Введение к работе
Актуальность темы. В последнее время значительно возрос интерес к топинамбуру как ценному растению многостороннего использования, возделывание которого позволяет решать многие проблемы: получения экологически чистых продуктов питания, лечебных препаратов и пищевых добавок, высокопитательных кормов для животных и другой продукции промышленной переработки, а также улучшения экологической обстановки.
Особая значимость топинамбура – в возможности многолетнего использования его посадок и, тем самым, повышении рентабельности производства и значительном удешевлении получаемой продукции, в том числе кормов для всех видов сельскохозяйственных и диких животных, а также птицы.
В разработку вопросов технологии возделывания, переработки и распространения топинамбура большой вклад внесли многие ученые и селекционеры страны: Н.И. Вавилов, И.А. Стебут, С.С. Шаин, Н.Г. Андреев, Г.В. Устименко, З.И. Усанова, Н.М. Пасько, К.А. Варламова, Н.К. Кочнев, В.Н. Зеленков и др.
К числу недостаточно изученных вопросов относится удобрение топинамбура при многолетнем использовании его посадок, позволяющее получать высококачественные дешевые корма, пищевые и другие продукты промышленной переработки применительно к лучшим сортам и различным регионам страны.
Разработка системы удобрения топинамбура при возделывании его на одном месте в течение трех и более лет имеет большое значение при создании крупных сырьевых зон промышленного производства. Данные вопросы недостаточно изучены на дерново-подзолистых почвах Центрального региона России, в том числе в Верхневолжье. Требуют уточнения многие параметры программирования урожайности при многолетнем использовании посадок лучшего сорта клубневого направления – Скороспелка.
Цель исследований - изучить особенности формирования урожайности топинамбура в посадках 1, 2, 3 года пользования при внесении расчетных доз органических и минеральных удобрений, уточнить сроки их внесения; выявить лучшие варианты системы удобрения, обеспечивающие получение наибольших урожаев продукции высокого качества при использовании ее на кормовые цели и для промышленной переработки, уточнить параметры программирования.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
1. Изучить особенности формирования урожайности топинамбура при разных сроках внесения расчетных доз органических и минеральных удобрений в посадках 1, 2 и 3 года пользования.
2. Исследовать фотосинтетическую деятельность растений в различных агроценозах (формирование листовой поверхности, фотосинтетического потенциала агроценоза, накопление сухой биомассы, определение чистой продуктивности фотосинтеза) в посадках разных лет пользования.
3. Изучить особенности водопотребления топинамбура при внесении различных доз органических и минеральных удобрений в посадках 1, 2 и 3 года пользования.
4. Определить структуру урожая и урожайность топинамбура 1-3 года жизни при внесении различных доз органических и минеральных удобрений и их последействии.
5. Изучить качество и кормовую ценность урожая надземной массы и клубней (содержание сахаров, протеина, сухого вещества, кормовых единиц).
6. Выявить корреляционную зависимость конечной продуктивности агроценоза топинамбура от показателей фотосинтетической деятельности и элементов структуры урожая.
7. Определить потребление и вынос питательных веществ при внесении расчетных доз органических и минеральных удобрений при использовании посадок в течение трех лет, а также коэффициенты использования питательных веществ из почвы и удобрений.
8. Рассчитать экономическую эффективность производства топинамбура в посадках 1, 2, 3 года жизни при разных сроках внесения расчетных доз органических и минеральных удобрений и их последействии.
Научная новизна: Впервые в условиях Верхневолжья в трех закладках многофакторного полевого опыта изучены особенности формирования урожайности, фотосинтетической деятельности, водопотребления, минерального питания топинамбура, структуры и качества урожая в посадках 1, 2 и 3 года пользования при разных сроках и расчетных дозах органических и минеральных удобрений; выявлены действительно возможные уровни урожайности, лучшие сроки и дозы внесения органических и минеральных удобрений при 3-х летнем использовании плантаций; действие уменьшенных в 3 раза и последействие полных расчетных доз удобрений; коэффициенты водопотребления, вынос и коэффициенты использования питательных веществ из почвы и удобрений в разные годы пользования; определены качество и кормовая ценность урожая, экономическая эффективность производства продукции топинамбура в посадках 1, 2 и 3 года пользования.
Практическая значимость результатов исследований заключается в рекомендациях производству уровней действительно возможной урожайности топинамбура, лучших сроков и доз внесения органических и минеральных удобрений при 3-х летнем использовании посадок, обеспечивающих получение с гектара за три года пользования 1452 ц сырой или 364 ц сухой фитомассы, 341 ц кормовых единиц, 124 ц сахара с окупаемостью 1 кг NPK в 1 г.п. 141 кг, 2 г.п. – 190 кг сырой биомассы (ботва + клубни) с высокой рентабельностью производства, соответственно по годам – 436, 2287 и 1622 %, низкой себестоимостью клубней – 187, 42 и 70 руб./ц; уточненных коэффициентов водопотребления, использования питательных веществ из почвы и удобрений при многолетнем использовании плантаций.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований используются в учебном процессе при преподавании курсов «Растениеводство» и «Кормопроизводство» в Тверской ГСХА, внедрены в ООО КФХ "Топинамбур" Осташковского района Тверской области на площади 30 га с экономическим эффектом 960 тыс. руб.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на международных научно-практических конференциях, проходивших в ТГСХА в 2007-2008 годах, на XIV-XVI региональных Каргинских чтениях «Физика, химия и новые технологии» в 2007-2009 годах, Тверь, ТГУ, на Международном симпозиуме «Эколого-популяционный анализ полезных растений: интродукция, воспроизводство, использование», г. Сыктывкар, 2008 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе одна в рецензируемом журнале «Кормопроизводство».
Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ Тверской ГСХА на 2006-2010 гг., тема 7, № гос. рег. 01.2.007 04617.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 210 страницах, содержит 66 таблиц, 31 рисунок, состоит из введения, 8 глав, выводов, рекомендаций производству, библиографического списка использованной литературы, который включает 233 наименования, в том числе 13 на иностранных языках, 27 приложений.
