Содержание к диссертации
Введение
1. Биологические особенности и продуктивность люцерны в зависимости от приемов ее возделывания (обзор литературы) 9
1.1. Ботаническая характеристика и биологические особенности люцерны 9
1.2. Влияние плодородия почвы и удобрений на урожайность люцерны и ее качество 23
1.3. Продуктивность люцерны в зависимости от способа
основной обработки почвы и средств защиты растений 42
2. Условия и методика проведения исследований 69
2.1. Почвенно-климатические условия 69
2.2. Схема и методика исследований 72
2.3. Агротехника в опыте 75
2.4. Погодные условия в годы проведения опыта 77
3. Результаты исследований 82
3.1. Рост и развитие люцерны 3 года жизни в зависимости от плодородия и систем обработки почвы, удобрений и защиты растений 82
3.1.1. Сроки наступления фаз вегетации и продолжительность межфазных периодов 82
3.1.2. Динамика густоты стояния растений и стеблестоя люцерны 84
3.1.3. Изменение высоты растений и массы сорняков 93
3.1.4. Облиственность растений люцерны и содержание сухих веществ в них 101
3.1.5. Развитие болезней и распространение вредителей в агроценозе 109
3.2. Изменение свойств почвы в посевах люцерны в зависимости от изучаемых агроприемов 126
3.2.1. Динамика влажности почвы и использование ее люцерной 126
3.2.2. Изменение агрофизических свойств почвы под люцерной 132
3.2.3. Изменение содержания гумуса в почве под люцерной 142
3.3. Продуктивность и качество зеленой массы люцерны в зависимости от приемов ее возделывания 145
3.3.1. Урожайность зеленой массы люцерны 145
3.3.2. Качество зеленой массы люцерны 153
4. Эффективность применения изучаемых факторов при возделывании люцерны на зеленый корм 159
4.1. Биоэнергетическая эффективность 159
4.2. Экономическая эффективность 162
Выводы 166
Предложения производству 171
Список использованной литературы 172
Приложения 197
- Ботаническая характеристика и биологические особенности люцерны
- Почвенно-климатические условия
- Динамика густоты стояния растений и стеблестоя люцерны
- Биоэнергетическая эффективность
Введение к работе
Увеличение производства с/х продукции является неотложной задачей, стоящей перед сельскохозяйственным производством.
Однако, современное состояние почвенного покрова страны и тенденция его изменения вызывают обоснованную тревогу. К сожалению, интенсификация сельскохозяйственного производства не привела к принципиальным позитивным качественным изменениям почвенных покровов.
Повышение производительной способности почв является определяющим звеном в развитии земледелия и становится важнейшей задачей, обеспечивающей рост с/х производства и его стабильность. Решение этой проблемы возможно посредством совершенствования зональных систем земледелия, внедрения ресурсосберегающих и почвозащитных технологий сельскохозяйственных культур, а также путем более интенсивного внедрения в севообороты многолетних бобовых трав и, в частности люцерны.
Большое значение многолетних бобовых трав обусловлено рядом обстоятельств: они способны давать корм для животных с ранней весны до глубокой осени в виде зеленой массы, сенажа, сена, брикетов и гранул, а также использоваться в качестве пастбищных культур; предотвращают ветровую и водную эрозию почвы. По данным Украинского НИИЗ, смыв почвы за четыре ливня составил / 26 /:
Крутизна склона, Смыв почвы, м3/га
на поле озимой пшеницы 8-9 28,8
на поле сахарной свеклы 4-6 28,6
на поле люцерны 2 года пользо-
8-9 О
вания
Многолетние травы предотвращают вымывание питательных веществ за пределы корнеобитаемого слоя. По данным ТСХА, такое вымывание питательных веществ (N, К) на травах было в 6-7 раз меньше, чем на посевах озимой пшеницы или на зяби / 78 /, способствуют значительному накоплению гумуса в
почве, который улучшает ее свойства. Чем больше содержится гумуса в почве, тем ниже ее теплопроводность и выше теплоемкость. Это обстоятельство имеет особое значение в условиях континентального климата как средство, смягчающее губительное действие отрицательных температур на озимые культуры в зимний период / 24 /. Академик В.Р. Вильяме, как известно, придавал многолетним травам исключительное значение в повышении плодородия почвы, выдвигая их в качестве главного звена травопольной системы земледелия / 23 /.
Вместе с тем, необходимо не только увеличивать количество кормов, но и повышать их качество. Решение этой задачи должно быть осуществлено, прежде всего, за счет внедрения в производство высокопродуктивных культур. Критерием продуктивности той или иной кормовой культуры является выход кормовых единиц с 1 га посева. По этому показателю первое место принадлежит кукурузе и сахарной свекле. Однако, ценность кормов определяется не только количеством кормовых единиц, а и достаточным содержанием переваримого протеина, минеральных солей и витаминов. Важное значение в увеличении производства сбалансированных кормов имеет высокобелковая многолетняя трава - люцерна. В зеленой массе и сене ее протеина в 2-2,5 раза больше, чем в злаковых травах и кукурузе на зеленый корм. На 1 к. ед. в ней приходится от 150 до 300 г переваримого протеина, который содержит все важные аминокислоты / 157 /. Оценивая производство кормового протеина с биоэнергетической точки зрения установлено, что на единицу энергии (МДж) использованной на создание сырого протеина, люцерна «выработала» энергии в корме больше, чем злаки на 20,9-31,6% / 95 /. В сумме всех укосов люцерна дает урожай зеленой массы 300-350 ц/га без полива и 500-650 ц при орошении / 157 /.
Люцерна не только прекрасная кормовая культура, но и растение, имеющее большое мелиоративное значение. Она улучшает физико-химические и биологические свойства почвы, повышает ее плодородие. Ей принадлежит важнейшая роль в предотвращении засоления орошаемых земель /118/.
Азот люцерны, в отличии от азота минеральных удобрений (иногда органических), не загрязняет окружающую среду, легко усваивается другими растениями. Кроме того, возделывание люцерны позволяет резко снизить затраты на
все дорогостоящие азотные удобрения, производство которых также наносит немалый вред природе. Поэтому, пласт люцерны - великолепный предшественник для пшеницы, хлопчатника и др. культур. Она важнейший компонент травосмесей как на богаре, так и орошаемых культурных пастбищах в степных, сухостепных районах страны, а также в Средней Азии и Закавказье / 24 /.
Бобовые травы повышают плодородие почвы благодаря накоплению большой органической массы и биологического азота, за счет клубеньков, расположенных на корнях растений, обладающих способностью усваивать азот непосредственно из воздуха. В этом отношении люцерна, являясь азотфиксато-ром более предпочтительна, чем клевер и эспарцет. Например, каждый гектар люцерны оставляет в почве после распашки пласта до 300 кг/га азота против 90-100 кг у клевера и 200-250 кг у эспарцета / 34, 82, 140 /.
Люцерна, как накопитель органического вещества и восстановитель структуры почвы, имеет важное агротехническое значение. За два года пользования она накапливает в пахотном слое почвы 80-95 ц/га корнепожнивных остатков (в переводе на сухую массу). Есть данные, что количество накапливаемых люцерной корнепожнивных остатков за два года пользования в среднем равно общему урожаю сена за это время / 140 /.
Однако, несмотря на исключительную ценность культуры, ей до недавнего времени уделялось недостаточно внимания. Не полностью использовались ее биологические, агротехнические возможности и кормовые достоинства.
В настоящее время при переходе от интенсивно-затратных агротехноло-гий на ресурсо- и энергосберегающие биологические системы, значение люцерны как мелиорирующей культуры еще более возрастает.
Используемые в прошлом интенсивные технологии возделывания с/х культур привели к тому, что в растениях и продукции животноводства накапливается большое количество вредных веществ. В 90-е годы наряду с ростом урожаев, все чаще отмечалось усиление деградации почв, рост загрязнения окружающей среды / 109 /. При этом наблюдалось чрезмерное уплотнение пахотного слоя почвы, образование плужной подошвы, а также устойчивый дефицит органического вещества.
Такое положение требует пересмотра системы земледелия, так как она не обеспечивает должного воспроизводства органического вещества в почве, урожайности и качества продукции. Существует ряд мнений, что исправить эту ситуацию должно биологическое земледелие, как система, которая базируется на переходе к преимущественно не химическим методам защиты растений, усилении роста биологического азота, использовании наряду с навозом, сидератов и побочной продукции. Основной культурой при переходе к сбалансированному биологизированному земледелию является люцерна, для которой в севообороте необходимо создать оптимальные условия для получения высоких урожаев и азотфиксации. Азотфиксация люцерны тесно связана с агрофизическими свойствами почвы и системой удобрения.
Исследования такой направленности проводились нами в длительном стационарном опыте в 2000-2002 гг. на опытной станции Кубанского ГАУ.
Цель и задачи исследований. Целью наших исследований являлось изучение и разработка научно-обоснованных приемов повышения продуктивности люцерны на зеленую массу на различных по плодородию почвы участках путем эффективного использования удобрений и средств химизации земледелия, дифференцированной обработки почвы при возделывании люцерны, обеспечивающих повышение ее урожайности и качества с одновременной охраной окружающей среды.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи. В течении Зх лет изучить:
влияние интенсификации агротехнических приемов на рост и развитие растений люцерны;
влияние изучаемых приемов возделывания люцерны на водный режим, изменение агрофизических свойств почвы, содержание гумуса в ней и фитоса-нитарное состояние посевов;
определить влияние способов основной обработки почвы, уровня почвенного плодородия, удобрений и средств защиты растений на урожайность и качество зеленой массы люцерны;
- дать оценку энергетической и экономической эффективности изучаемых в опыте приемов.
Новизна данной работы заключается в том, что впервые в Краснодарском крае в стационарном многофакторном опыте на выщелоченном черноземе проведено сравнительное изучение комплексного влияния почвенного плодородия, системы удобрения, средств защиты растений от сорняков, вредителей и болезней и способов основной обработки почвы на рост, развитие, продуктивность, качество зеленой массы люцерны при одновременном сохранении и повышении плодородия почвы.
Практическая ценность работы. Проведенные исследования позволили предложить хозяйствам центральной зоны Краснодарского края альтернативные технологии, обеспечивающие получение устойчивых урожаев люцерны при одновременном удовлетворении природоохранных требований и сохранении плодородия почвы.
Автор благодарит научного руководителя заслуженного деятеля науки РФ и Кубани, доктора с.-х. наук, профессора Н.Г. Малюгу за неоценимую помощь при выполнении исследований и в написании работы, а также сотрудников и преподавателей кафедры растениеводства, земледелия, защиты растений и почвоведения.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
рост, развитие и продуктивность люцерны в зависимости от плодородия почвы, удобрения, защиты растений и способов основной обработки почвы;
влияние изучаемых приемов возделывания на водно-физические свойства и плодородие почвы, а также на водопотребление люцерны;
биоэнергетическая и экономическая оценка эффективности возделывания люцерны в зависимости от приемов ее возделывания.
Ботаническая характеристика и биологические особенности люцерны
Кормовые травы - важнейший источник кормов для животноводства. Среди основных культур, имеющих первостепенное значение в укреплении кормовой базы и увеличении производства растительного белка считается люцерна. Она улучшает физические и химические свойства почвы, способствует созданию и восстановлению ее структуры, предотвращает эрозию и вторичное засоление почв, играет ведущую роль не только в укреплении кормовой базы, но и в повышении стабильности с/х производства / 118/.
Большое народнохозяйственное значение люцерна имеет прежде всего в разрешении белковой проблемы в кормопроизводстве. Белки люцерны, по данным ряда авторов, относят к так называемым «конституционным» (физиологически активным), в отличии от запасных белков многих зерновых. В зеленой массе ее содержится (в расчете на абсолютно-сухое вещество) протеина 18-24 %, белка 13-17 %, жира 2,5-3,5 %, клетчатки 20-35 %, БЭВ 35-45 %. Особую питательную ценность представляют листья, которые в урожае составляют 40-50% и более и содержит свыше 20% белка, что в 1,5-2 раза больше, чем в зерне кукурузы, сорго и других культур, а зеленая масса люцерны - важный источник каротина / 118, 214, 245 /. Есть данные, что люцерна дает в 2 раза больше кормовых единиц, чем другие зернобобовые культуры и в 2-3 раза, чем однолетние травы ив 1,4-1,6 раза больше, чем картофель / 245 /.
Люцерна представлена, как многолетними, так и однолетними формами. Всего насчитывается более 60 видов. Люцерна (Medicago) относится к семейству бобовых (Fabaceae). В кормовом отношении наибольший интерес представляют многолетние формы люцерны: синяя или посевная, синегибридная, желтая или серповидная, желтогибридная / 50 /. Люцерна синяя (посевная или обыкновенная) имеет мощную стержневую корневую систему. От главного корня отходят многочисленные боковые ветви с проникновением в почву до 3,5 м, что обеспечивает растения влагой даже в засушливые годы на легких, быстро пересыхающих почвах. Она хорошо произрастает на почвах богатых известью, глубокопроницаемых и аэрируемых. Стебель высотой 60-90 см, сильно ветвится, образуя мощный прямостоячий куст. Узел кущения погружается на глубину от 1 до 7 см. Листья тройчатые, облиственность до 55 %. Цветки синие, фиолетовые. Плод - опушенный многосемян-ныи боб, спирально закрученный в 2-4 оборота. Соцветие - удлиненно-цилиндрическая кисть с 7-30 цветками. Семена - почковидные, мелкие (масса 1000 семян 1,5-2,5 г), зелено-желтого или светло-бурого цвета. Отличается сравнительной скороспелостью. Так, длина периода от всходов до цветения в зависимости от зоны возделывания колеблется при весеннем посеве 80-95 дней, при летнем - 55-65 дней. Период от всходов до созревания семян длится 95-130 дней. Важное свойство - интенсивное отрастание растений после каждого укоса и хорошая отзывчивость на высокий агрофон. Яровой тип развития / 50, 118, 214,245/.
Люцерна синегибридная сходна с синей. На посевах имеет общий фиолетовый фон, но встречаются различные оттенки. Боб закручен в 1-2 оборота. Более устойчива к заморозкам и засухе, чем синяя люцерна. Успешно возделыва-ется в кормовых, полевых и лугопастбищных севооборотах, а также на сенокосах и пастбищах. На близость грунтовых вод реагирует отрицательно. Затопление полыми водами переносит только 5-6 дней / 50, 118/.
Люцерна желтая или серповидная - многолетнее растение, хорошо выносит вытаптывание почвы и пастьбу, мало требовательна к почвенным условиям. Цветки желтые. Соцветие - плотная короткая кисть с 20-30 цветками. Бобы серповидные или слабоизогнутые, с одним завитком. Боб имеет 4-7 семян. Форма куста - полулежащая у диких видов, прямостоячая — у культурных. Стебли тонкие, округлые, длиной 40-80 см. Облиственность до 40 %. Семена мельче, чем у синей люцерны (масса 1000 семян 1-1,5 г). По сравнению с синей, она более зимостойка, засухоустойчива и менее требовательна к условиям произрастания. Хорошо выносит затопление до 20-25 дней, удовлетворительно -стравливание. Отрастание после скашивания слабое. Имеет глубоко проникающую в почву мощную корневую систему с сильно разветвленными боковыми корнями, благодаря чему может расти на бедных почвах. Она более позднеспелая, чем люцерна синяя. Период от всходов до цветения при весеннем посеве - 95-120 дней, при летнем - 110-150 дней. В травостое держится 10 лет и более, поэтому очень ценна при создании долголетних культурных сенокосов и пастбищ. Урожай сена достигает 50-60 ц/га. Озимый тип развития /50, 118, 214/. По кормовым достоинствам превосходит другие виды, в частности люцерну синюю. Так, в фазе цветения она содержит 19,89 % сырого протеина, против 18,32% у синей/33/.
Люцерна желтогибридная. На посевах имеет общий желтый фон, но имеются различные оттенки. Боб серповидный, но более изогнутый. Произрастает в разнообразных условиях. Затопление выдерживает до 15-20 дней. Ее включают в состав травосмесей при создании культурных сенокосов и пастбищ долголетнего и краткосрочного пользования. Урожай сена за 2 укоса достигает 80-85 ц/га и более / 50, 214 /.
Синяя и синегибридная люцерна, возделывается на всех континентах и характеризуется следующими ботаническими признаками / 24, 50, 118, 193 /: -корень стержневой, утолщенный с большим количеством боковых ответвлений. В зависимости от типа почвы, близости залегания грунтовых вод, материнской породы и других факторов главный корень проникает на глубину от 2-2,5 до 8-10 м. Основная масса корней (85-90 %) размещается в слое 0-80 см. Поэтому люцерна накапливает большое количество корневых остатков. В орошаемом земледелии Средней Азии она главный поставщик органической массы для образования гумуса, отличающегося хорошими свойствами. На корнях развиваются клубеньки, в которых находятся бактерии, фиксирующие азот из воздуха. У многолетних форм корни сохраняются в течении всей жизни растения. В верхней части корня располагается корневая шейка или коронка главный резервуар накопления запасных питательных веществ. Она образуется из подсемядольного колена и является разросшейся частью главного стебля. Это важный жизненный центр многолетнего растения, здесь образуется множество почек, которые ежегодно и после каждого укоса дают начало новым стеблевым побегам. С возрастом она втягивается в почву на глубину 7-Ю см, что обеспечивает лучшую сохранность растений, особенно в холодные и бесснежные зимы. От жизнедеятельности корневой шейки во-многом зависит долговечность и продуктивность растения;
Почвенно-климатические условия
Опытное поле, на котором проводились наши исследования в 2000-2002 годах, расположено на территории учхоза «Кубань», принадлежащего Кубанскому государственному аграрному университету. Оно находится в двух километрах на запад от центральной усадьбы 1 -го отделения учхоза.
Почвы представлены черноземом выщелоченным сверхмощным легкоглинистым со средней мощностью гумусового горизонта- 147 см. Механический состав легкоглинистый. Содержание физической глины колеблется от 61 до 64 %. Значительное количество илистых частиц (от 37 до 40 %) и небольшое количество песка (3-6 %) придает почве большую связность. Почвообразующими породами послужили лессовидные тяжелые суглинки с реакцией водной среды вытяжки (рН от 6,5 до 8,2). Данные анализов почв опытного поля, определенных институтом «Ку-баньНИИгипрозем» в 1991 году показал, что содержание гумуса в пахотном слое небольшое и колебалось от 2,5 до 2,9 %, однако в связи с большой мощностью гумусового горизонта А + В (147 см) валовые запасы его составляют 407 т/га, а в двух метровом слое - 457 т/га. Малое содержание гумуса предопределило и невысокое содержание азота. Общие запасы его в пахотном слое почвы составляли 0,16-0,18 % (или около 8 т/га), а в слое 0-150 см - 35-40 т/га. Валовые запасы фосфора в пахотном слое почвы 0,16-0,18 % (6,5-7,8 т/га), а калия - 1,5-2,0 % (50 т/га). Общие запасы этих веществ в 1,5 м слое почвы варьируют от 35 до 40 и от 370 до 380 т/га соответственно. Обеспеченность выщелоченного чернозема подвижным фосфором и обменным калием в пахотном слое почвы колеблется от повышенной до очень высокой. Верхний слой имеет нейтральную или реже слабокислую реакцию (рН 6,8-7,0). Чернозем выщелоченный обладает высокой емкостью поглощения. Сумма поглощенных оснований достигает 33,0-34,3 мг-экв. на 100 г почвы, причем на долю кальция приходится до 80 %. Степень насыщаемости почв основаниями 96-98 %. В связи с большим количеством илистых частиц чернозем выщелоченный имеет высокую скважность (44-47 %) и повышенную плотность. Объемная масса верхней метровой толщины составляет 1,3-1,5 г/см3. Это явилось причиной более низкого содержания питательных веществ и предопределяет меньшую доступность влаги растениям. При относительно высоких запасах общей влаги (360 мм), количество доступной растениям влаги составляет около 40-45 %, в том числе легкодоступной 16-17 % от общего ее запаса. Влажность устойчивого завядания 14,5-15,0 %. Водопрочность структурных агрегатов 65-75 %. Следовательно, можно сказать, что чернозем выщелоченный, как основная почвенная разность опытного поля, обладает достаточно высоким уровнем плодородия и пригоден для возделывания многих сельскохозяйственных культур, в том числе и люцерны. Центральная зона Краснодарского края, где проводились наши исследования, по температурному режиму и увлажнению характеризуется, умерено -континентальным, умерено - влажным и теплым климатом. Среднегодовая температура воздуха составляет 10,0-10,8С. Средняя месячная температура самого жаркого месяца июля составляет 22-24С, а наиболее холодного месяца января - минус 1,5-3,5С. Продолжительность безморозного периода составляет 175-225 дней / 1 /. Первая половина осени сухая, вторая - влажная. Зима умеренно мягкая, с частыми оттепелями. Весна ранняя, затяжная с медленным нарастанием тепла. Лето жаркое, часто засушливое. Последние весенние заморозки отмечены в первой половине апреля, первые осенние - во второй половине октября. Переход температуры воздуха через +5 С весной наблюдается 20-25. Сумма эффективных температур составляет 3543-3618С, что является положительным свойством климата, позволяющим выращивать целый ряд теплолюбивых сельскохозяйственных культур, в том числе и люцерну. Продолжительность солнечного сияния составляет 2200-2400 часов в год. Количество суммарной радиации, поступающей на данную терри-торию составляет 120 ккал/см . Коэффициент увлажнения (КУ) равен 0,30...0,40. Годовая сумма осадков составляет 643 мм с большими отклонениями (510-858). Наибольший дефицит влаги обычно наблюдается в середине лета (июль-август), осадки в этот период выпадают чаще всего в виде ливней, и большая их часть расходуется на поверхностный сток и испарение. Относительная влажность воздуха в июле-августе опускается до 60-65%, а в отдельные дни до 20-30% и ниже. Недостаточное количество осадков в сочетании с высокими температурами определяют сухость воздуха и почвы, что вызывает большую повторяемость засух и суховеев. Преобладающими ветрами на территории являются восточные и западные. Неблагоприятное влияние на климат оказывают северо-восточные и восточные ветры, обуславливающие летом сухость и высокую температуру воздуха, а весной - иссушение пахотного горизонта и пыльные бури. Количество дней со слабыми суховеями за теплый период - 47, в том числе с интенсивными -5/1/. Таким образом, климатические условия данной зоны позволяют выращивать многие сельскохозяйственные культуры, в том числе люцерну и получать ее высокие урожаи зеленой массы. Однако неустойчивое распределение осадков в сочетании с высокой температурой воздуха и суховеями в летний период обуславливают большие колебания урожайности. В связи с этим, агротехнические мероприятия, проводимые на данном посеве, должны быть направлены в основном на сохранение и накопление влаги в течении вегетации, уничтожение сорняков, которые составляют конкуренцию культурным растениям, а также на создание оптимальной структуры и плотности пахотного слоя почвы, с тем чтобы рост, развитие и продуктивность люцерны в меньшей степени зависели от погодных условий, складывающихся в течение вегетации.
Исследования проводились в типичном для зоны 11 -ти польном зерно-травянопропашном севообороте со следующим чередованием культур: люцерна, люцерна, озимая пшеница, озимый ячмень, сахарная свекла, озимая пшеница, кукуруза на зерно, озимая пшеница, подсолнечник, озимая пшеница, яровой ячмень с подсевом люцерны.
Схема опыта представляет собой 1/8 часть выборки из полной схемы многофакторного опыта (4 х 4 х 4) х 3.
Стационарный многофакторный опыт представлен следующими факторами: уровень плодородия почвы (фактор А), система удобрения (фактор В), система защиты растений (фактор С) и способы основной обработки почвы (фактор Д).
Уровень плодородия (фактор А) создавался в начале закладки опыта в 1991 гг. путем последовательного внесения возрастающих доз органических удобрений (полуперепревшего навоза КРС) и фосфора на основе существующих нормативных показателей по плодородию почвы, внесением при Aj - 200 кг/га Р205 и 200 т/га навоза; при А2-дозы удваиваются; при А3-утраиваются. Планируемые показатели плодородия почвы приведены в таблице 1.
Динамика густоты стояния растений и стеблестоя люцерны
Оптимальная густота стояния растений - одно из важнейших условий, определяющих продуктивность посевов. При недостаточном количестве растений нельзя получить высокий урожай. На загущенных посевах нарушаются процессы минерального питания и фотосинтеза, увеличивается возможность поражения их болезнями, в результате общая продуктивность посевов будет снижаться.
Есть данные, что высокую урожайность обеспечивают посевы люцерны с густотой: по всходам не менее 500-550 растений на 1 м2, на начало вегетации во второй год жизни - 260-280 и не менее 150-160 растений в начале третьего года жизни / 27 /.
В нашем опыте, в среднем за годы исследований густота стояния растений люцерны 3 года жизни в начале вегетации варьировала по вариантам опыта от 102 до 146 шт./м (рис. 1, приложение 3).
В течении вегетации на посевах люцерны наблюдался естественный процесс отмирания растений. В конце вегетации густота стояния растений по вари-антам опыта составляла 84-137 шт./м . В целом, с начала до конца вегетации процент гибели растений составлял 3,0-17,6 %. Причем, наибольшим он был при безотвальной обработке почвы - 3,0-17,6 %. Несколько меньшее снижение было при рекомендуемой (3,9-14,3 %) и отвальной на фоне глубокого рыхления (3,1-13,0 %) обраиох.сах почвы. Отмирание растений на удобренных вариантах было значительно меньшим и составляло по безотвальной обработке - 3,7-14,6%, по рекомендуемой - 4,0-10,4 % и по отвальной на фоне глубокого рыхления - 4,5-9,9 %, по сравнению с неудобренными вариантами.
По результатам исследований, способы основной обработки почвы оказывали положительное влияние на величину этого показателя, с долей влияния 15,0-13,0 % (табл. 5). Так, в среднем по вариантам опыта наибольшая густота стояния растений люцерны отмечена на отвальной на фоне глубокого рыхления обработке и составляла в начале вегетации 126 шт./м , что больше на 3 и 6 %, по сравнению с рекомендуемой и безотвальной обработками почвы соответственно. В конце вегетации отмечена та же тенденция при меньших показателях и разница составляла 3 и 7 %.
По нашим данным, наибольшее положительное влияние на густоту стояния растений оказывали уровень плодородия почвы (21,6-21,4 %) и система удобрения (49,3-48,3 %). Так, в начале вегетации на удобренном фоне (от 111 к 333) количество растений было выше по безотвальной обработке на 12,7-30,4%, по рекомендуемой - на 11,4-30,5 % и по отвальной на фоне глубокого рыхления - на 8,3-35,2 %, по сравнению с неудобренным. Аналогичная тенденция отмечена и в конце вегетации.
Наименьшее, но положительное влияние на увеличение густоты стояния растений люцерны оказала система защиты растений, с долей соответственно укосам 12,4 и 13,4%. Если сравнивать величину густоты стояния растений по годам, то следует отметить, что она сохранила аналогичную тенденцию, что и в среднем за годы исследований (приложение 3). Разные условия погоды в отдельные годы исследований определяли величину этого показателя. Так, в 2000 г. в начале вегетации в среднем по опыту густота стояния растений была 167,1 растений на 1 м2, что больше на 62 и 74 %, чем в 2001 и 2002 гг. соответственно. Наименьшая густота стояния растений отмечена в 2002 г. и составляла с колебаниями по вариантам опыта 71-122 шт./м2. Объясняется это сложными погодными условиями перезимовки растений в 2001-2002 гг., поскольку в декабре-январе среднемесячная температура воздуха на 50 % была ниже среднемноголетней, и только за счет мощного снежного покрова действие отрицательных температур сглаживалось. Однако, далее в течении вегетации погодные условия складывались благоприятно, что позволило люцерне сформировать к первому укосу мощный стеблестой (469-694 шт./м ) и получить наибольшую урожайность зеленой массы (219-365 ц/га), среди изучаемых лет. Наблюдения за густотой стояния растений показали, что изучавшиеся в опыте приемы возделывания люцерны по-разному влияли на этот показатель в отдельные годы исследований (приложение 4). В засушливом 2001 г. и неблагоприятном по перезимовке 2002 г. доля влияния изучаемых факторов на сохранность растений была на 4,2-7,7 % выше, чем в 2000 году. Особенно существенное влияние на этот показатель оказывала система удобрения в эти годы. Так, если в благоприятном 2000 г. доля влияния системы удобрения составляла 36,0-52,6 %, то в 2001 г. (63,7-66,1 %) и в 2002 г. (52,9-48,4 %). Следует отметить, что наибольшее влияние способы основной обработки почвы оказывали на густоту стояния растений люцерны в 2000 г., с долей влияния 24,7-22,6 %. Так, если в 2001 и 2002 гг. в среднем по опыту вспашка увеличивала данный показатель на 2 %, по сравнению с безотвальной обработкой почвы, то в 2000 г. соответственно на 9 %. Применение средств защиты растений во все годы исследований оказывало слабое положительное влияние на величину данного показателя. Несколько большим оно было в 2002 г. (14,1-19,4 %). Множественный коэффициент корреляции имел высокие значения, как в среднем по опыту (R=98,3-96,l), так и в отдельные годы: 2000 (91,4-90,0 %), 2001 (95,6-88,6 %) и 2002 (99,1-98,4 %), указывая на тесную связь между густотой стояния растений и приемами возделывания люцерны. Однако, следует отметить, что наибольшее значение для сохранности растений при перезимовке и густоте стояния в начале вегетации имели погодные условия, что четко видно в отдельные годы исследований. Так, в начале вегетации 2000 г. в среднем по опыту густота стояния растений составляла 167,1 шт./м2, в 2001 г. - 103,2 шт. и 2002 г. - 95,8 шт./м2. Таким образом, можно отметить, что на формирование густоты стояния растений, изучаемые агроприемы, действовали по-разному. Данный показатель главным образом зависел от условий погоды. Однако, среди изучаемых факторов наибольшее влияние оказывали удобрения. Это позволяет заключить, что для создания оптимальной густоты стояния люцерны они имеют основное значение (вид и дозы применяемых удобрений, а также обеспеченность почвы элементами питания перед посевом люцерны). Важным хозяйственным качеством люцерны, определяющим урожайность и питательную ценность является ее способность после укосов из почек образовывать новые стебли. Побегообразование увеличивается с возрастом люцерны. Поэтому для большего образования почек на корневой шейке и быстрого отрастания новых побегов необходимо создание благоприятных условий. Одним из путей для этого является применение минеральных удобрений / 202 /. Ряд авторов считает, что при густоте стояния люцерны 3 года жизни 150-160 растений на 1 м на высокоплодородных участках, такое количество расте-ний может образовывать на 1 м 450-700 и более хорошо развитых удлиненных вегетативных побегов / 27 /. Как показали результаты наших исследований, в среднем за 2000-2002 гг. густота стеблестоя люцерны 3 года жизни в первом укосе колебалась по вари-антам опыта от 338 до 614 шт./м (рис. 2). Во втором укосе она увеличивалась до 445-706 шт., что больше на 32-15 %, по сравнению с первым укосом и подтверждается опытными литературными данными / 202 /.
Биоэнергетическая эффективность
В среднем за 2000-2002 гг. наибольшая высота растений, равная 89-92 см в 1м укосе и 77-81 см во втором, была на вариантах с высоким уровнем плодородия почвы, применением высокой дозы удобрений и интегрированной системы защиты растений от сорняков, вредителей и болезней (333). Причем, при отвальной на фоне глубокого рыхления обработке почвы она была на 2 и 3 % (1й укос) и на 3 и 5 % (2й укос) больше, чем на вспашке и безотвальной обработке почвы соответственно. Минимальная высота растений, равная 76-79 см и 63-67 см соответственно укосам была на вариантах с естественным уровнем плодородия почвы, без применения удобрений и средств защиты растений (000). Причем, на отвальной на фоне глубокого рыхления обработке почвы она была на 1 и 2 % соответственно укосам больше, чем на вспашке и на 2 и 6 %, чем на безотвальной обработке почвы.
Большое значение в увеличении этого показателя принадлежит применению удобрений. Доля влияния этого фактора по укосам люцерны была значительной и составляла 49,2 и 58,0 %. Меньшее значение имел уровень плодородия почвы, с долей влияния 17,8 и 11,7 %.
Внесение минимальной, средней и высокой доз удобрений (от 111 к 333) на варианте с безотвальной обработкой почвы обеспечивало прирост высоты растений в первом укосе на 6-13 см или 8-17 %, по сравнению с контролем. На вариантах рекомендуемой и отвальной на фоне глубокого рыхления обработках почвы этот показатель был выше соответственно на 4-12 см (5-15 %) и 4-13 см (5-16 %). Эта тенденция имела место и во втором укосе. Так, в среднем по обработкам почвы разница с контролем на данных вариантах опыта составляла 5-14 см (8-21%).
Статистическая обработка данных методом пошаговой множественной регрессии выявила тесную корреляционную связь между изучаемыми в опыте приемами и высотой растений люцерны 3 года жизни (R=0,95-0,99). Наибольшее влияние оказывали удобрения, с долей 49,2-58,0 %. Действие остальных факторов было значительно меньше. Причем, уровень плодородия и способы обработки почвы оказывали большее влияние в первом укосе - 17,8 и 14,9 % против 11,7 и 11,2 % во втором соответственно. Большее влияние комплекса применяемых средств защиты растений на процесс роста отмечено во втором укосе, с долей влияния 16,3 % против 8,8 % в первом.
Если сравнивать высоту растений по годам, то она сохраняет ту же тенденцию, что и в среднем по опыту (приложение 6).
Однако, величина данного показателя различалась по годам, что бесспорно зависело от состояния культуры, вошедшей в зиму, накопления запасных питательных веществ в корневой шейке, погодных условий зимнего и весеннего периодов, запаса влаги в почве и др. Так, к первому укосу высота растений люцерны в 2001 году была на 12,2 см (16 %) и на 8,7 см (11 %) больше, чем в 2000 и 2002 гг. соответственно. Ко второму укосу положение изменилось. Во влажном 2002 году высота растений была наибольшей среди изучаемых лет и составляла в среднем по опыту 73,6 см, а в 2000 и 2001 гг. - наименьшей и была практически одинаковой - 71,6 и 71,9 см.
Если рассматривать действие изучаемых факторов отдельно по годам, то следует отметить, что особенно значительным и устойчивым влиянием на высоту растений отмечались удобрения, далее следует плодородие почвы, обработка почвы и система защиты растений. В сумме несколько меньшее влияние изучаемые факторы оказывали в 2000 г., выявленный математическим путем коэффициент корреляции равнялся 0,83-0,96. В 2001 и 2002 гг. связь между изучаемыми факторами и высотой растений люцерны была более высокой и составляла 0,99-0,97 и 0,99-0,99 соответственно (приложение 4).
Таким образом, можно сказать, что высота растений люцерны 3 года жизни во - многом зависит от приемов ее возделывания. Глубокая обработка почвы и вспашка способствуют лучшему ее росту, а внесение удобрений оказывает положительное влияние на данный показатель на всех способах обработки почвы. При этом, как в первом, так и во втором укосах при достаточно высоком уровне почвенного плодородия, наличии оптимального количества элементов питания, при различных способах обработки почвы и комплексе средств защиты растений от сорняков, вредителей и болезней имели меньшее значение в увеличении высоты растений люцерны, чем другие изучаемые в опыте факторы.
Сорные растения являются одним из наиболее сильнодействующих факторов, снижающих продуктивность растений. Так, при сильной засоренности полей (5-10 побегов на 1 м2), например бодяк полевой выносит с 1 га почвы 90 кг азота, 30 кг фосфора и 117 кг калия и потребляет свыше 1 тыс. т воды / 127 /. По данным ВИЗР потери урожая от сорной растительности составляют 40,4 млн. т.
Система агротехнических мероприятий не может увеличивать продуктивность растений, если она будет способствовать засорению посевов. Внесение удобрений, создание оптимального строения пахотного слоя, сохранение и накопление влаги и др. мероприятия теряют свое значение на засоренных посевах. В настоящее время многие исследователи считают, что наиболее эффективно можно бороться с сорняками путем рационального сочетания механических и химических средств с учетом конкретно сложившихся условий каждого поля. В среднем за счет агротехнических приемов сохраняется лишь 60 % урожая /71/. Так, по данным ВИУА за 5 лет сорняки использовали 182 кг/га азота, 40 кг фосфора и 257 кг калия, а применение гербицидов позволило в 6 раз уменьшить эти потери / 3 /.
Во все годы в наших исследованиях наиболее распространенными сорняками были малолетние. Из однолетних злаковых преобладало просо куриное и щетинник зеленый, а из однолетних двудольных - канатник Теофраста, подмаренник цепкий, амброзия полыннолистная, горчица полевая, мак самосейка. Среди многолетников встречались единичные растения вьюнка полевого и осота розового. Наибольшее количество и масса сорняков отмечены на вариантах, где под люцерной 1 года жизни не применялся гербицид базагран (табл. 8).
Сырая масса сорняков перед первым укосом варьировала в широких пре-делах и колебалась по вариантам опыта от 23,3 до 226,7 г/м . На безотвальной обработке почвы отмечалась тенденция к большей засоренности. Масса сорняков на данном варианте была на 35 и 84 % больше, чем на вспашке и отвальной на фоне глубокого рыхления обработке почвы соответственно. На вспашке (контроль) масса сорняков составляла в среднем по вариантам опыта 100,9 г/м2, что на 35 % меньше, чем при безотвальной обработке и на 36 % больше, чем при отвальной на фоне глубокого рыхления обработке почвы.
