Введение к работе
Актуальность темы. В кормопроизводстве России по-прежнему остро стоит проблема обеспечения животных кормовым белком, в решении которой приоритетное значение отводится луговым бобовым растениям (многолетним травам), которые по урожайности и белковой продуктивности превосходят многие кормовые культуры. Наряду с высокой питательной ценностью, они служат лучшими предшественниками для большей части культур в полевых, кормовых и специальных севооборотах. Возделывание многолетних бобовых трав способствует оптимизации микробиологической активности почвы, улучшению ряда её физико-химических свойств, накоплению органической массы в виде корневых и пожнивных остатков, обогащению почвы важными для жизни растений химическими элементами (азотом, фосфором, калием, кальцием и другими), в результате чего существенно повышается почвенное плодородие.
Особая положительная роль луговых бобовых растений в земледелии определяется их биологическими особенностями. Симбиоз бобовых растений с клубеньковыми бактериями обеспечивает ассимиляцию молекулярного азота воздуха. Симбиотический азот бобовых трав обеспечивает снижение энергозатрат, экономию материальных ресурсов, получение дешевого сбалансированного по аминокислотному составу белка. Очевидна высокая экологичность использования «биологического азота». В настоящее время недооцениваются возможности получения высокобелковых кормов за счет реализации биологического потенциала бобовых культур из-за низкого уровня агротехники. Кроме того, ощутимым препятствием для расширения посевов бобовых культур является нехватка семенного материала. При решении данных актуальных в современных условиях России проблем важным является разработка приемов возделывания бобовых растений в конкретных природно-климатических зонах, в частности на Северо-Западе Нечерноземья, с целью получения высококачественной продукции при максимальной реализации биологического потенциала луговых бобовых растений.
Цель и задача исследований: основной целью являлось научное обоснование широкого и интенсивного возделывания луговых травостоев с различными многолетними видами и сортами бобовых растений: клеверов лугового, гибридного и ползучего, люцерны изменчивой. Для этого были решены следующие задачи:
-
Оценить биологические и хозяйственные особенности и потенциал разнообразных видов и сортов бобовых растений;
-
Изучить динамику видового состава бобово-злаковых травостоев, ритмики сезонного развития, их плотности в зависимости от сортового разнообразия, состава травостоя, интенсивности и характера использования;
-
Определить потенциал продуктивности надземной и подземной фитомассы по комплексу показателей: урожайности кормовой массы, продуктивности подземной фитомассы, продуктивности азотфиксации;
-
Определить качественные показатели травяных кормов, получаемых при интенсивном укосном и пастбищном использовании травостоев;
-
Дать агроэнергетическую оценку эффективности создания и использования многолетних травостоев;
-
Разработать рекомендаций производству по использованию ресурсоэффективных сортов луговых бобовых растений для целенаправленного конструирования укосных и пастбищных травостоев повышенной продуктивности.
Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации, составляет 85%: в том числе теоретическое обоснование гипотез опытов и разработка их схем, проведение многолетних полевых, вегетационных и производственных опытов, со всеми сопутствующими наблюдениями, анализ полученных данных, статистическая обработка результатов экспериментов, написание и оформление диссертации.
Степень достоверности результатов проведённых исследований. Достоверность полученных научных результатов подтверждается применением научных луговодческих методик, обработке полученных данных методами дисперсионного, корреляционного анализов, а также масштабной производственной проверкой технологических разработок автора.
Научная новизна исследований. В условиях Северо-Запада России впервые дана комплексная биолого-хозяйственная оценка интенсивного и многолетнего использования бобово-злаковых травостоев, созданных на основе широкого современного сортового разнообразия распространённых видов луговых бобовых растений для получения высококачественных травяных кормов. Показано приоритетное средообразующее значение и практический вклад бобово-злаковых травостоев в сохранение и преумножение почвенного плодородия за счёт накопления большой массы органического вещества и биологически связанного экологически безопасного азота. Впервые для условий Северо-Запада России на основе проведённых исследований разработаны практические рекомендации по широкому производственному использованию ресуросоэффективных сортов малораспространённых и традиционных видов луговых бобовых растений: люцерны изменчивой и клевера гибридного, а также клевера лугового и клевера ползучего.
Практическая ценность. Изученное сортовое разнообразие видов луговых бобовых растений позволяет рекомендовать к производственному использованию ресурсоэффективные сорта, способные формировать травостои с продуктивностью 9 13 т СМ с 1 га в год, при концентрации энергии в 1 кг сухой массы 9 11 МДж ОЭ, чистом энергетическом доходе 27,5 74,1 ГДж на 1 га в год и биоэнергетическим коэффициентом 1,9 4,3. Продуктивное долголетие злаково-бобовых агрофитоценозов может поддерживаться до 7 и более лет, при этом они способны ежегодно формировать от 4,3 до 8,0 тонн органического вещества, фиксировать от 110 до 182 кг азота воздуха на 1 гектар.
Реализация результатов исследований. Результаты, полученные автором, проверены и внедрены в производство на площади свыше 300 га в сельскохозяйственных предприятиях Ленинградской области (ЗАО «Агротехника» Тосненского района, ОАО «ПЗ «Новоладожский» Волховского района, ЗАО «ПЗ «Раздолье» Приозерского района). Результаты обсуждены на семинарах и научно-практических конференциях специалистов сельского хозяйства Ленинградской области и других регионов России в 1998-2010 гг. Материалы исследований использовались при проведении теоретических и практических занятий в учебном процессе ФГОУ ДПОС «Академия менеджмента и агробизнеса Нечернозёмной зоны Российской Федерации» в 1997-2011 г.г.
Апробация работы. Материалы исследований были доложены на различных конференциях Ленинградского СХИ (ЛГАУ, СПбГАУ): 1989, 1990, 1991, 1993, 1994, 1995, 1998, 2009; Нижегородского СХИ: 1988; Великолукского СХИ (ВГСХА): 1989, 1992, 2007; Новгородского СХИ, НСХА, НовГУ: 1998; Института Вайнштефан (Fachhochschule Weihenstephan) г. Мюнхен, ФРГ: 1997; Мюнхенского технического университета (Technische Universitt Muenchen) г. Мюнхен, ФРГ: 1997; ФГОУ ДПОС «Новгородский ИППК»: 2002, 2007; Крестьянский госуниверситет имени Кирилла и Мефодия (г. Луга): 2004; ФГОУ ДПОС «Чувашский ИППК»: 2006; ГНУ Костромской НИИСХ: 2006; Университета Хоенхайм (Universitaet Hohenheim) г. Штутгарт, ФРГ: 2008; Волгоградская ГСХА: 2010; ФГОУ ДПОС «Краснодарский РИА»: 2010.
Полнота изложения материалов диссертации в работах, опубликованных автором. Основные положения диссретации и научные результаты всесторонне отражены в 66 публикациях соискателя, включающих 13 научных статей в журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ; 3 научных статьи в изданиях международных конгрессов и конференций, 1 учебное пособие с грифом Минсельхоза РФ, 1 монография, 10 научно-методических разработок и 38 статей в различных изданиях.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 250 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, содержит 24 таблицы, 30 рисунков и 45 приложений. Список использованной литературы включает 357 источников, в том числе 76 иностранных авторов.
Основные положения, выносимые на защиту:
использование сортового разнообразия луговых бобовых растений в травостоях интенсивного типа является необходимым и достаточным условием для решения проблемы получения высококачественных травяных кормов;
введение в ассортимент луговых бобовых растений видов люцерны способствует продлению продуктивного долголетия луговых угодий;
долголетнее возделывание луговых бобовых растений способствует обогащению почв органическим веществом и биологически связанным азотом, накопленным в результате симбиотической деятельности бобовых растений и клубеньковых бактерий;
создание бобово-злаковых травостоев с современными ресурсоэффективными сортами луговых бобовых растений (клеверов лугового, гибридного, ползучего, люцерны изменчивой) является действенным фактором экономного расходования ресурсов в кормопроизводстве и земледелии;
возделывание луговых бобовых растений в травостоях интенсивного использования является агроэнергетически и биоэнергетически эффективным элементом кормопроизводства на Северо-Западе России.
