Содержание к диссертации
Введение
1. Влияние приемов агротехники на урожайность суданской травы (литературный обзор) 7
2. Условия проведения полевых опытов и методика исследований 17
2.1. Климатические условия 17
2.2. Почвенный покров 21
2.3. Методика исследований 23
3. Биологические особенности суданской травы в зависимости от условий выращивания 27
3.1. Рост и развитие суданской травы в агроценозах 27
3.2. Фотосинтетическая деятельность посевов различных сортов суданской травы в зависимости от экологических и агротехнических факторов 33
3.3. Водопотребление посевов суданской травы в зависимости от норм высева и уровня планируемой урожайности 46
3.4. Влияние расчетных норм удобрений на пищевой режим почвы 51
3.5. Динамика содержания азота, фосфора и калия в растениях 59
3.6. Влияние удобрений на содержание нитратов в растениях суданской травы 61
4. Продуктивность суданской травы в зависимости от норм высева и расчетных фонов питания 168
4.1. Урожайность зеленой массы в зависимости от норм высева и расчетных фонов питания 68
4.2. Химический состав и питательная ценность растений суданской травы 77
4.3. Продуктивность различных сортов суданской травы в зависимости от норм высева и расчетных фонов питания 79
4.4. Продуктивность различных сортов суданской травы 85
5. Биоэнергетическая и экономическая эффективность возделывания суданской травы 88
5.1. Биоэнергетическая эффективность возделывания суданской травы в зависимости от норм высева и фона питания 88
5.1.1. Природно-энергетический потенциал агрофитоценозов 90
5.1.2. Биоэнергетическая эффективность возделывания суданской травы 92
5.2. Экономическая эффективность возделывания различных сортов суданской травы 98
Выводы 101
Рекомендации к производству 103
Список литературы 104
Приложения 122
- Климатические условия
- Фотосинтетическая деятельность посевов различных сортов суданской травы в зависимости от экологических и агротехнических факторов
- Урожайность зеленой массы в зависимости от норм высева и расчетных фонов питания
- Биоэнергетическая эффективность возделывания суданской травы
Введение к работе
Актуальность. Одной из главных задач сельского хозяйства на современном этапе является всемерное развитие животноводства, дальнейший подъем которого возможен лишь при создании прочной кормовой базы.
В структуре кормов, используемых в сельском хозяйстве, высокий удельный вес занимают грубые, зеленые и сочные корма. На их долю приходится более 65% всех используемых кормов. Поэтому от увеличения производства и повышения качества этих кормов во многом зависит эффективность животноводства.
Увеличение производства кормов в каждом хозяйстве должно идти за счет всемерного повышения урожайности и неуклонного улучшения качества кормов.
В степной зоне Оренбуржья кормовые культуры занимают около 25% площади пашни. Удельный вес кормов, получаемых с этой площади, составляет около 70% в годовых рационах животноводства. Дальнейшее повышение урожайности кормовых культур, возделываемых на пахотных землях, является актуальной народнохозяйственной задачей.
Среди однолетних кормовых культур важная роль принадлежит суданской траве, обладающей высокой урожайностью и хорошими кормовыми достоинствами. Ее успешно можно возделывать на зеленый корм, сено, сенаж, зерно и широко использовать как пастбищную культуру.
Суданская трава, как однолетняя кормовая культура, возделывается в кормовых и полевых севооборотах. Она обладает высокой засухоустойчивостью, произрастает на различных по плодородию почвах, отличается хорошей побегообразовательной способностью и кустистостью, быстро отрастает после скашивания или стравливания и не боится вытаптывания. При правильной агротехнике она дает устойчивые, высокие урожаи биомассы и является прекрасным компонентом смешанных посевов на корм.
Особое значение суданская трава имеет для засушливых районов Юго-Востока России, где среди однолетних трав занимает одно из первых мест по урожаю зеленой массы, сена и семян.
Суданская трава в условиях степной и лесостепной зон является важнейшей пастбищной культурой, особенно в зеленом конвейере, и дает большой урожай кормовой массы во второй половине лета, то есть в тот период, когда большинство кормовых трав выгорает.
Преимущество суданской травы перед другими однолетними кормовыми травами заключается еще в том, что она обладает большим коэффициентом размножения и дает устойчивые и высокие урожаи семян.
В последние годы в сельское хозяйство области поступили новые районированные и перспективные сорта суданской травы, агротехника которых разработана недостаточно; не проводилась также сравнительная оценка их по продуктивности. Поэтому исследования, направленные на разработку и совершенствование основных приемов агротехники возделывания новых районированных и перспективных сортов суданской травы в условиях Оренбургского Предуралья, являются весьма актуальными и своевременными.
Цель исследований заключалась в совершенствовании основных приемов агротехники возделывания районированных и перспективных сортов суданской травы для получения запланированных урожаев культуры.
Задачи исследований:
Провести сравнительную оценку продуктивности сортов суданской травы: Бродская 2 (контроль); Чишминская ранняя; Юбилейная 20; КинельскаяЮО; Самарянка, Волгоградская 77.
Изучить биологические особенности растений различных сортов суданской травы.
3. Изучить фотосинтетическую деятельность посевов суданской травы в зависимости от норм высева и расчетных фонов питания.
Определить эффективность применения расчетных норм удобрений на планируемый урожай суданской травы.
Изучить химический состав растений суданской травы.
Провести энергетическую и экономическую оценку технологических приемов возделывания суданской травы.
Научная новизна. Впервые, в условиях Оренбургского Предуралья, с учетом агроклиматических ресурсов, изучена фотосинтетическая деятельность посевов, формирование урожая, химический состав растений, поступление органических остатков в почву у сортов суданской травы в зависимости от норм высева и расчетных фонов питания, а также определены энергетические и экономические показатели эффективности возделывания суданской травы в зависимости от изученных факторов.
Практическая ценность работы. Усовершенствована технология возделывания сортов суданской травы на основе оптимизации норм высева на расчетных фонах минерального питания, позволяющая получать до 30,0 т/га зеленой массы, до 6,78 т/га сухой массы и 5,02 т/га кормовых единиц. Результаты научных исследований прошли производственную проверку и внедрены в 2001 и 2002 годах в АО «Дружба-2» и АО «Сакмарский» Оренбургской области на площади 500 га.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались на региональной конференции по проблемам кормопроизводства в условиях Среднего Поволжья (Самарская ГСХА, 2001г.), на региональных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов (Оренбург, 2001, 2002 гг.), на ученых советах агрономического факультета ОГАУ (2000 - 2002 гг.). По результатам исследований опубликовано шесть научных статей.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5глав, выводов и рекомендаций производству, списка литературы и приложений. Работа изложена на 122 страницах компьютерного набора, включает 30 таблиц. Список литературы содержит 180 наименований, в том числе 6 на иностранных языках, приложения на сорока страницах.
Климатические условия
Климат степной зоны Южного Урала континентальный, с резкими колебаниями температур в течение года. Зима малоснежная, холодная, лето жаркое, сухое, с большим количеством ясных и малооблачных дней. Весна и осень непродолжительные, переход от зимы к лету быстрый, весь год наблюдаются недостаток атмосферных осадков, сухость воздуха, высокая интенсивность процессов испарения.
Степень континентальности климата, характеризуемая показателем Н.Н. Иванова, как отношение годовой амплитуды среднесуточных температур наиболее теплого и холодного месяцев к широте местности, колеблется в Предуралье от 202,8 на севере до 211, а на юге, в Зауралье, соответственно от 204 до 227, что указывает на переходный характер климата от средне-континентального к очень континентальному. Показателем континентальности является также большая абсолютная амплитуда температур (разность между абсолютным максимумом и абсолютным минимумом), достигающая 85—87С (Агроклиматические ресурсы Оренбургской области, 1971).
Зимой территория области находится под сильным влиянием холодных материковых масс воздуха, формирующихся в мощных антициклонах Сибири и Урала. Зимой осадков выпадает меньше, чем летом. Снежный покров достигает высоты 20-50 см и держится в течение 4—5 месяцев. Морозы в отдельные дни могут достигать 45-49С, при этом часто они сочетаются с сильными ветрами, особенно в Зауралье. Устойчивый снежный покров образуется во второй половине ноября и держится до первой декады апреля.
Летом преобладает антициклонный тип погоды, определяемый влиянием континентальных воздушных масс воздуха, формирующихся на месте, путем прогрева воздуха, или чаще всего движущихся с пустынных и полупустынных районов Казахстана и Средней Азии. Суховеи часто сопровождаются температурами выше +40С и относительной влажностью воздуха ниже 30%. Годовая сумма осадков уменьшается с севера на юг и с запада на восток.
Влагообеспеченность вегетационного периода. Наиболее неустойчивым элементом климата, особенно на юге и востоке области, являются осадки. Больше всего их выпадает в западной части Оренбургской области — около 400мм. По мере приближения к югу и к востоку количество их уменьшается до 250-280 мм в год.
Испаряемость с водной поверхности составляет в год в западной части степной зоны Южного Урала (Бузулук) 677 мм, Оренбурге — 702 мм.
Таким образом, вся территория степной зоны Оренбургской области отличается крайней засушливостью. Коэффициент увлажнения, выраженный как отношение годовой суммы осадков к сумме среднесуточных величин дефицита влажности воздуха, колеблется от 0,18 до 0,24.
Распределение осадков по временам года неодинаково. За период активной вегетации (май-сентябрь) в Предуралье выпадает 133—187 мм, или 45-48% от годового количества, в Зауралье доля их увеличивается до 60-62%.
Более точное представление об увлажнении периода вегетации дает гидротермический коэффициент (ГТК), равный отношению суммы осадков к сумме среднесуточных температур воздуха выше 10С за вегетационный период, уменьшенному в 10 раз (По Г.Т.Селянинову).
В южной сухостепной полосе Оренбургской области этот показатель равен 0,5-0,6. Средняя часть Оренбургской области относится к засушливой зоне — ГТК — 0,7-0,9. Умеренно засушлив север Оренбургской области, относящийся к лесостепной зоне - ГТК - 1,0 -1,2.
Сочетание в летний период высоких температур с небольшим количеством осадков является причиной низкой относительной влажности воздуха, часто составляющей 30 и менее процентов. За счет влияния прилегающих с юга полупустынь почти ежегодно бывают суховейные периоды. Число дней с суховеями различной интенсивности достигает по Бузулуку — 30, Оренбургу — 36, Соль-Илецку — 44, Адамовке — 31 (Агроклиматические ресурсы Оренбургской области, 1971). Периодически повторяются сильные засухи, которые в первой половине периода вегетации бывают чаще, чем во второй, поэтому весенние запасы влаги играют важнейшую роль для посевов.
Сильная засушливость климата - главная причина неустойчивого характера земледелия. В последние годы повторяемость и интенсивность засух заметно увеличилась.
Радиационный и температурный режимы. Одним из главных факторов, определяющим температурный режим, является приход солнечной энергии, величина которого зависит от географического расположения местности, продолжительности дня и других условий. Продолжительность дня на широте степной зоны Южного Урала с 13,5 часов во второй половине апреля увеличивается до 16,5 — 17,0 часов в июне, а затем начинает уменьшаться и достигает к концу сентября 12 часов. Считается, что свет и тепло не являются лимитирующими факторами для роста и развития возделываемых в зоне культур. Поступление фотосинтетически активной радиации (ФАР) при средних суточных температурах выше +5 и +ЮС составляет соответственно 4,0 и 3,5 млрд. ккал/га и колеблется в незначительных пределах.
Термические ресурсы зоны, выраженные в суммах средних суточных температур выше +10С, определяются в 2100-2500 в северных районах Оренбургской области, в 2400 2900С и более — в южных районах. Сумма среднесуточных температур выше +5С колеблется от 2200-2500 в северных и северо-восточных районах до 3000С и более — на юге.
Длина вегетационного периода сокращается за счет весенних и осенних заморозков. Продолжительность безморозного периода зависит от рельефа местности, близости водоемов и т.д. и составляет 115-120 дней на севере зоны и 130-140 дней на остальной части территории. Средние даты последних заморозков весной в Оренбургской области приходятся на вторую декаду мая, а первые осенние отмечаются в третьей декаде сентября, хотя в отдельные годы бывают в конце августа.
Среднегодовая температура воздуха, по многолетним данным составляет в Бузулуке (запад Оренбургской области) 3,5, в учхозе Оренбургского ГАУ (центр области) 4,4 С.
В сельскохозяйственном отношении территория области разделена на 5 сельскохозяйственных зон: незначительно засушливая Северная зона области (ГТК=0,8 и более); засушливые — Западная и Центральная (ГТК=0,7); очень засушливые —Юго-Западная, Южная, и Восточная зоны(ГТК=0,5—0,6).
Влага, накопленная к весне в корнеобитаемом слое почвы, является основным источником водоснабжения растений в течение всего периода вегетации. К началу сева ранних яровых культур оптимальными считаются запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы на уровне 20-40 мм.
Сопоставляя термические ресурсы зоны с биологическими потребностями растений в тепле, можно сделать вывод о достаточной обеспеченности теплом во всех агроклиматических районах зоны большинства видов и сортов зерновых, зернобобовых и кормовых культур, в том числе раннеспелых гибридов кукурузы и сортов сорго и суданской травы.
При ранних сроках сева и длительном похолодании весной посевы кукурузы, суданской травы, сорго и других теплолюбивых культур могут изреживаться, а при запоздании с уборкой повреждаться ранними осенними заморозками.
Метеоусловия 1999—2000 годов в целом отражают характер климата в регионе. 2000 и 2002 годы для роста и развития суданской травы были благоприятными, 1999 год — удовлетворительным, 2001 год - засушливым, что безусловно отразилось на результатах опытов.
Фотосинтетическая деятельность посевов различных сортов суданской травы в зависимости от экологических и агротехнических факторов
Для создания прочной кормовой базы в каждом хозяйстве необходимо использовать все имеющиеся резервы. Кормовые культуры хорошо отзываются на внесение минеральных удобрений, которых вносится явно недостаточно не только для достижения положительного баланса макроэлементов в почве, но и для повышения продуктивности этих культур. Поэтому одним из реальных и эффективных факторов роста урожайности однолетних кормовых культур является оптимизация минерального питания на основе расчетных норм удобрений на планируемый урожай (А.А.Громов ,1995).
Вместе с тем вопросы использования возрастающих расчетных норм удобрений на продуктивность суданской травы в условиях области изучены недостаточно. Рекомендуемые системой сухого земледелия Оренбургской области (1992) нормы удобрений под однолетние травы не обеспечивают реализацию потенциальной продуктивности этих культур. В связи с этим возникла необходимость изучения влияния возрастающих норм удобрений на урожайность и качество зеленой и сухой массы различных сортов суданской травы.
Опыт возделывания суданской травы показывает, что эта культура сравнительно хорошо отзывается на программированное выращивание в Северной, Западной и Центральной зонах области, так как может эффективно использовать осадки второй половины лета, что особенно проявилось в 2000 и 2002 годах. Урожайность зеленой массы была близка к расчетной, а по отдельным фонам питания существенно выше программы за счет дополнительной мобилизации питательных веществ почвы и увеличения коэффициентов использования элементов питания из удобрений в условиях благоприятного увлажнения за счет своевременно выпавших осадков. В 2000 и 2002 годах при оптимальной норме высева (3,0 млн. всхожих семян на 1 га) на вариантах с расчетной урожайностью 20,0, 25,0 и 30,0 т/га было получено, соответственно, на посевах сорта Бродская 2 (контроль) 24,0 и 26,3; 28,7 и 35,4; 36,0 и 38,0 т/га зеленой массы, сорта Кинельская 100 — 35,5 и 28,8; 36,5 и 36,1; 35,0 и 39,6 т/га, сорта Волгоградская 77 - 24,4 и 26,0; 25,6 и 35,2; 26,5 и 37,8 т/га. В эти благоприятные по увлажнению годы программа, рассчитанная на получение 20,0 т/га зеленой массы, была значительно перевыполнена, программа на 25,0 т/га выполнялась на 102,4 — 146,0% и на 30,0т/га - на 87,0 - 132%. В большей степени биологический потенциал продуктивности в годы с благоприятным гидротермическим режимом реализовал сорт Кинельская 100.
В засушливом 2001 году программа, рассчитанная на 20,0 т/га, была выполнена у сорта Бродская 2 на 90,0%, у сорта Кинельская 100 на 92,5% и сорта Волгоградская77 на 77,0%, что можно считать вполне удовлетворительным. Программа на 25,0 и 30,0 т/га была выполнена соответственно по сортам на 79,0 и 65,0; 77,2 и 62,0%; на 66,0 и 58,0%. Эти данные говорят о том, что в засушливые годы в Центральной зоне Оренбургской области можно реально получать планируемые урожаи на уровне 18,0 - 20,0 т/га зеленой массы.
Сравнение опытных и контрольных вариантов показало, что решающее влияние на величину урожая зеленой массы суданской травы в условиях богары Оренбургской области оказывает комплекс погодных условий и особенно уровень влагообеспеченности в критические фазы роста и развития.
В условиях с одинаковым уровнем прихода ФАР, тепловых ресурсов и одинаковой продолжительностью вегетационного периода существенное значение имеют нормы высева и удобрения. Эти два фактора — регулируемые. Они оказывают большое влияние на оптимизацию условий в агрофитоценозе и направлены на создание оптимальной плотности посева, способной усвоить максимальное количество ФАР (З.И.Усанова, 1991; А.А.Громов, 1995). Урожай зеленой и абсолютной сухой массы является обобщающим показателем эффективности работы фотосинтетического аппарата.
Показатели конечного урожая в наибольшей степени коррелировали с показателями фотосинтетического потенциала, величина которого возрастала с увеличением норм удобрений.
Основными лимитирующими факторами формирования урожая в условиях области являются продуктивная влага и питательные вещества. Расчет потребности питательных веществ в опыте проводился в соответствии с уровнем планируемой урожайности, поэтому главным лимитирующим фактором выступала влага. При посеве в 2000 году запасы влаги в почве были удовлетворительные и составляли 132 мм, в 2001 и 2002 годах соответственно 140 и 147 мм.
За май и июнь 2000 года на опытном участке выпало более 100 мм осадков, что почти в два раза больше нормы. Поэтому в посевах суданской травы складывались хорошие гидротермические условия, что положительно сказалось на росте и развитии растений суданской травы в конце мая и июня.
В 20Q0 году благоприятный водный режим увеличил коэффициент использования питательных веществ из почвы, что подтверждается достаточно высокой урожайностью зеленой массы всех сортов на фоне без удобрений, которая составила у сорта Бродская 2 - 14,8 - 19,1, у сорта Кинельская 100-24,0—32,3, у сорта Волгоградская 77 - 18,8 - 23,0 т/га зеленой массы в зависимости от нормы высева (приложение 13).
Лучшей нормой высева на вариантах без удобрений у сорта Бродская 2 и Кинельская 100 в условиях 2000 года оказались нормы в 2,5 -3,0 млн. всхожих семян на 1/га, у сорта Волгоградская 77 - 3,0—3,5млн. всхожих семян на 1/га, при которых было получено соответственно 19,0 и 19,1; 26,2 и 32,3; 23,0 и 21,0 т/га зеленой массы. Нормы 2,5-3,0 млн. всхожих семян на 1 /га оказались лучшими и на расчетных фонах питания; однако на повышенных фонах питания (расчет на 25,0 и 30,0 т/га) посевы с нормой высева 2,5 млн. всхожих семян на 1/га значительно снизили урожайность, кроме сорта Волгоградская 77.
Урожайность зеленой массы в зависимости от норм высева и расчетных фонов питания
Максимальный урожай зеленой массы у сортов Бродская 2 и КинельскаяЮО отмечался на расчетном фоне минерального питания, рассчитанном на получение 25,0 т/га зеленой массы. На этом фоне сорт Кинельская 100 при норме высева 3,0 млн. всхожих семян на 1/га на 27% превышал контроль, а сорт Волгоградская 77 на 12% уступал контролю. На минеральном фоне, рассчитанном на получение 30,0 т/га зеленой массы, сорт Кинельская 100 превосходил контроль на 34% и на 32% сорт Волгоградская 77 (приложение 13).
Таким образом, сорт Кинельская 100 лучше использует почвенно-климатические ресурсы и питательные вещества удобрений и, следовательно, является более интенсивным по сравнению с двумя другими сортами. Вместе с тем сорт Волгоградская 77 лучше показал себя на посевах без удобрений и в равной степени с сортом Бродская 2 использовал внесенные удобрения.
В 2001 году, менее благоприятном по гидротермическим условиям, исследуемые сорта показали по урожаю зеленой массы несколько иной результат по сравнению с 2000 годом. На посевах без удобрений сорт Бродская2 и Кинельская 100 показали практически одинаковый результат. Урожайность зеленой массы при оптимальной норме высева (3,0 млн. всхожих семян на 1/га) составила соответственно 14,1-14,3 т/га зеленой массы. Сорт Волгоградская 77 на фоне без удобрений сформировал 16,5 т/га. На расчетных фонах минеральных удобрений были получены другие результаты. Сорт Волгоградская 77 уступал контрольному сорту и сорту Кинельская 100. Лучшим фоном в условиях 2001 года оказался фон, рассчитанный на получение 25,0 т/га зеленой массы, на котором посевы сорта Бродская 2 накопили 19,7 т/га зеленой массы, сорта Кинельская 100 - 19,4 т/га и сорта Волгоградская 77 -16,6 т/га (приложение 14).
Таким образом, в условиях дефицита почвенной и атмосферной влаги в 2001 году сорт Волгоградская 77 оказался менее отзывчивым на минеральные удобрения. Увеличение уровня минерального питания (расчет на получение 30,0 т/га зеленой массы) в условиях 2001 года не обеспечило прибавки урожая ни по одному из сортов.
В 2002 году условия для роста и развития суданской травы сложились вполне благоприятно, было получено два укоса. Урожайность со второго укоса изменялась в зависимости от сорта, нормы высева и фона питания в пределах 3,4-5,6 т с 1 гектара. На посевах без удобрений наибольший урожай зеленой массы по сумме двух укосов по всем сортам был получен при норме высева 30, млн. всхожих семян на 1 га; у сорта Бродская 2 - 21,7, у сорта Кинельская 100 — 23,0 и у сорта Волгоградская 77 - 21,9 т с 1 га. На расчетных фонах питания у сорта Бродская 2 наибольший урожай был получен при норме высева 3,5 млн. всхожих семян на 1 га, у сортов Кинельская 100 и Волгоградская 77 при норме высева 3,0 млн. всхожих семян на 1 га (приложение 15). Максимальный урожай зеленой массы был получен на посевах сорта Кинельская 100 на расчетном фоне минерального питания на получение 30,0 т/га зеленой массы — 39,6 т/га. Сорт Волгоградская 77 на этом фоне обеспечил получение 37,8 т/га, Бродская 2 - 37,0 т/га (приложение 15).
В среднем за 2000—2002 годы наиболее урожайным оказался перспективный сорт суданской травы Кинельская 100. При оптимальной норме высева (3,0 млн. всхожих семян на 1 га) на фоне без удобрений средняя урожайность этого сорта составила 21,3 т с 1 га. Сорта Бродская 2 и Волгоградская 77 обеспечили на этом фоне получение 18,3 и 20,4 т с 1 га. у
На расчетных фонах минерального питания были получены другие результаты. На варианте с расчетным уровнем минерального питания на 25,0т/га урожайность зеленой массы сорта Бродская 2 составила 27,9 т/га, сорта Кинельская 100 - 30,6 т/га и Волгоградская 77 - 25,8 т/га, на фоне на получение 30,0 т/га соответственно 28,0; 31,1 и 27,2 т/га зеленой массы (таблица 4.1.).
Сбор абсолютно сухой массы зависит от урожайности зеленой массы и содержания в ней абсолютно сухого вещества. По мере прохождения фаз роста и развития содержание абсолютно сухого вещества в растениях суданской травы возрастает. В фазу кущения в зеленой массе содержалось 11,2 - 12,0% абсолютно сухого вещества, в середине трубкования - 16,0- 17,1%, в фазу полного трубкования - 19,3 - 20,2%, в фазу выметывания — 21,5 — 23,0%. По сортам различия по этому показателю были незначительными. Так, у сорта Бродская в 2000 году в фазу выметывания в зеленой массе содержалось 22,0%, в 2001 - 23,0% и в 2002 году - 22,3% абсолютного сухого вещества; у сорта Кинельская 100 соответственно по годам 21,5; 22,6 и 21,8%, у сорта Волгоградская 77 - 22,0; 23,0 и 22,0%, то есть сорта во время уборки по содержанию сухого вещества практически не отличались. Не удалось выявить этих различий и в зависимости от изучаемых факторов. Поэтому различия в урожайности абсолютно сухой массы по сортам определялись главным образом теми же закономерностями, что и по зеленой массе (таблица 4.2).
С увеличением нормы высева от 1,5 до 3,0 млн. всхожих семян на 1 га отмечалось возрастание урожайности абсолютно сухой массы. Эта зависимость проявлялась по всем изучаемым сортам как на фоне без удобрений, так и на расчетных фонах питания. Наибольшая урожайность абсолютно сухой массы в среднем за 2000—2002 годы получена на расчетном фоне питания на планируемую урожайность 30,0 т/га зеленой массы. Это характерно для всех трех сортов; однако максимальный сбор абсолютно сухой массы обеспечил сорт Кинельская 100 - 6,78 т/га (109 % по отношению к сорту Бродская 2 и 111,8% - к сорту Волгоградская 77).
Биоэнергетическая эффективность возделывания суданской травы
В агрофитоценозах кроме энергии, фиксируемой растениями в процессе фотосинтеза, и энергии, запасенной в гумусе, ведущую роль играют различные формы антропогенной энергии, привлекаемой человеком, - топливо, используемое сельскохозяйственными тракторами и автомобилями, электроэнергия, затраченная на производство, поставку и внесение удобрений, пестицидов и т.д. (Дж.Вудвелл, 1972; Ю.Одум, 1975; В.Р.Волобуев, 1979; В.А.Ковда и др. 1980, 1981; Е.В.Кириченко, 1981 и др.).
В настоящее время на основе единых количественных критериев (калорий, джоулей) применяется анализ энергетической эффективности возделывания как отдельных, так и групп сельскохозяйственных культур, севооборотов, систем земледелия, сельскохозяйственного производства в целом (Г.А.Булаткин, В.И.Ватолин, 1985; Е.Б.Кириченко, 1981; В.А.Ковда, Г.А.Булаткин, В.И.Ватолин, 1981; Г.А.Булаткин, 1991; Ю.К.Новоселов, А.С.Шпаков, 1993 и др.).
Крайне важно обеспечить учет и экономию затрат антропогенной материализованной энергии путем оптимизации севооборотов, структуры посевных площадей кормовых культур и технологий и выращивания на основе анализа энергетических показателей (Методические рекомендации по биоэнергетической оценке севооборотов и технологий выращивания кормовых культур, 1989).
Агрофитоценозы представляют собой искусственные биологические системы, существование которых в значительной мере зависит от большого количества дополнительной технической энергии в виде минеральных удобрений, различных мелиорации, новых сортов, сельскохозяйственной техники на всех этапах производства продукции земледелия (Г.А.Булаткин, 1990).
Метод энергетической оценки эффективности возделывания сельскохозяйственных культур заключается в сравнении затрат энергии на производство продукции и количества энергии, получаемой с урожаем.
Обобщающим показателем является энергетический коэффициент, который рассчитывается как отношение валовой энергии, полученной с урожаем, к суммарным энергозатратам на его производство (Б.П.Михайличенко, А.А.Кутузова, Ю.К.Новоселов и др., 1995).
Анализ литературных источников о структуре суммарных энергозатрат на возделывание различных сельскохозяйственных культур показывает, что в большинстве случаев наибольший удельный вес падает на удобрения, а при возделывании сельскохозяйственных культур на орошаемых землях — на орошение. По данным Г.А.Булаткина и В.И.Витолина (1979), В.А.Ковды и др. (1981), Г.А.Булаткина (1990), на долю удобрений в общей сумме энергозатрат приходилось от 35-49 до 55,6-71,4%, на долю ГСМ - 22,9-52%, на долю сельскохозяйственных машин - 8-10%. В опытах В.Ф.Кивера и В.М.Куницы (1990) по программированному выращиванию кукурузы разных уровней урожайности на топливо приходилось 44,6-45,4%, удобрения - 28,5-31,4%, машины и оборудование — 15,3-16,3% от суммарных энергозатрат. (А.А.Громов, 1995).
Обобщение научных работ показывает, что энергетические затраты на возделывание одной и той же культуры в различных почвенно-климатических зонах значительно отличается. К тому же в условиях степной зоны Оренбуржья подобных исследований явно не достаточно. Это явилось причиной изучения энергетической эффективности технологий возделывания различных сортов суданской травы при разных уровнях планируемой урожайности.
Агрофитоценоз кормовых культур принимается как исходная система, в которой осуществляется образование вещества и накопление в ней энергии.
Главным источником энергии является солнечная радиация, а важнейшим показателем эффективности ее использования агрофитоценозами — КПД ФАР.
Антропогенная энергия, затраченная на функционирование агрофитоценоза, отнесена к расходной его части. Основным показателем энергетической эффективности возделывания суданской травы является отношение аккумулированной в хозяйственно полезной части урожая в процессе фотосинтеза энергии к сумме антропогенных энергетических затрат.
Расчет энергетических затрат по возделыванию суданской травы в опытах (технологическую энергоемкость агрофитоценоза) проводили на основе энергетических эквивалентов, взятых из методических рекомендаций, разработанных отечественными учеными (В.П.Лухменов и др. 1998; В.Г.Васин, А.В.Зорин, 1998 и др.).
Общая калорийность урожая агрофитоценоза изменяется в соответствии с накопленным урожаем, величина которого определяется в значительной мере уровнем агротехники. Применение расчетных норм удобрений способствует увеличению урожайности сухой фитомассы, соответственно увеличивается накопление энергии в ней. Расчетные нормы удобрений на получение 25—30 т/га зеленой массы суданской травы увеличивала выход энергии с 1 га, по сравнению с контролем, у сорта Бродская 2 на 51,7 и 44,0%, у сорта Кинельская 100 - на 30,8 и 33,0% и у сорта Волгоградская 77 - на 25,7 и 32,9%. Коэффициент использования ФАР посевами возрастал соответственно до 1,24-1,31, 1,39-1,42 и 1,20-1,27%.
Таким образом, использование солнечной энергии в агрофитоценозах является определяющим фактором формирования сухой фитомассы биологического и хозяйственного урожая и накопления в нем валовой и обменной энергии.
