Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Смешанные посевы однолетних кормовых культур и их роль в повышении уршая зеленой массы и качества кормов 9
1.1. Хозяйственно-биологическое обоснование смешанных посевов 9
1.2. Смешанные посевы подсолнечника, гороха и овса при выращивании на корм 20
ГЛАВА II. Условия, методика и техника исследований 25
2.1. Почвенно-климатическая характеристика зоны проведения опытов 25
2.2. Почвенные, метеорологические условия проведения опытов 27
2.3. Цель, задачи и методика исследований 30
2.1. Сопутствующие наблюдения и их методика 30
2.5. Технология возделывания, применяемая в опытах 33
ГЛАВА III. Рост и развитие растений в смешанных посевах в зависимости от сроков подсева понентов к подсолнечнику 34-
3.1. Влияние сроков подсева гороха и овса к подсолнечнику на густоту растений 36
3.2. Влияние сроков подсева гороха и овса к подсолнечнику на рост и развитие компонентов смесей 40
3.3. Формирование фотосинтетического аппарата растений и продуктивность фотосинтеза смесей при разных сроках подсева гороха и овса к подсолнечнику 55
3.1. Потребление почвенной влаги смесями при разных сроках посева компонентов 69
3.5. Засоренность посевов 73
3.6. Динамика формирования урожая зеленой массы и накопление сухого вещества 75
3.7. Влияние сроков подсева гороха и овса к подсолнечнику на урожайность зеленой массы смесей иее кормовые достоинства 85
3.8. Экономическая эффективность возделывания смесей однолетних кормовых культур 95
ГЛАВА ІV. Влияние состава компонентов смесей однолетних кормовых культур на процессы формирования зеленой массы и его качество 98
4.1. Густота растений в зависимости от состава компонентов смешанных посевов 98
4.2. Рост и развитие растений 101
4.3. Развитие листовой поверхности и продуктивность фотосинтеза 114
4.4. Потребление влаги 120
4.5. Динамика накопления зеленой массы и сухого вещества 123
4.6. Урожайность и качество зеленой массы смешанных посевов однолетних кормовых культур с различным видовым составом и нормами высева компонентов 138
4.7. Экономическая эффективность возделывания смесей с различным составом и нормами высева компонентов 146
Результаты производственных полевых опытов 149
Выводы 151
Предложения производству 157
Список использованной литературы 158
Приложения 184
- Хозяйственно-биологическое обоснование смешанных посевов
- Почвенные, метеорологические условия проведения опытов
- Влияние сроков подсева гороха и овса к подсолнечнику на рост и развитие компонентов смесей
- Густота растений в зависимости от состава компонентов смешанных посевов
Хозяйственно-биологическое обоснование смешанных посевов
Использование смешанных посевов в земледелии имеет историю, уходящую своими корнями в глубокую древность. Сейчас трудно назвать точное время и место, где этот прием был применен впервые, однако известно, что древние земледельцы широко применяли его на своих полях /Клинген И.Н., 1899; Грабовский А.Н., 1929; Ёлсу-ков М.П., 1946; Лупашку М.Ф., 1965; Юрин П.В., 1966; Бровен-ко Ф.М., Валовенко Д.К., 1968; Эренфельд Д., 1973 и др./.
Эренфельд Д. /Т973/, ссылаясь на работы Дансеро, указывает, что древние индейцы Южной Америки вырубали и расчищали небольшие участки леса, а затем засаживали их смесью различных культур, как бы имитируя природные сообщества растений /фитоценоз/.
Катон /Ш век до н.э./ в труде "О земледелии" упоминает смеси кормовых трав и называет их CXAMMJTV
Плиний в своих сочинениях упоминает о смеси бобов, вики и чечевицы, а описывая город Такана в Африке, он повествует:" Там под огромной пальмой растет маслина, под маслиной - смоковница, под смоковницей - гранатовое дерево. Под ними лоза, а затем бобовые, потом овощи, и все это в один и тот же год и все это произ-ростает одно под сенью другого" /Елсуков М.П., 1946/.
Известный русский агроном И.Н. Клинген, участник экспедиции в страны Ближнего и Дальнего Востока, в своей книге "Среди патриархов земледелия - народов Ближнего и Дальнего Востока" /1899/ свидетельствует о том, что в этих странах /Китай, Индия, Япония и др./ смешанные посевы составляют основу всего земледелия. Так, в Индии, например, широко применялся смешанный посев хлопчатника с некоторыми другими видами сельскохозяйственных растений, предохраняющих его от корневой гнили. Кроме этих стран издревле смешанные посевы широко практикуются в Мексике, Канаде, странах Западной Европы /Лупашку М.Ф., 1965/.
На территории нашей страны смешанные посевы известны так же с древних времен. М.А. Миллер, проводя раскопки на территории ГНИЛОБОКОГО городища /Сарматская эпоха/, нашел глиняный сосуд с семенами гречихи, горчицы и мышея. Такой состав смеси показывает, что в сосуде находились убранные и неочищенные семена горчицы с гречихой, ибо семена мышея никогда в пищу не употреблялись. С.А. Ду-бинский в Банцеровском городище, под Минском, при раскопках обнаружил смесь из конских бобов и гороха, а так же зерна вики и мягкой пшеницы /Елсуков М.П., 1946/.
Находки Б.Ф. Гайдукевича в Тиритаках, А.Н. Лявданского в Ков-шарах /Смоленская область/, так же свидетельствуют об очень древнем времени применения у нас смешанных посевов сельскохозяйственных растений.
Анализируя исторические данные, М.П. Елсуков /1946/ высказывает предположение, что сначала человек возделывал нужные ему растения в смеси, т.е. гак, как они встречались в природе, а высевать сельскохозяйственные растения в чистом виде человек стал намного позже.
Приведенные факты свидетельствуют, что еще на заре становления человека, как земледельца, посев смесью семян различных культур находил довольно широкое распространение во многих странах мира. В дальнейшем, с развитием сельскохозяйственного производства, такие посевы все более и более расширялись. Тенденция применения смешанных посевов во многих странах и по настоящее время сохраняется, однако применяются они, преимущественно, при возделывании кормовых культур.
В смешанных посевах заложены большие потенциальные возможности повышения величины и качества урожая. Об этом указывали многие корифеи отечественной сельскохозяйственной науки. К.А. Тимирязев /1937/, в частности, в своих трудах отмечал, что участок земли, засеянный несколькими сортами трав, дает большее по массе количество семян, чем равной величины участок, засеянный одной какой-либо травой. Д.Н. Прянишников /1963/ неоднократно говорил, что решение белковой проблемы должно идти по пути возделывания высокобелковых растений и сочетания их с растениями, содержащими немного белка.
В.Р. Вильяме /1947, 1949/ считал, что, как один злак, так и одно бобовое растение не могут придавать почве прочной комковатой структуры, посеянные же в смеси, они решают эту задачу совершенно, а кормовые достоинства злаков и бобовых в отдельности ниже, чем кормовые достоинства смеси.
Многочисленные исследования смесей кормовых культур советскими учеными /Домантович М.К., Шестаков А.Г., 1929; Елсуков М.П., 1941, 1954; Елсуков М.П., Тютюнников А.И., 1959; Бровенко Ф.М., Ливенский А.Й., Бабич А.А., 1964, 1971, 1974; Лупашку М.Ф., 1965; Бровенко Ф.М., Валовенко Д.К., 1968; Шишкин А.И., 1969; Мережко Н.М., 1970; Шульга М.С., 1971; Котов П.Ф., 1971, 1974; Несмеян Й.Н., 1972; Тютюнников А.И., 1973; Жуков М.С., Жуков Г.А., 1972; Ливенский А.И., 1973; Исаев А.П., 1974, 1978; Бегей СВ., 1974; Банников В.Д., Тютюнников А.И., 1974; Вильнер А.И., 1974, Бенц В.А., 1974/ и зарубежными j&сс ш і ю#с,.} ізв&) УСсьлльиунсс n&t %,.,І9№І убедительно доказывают биологическую, агротехническую, хозяйственную и экономическую целесообразность возделывания растений разных видов в смеси.
П.Ф. Котов /1971/ идею смешанных посевов считает подсказанной земледельцу самой природой и состоящей в том, чтобы удачно использовать различия биологического, морфологического и других характеров. Поэтому следует высевать растения с прямостоячим стеблем и прочным совместно с растениями с неустойчивым, полегающим стеблем, светлолюбивые с теневыносливыми, бобовые и другие богатые белком растения вместе со злаковыми, или другими, бедными на белок.
Шишкин А.Й., Шубин Ю.й. /1980/ перспективность смесей обуславливают рядом хозяйственно-экономических преимуществ; во-первых, в качестве сырьевой базы для их производства используются наиболее урожайные, в то же время наиболее распространенные кормовые культуры; во-вторых, производство кормосмесей выгодно отличается простотой технологии, минимальными потерями, дешевизной и мало зависит от условий погоды; в-третьих, корм из многокомпонентных смесей характеризуется высокими кормовыми достоинствами и технологическими качествами для использования на промышленных животноводческих комплексах и фермах; в-четвертых, производство кормосмесей ни в коем случае не сокращает плановое производство зерна, а наоборот, дополняет его. Дополнение зерновых ресурсов в данном случае будет происходить за счет зерна молочно-восковой спелости посевов смесей.
Почвенные, метеорологические условия проведения опытов
Относительная влажность воздуха,в среднем, колеблется от 70 до 75 %, повышаясь с востока на запад и северо-запад.
Среднегодовая температура воздуха колеблется от 6,5 до 7С в северной половине зоны идо7-7,5С-в южной. За вегетационный период она достигает 14 - 14,5С в северной части и 14,5 -16С - в южной. Переход среднесуточной температуры через 0С наступает 15 -20 марта и 22-24 ноября, через 5С - 6-9 апреля и 19 октября -I ноября, через 10С - 26-29 апреля и 1-7 октября, через 15С -20-26 мая и 2-Ю сентября. Вегетационный период со среднесуточной температурой воздуха 5С и выше продолжается 202-212 дней, а с 15 С и выше - 100 -120 дней. Заморозки весной бывают до 25 мая в северной части и до 20 мая - в южной; осенью они начинаются соответственно - 15-18 и I-10 сентября. Характерной особенностью климата зоны является большое разнообразие сроков наступления весны, начала и прекращения вегетации растений, весенних и осенних заморозков. Почвенная разность, где проводились наши исследования,представлена мощным малогумусным черноземом легкосуглинистого механического состава с толщиной гумусового горизонта до 100 см. Карбонаты кальция и магния залегают на глубине 55-62 см. Содержание гумуса не превышает 3,68 - 4,15 % /Семченков Г.Я., Холопов В.Д., 1973/. В пахотном слое почвы содержится около 17 % плювиальных частиц и от 46 до 54 % крупной пыли. Реакция почвенного раствора слабокислая, близкая к нейтральной. Степень насыщенности основаниями 95 %, Относительная зависимость урожая от условий погоды еще ве- лика, что и определяет колебание урожаев по годам /Чирков Ю.И., 1979/. По данным метеостанции г. Белая Церковь, метеорологические условия по годам проведения опытов имели довольно существенные различия /табл. I/. 1980 год отличался обилием осадков. За этот год их выпало 718,4 мм, превысив среднемноголетний показатель на 219,4 мм. В период посева и вегетации исследуемых смесей /апрель, май, июнь, июль/ количество осадков превысило среднемноголетнее почти в 2 раза. Температура и влажность воздуха были близки к среднемноголет-ним. Отличительной особенностью этого года была затянувшаяся весна. Полевые работы были начаты только в третьей декаде апреля, т.к. среднесуточная температура до этого времени была ниже + 5С. В 1981 году выпало 677,6 мм осадков, что на 40,8 мм больше среднемноголетнего. За период с апреля по вторую декаду июля количество осадков составляет 244,8 мм, но за первую и вгорую декады июня, т.е. в период, когда потребность растений во влаге очень высокая, их выпало на 32 мм меньше нормы. Сумма положительных температур за этот период составила 1642,6, что на 130,6 выше среднемноголетней /за этот же период/. Повышенная температура воздуха в сочетании с низкой его влажностью /68 %/ отрицательно влияла на растения. В 1982 году за весенне-летний период выпало 276,3 мм осадков, что на 87,3 мм больше нормы и на 41,1 мм больше, чем в этот же период выпало в 1980 году. При этом температура и влажность воздуха были около нормы. Такое сочетание метеорологических условий явилось благоприятным для возделывания смесей кормовых культур. Целью наших исследований является разработка теоретических и практических основ некоторых приемов технологии возделывания смесей однолетних кормовых культур, обеспечивающих высокую продуктивность и сбор питательных веществ с единицы площади. Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи: а/ определить оптимальный срок подсева злаково-бобовых компонентов к подсолнечнику; б/ установить оптимальный видовой состав смесей; в/ изучить оптимальные нормы высева компонентов смесей; г/ изучить особенности роста и развития компонентов смесей в связи с изучаемыми приемами технологии их возделывания; д/ определить влияние изучаемых приемов технологии на величину урожайности зеленой массы и ее кормовые достоинства; е/ дать экономическую оценку эффективности применения изучав емых приемов технологии возделывания смешанных посевов. С учетом изложенного на протяжении 1980-1982 гг. были проведены два полевых опыта, схемы которых приводятся ниже. Повторность в опытах - четырехкратная, размещение повторений сплошное, вариантов - последовательное систематическое. Размер посевной делянки - 77,76 м2, учетной - 60 м2. Б опытах высевался подсолнечник ІіУбіЛоиьб алиш . д сорт Чкаловский гигант, овес j&& ш. S-a&v .Ji сорт Льговский 78, горох iJ oUvm, &и6слшт. oS.j, сорт Уладовский юбилейный.
Влияние сроков подсева гороха и овса к подсолнечнику на рост и развитие компонентов смесей
Таким образом, при одновременном посеве компонентов в стеблестое на протяжении вегетации по высоте доминирует овес. Он занимает верхний ярус, подсолнечник - средний, горох - нижний. При подсеве гороха и овса к подсолнечнику в фазу его проростка на протяжении 40 дней вегетации растения подсолнечника и овса занимают верхний ярус стеблестоя, а горох нижний; к уборке /60 дней вегетации/ подсолнечник уже занимает верхний ярус, овес -средний, горох - нижний. При подсеве компонентов к подсолнечнику в фазу первых его настоящих листьев, подсолнечник доминировал над остальными компонентами /рис. 2в/.
Поскольку освещенность растений в смесях во многом зависит от яруса стеблестоя, то со всей очевидностью можно утверждать, что при одновременном посеве наиболее благоприятные условия для поглощения энергии солнца складываются для овса, для подсолнеч-ника-в фазу первой пары настоящих листьев, а остальные компоненты при этом испытывают затенение. Одновременно для двух компонентов /из трех высеянных/ благоприятен по условиям освещения подсев гороха и овса к подсолнечнику в фазу его проростка, т.к. подсолнечник и овес большую часть вегетационного периода занимают верхний ярус стеблестоя.
Наши исследования также показали, что с изменением срока подсева гороха и овса к подсолнечнику изменяется и динамика накопления массы компонентов в смесях.
Для подсолнечника установлено: чем позже подсеваются к нему компоненты, тем интенсивнее происходит процесс накопления массы его растениями. Уже на 20-й день вегетации на делянках с нормой высева всхожих семян овса I млн./га при одновременном посеве масса его растений составляла 6,70 г, при подсеве в фазу проростка - 8,17 г, при подсеве в фазу первой пары настоящих листьев - 10,85 г. На 40-й день вегетации растения этой культуры имели массу соответственно - 21,87; 35,30 и 97,10 г, а перед уборкой урожая - 52,27; 93,07 и 282,00 г.
Как свидетельствуют полученные данные, при подсеве гороха и овса в фазу проростка подсолнечника его растения к моменту уборки имели массу на 40,8 г больше, чем при одновременном посеве, а при подсеве в фазу первой пары настоящих листьев - на 229,73 г.
Аналогичная зависимость наблюдается с массой подсолнечника на делянках с нормой высева овса 2 млн./га всхожих семян, но процесс накопления массы его растений здесь происходит менее интенсивно. Так, на 20-й день вегетации растения имеют массу на делянках одновременного посева 6,47 г, при подсеве в фазу проростка -7,50 г, в фазу первой пары настоящих листьев - 10,83 г, в средине вегетации соответственно - 15,4; 29,73 и 81,46 г, перед уборкой - 30,27; 70,03 и 238,66 г.
Увеличение нормы высева овса приводило к уменьшению массы растений подсолнечника к периоду уборки по сравнению с массой его растений на делянках с меньшей нормой высева овса: при одновременном их посеве - на 22 г; при подсеве в фазу проростка подсолнечника - на 23 г, при подсеве в фазу первой пары его настоящих листьев - на 43 г.
Наблюдаемые изменения массы растений на протяжении вегетации определяются изменением среднесуточных приростов по периодам. Важно, что увеличение среднесуточных приростов массы подсолнечника происходит от начала вегетации до уборки на корм; чем позже срок подсева и меньше норма высева овса в смеси, тем большими были его среднесуточные приросты. При одновременном севе среднесуточные приросты увеличиваются от 0,32 г за первые 20 дней вегетации,до 1,51 г перед уборкой урожая /делянки с меньшей нор 53 мой высева овса/ и от 0,31 до 0,74 г /делянки с большей нормой высева овса/, а при подсеве компонентов к подсолнечнику в фазу его проростка соответственно - от 0,39 до 2,90 и 0,36 до 1,99 г; при последнем сроке подсева - от 0,52 до 9,21 и 0,52 до 7,84 г. Такое увеличение среднесуточных приростов подсолнечника, особенно за период от образования корзинки до цветения многие исследователи /Морозов В.К., 1953; Шанский Ю.А., 1966; Андрюхов Б.Г. и др., 1975; Кузнецова Р.Я., 1977; Исаев А.П., 1978/ объясняют биологической особенностью этого вида.
Изменение интенсивности накопления массы растениями с изменением срока подсева мы объясняем, в первую очередь, изменением освещенности и интенсивностью фотосинтеза. Как ранее мы отмечали, листовая поверхность подсолнечника при одновременном посеве на протяжении всей вегетации расположена под покровом овса, т.е. все время испытывала затенение, поэтому и накопление массы снижалось. При подсеве в фазу проростка подсолнечник имел лучшие условия формирования листовой поверхности и фотосинтеза, т.к. занимал верхний ярус в стеблестое вместе с овсом на протяжении 40 дней вегетации, а перед уборкой расположился в верхнем ярусе. Поэтому масса его растений при этом сроке подсева была в два раза больше, чем при одновременном, но меньше, чем при подсеве к нему овса и гороха в фазу первой пары настоящих листьев, при которой подсолнечник практически не испытывает заметного затенения со стороны подсеваемых культур.
Густота растений в зависимости от состава компонентов смешанных посевов
До уборки на корм растения подсолнечника в смеси продолжают увеличивать листовую поверхность довольно интенсивно: в среднем на каждом его растении в смеси подсолнечник, 0,3 + горох,0,5 + овес, 1,0 млн./га она увеличилась с 339 до 642,3 см2. У гороха за этот период тоже происходит увеличение размеров листовой поверхности, но менее интенсивно: от 258,2 до 287,3 СУГ в смеси подсолнечник, 0,3 + горох, 0,5 + овес, 1,0 млн./га и от 169,6 до 187,9 в смеси подсолнечник, 0,3 + горох, 0,5 + овес, 2,0 млн./га. Но в силу того, что происходит изреживание растений гороха, то общая площадь листовой поверхности его на гектаре остается почти без изменений. У овса же к началу уборки происходит процесс отмирания части нижних листьев и изреживание стеблестоя, причем идет он тем интенсивнее, чем больше норма его высева. Поэтому площадь листьев его растений в смесях уменьшается с 31,4 тые.м2/га от 40-го дня вегетации до 10,3 тыс.м2/га перед уборкой при норме высева I млн./га и за эти же периоды с 29,8 тыс.м2/га до 10,2 тыс.м2/га при норме высева 2 млн./га. Поскольку при этом листья овса составляют большую часть общей листовой поверхности, то уменьшение их и приводит к уменьшению общей площади листовой поверхности к уборке смесей одновременного посева,т.к. подсолнечник не в состоянии компенсировать столь резкое уменьшение площади листьев овса.
При подсеве гороха и овса к подсолнечнику в фазу его проростка доля листовой поверхности каждого компонента на протяжении 40 дней вегетации составляет около 30 %. По сравнению с одновременным посевом, происходит это за счет уменьшения площади листьев овса и увеличения площади листьев подсолнечника и гороха. Перед уборкой на корм листовая поверхность подсолнечника увеличивается до 26,1 тыс.м2/га и у гороха - до 14-,0 тыс.м2/га в смеси подсолнечник, 0,3 + горох, 0,5 + овес, 1,0 млн./га, а в смеси подсолнечник, 0,3 + горох, 0,5 + овес, 2,0 млн./га-до 17,2 тыс./м2/га у подсолнечника и до 15,2 тыс.м2/га у гороха. Хотя у овса в это время уменьшается площадь листьев в силу названной ранее причины с 13,6 до 7,9 тыс.м2/га в смеси с нормой его высева I млн./га и с 22,2 до 13,5 тыс.м2/га с нормой высева овса 2 млн./га, это уменьшение полностью компенсируется ростом листовой поверхности гороха и подсолнечника. Поэтому и не уменьшается общая площадь листьев при подсеве гороха и овса к подсолнечнику в фазу его проростка, а наоборот, увеличивается.
При подсеве гороха и овса к подсолнечнику в фазу первой пары настоящих листьев доля листовой поверхности гороха и овса в общей составляет на протяжении вегетации около 4 %, Ее развитие сильно угнетено в результате затенения мощной листовой поверхностью подсолнечника.
Известный интерес представляет изучение динамики содержания хлорофилла в листьях растений-компонентов при разных сроках подсева. Мы изучили изменение содержания хлорофилла в листьях растений в смеси подсолнечник, 0,3 + горох, 0,5 + овес, 1,0 млн./га /табл. 9/.
Данные показывают, что в листьях подсолнечника содержание хлорофилла при одновременном посеве уменьшается от начала вегетации к уборке с 250,4 до 173,4 мг % /в среднем за два года/, при подсеве гороха и овса к подсолнечнику в фазу его проростка, наоборот, увеличивается от 197,6 до 224,7 мг %. Обусловлено это тем, что в первом случае подсолнечник испытывает затенение растениями овса, а во втором, благодаря лучшим условиям для его роста и развития, затенение ослабляется.
При подсеве гороха и овса к подсолнечнику в фазу первой пары настоящих листьев отмечено некоторое уменьшение содержания хлорофилла в листьях подсолнечника /с 300,3 до 272,2 мг %/, но здесь это вызвано самозатенением, т.к. площадь листьев состав-ляет около 80 тыс.мс/га при высоте растений - 170 см.
Содержание хлорофилла в листьях гороха уменьшается в течении вегетации при всех сроках подсева. На 20 день вегетации отмечена тенденция к увеличению содержания хлорофилла в листьях гороха с более поздним сроком подсева злаково-бобовых компонентов к подсолнечнику. В среднем за I980-I98I годы в этот период при одновременном посеве в листьях гороха содержалось хлорофилла 269 мг %, при подсеве в фазу проростка подсолнечника - 279,3 мг%, при подсеве в фазу первой пары настоящих листьев - 314,6 мг %. Перед уборкой урожая на корм содержание хлорофилла соответственно по срокам подсева составляло 226,8; 190,8; 235,5 мг %, Как видим, самое низкое содержание зеленых пигментов отмечается у гороха при подсеве его к подсолнечнику в фазу проростка.
В листьях овса содержание хлорофилла при одновременном посеве и при подсеве в фазу проростка увеличивалось от 20-го до 40-го дня вегетации в первом случае с 324,7 до 396,1 мг %, во втором - с 313,8 до 391,4 мг %; затем к уборке урожая уменьшается соответственно - до 367,2 и 355,4 мг %, Этот период характерен довольно интенсивным отмиранием части его нижних листьев. При подсеве в фазу проростка интенсивность отмирания листьев была намного меньше, а содержание хлорофилла либо оставалось на прежнем уровне /1981 г./, либо намного увеличивалось /1980 г./.
