Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 8
1.1 Диверсификация нетрадиционных растений – важнейший фактор устойчивого развития кормопроизводства 8
1.2 Ботанические, биологические особенности, урожайность и кормовые достоинства черноголовника многобрачного 19
1.3 Микроэлементные удобрения, регуляторы роста и биопрепараты в технологии возделывания сельскохозяйственных культур 24
2 Условия и методика проведения исследований 45
2.1 Погодные условия в годы проведения исследований 45
2.2 Схема опыта и методика исследований 49
3 Влияние микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов на формирование агроценоза, фотосинтетическую деятельность и продуктивность черноголовника многобрачного 56
3.1 Формирование агроценоза черноголовника многобрачного 56
3.2 Фотосинтетическая деятельность агроценозов черноголовника многобрачного 63
3.3 Продуктивность агроценоза черноголовника многобрачного 67
3.4 Структура и урожайность семян черноголовника многобрачного 71
4 Эффективность некорневой подкормки комплексными микроэлементными удобрениями на посевах черноголовника многобрачного 3-го – 8-го года пользования 78
4.1 Фотосинтетическая деятельность черноголовника многобрачного 3-го – 8-го года пользования 78
4.2 Структура и семенная продуктивность черноголовника многобрачного 3-го – 8-го года пользования 85
5 Экономическая и энергетическая эффективность приемов возделывания черноголовника многобрачного 93
Заключение 109
Предложения производству112
Список использованных источников 130
- Микроэлементные удобрения, регуляторы роста и биопрепараты в технологии возделывания сельскохозяйственных культур
- Формирование агроценоза черноголовника многобрачного
- Фотосинтетическая деятельность черноголовника многобрачного 3-го – 8-го года пользования
- Экономическая и энергетическая эффективность приемов возделывания черноголовника многобрачного
Введение к работе
Актуальность. Одной из важнейших задач сельского хозяйства Среднего Поволжья является увеличение производства кормов, улучшение их качества и энергонасыщенности. В связи с этим приобретает значимость организация адаптивного кормопроизводства на основе создания высокопродуктивных агроценозов за счет интродукции новых видов, рационально использующих агроклиматические условия региона, и разработка ресурсосберегающих технологий, отвечающих требованиям сельскохозяйственного производства.
Перспективной кормовой культурой, предлагаемой для интродукции в Среднем Поволжье, является черноголовник многобрачный (Poterium polygamum Waldst), многолетнее растение семейства розоцветные, обладающий высокой пластичностью, адаптивностью, зимостойкостью и засухоустойчивостью. Высокая продуктивность сочетается с хорошими кормовыми достоинствами. Семеноводство устойчивое, высокий коэффициент размножения, что важно для культивирования в производстве.
Неотъемлемым структурным элементом современной концепции производства сельскохозяйственных культур являются комплексные микроэлементные удобрения, регуляторы роста и бактериальные препараты, которые способствуют повышению продуктивности и устойчивости растений к стрессовым факторам внешней среды.
В связи с этим значительный научный и практический интерес представляет разработка приемов технологии возделывания черноголовника многобрачного с применением микроэлементных удобрений, регуляторов роста и бактериальных препаратов.
Степень разработанности. В научной литературе приведены публикации по изучению влияния комплексных микроэлементных удобрений, регуляторов роста и бактериальных препаратов на продуктивность сельскохозяйственных культур: Я.В. Пейве (1963); Л.М. Доросинского (1965); Б.А. Ягодина (1970, 1981, 1985); Е.Н. Мишустина, В.К. Шильниковой (1973); М.Я. Школьника (1974); И.Н. Чумаченко, Г.П. Ковалева (1989); Л.И. Анспок (1990); Г.С. Посыпанова (1993, 1996); А.А. Завалина (2005); Л.Д. Прусаковой, Н.Н. Малеванной и др. (2005); А.Х. Шеуджен, Т.Н. Бондаревой и др. (2010); О.А. Тимошкина, О.Ю. Ти-мошкиной и др. (2013); О.И. Яхина, А.А. Лубянова и др. (2014); Е.В. Головиной, В.И. Зотикова и др. (2015); В.В. Вакуленко (2015); В.Л. Пую (2015); А.Н. Кшни-каткиной (2015, 2017, 2018); О.А. Тимошкина, О.Ю. Тимошкиной (2016); Т.Ф. Персиковой, М.Л. Радкевич (2017); Б. Марьям, Т.С. Астархановой и др. (2017), А.А. Лаврентьева (2017); Н.Н. Лазарева, А.М. Стародубцевой (2018); П.Г. Аленина, С.А. Кшникаткина (2018).
Цель исследований заключалась в разработке и научном обосновании приемов повышения продуктивности черноголовника многобрачного в условиях лесостепи Среднего Поволжья.
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:
изучить закономерности роста, развития растений черноголовника многобрачного при предпосевной обработке семян и некорневой подкормке микроэлементными удобрениями и бактериальными препаратами;
установить особенности формирования фотосинтетической деятельности агроценозов черноголовника многобрачного;
экспериментально определить и обосновать оптимальные сроки некорневой подкормки черноголовника многобрачного микроэлементными удобрениями;
определить влияние микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов на формирование элементов структуры, урожайность семян и кормовую продуктивность черноголовника многобрачного;
дать экономическую и энергетическую оценку эффективности приемов возделывания черноголовника многобрачного.
Научная новизна. В результате многолетних исследований с учетом агроклиматических особенностей лесостепи Среднего Поволжья разработаны теоретические и практические основы формирования высокопродуктивных, экономически эффективных агрофитоценозов черноголовника многобрачного сорта Слава. Определены рациональные сроки и способы применения микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов в технологии возделывания черноголовника многобрачного. Показаны особенности формирования фотосинтетического аппарата, элементов структуры урожая, семенной и кормовой продуктивности под влиянием микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов.
Практическая значимость работы. Предложены сельскохозяйственному производству адаптивные, энергетически и экономические обоснованные агро-приёмы возделывания, которые обеспечивают формирование высокопродуктивных агроценозов черноголовника многобрачного сорта Слава. Внедрение научных разработок обеспечит урожайность семян 1,45 т/га, сбор сухой массы - 9,7 т/га, кормовых единиц - 6,24 т/га, переваримого протеина - 0,74 т/га и выход обменной энергии - 120,1 ГДж/га.
Научные положения диссертации подтверждены производственной проверкой в ООО «Интехсемкор» Мокшанского района Пензенской области на площади 10 га.
Научная тема по изучению влияния комплексных микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов на продуктивность черноголовника многобрачного является составной частью плана научно-исследовательской работы ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ по целевой комплексной научно-технической программе
т. 12.5 «Разработка адаптивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Пензенской области».
Методология и методы исследования. Методология исследований основана на анализе научной литературы по изучаемой проблеме отечественных и зарубежных авторов, постановке цели, задач и составлении программы исследований. Методы исследований: полевые опыты, наблюдения, лабораторные анализы, дисперсионная, математическая обработка результатов (дисперсионный, вариационный и корреляционный анализы).
Основные положения, выносимые на защиту:
закономерности роста, развития растений и фотосинтетической деятельности черноголовника многобрачного в зависимости от приемов возделывания;
формирование кормовой продуктивности, элементов структуры и урожайности семян черноголовника многобрачного в зависимости от способов применения микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов;
экономическая и энергетическая оценка приемов использования микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов в технологии возделывания черноголовника многобрачного.
Степень достоверности. Достоверность полученных результатов подтверждается многолетним периодом исследований, использованием общепринятых методик и ГОСТов, применяемых в земледелии и растениеводстве, методов математической обработки данных (корреляционного и дисперсионного анализов), публикацией основных результатов в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации, апробацией материалов на конференциях.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на кафедре переработки сельскохозяйственной продукции Пензенского ГАУ (2015-2017 гг.); Всероссийской научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 2014); III Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в АПК: теория и практика» (Пенза, 2015); Международной научно-практической конференции молодых ученых «Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России» (Пенза, 2016); Международной научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 2016); Международной научно-практической конференции: «Инновационные технологии в растениеводстве и экологии» (Владикавказ, 2017); VI Международной научно-практической конференции: «Актуальные проблемы науки и образования в области естественных и сельскохозяйственных наук» (Казахстан, 2018).
Личный вклад автора. Анализ литературы, разработка схем, проведение полевых и лабораторных опытов, анализов и наблюдений, дисперсионная, вариационная и корреляционная обработка данных выполнялись автором лично или при его участии.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 научных статьях, в том числе 2 в изданиях по перечню, рекомендованному ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 134 страницах компьютерного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения и рекомендаций производству, содержит 32 таблиц, 6 рисунков и 48 приложений. Список литературы включает 220 источников, в том числе 17 иностранных авторов.
Микроэлементные удобрения, регуляторы роста и биопрепараты в технологии возделывания сельскохозяйственных культур
Экологически безопасным и эффективным приемом повышения продуктивности и улучшения качества кормовых культур является использование в технологии их возделывания бактериальных препаратов и комплексных микроэлементных удобрений.
Современная технология выращивания сельскохозяйственных растений базируется на более широком применении микроэлементов. Возрастающая роль последних объясняется несколькими причинами: увеличение выноса их из почвы в связи с ростом урожайности сельскохозяйственных культур; изменением режимов доступности для растений микроэлементов в почве вследствие известкования и внесения минеральных удобрений. Потребность в микроудобрениях растет в связи с расширением применения высококонцентрированных макроудобрений. Внесение повышенных доз азота, фосфора и калия сдвигает ионное равновесие почвенного раствора в сторону, неблагоприятную для поглощения растениями микроэлементов (В.И. Панасин, 2003).
Оптимизация комплексного минерального питания растений предполагает сбалансированное, экологически безопасное и целенаправленное регулирование питания растений макро- и микроэлементами.
В.М. Лукомец (2006) заключает – современные технологии возделывания сельскохозяйственных культур нуждаются в применении биогенных полифункциональных физиологически активных веществ нового поколения. Они должны обладать свойствами регуляторов роста и индукторов устойчивости растений, которые стимулируют рост, развитие и продуктивность культур, индуцируют устойчивость растений к заболеваниям и неблагоприятным факторами, увеличивают урожайность и улучшают биохимический состав урожая без ущерба для агроэкологии качества получаемой продукции.
Микроэлементы – являются незаменимой частью питания, способствуют повышению иммунитета растений, снижают влияние стресса от применения пестицидов и неблагоприятных погодных факторов. Они повышают ферментативную активность растений, способствуют усилению активности фотосинтеза и ассимилирующей деятельности. В растениях увеличивается содержание белков, углеводов, аминокислот и других важных веществ. Под влиянием микроэлементов растения становятся более устойчивыми к поражению вредителями и болезнями. Сумма данных факторов оказывает положительное влияние на уровень урожайности и способствует повышению качества продукции (М.В. Ка-талымов, 1957, 1965; Я.В. Пейве, 1961, 1980; А.В. Петербургский, Г.Л. Нелюдо-ва, 1961; М.Я. Школьник, 1974; Г.Н. Попов, 1984, 1987; А.В. Петербургский, 1985; М.И. Кудашкин, 1989; П.И. Анспок, 1990; Б.Я. Ягодин, A.M. Ермолаев, 1995; B.S. Sekhon, 2003; Л.Д. Прусакова, Н.Н. Малеванная, 2005; А.Х. Шеуджен, А.Х. Бондарева и др., 2010; О.А. Шаповал, И.П. Можарова и др., 2014; С.А. Заец и др., 2017; А.Г. Орлова, О.Г. Рапина, 2017).
Микроэлементы, находясь в клетке в свободном виде или входя в состав некоторых ферментов, являются катализаторами биохимических процессов. Каждый микроэлемент связан с несколькими ферментами, многие из которых отвечают за несколько биопроцессов в организме растения, таких, как фотосинтез, питание, цветение, поддержание иммунитета и многих других.
Бесспорна роль микроэлементов в повышении урожайности, особенно при использовании интенсивных технологий производства на фоне применения повышенных доз NPK. Однако растения усваивают из почвы лишь незначительное их количество. Но благодаря интенсификации производства можно раскрыть генетический потенциал культуры и внекорневое питание растений является неотъемлемым условием успеха. Фактором, лимитирующим эти показатели, часто является недостаточное содержание подвижных форм микроэлементов в почве. Применение микроэлементов технологически просто и не требует больших затрат. Помимо прямого внесения в почву, необходимо повсеместно использование их для обработки семян перед посевом, совмещая эту операцию с протравливанием инсектофунгицидами. Данный прием позволяет обеспечивать получение дополнительного урожая до 10-12%, повышения качество продукции (И.Н. Чумаченко, Т.П. Ковалева, 1989).
Микроэлементы необходимы при недостаточном содержании их в почве. При этом, с увеличением урожайности и качества продукции возрастает вынос элементов питания, а соответственно и потребность в них (Б.Я. Ягодин, A.M. Ермолаев, 1995).
Необходимость применения микроудобрений в Поволжье так же отмечают Г.И. Попов и Б.В. Егоров (1987), она обоснована недостаточным содержанием большинства микроэлементов в почве.
В течение всего вегетационного периода растения нуждаются в микроэлементах, особенно в период образования репродуктивных органов, цветения и оплодотворения (В.В. Матыченков, Е.Л. Бочарникова, 2003).
Исследованиями Е.И. Ратнера и Т.А. Акимочкиной (1962) установлены факты влияния молибдена на метаболизм азотистых соединений, показано, что он участвует не только в первичном звене (редукция нитратов), но и в заключительном этапе синтеза белков.
Наиболее эффективным приемом, по мнению многих авторов, является внесение молибденовых удобрений в предпосевную обработку семян. Он способствует повышению продуктивности растений, устойчивости к засухе, пониженным температурам и болезням. Действие молибдена более эффективно во влажные и умеренно теплые годы (Б.М. Неклюдов, 1958; И.А. Буркин, 1970).
При недостатке бора у злаковых растений слабо развиваются корневая и проводящая системы, нарушаются процессы формирования листьев и колосьев, задерживается выход в трубку. Применение бора способствует повышению массы 1000 семян и из количества. Бор улучшает углеводный обмен, влияет на белковый, нуклеиновый обмен. При его недостатке нарушается синтез; превращение и передвижение углеводов, формирование репродуктивных органов, оплодотворение и плодоношение, а значит, ухудшается и качество.
Железо входит в состав ферментов, участвующих в создании хлорофилла. Без него невозможен синтез хлорофилла, хотя в состав его данный элемент не входит. Железо играет большую роль в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в растении, так как способно переходить из окисленной формы в закисную и обратно. Без этого элемента невозможен процесс дыхания растений, поскольку он входит также в состав дыхательных ферментов. При его недостатке распадаются стимуляторы роста (ауксины).
Кремний – второй по распространенности элемент в земной коре, обладает уникальной способностью образовывать как инертные, так и биологически активные формы соединений. Одно из наиболее активных форм кремния является многокремниевая кислота (В.В. Матыченков, 2008). Кремний оказывает существенное влияние на рост и развитие растений, повышает урожайность и улучшает качество продукции. При этом положительный эффект кремния особенно заметен у растений в стрессовых условиях. Кремний предает растениям механическую прочность, укрепляет стенки клеток, обеспечивая жесткость различных органов растения.
В растениях кобальт влияет на накопление азотистых веществ (также в не клубеньковых растениях) и углеводов, интенсифицирует их отток из вегетативных органов в генеративные, усиливает интенсивность дыхания и фотосинтеза, способствуя образованию хлорофилла и уменьшая его распад в темное время суток. Кобальт также повышает общее содержание воды в растениях, особенно в засуху, и является абсолютно необходимым для размножения клубеньковых бактерий и фиксации ими азота. Он влияет на процесс оплодотворения, повышает устойчивость растений к болезням.
Магний – входит в состав хлорофилла, осуществляющего основной процесс в жизни растений – создание органического «зеленого» тела растения. Активизирует превращение недоступных форм фосфора в доступные, оказывает влияние на углеводный обмен. В растительном организме марганец активирует более 35 ферментов, участвует в фотосинтезе (фотопродукции кислорода в хлоропластах) и синтезе витаминов С, В, Е, способствует увеличению содержания сахаров и их оттоку из листьев, ускоряет рост растений и созревание семян. При недостаточности марганца снижается синтез органических веществ, уменьшается содержание хлорофилла. Он нужен для нормального протекания фотосинтеза. Недостаток марганца вызывает хлороз листьев. При избытке марганца происходит нарушение развития растения (W.J. Horst, 1988).
Медь снижает заболеваемость культур различными видами головни, повышает устойчивость растений против бурой пятнистости. Наибольшая потребность растений в меди отмечается в ранние фазы роста, а к началу цветения ее усвоения почти завершается. При недостатке меди происходит окрашивание листьев в цвет от светло-зеленого до желто-зеленого, кончики листьев высыхают и опадают, образуются мелкие деформированные листья. От избытка меди листья между жилками приобретают желтый цвет, затем буреют и отмирают. Корневая система развивается с образованием большого количества боковых корешков коричневого цвета, в результате чего тормозится рост растений. Усиливает медное голодание жаркая погода. Избыток меди в почве приводит к недостаточному питанию растений железом.
Молибден влияет на биосинтез нуклеиновых кислот, синтез хлорофилла, пигментов, витаминов, стимулирует фиксацию азота воздуха. Он способствует синтезу белков и лучшему использованию растениями азота, а также фосфора, молибден повышает эффективность минеральных удобрений и способствует лучшему усвоению калия из почвы. При недостатке молибдена наблюдается плохой рост. Края листьев окрашиваются в цвет от желтого до коричневого (А.В. Петербургский, 1975; В. А. Исайчев, Ф.А. Мударисов, 2000).
Формирование агроценоза черноголовника многобрачного
В.М. Ковалев (1997) заключает, что уровень урожая на 50% зависит от плотности продуктивного травостоя, на 25% – от числа зёрен в колосе и на 25% – от массы 1000 зёрен.
Оптимальная плотность травостоя является необходимым условием для формирования высокопродуктивных агроценозов многолетних трав.
Имеют большое значение начальные этапы прорастания семян для формирования плотности травостоя. Запас питательных веществ в семени ограничен, поэтому, чем быстрее зародыш прорастет, тем быстрее получит полное питание из окружающей среды. В связи с этим предпосевная обработка семян является важным агротехническим приёмом.
Полевая всхожесть и сохранность растений к уборке являются очень важным показателями, определяющими урожайность сельскохозяйственных культур. В зоне недостаточного увлажнения актуальность этой проблемы еще более возрастает. Величина полевой всхожести зависит от качества семян, технологии и экологических условий, периода посев-всходы (температура почвы на глубине заделки семян, температуры воздуха и влажности почвы).
Е.В. Писарев (1964) отмечает, что продуктивность агроценоза обеспечивается полнотой всходов, плотностью продуктивного стеблестоя и выживаемостью растений.
Нашими исследованиями установлено, что показатели полевой всхожести семян, сохранности растений черноголовника в конце вегетации и после перезимовки изменяются в зависимости от вида изучаемых препаратов. Формирование плотности агроценоза черноголовника многобрачного при обработке семян микроэлементными удобрениями и бактериальными препаратами в среднем за годы исследований представлено в таблице 2.
Черноголовник многобрачный характеризуется достаточно высокой полевой всхожестью семян. В среднем за три года число взошедших растений черноголовника по вариантам опыта колебалось в пределах 880 штук на 1 м2 и показатели полевой всхожести составили 87,9-94,7% при 87,0% на контроле. Наибольшее количество взошедших растений – 950 шт/м2 и полнота всходов 94,7% отмечались при обработке семян черноголовника жидким микроэлементным удобрением Мегамикс-Семена, что превысило контрольные показатели соответственно на 80,0 шт/м2 и 8,6%. Обработка семян черноголовника препаратом Цитовит способствовала повышению всхожести на 7,3%, Силиплантом – 4,2%, Цирконом – 4,8%, ЭкоФусом – 5,4%, Грин-Го – 2,2%, Гумат K/Na – 2,6%. При инокуляции семян черноголовника препаратом ассоциативных ди-азотрофов Агрика полевая всхожесть за годы исследований незначительно отличалась от контрольных данных и в среднем за три года составила 87,9%, контроль – 87,0%. Однако при обработке препаратом Агрика с микроэлементами и Агрика с микроэлементами + Азотобактер показатели полевой всхожести составили 92,8 и 93,7% по отношению к контролю увеличились на 5,8% и 6,7% соответственно (таблица 2).
Согласно данным И.Г. Строна (1966) влияние свойств семян на урожайность проявляется через уровень полевой всхожести и сохранности растений, однако чаще всего действие их сказывается через совокупность всех факторов. Коэффициент корреляции между полевой всхожестью и урожайностью семян в среднем за три года составил r = 0,954, между сохранностью растений и средней урожайностью – r = 0,949.
В результате проведенного однофакторного дисперсионного анализа заключаем, что различия между вариантами с обработкой семян водой, микроэлементными удобрениями и бактериальными препаратами существенны и уровни действия факторов различаются значимо по всем показателям в вариантах с обработкой микроэлементными удобрениями Мегамикс-Семена, Цитовит и препаратом Агрика с микроэлементами + Азотобактер по всем параметрам, так как фактическая разница между вариантами больше НСР05 (I группа) – доказана зависимость изменений при вероятности 95%. Вариант с обработкой Аг-рикой зарекомендовал себя наименее эффективно (III группа) – разности ниже показателя НСР по всем параметрам, зависимость изменений не доказана.
В последующие фазы вегетации обогащение семян перед посевом микроэлементными удобрениями и бактериальными препаратами способствовало увеличению сохранности растений черноголовника многобрачного в конце вегетации. В среднем за три года показатели сохранности растений черноголовника перед уходом в зиму в зависимости от вида препарата колебались от 95,2% до 99,3%, что выше контроля на 5,6-9,7%. Лучшие результаты отмечены в вариантах с Мегамикс-Семена, Цитовит, Агрика с микроэлементами и Агрика с микроэлементами + Азотобактер.
Различия в росте и развитии, обусловленные влиянием изучаемых препаратов, определили зимостойкость черноголовника многобрачного. Наибольшее количество растений (99,8%) после перезимовки сохранилось в варианте с обработкой семян черноголовника микроэлементным удобрением Мегамикс-Семена, превышение по отношению к контролю составило 0,24 млн. шт/га (34,3%) (таблица 3).
И.И. Василенко, В.С. Шевелуха (1988) заключают, что в практическом понимании рост, как процесс увеличения размеров и массы растений, имеет большое значение, так как урожай и ход его накопления определяются в конечном итоге масштабами линейных, объемных и весовых показателей. В ходе роста реализуется генетическая программа формирования растений и происходит интенсивное накопление биомассы, что позволяет рассматривать рост в качестве ведущего процесса, по масштабам и интенсивности которого можно судить о конкретной реализации программы урожая, о степени оптимизации условий его получения.
Рост – своеобразный биологический двигатель и регулятор, усиливающий или ослабляющий процессы образования, обмена и передвижения веществ в организме. В жизненном цикле растений выделяют два периода: формирование вегетативной сферы растений – корней, стеблей, листьев; формирование генеративной сферы – соцветий, цветков и органов размножения – плодов и семян (Ф.М. Куперман, 1982). При изучении влияния микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов на формирование агроценоза черноголовника многобрачного нами использовались показатели линейных, объемных и массовых измерений в онтогенезе.
Черноголовник многобрачный уже в первый год формирует достаточно высокий травостой 49,8-54,7 см. Более высокорослые растения (54,7 см) сформировались при обработке семян препаратом Мегамикс-Семена (таблица 3). Аналогичным образом препараты действовали на растения черноголовника многобрачного 2-го и 3-го года жизни (приложения 3-5).
Фотосинтетическая деятельность черноголовника многобрачного 3-го – 8-го года пользования
Общеизвестно, что на протяжении своего онтогенеза растения, нуждаются в постепенно нарастающей концентрации питательных веществ, изменении их состава, сочетания и соотношения между отдельными элементами питания. Поэтому в целях создания для растений оптимальных условий питания на протяжении всего вегетационного периода необходимо правильное сочетание основного удобрения и подкормок.
Подкормка вегетирующих растений никогда не утратит своего важного значения в правильной системе удобрений (Н.С. Авдонин, 1960).
Многие авторы отмечают, что комплексные микроэлементные удобрения, используемые для некорневой подкормки вегетирующих растений, обеспечивают повышение продуктивности кормовых культур.
Экспериментальные материалы, подтверждающие эффективность некорневых подкормок микроэлементными удобрениями в хелатной форме посевов черноголовника многобрачного, практически отсутствуют. В связи с этим нами проводились исследования по изучению эффективности применения микроэлементных удобрений Азосол 36 Экстра, Мегамикс-Профи, Мегамикс-Азот, Ци-товит и Гумат K/Na с микроэлементами при некорневой подкормке растений черноголовника многобрачного в разные фазы вегетации.
Фотосинтетическая деятельность растений в посевах является основным фактором, определяющим формирование урожая сельскохозяйственных культур. Размеры ассимилирующей поверхности, продолжительность ее функционирования и продуктивность фотосинтеза в значительной мере определяют величину урожая (А.А. Ничипорович, 1971). Показатели площади листьев, продолжительность их работы и накопление сухой биомассы определяют продуктивность фотосинтетической деятельности посевов. Площадь листьев посевов дает объективное представление о характере роста растений в течение вегетации, но не дает полную характеристику фотосинтетической деятельности посева, т.к. важно время, когда сформировалась максимальная площадь листьев и сколько дней она работала на накопление урожая. Поэтому только фотосинтетический потенциал (ФП) раскрывает наибольшую полноту деятельности посева.
На формирование урожая сельскохозяйственных культур помимо площади листовой поверхности оказывают влияние и такие показатели как продолжительность работы листьев, продуктивность работы каждой единицы листовой поверхности и характер распределения ассимилянтов (Ничипорович А.А., 1971).
А.А. Ничипорович (1961), В.В. Коломейченко (1983), А.Н. Кшникаткина (2015), О.А. Тимошкин (2016) отмечают сильную прямую связь между продуктивностью культур и величиной площади ассимилирующей поверхности. Они же указывают, что в создании высокопродуктивных агроценозов полевых культур большое значение имеют не только параметры посева, но и графики роста площади листьев. А.А. Ничипоровичем (1961) было установлено, что при увеличении площади листьев до 30-40 тыс. м2/га процент поглощенной энергии пропорционально повышается, но при чрезмерном ее развитии ухудшается освещенность средних и особенно, нижних ярусов, а следовательно снижается интенсивность фотосинтеза.
Изучение теоретических и практических основ управления фотосинтетической деятельностью растений является резервом дальнейшего повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.
В связи с этим поиск приемов, обеспечивающих благоприятные условия для поглощения и максимального использования солнечной энергии, является актуальной задачей. Наблюдения за формированием листовой поверхности показали, что площадь листьев агроценозов черноголовника многобрачного 3-го – 8-го года пользования зависит от вида микроэлементного удобрения и сроков проведения некорневой подкормки (таблица 15, приложение 25).
При фолиарной подкормке растений микроэлементными удобрениями в фазу кущения площадь листовой поверхности в фазу цветения агроценоза черноголовника 3-го года пользования по вариантам опыта составила 37,6-39,7 тыс. м2/га; 4-го года пользования – 37,6-39,3 тыс. м2/га; 5-го года пользования – 36,9-38,4 тыс. м2/га; 6-го года пользования – 34,8-36,5 тыс. м2/га; 7-го года пользования – 32,3-31,8 тыс. м2/га; 8-го года пользования – 28,9-31,8 тыс. м2/га. В варианте с некорневой подкормкой посевов черноголовника в фазу бутонизации показатели площади ассимилирующей поверхности снизились незначительно (таблица 15, рисунок 6, приложение 25).
Так как F05 Fф, то нулевая гипотеза отвергается (Н0 0), различия между группами данных носят неслучайный характер и обработка растений черноголовника многобрачного микроэлементными удобрениями оказывают существенное влияние на формирование площади листьев. Различия между вариантами с обработкой растений черноголовника микроэлементными удобрениями в фазы отрастания, бутонизации и отрастания + бутонизаии и контролем существенны. Уровни действия факторов различаются значимо, так как фактическая разница между данными, полученными в ходе опыта больше рассчитанных статистических показателей НСР05.
Более высокие показатели площади листьев сформировались при двукратной обработке по вегетации черноголовника многобрачного микроэлементными удобрениями в фазу отрастания и бутонизации. Так, площадь листьев агроценозов черноголовника 3-го года пользования по вариантам опыта составила 38,9-41,9 тыс. м2/га, по отношению к контролю увеличилась на 10,5-19,0 %. При этом наиболее продуктивно работали посевы черноголовника многобрачного при листовой подкормке микроэлементным удобрением Азосол 36 Экстра. При использовании для подкормки посевов черноголовника препаратов Мегамикс-Профи, Мегамикс-Азот, Цитовит показатели листовой поверхности практически аналогичны с параметрами площади листьев в варианте с Азосол 36 Экстра. Из изучаемых препаратов менее эффективным был Гумат К/Na с микроэлементами. Лепестковая диаграмма (рисунок 6) наглядно показывает, что на посевах черноголовника многобрачного 3-го – 5-го года пользования показатели площади листовой поверхности практически не изменяются, постепенное снижение начинается с 6-го года пользования.
Экономическая и энергетическая эффективность приемов возделывания черноголовника многобрачного
В связи с развитием форм хозяйствования и интенсификации кормопроизводства для правильного научно-обоснованного выбора оптимизированного решения из числа многовариантных разработок, возрастает значение экономического подхода.
Однако наряду с нетрадиционным методом экономической оценки способов возделывания кормовых культур наиболее объективную информацию позволяет получить биоэнергетический метод. Это универсальный способ оценки затрат антропогенной энергии в агроэкосистеме.
Расчет совокупных затрат энергии при выращивании полевых культур базируется на описании всего процесса на основе технологических карт, позволяющих учесть весь поток ресурсов в разных показателях с последующем переводом их к единому показателю (Дж) с помощью энергетических эквивалентов. Зная энергетические затраты на выращивание культуры, энергосодержание урожая, проводят энергетическую оценку эффективности возделывания культуры или применяемого приема. Обобщающем показателем является коэффициент агроэнергетического полезного действия (КПД посева). Если этот показатель больше единицы – технология или прием считается эффективным (Ю.К. Новоселов, А.С. Шпаков, Г.Д. Харьков, 1997).
Для экономической оценки агроприемов и технологий возделывания применяют систему показателей, основными из которых являются выход продукции, затраты труда и средств, чистый доход, рентабельность и окупаемость затрат.
Затраты совокупной энергии и денежных затрат, непосредственно связанных с выполнением работы, определялись нами по технологическим картам на основе энергетических эквивалентов, норм выработки, их расценок, стоимости полученной продукции. Из анализа экономических показателей возделывания черноголовника многобрачного сорта Слава при предпосевной обработке семян комплексными микроэлементными удобрениями и бактериальными препаратами следует вывод, что их применение увеличивает затраты на производство основной продукции по сравнению с контрольным вариантом. При этом стоимость валовой продукции напрямую зависит от урожайности. Это в значительной мере обусловило и все остальные показатели: величину условного чистого дохода, себестоимость продукции и рентабельность.
Установлено, что использование в технологии возделывания черноголовника 1-го года пользования микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов для обработки семян экономически эффективно. Условно чистый доход по вариантам опыта составил 20,60-25,83 тыс. руб., рентабельность – 106,5-126,4%, что превышает контрольные показатели соответственно на 2,67-8,07 тыс. руб. и 6,4-36,6%. Наиболее экономически эффективна обработка семян биопрепаратом Агрика с микроэлементами + Азотобактер, условно чистый доход составил – 26,00 тыс. руб., рентабельность – 134,3%. Практически равноценные показатели экономической эффективности получили в вариантах с применением для обработки семян препаратов Мегамикс-Семена, Цитовит и Агрика с микроэлементами (таблица 21).
Показатели экономической эффективности агроценозов черноголовника многобрачного 2-го и 3-го года пользования подтвердили закономерности, установленные при анализе показателей агроценоза 1-го года пользования. Наибольшие значения условно чистого дохода и рентабельности также получены при использовании микроэлементных удобрений Мегамикс-Семена, Цито-вит и биопрепарата Агрика с микроэлементами + Азотобактер во 2-ой год пользования – 25,01-25,38 тыс. руб. и 132,3-138,8% соответственно (таблица 22); 3-й год пользования – 34,12-35,70 тыс. руб. и 164,5-170,6 % (таблица 23).
Экономическая оценка возделывания черноголовника многобрачного 1-го года пользования на кормовые цели с использованием микроэлементных удобрений и бактериальных препаратов для обработки семян перед посевом показала, что данный прием экономически эффективен. Так, условный чистый доход по вариантам опыта составил 18,31-21,14 тыс. руб., рентабельность –101,0-118,9%, в сравнении с контрольным вариантом дополнительно получено 3,67-6,50 тыс. руб., рентабельность увеличилась до 118,9% (контроль – 87,6%). Наиболее экономически целесообразно возделывание черноголовника многобрачного на кормовые цели при обработке семян препаратами Цитовит и Агри-ка с микроэлементами + Азотобактер, условный чистый доход составил 21,14 тыс. руб., рентабельность – 118,6%, контроль – 14,64 тыс. руб. и 87,6% (таблица 24).
Экономическая оценка эффективности возделывания черноголовника многобрачного 2-го и 3-го года пользования при обработке семян микроэлементными удобрениями и бактериальными препаратами показала, что данный прием способствует увеличению кормовой продуктивности, показателей условного чистого дохода и уровня рентабельности. Так, условный чистый доход по вариантам опыта составил 21,34-25,38 тыс. руб. (2-й год пользования) и 26,09-30,56 тыс. руб. (3-й год пользования), рентабельность – 116,7-138,8% (2-й год пользования) и 140,8-163,9% (3-й год пользования) (таблицы 25, 26).
При некорневой подкормке растений семенных посевов черноголовника многобрачного 3-го – 8-го года пользования в фазу отрастания и бутонизации комплексными микроэлементными удобрениями показатели экономической эффективности существенно увеличились. Так, условно чистый доход агроце-ноза черноголовника 3-го года пользования по вариантам опыта составил 26,87-40,02 тыс. руб., что превышает контрольные показатели на 5,52-18,67 тыс. руб. (25,8-87,4%), рентабельность – 153,3-222,6%. Наиболее экономически выгодно использовать для фолиарной подкормки микроэлементное удобрение Азосол 36 Экстра в фазу отрастания с последующей обработкой в фазу бутонизации, условный чистый доход составил 40,02 тыс. руб./га, уровень рентабельности – 222,6% (таблица 27, приложения 39-43).
Установлено, что экономически эффективно использовать на семенные цели агроценозы черноголовника многобрачного 4-го – 8-го года пользования, особенно при двукратной подкормке изучаемыми препаратами в фазу отрастания и бутонизации при рентабельности 66,5-190,8% (приложения 39-43).
При анализе показателей экономической эффективности возделывания черноголовника многобрачного 3-го – 8-го года пользования на кормовые цели установлено, что микроэлементные удобрения при некорневой подкормке веге-тирующих растений в фазу отрастания и бутонизации обеспечили увеличение условного чистого дохода и рентабельности (таблица 28, приложения 44-48).