Индии поливидовые посевы и в настоящее время составляют основу всего земледелия. Там зачастую можно встретить пять и более культур, выращиваемых вместе, которые сочетаются различными биологическими особенностями. Так раннеспелые культуры высеваются с позднеспелыми, растения, имеющие мелкую корневую систему, с растениями, корневая система которых уходит глубоко в почву, засухоустойчивые с влаголюбивыми (СМ. Ткачёв, 1996).
В такой стране как Япония, где имеет место ограниченность земельных угодий, вековым опытом установлено, что высев культур в смеси является самой рациональной системой земледелия. Ещё в 1870 году Юстус Либих написал, что «...японец совершенно освободился от стеснительных соображений об известной последовательности в севооборотах и сделался в полном смысле властелином своего поля, последовательно вводя совместное разведение культур, доводя до полного развития систему смешанных посевов».
Поливидовые посевы с незапамятных времён были известны не только на Азиатском мат?рике, но и в Америке, а также в странах, расположенных в долине Нила. Р.И. Мунчаев, В. Гуляев (1913) приводят доказательства того, что ещё цивилизациям Хассуна (VI тыс. до н.э.) и Халаф (V тыс. до н.э.) были известны смеси зерновых культур. Поливидовые посевы различных сельскохозяйственных культур не утратили своего значения и имеют распространение „ в высокоразвитых зарубежных странах: Канаде, Германии, Швеции, Польше, Чехословакии, США, Индии и др. (К Bohle, Е. Wagner, 1977; W. Crowle, 1978; R. Kostuch, 1980; F.S. Warren, 1980; J. Simon, 1981; R.W. Willeg, M.R Rao, 1981 и др.). Находки В.Ф. Гайдукевича в Тиритаках и А.Н. Лявдинского в Ковшарах Смоленской области свидетельствуют об очень древнем использовании поливидовых посевов сельскохозяйственных растений и у нас в стране.
Поливидовые посевы являются неотъемлемой частью современного растениеводства и важным фактором интенсификации земледелия. Целесообразность этого способа посева трудно поставить под сомнение. Смеси дают более устойчивый урожай, так как снижение продуктивности одной культуры восполняется другой, качественно улучшается кормовая масса, наиболее полно и рационально используются жизненные факторы. Использование преимуществ поливидовых посевов в растениеводстве, а также изучение закономерностей их формирования имеет существенное значение для их научного обоснования (М.П. Елсуков, А.И. Тютюнников, 1959; В.И. Харечкин, 1986; Н.И. Волков, 1990; Ю.А. Чухнин, Н.В. Надёжина, 1990; А.А. Громов, 1995; А.С. Шпаков, Н.В. Гришина, 2002 и др.).
Детальные опыты по возделыванию поливидовых посевов проводились в 30-е годы прошлого столетия. Значительный вклад в оценку продуктивности различных сельскохозяйственных культур и разработку технологии их возделывания внесли: А.В. Серебряков (1931), А.Г. Дояренко (1921), А.Ф. Казанок (1932), М.С. Трусов (1935), П.П. Бегучев, В.П. Краснокутский (1940), М.П. Елсуков (1941). Позднее крупные научные исследования по этому вопросу провели А.И. Тютюнников (1965, 1973), П.А. Лубенец (1956), В.Х. Зубенко(1963, 1973) и др.
Но, особенно широкое распространение поливидовые посевы различных сельскохозяйственных групп растений в нашей стране получили в последние 35-40 лет. В работах М.Ф. Лупашку (1965), В.М. Бейлиса, Г.Н. Любарского и (1966) можно найти рекомендации по агроклиматическому районированию поливидовых посевов основных кормовых культур для Европейской части нашей страны.
Этот период характерен публикациями крупных монографических работ по вопросам подбора компонентов, методах выращивания совместных и одновидовых посевов, теоретическим основам взаимоотношения культур в агрофитоценозах, о средообразующей роли компонентов смеси (Ф.И. Филатов, 1951, 1953; А.Г. Ларионов, 1981; М.Ф. Лупашку, 1972; Н.Н. Ельчанинова, 1973; А.А. Бабич, 1974, 1980; Д.М. Ткаченко, А.П. Синицына, Г.В. Чубарёва, 1974; П.Ф. Котов, 1974; А.П. Исаев, 1974, 1978; В.Ф. Унгенфухт, 1974; В.М. Харечкин, 1985; М.Н. Худенко, 1995; А.П. Царёв, 1995).
Совместное выращивание способствует увеличению производства кормов с единицы площади, и самое главное даёт возможность улучшить их качество. В поливидовых посевах растения более эффективно, чем в одновидовых, используют факторы жизнедеятельности, такие как свет, тепло, влагу и питательные вещества.
Одним из важных преимуществ является то, что практически при любых погодных условиях смеси обеспечивают устойчивые урожаи (А.И. Наруцкий, М.Г. Киселёв, 1987). При недостатке влаги растения в поливидовых посевах дают такой же, а иногда и меньший урожай, чем в одновидовых, но по сбору белка заметно превосходят их. Как правило, совместное выращивание делает процесс накопления вегетативной массы более равномерным, хотя динамика роста урожая каждого компонента сохраняет ту же тенденцию, что и в одновидовом посеве.
Преимущество совместного выращивания с физиологической точки зрения объясняется неодинаковой способностью реагировать на освещение, складывающиеся погодные условия, обеспеченность разных слоев почвы влагой и элементами питания растений. Так,, поливидовые посевы растений, принадлежащих к различным семействам, лучше используют запасы влаги и питательных веществ, обеспечивая более стабильный урожай и более продуктивное использование по сравнению с одновидовыми посевами (И.П. Минина, 1970).
Многолетний опыт науки и практики показал, что ни одна.культура в отдельности не может обеспечить животных разнообразными и полноценными кормами. Только подбор многолетних и однолетних трав позволит создать зелёный конвейер, обеспечивающий бесперебойное кормление животных физиологически полноценными кормами. Ещё лучше скармливать животным одновременно 2-3 культуры, различающиеся химическим составом и кормовой ценностью. Эти задачи могут успешно решаться с помощью смешанных посевов мятликовых с бобовыми культурами (В.А. Богомолов, В.Ф. Петракова, 2001).
Агроклиматические ресурсы Самарской области и Среднего Поволжья
Задачи создания прочной кормой базы в каждом природно-климатическом районе должны решаться с учетом всех зональных условий и местных особенностей. Большой интерес в этом отношении представляет Среднее Поволжье, охватывающее лесостепную и чернозёмно-степную зоны Юго-Востока.
Самарская область расположена в глубине Европейского материка в юго-восточной части Русской платформы в среднем течении реки Волги и занимает центральную часть Среднего Поволжья. Её территория занимает 53,9 тыс. кв. км (Б.А. Трегубов, Г.Г. Лобов, 1976). Границы области определены координатами 5 47 ..54 17 северной широты и 47 5 ...52 357 восточной долготы от Гринвича (А.Г. Никифоров, 1951; Почвы..., 1985; Природа..., 1990). Её протяжённость с севера на юг составляет 335 км, с запада на восток — 315 км. На северо-востоке область граничит с Татарстаном, на севере и западе — с Ульяновской, а на юге — с Саратовской областями. Река Волга делит территорию области на две неравные части — правобережную (меньшую) и левобережную (Самарское Заволжье), занимающую 9/10 площади (Природа..., 1990).
Правобережная часть относится к Приволжской возвышенности и характеризуется крупноволнистым рельефом с глубокими речными долинами, балками и оврагами. В левобережной части рельеф представлен ассимметрично построенными водоразделами (А.Н. Каштанов, 1983; Г.И. Чудилин, 1997).
Пространство представляет открытые степные равнины, лежащие на высоте 75-100 м над уровнем моря с наклоном в сторону рек, к которым они опускаются слабозаметными уступами. Местами они пересекаются балками и лощинами (Ф.Н. Мильков, 1953; А.В. Ступишин, 1964; В.В. Юрыгипа, 1968).
Активная водная и ветровая деятельность приводит к разрушению почвенного покрова области. Из общей площади сельскохозяйственных угодий водной эрозии подвержено 1,28 млн. га или 32,4 %, ветровой - 59,8 тыс. га (Г.И. Казаков, 1997).
Гидрологическая сеть области представлена рекой Волгой, которая имеет протяжённость 324 км вместе с Куйбышевским и Саратовским водохранилищами, а также её притоками (220 рек и временных водотоков). Сток Волги полностью зарегулирован. Крупными реками являются Большой Черемшан, Сок, Самара, Большой Кинель, Чапаевка, Чагра, Большой Иргиз, Уса, Сызрань. Для целей водоснабжения, орошения, обводнения и борьбы с эрозией построено 82 капитальных водохранилища (Система ведения..,, 1984; Природа..., 1990). В целом Самарская область характеризуется слабо развитой речной сетью и отличается маловодностью, особенно в южных районах.
Климат Самарской области формируется под влиянием континентального воздуха умеренных широт с вторжением арктических и тропических воздушных масс. Для него характерны континентальность, резкие температурные контрасты, высокая инсоляция, интенсивная ветровая деятельность, неравномерность распределения осадков на территории области, а также по годам и месяцам и общий дефицит влаги. В то время как на севере области за год выпадает 480...500 мм осадков, на юге — 280...300 мм, причём 25...30 % из них - в зимний период. Поэтому влагообеспеченность кормовых культур за вегетацию остаётся низкой. Обостряют ситуацию пыльные бури, суховеи и частые засухи. В среднем на каждые три благоприятных по увлажнению года приходится один засушливый.
Среднегодовая температура воздуха равна +3,6С. Средняя температура воздуха самого тёплого месяца (июль) + 19...+22С, самого холодного (январь) -13,5...-14,0С. Зима длится не более пяти месяцев и характеризуется сочетанием низких температур с сильными ветрами. Наибольшая мощность снежного покрова — на западе и северо-востоке 46...52 см, на юге она минимальная - до 22 см. Характерно медленное накопление снега с осени и быстрое таяние его весной. Сумма эффективных температур (выше + 10ПС) колеблется от 2200С на севере области и до 2600С на юге (В.В. Юрыгина, 1968; Л.И. Щетинин, 1983; И.А. Чуданов, ВТ. Кучер, 1986).
Весна короткая. Её средняя многолетняя продолжительность составляет 23.,.27 дней. Характеризуется быстрым сходом снега, нарастанием температуры воздуха и иссушением верхнего слоя почвы. С переходом температуры воздуха через +10 С (2...5 мая) устанавливается тёплый период, который длится 135...140 дней на севере области и 145...150 дней на большей части территории, но может сильно сокращаться из-за поздневесенних (в первой декаде мая) и раннеосенних (10...20 сентября) заморозков (А.Г. Никифоров, 1951; Агроклиматические ресурсы Куйбышевской области, 1968).
По особенностям природно-экономических условий, специализации сельскохозяйственного производства, степени эродированности почв в области выделяют три зоны: северную (лесостепную), центральную (переходную от лесостепи к степи) и южную (степную) (рис. 1).
Северная зона занимает 25,7 % площади области. Зона характеризуется повышенным увлажнением. Осадков за год выпадает 450 мм. Среднегодовая температура воздуха равна 2,6...3,5 С. Сумма активных температур 2200...2500С. Гидротермический коэффициент 0,8...1,0. Запасы продуктивной влаги весной составляют 150...200 мм. В году 38-45 суховейных дней. Безморозный период - 132-145 дней. Преобладающими почвами являются выщелоченные и типичные чернозёмы среднегумусовые и среднемощиые, глинистого и тяжелосуглинистого механического состава.
Центральная зона занимает 46,3 % территории области. За год выпадает 400...420 мм осадков. Среднегодовая температура воздуха 3,2...3,6 С. Сумма активных температур 2500...2700 С. Гидротермический коэффициент 0,7...0,8. Запасы продуктивной влаги в почве весной составляют 125... 150 мм. В году 49-64 дней суховейных. Продолжительность безморозного периода 144-152 дня. Преобладают выщелоченные и типичные чернозёмы среднегумуспые и среднемощиые, черноземы обыкновенные средне- и малогумусиые.
Густота стояния, полнота всходов и сохранность
Рост и развитие сельскохозяйственных культур зависит от агрометеорологических условий вегетации, отзывчивости на них культур, обусловленной их биологическими особенностями и от характера взаимовлияния растений в агрофитоценозах.
Несмотря на различия метеорологических условий за годы исследований и неодновременные календарные сроки начала работ, которые в свою очередь зависели от погоды, можно выявить некоторые основные особенности фенологии, которые характеризуют изучаемые поливидовые посевы однолетних трав.
Посев смесей трав в 2000 и 2002 годах был проведён 7, а в 2001 году 15 мая (табл. 6). Появление всходов отмечалось на 5...10 день после посева. Более дружное прорастание отмечалось у овса, ячменя, редьки масличной (на 7...8 день после посева). Медленнее прорастали семена подсолнечника, суданской травы. Появление их всходов отмечалось на 9...12 день после посева. Полное появление всходов вики и чины отмечалось несколько позже, на 10... 11 день. Кущение злаковых компонентов отмечено на 14...25 день после появления всходов. Это связано с тем, что наступление данной фазы развития, как и большинства других, значительно запаздывает при неблагоприятных метеорологических условиях.
Фазы начала цветения бобовых культур, редьки масличной и подсолнечника, а также колошения злаковых растения достигли на 40...60 день после появления всходов. Именно к этим датам было приурочено скашивание вариантов, убираемых на зелёный корм.
На ссиаж однолетние культуры убирались в период молочпо-восконоЙ спелости зерна злаковых и побурения нижних бобов у бобовых культур. Укосной спелости растения достигли на 60...80 день после посева. Проведённые исследования показали, что скорость наступления фенологических фаз зависела от погодных условий, сложившихся в годы проведения исследований. Выявлено, что в среднем за три года исследований продолжительность вегетации культур в поливидовых посевах в большей степени зависела от суммы эффективных температур, чем от количества осадков (табл. 7). Высокую обратную зависимость от температур имеют вика (г = -0,98), овёс (г = -0,93), ячмень (г = -0,94), чина (г = -0,98), суданская трава (г = -0,93) и только продолжительность вегетации подсолнечника имеет среднюю обратную зависимость от суммы эффективных температур (г= -0,40). Установлено, что продолжительность вегетации всех изучаемых культур имеет среднюю корреляционную зависимость от суммы осадков в период вегетации, причём она положительная. Наименьшую корреляционную зависимость от суммы осадков проявляет редька масличная (г= 0,32). Все взаимосвязи продолжительности вегетации культур в поливидовых посевах с суммой эффективных температур и суммой осадков могут быть описаны уравнениями прямой зависимости (см. табл. 7). Исследованиями не выявлено существенной разницы в скорости появления всходов на делянках с различными уровнями минерального питания. Однако отмечено, что с улучшением пищевого режима растений, скорость прохождения фенологических фаз снижается, а именно на втором планируемом уровне минерального питания наступление основных фенофаз отмечалось на 2...3 дня позже, чем в контроле.
Оптимальная структура посева является одним из главных факторов получения высоких, в особенности, планируемых урожаев. Как известно, урожайность на единице площади определяется количеством растений и массой одного растения. Урожайность при загущении будет возрастать до тех пор, пока снижение массы одного растения, вызванное уплотнением, будет компенсироваться увеличением их количества на единице площади. Густота посева оказывает существенное влияние на высоту и массу растений, структуру урожая, сроки наступления фаз роста и других биометрических показателей (Громов А.А., 1995).
Величина урожая зелёной массы однолетних трав во многом зависит от плотности травостоя. Сомкнутые посевы значительно снижают непродуктивное испарение влаги, они хорошо затеняют почву и не оставляют экологической ниши для сорняков. Поверхность почвы в таких посевах, как правило, нагревается меньше, чем в изреженных.
Подсчёт взошедших растений в опытных посевах в 2000...2002 гг. показал, что плотность стояния растений на 1 м2 во многом зависит от вида травосмеси и уровня минерального питания. Примерно одинаковая плотность посева наблюдалась при высеве пятикомпонентной смеси с увеличенной нормой высева подсолнечника и четырёхкомпонентной смеси без него (табл. 8), и она составила в среднем по уровням минерального питания 322 и 327 растений на 1 м", при суммарной норме высева 4,55 млн. и 4,95 млн. на 1 га соответственно.
Урожай зелёной массы и сухого вещества
Общеизвестно, что образование биомассы растений определяется активностью и продолжительностью фотосинтеза. Вместе с тем активная фотосинтетическая деятельность посевов возможна лишь при оптимальном обеспечении растений водой. Вода, как и тепло, свет, воздух, питательные вещества является незаменимым фактором в жизни растений. Она необходима для процесса фотосинтеза, расходуется растениями на испарение и охлаждение надземных органов, а также на передвижение питательных элементов по сосудам. Зная динамику потребности растений в воде и нищи в период вегетации и оптимизируя их сочетание можно управлять формированием органической массы и их продуктивностью (И.П. Кружилин, 1977).
Для создания биологической массы растения расходуют значительное количество воды. Её потребление растениями за вегетацию, зависит от многих факторов, но основными являются; уровень плодородия почвы, климатические и агротехнические условия.
В наших опытах величина суммарного водопотребления однолетних трав в 2000 году находилась в пределах 1188,23 — 1479,52 м /га при уборке на зелёный корм и 1209,38 - 1597,64 м3/га при уборке на сенаж, в 2001 году этот показатель был несколько выше, соответственно 1190,51 — 1500,25 м3/га и 1235,63 - 1568,49 м3/га, а в 2002 году он составил 1252,12 м3/га при уборке на зелёный корм и 1350,21 - 1558,64 м3/га при уборке на сенаж (прил. 40-45).
Существенное влияние на расход воды оказывали условия минерального питания. С повышением уровня минерального питания влагообеспечение увеличивалось, например контрольный вариант пятикомпонентной смеси с участием чины при уборке на зелёный корм в среднем за три года затратил влаги 1272,32 м3/га, на фоне 1 (4 тыс. корм. ед. с 1 га) - 1322,75 м3/га, а на фоне 2 (5 тыс. корм. ед. с 1 га) - 1374,09 м3/га, при уборке на сенаж соответственно, 1304,70; 1363,72; 1490,37 м3/га (табл. 34, 35).
Необходимо отметить, что двухкомпонентная смесь (вика 50 + овёс 50) в оба срока уборки имела самый высокий расход воды на 1 т зелёной массы и на 1 т сухого вещества. Можно сделать вывод, что эта травосмесь менее экономно расходует влагу в посевах по сравнению с четырёх- и пятикомпонентными смесями.
Удобрения, используемые для питания растений, являются одним из важных факторов, существенно влияющих на их водоснабжение, снижая расход воды на единицу сухого вещества (И.С. Шатилов, 1970; В.Д. Панников, ВТ. Минеев, 1987; Г.В. Седанов, Ю.П. Яаниленко, 1993).
Эффективность орошения возрастает с увеличением доз удобрений. В условиях дефицита воды полные дозы удобрения используются нерационально (Л.Д. Колесников, 1986; Г.В. Седанов, Ю.П. Даниленко, 1993).
Исследованиями выявлено, что наименьший расход воды на единицу урожая отмечался в вариантах на повышенном уровне минерального питания (5 тыс. корм. ед. с 1 га), и в среднем за 2000-2002 годы был в пределах 39,21...48,79 м3 на 1 т зелёной массы или 193,01...255,83 м3 на 1 т сухого вещества при уборке на зелёный корм, в вариантах, убираемых на сенаж, соответственно 62,06...79,48 или 180,68...213,07 м3. На контроле (без внесения удобрений) эти показатели были выше на 9-32 % (см. табл. 34, 35).
Различные культуры отличаются разным выносом элементов питания с урожаем из почвы. И знание его необходимо для возмещения израсходованных на образование урожая питательных веществ. Однако, в литературе крайне мало сведений по выносу элементов питания поливидовыми посевами.
Из одной и той же почвы разные растения потребляют не только неодинаковое количество питательных элементов, но и в различном соотношении. Помимо видовых и сортовых особенностей растений, в поглощении питательных веществ имеют большое значение почвенно-климатические условия (М.И. Смирнова-Иконникова, 1971; Б.А. Ягодин, П.М. Смирнов и др., 1989).
Вынос азота, фосфора и калия в наших опытах определялся величиной урожая, различиями в химическом составе в зависимости от внесённых в почву удобрений, нормы внесения которых, определялись ежегодно (прил. 43-48) и сроков скашивания травостоя. Результаты исследований показали, что травостои, скашиваемые на зелёный корм, затрачивают на 3...5 % меньше питательных веществ, чем при уборке на сенаж (табл. 36, 37).
