Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1. Поливидовые посевы: история развития, научные основы формирования, потенциал продуктивности и их роль в решении проблем полноценного кормления животных
1.2. Зависимость применения удобрений и влияние их на кормовые качества зернобобовых культур в одновидовых и смешанных посевах
2. Условия и методика проведения исследований 39
2.1. Агроклиматические ресурсы Среднего Поволжья и Самарской области
2.2. Метеорологические условия за годы исследований и потенциал продуктивности
2.3. Агротехника и методика исследований 49
3. Формирование урожая поливидовых посевов на разных уровнях минерального питания
3.1. Фенологические наблюдения 53
3.2. Густота стояния, полнота всходов и сохранность растений 57
3.3. Динамика линейного роста и высота растений 63
3.4. Фотосинтетическая деятельность растений 71
3.5. Динамика прироста сухого вещества 78
4. Продуктивность и кормовые качества урожая поливидовых посевов
4.1. Урожай зеленой массы и сухого вещества 83
4.2. Доля компонентов в поливидовых посевах при уборке на зеленый корм и сенаж
4.3. Структура урожая 90
4.4. Химический состав и кормовая ценность урожая при уборке на зеленый корм и сенаж
4.5. Водопотребление и вынос урожаем питательных веществ 96
5. Агроэнергетическая оценка возделывания поливидовых посевов
6. Экономическая эффективность возделывания поливидовых посевов
Выводы 120
Предложения производству 123
Список литературы
- Зависимость применения удобрений и влияние их на кормовые качества зернобобовых культур в одновидовых и смешанных посевах
- Метеорологические условия за годы исследований и потенциал продуктивности
- Динамика линейного роста и высота растений
- Доля компонентов в поливидовых посевах при уборке на зеленый корм и сенаж
Введение к работе
Актуальность проблемы. Основной вектор развития кормопроизводства в регионе Среднего Поволжья направлен на получение высококачественных сбалансированных кормов. Одним из путей решения данной проблемы является возделывание поливидовых посевов зернобобовых и злаковых культур. В связи с этим особую актуальность имеют исследования, посвященные изучению данного вопроса.
Поливидовые посевы являются важным кластером сельскохозяйственного производства, необходимо всесторонне изучить особенности возделывания данного вида посевов, как в регионе, так и в Самарской области. Они позволяют обеспечить не только высокие и устойчивые по годам урожаи высококачественной кормовой массы, но и создавать благоприятные условия для последующих культур севооборота.
Цель и задачи исследования. Цель работы – дать оценку продуктивности и кормовой ценности урожая вики яровой и гороха посевного с кормовыми бобами, овсом, подсолнечником и редькой масличной в поливидовых посевах на зелёный корм и сенаж на разных уровнях минерального питания.
В задачу исследований входило:
изучить возможность получения планируемой урожайности поливидовых
посевов на расчетных уровнях минерального питания (4 и 5 тыс. кормовых единиц
с 1 га);
выращивание различных смесей культур (нормы высева в % от
рекомендуемой для чистого посева):
-
Вика 60 % + кормовые бобы 60 %.
-
Горох 60 % + кормовые бобы 60 %.
-
Вика 30 % + кормовые бобы 30 % + овёс 30 % + подсолнечник 30 %.
-
Горох 30 % + кормовые бобы 30 % + овёс 30 % + подсолнечник 30 %.
-
Вика 25 % + кормовые бобы 25 % + овёс 30 % + подсолнечник 30 % + редька масличная 30 %.
-
Горох 25 % + кормовые бобы 25 % + овёс 30 % + подсолнечник 30 % + редька масличная 30 %.
выявить и изучить основные параметры формирования урожая различных
смесей бобовых культур с овсом, подсолнечником и редькой масличной в
поливидовых агрофитоценозах;
определить продуктивность посевов при уборке на зелёный корм и сенаж;
дать оценку продуктивности и питательной ценности двухкомпонентных
бобовых смесей и поливидовых посевов;
дать энергетическую и экономическую оценку изучаемых технологических
приёмов, рекомендовать наиболее эффективные варианты поливидовых смесей в
производство.
Полученные результаты использовать при выработке рекомендаций по использованию поливидовых смесей на зелёный корм и сенаж.
Научная новизна. Впервые на черноземных почвах в условиях лесостепи Среднего Поволжья:
проведены исследования по изучению различных норм высева зернобобовых
культур в смеси с различными компонентами;
определены основные элементы технологии возделывания поливидовых
посевов на зеленый корм и сенаж;
уточнен видовой состав при различных сроках уборки травостоев для
получения запланированных уровней урожайности поливидовых посевов
зернобобовых культур.
Положения, выносимые на защиту.
посев пятикомпонентной смеси активно формирует листовую поверхность и
обладает мощным фотосинтетическим потенциалом. Ко времени уборки на
зеленый корм листовая поверхность и фотосинтетический потенциал на втором
фоне минерального питания достигают, соответственно, 39,76 тыс. м2/га и 1217,92
м2 дней/га.
пятикомпонентные смеси с участием вики, бобов, овса, подсолнечника и
редьки масличной обеспечивают потенциал продуктивности посевов на уровне
35,05 т/га при уборке на зеленый корм и 36,59 т/га – на сенаж.
совместное выращивание зернобобовых культур с овсом, подсолнечником и
редькой масличной при различных способах уборки позволяет получать
обеспеченную переваримым протеином биомассу на уровне 178 г на 1 корм. ед. в
пределах зоотехнических норм.
поливидовые посевы обеспечивают наибольший выход обменной энергии в
варианте пятикомпонентной смеси с викой при внесении удобрений на
планируемую урожайность 5 тыс. корм. ед. – 85,46 ГДж/га. При этом
обеспеченность 1 кг абсолютно сухого вещества обменной энергией составляет
9,63 МДж.
Практическая ценность. Работа представляет обобщенный материал трех лет исследований по разработке инновационных технологий возделывания поливидовых посевов в условиях лесостепи Среднего Поволжья, которые используются в учебном процессе в ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА. На основании проведенных исследований разработаны рекомендации производству, позволяющие обеспечить потенциал продуктивности посевов на уровне 35,05 т/га при уборке на зеленый корм и 36,59 т/га – на сенаж, в расчете NPK на планируемый урожай 5 тыс. корм. ед. или на 30 т зеленой массы с 1 га.
По разработанным рекомендациям данные видосмеси возделываются в ОАО Племзавод «Дружба», СПК «Колхоз им. Куйбышева», СПК «Степные Зори» и ряде других хозяйств Самарской области.
Опыты демонстрировались на областных семинарах, посвященных проблемам кормопроизводства в 2007, 2008 годах и получили одобрение.
Публикация результатов исследований и апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на научно-технических советах факультета и конференциях различного уровня. Представленная работа является
составной частью научно-исследовательских работ кафедры «Растениеводство и селекция» ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА «Разработать приёмы возделывания и использования кормовых культур, обеспечивающие в севооборотах Среднего Поволжья получение полноценной экологически чистой продукции на неорошаемых землях не менее 4-5 тыс. корм. ед. с 1 га при одновременном сохранении и повышении плодородия почвы». № гос. регистрации 01.950000894.
Автором опубликовано 6 научных работ, по теме диссертации – 6, в том числе в научных журналах и изданиях, которые включены в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций. Основные положения исследований напечатаны в рекомендациях, сборниках, журналах, бюллетенях. Основные положения диссертации отражены на страницах журналов «Кормопроизводство» (2009), «Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии» (2008-2011).
Личный вклад соискателя. Работа выполнена в период с 2007 по 2009 годы на экспериментальном кормовом севообороте №1 научно-исследовательской лаборатории «Корма», кафедра «Растениеводство» ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА». Диссертантом сформировано направление, осуществлена постановка цели и задач, разработаны основные подходы и пути решения поставленных задач; обобщен и проанализирован полученный экспериментальный материал. Полевые, лабораторные опыты выполнены сотрудниками, лаборантами лабораторий ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА» при непосредственном участии и под руководством диссертанта.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 122 страницах текста компьютерной верстки, состоит из введения, обзора литературы, условий и методики проведения исследований, шести глав, выводов и предложений производству. Содержит 40 таблиц, 3 рисунка и 41 приложение. Список литературы включает 286 источников, в том числе 12 зарубежных авторов.
Зависимость применения удобрений и влияние их на кормовые качества зернобобовых культур в одновидовых и смешанных посевах
В целом, исходя из результатов полученных данных, можно отметить, что повышение уровня минерального питания положительно сказывается на густоте стояния растений в посеве, увеличивает полноту всходов на этих вариантах опыта. Количество растений в вариантах на втором фоне минерального питания, в среднем выше, в сравнении с контрольными вариантами на 12-20 %. А наибольшую густоту стояния растений в фазе всходов обеспечивает вариант пятикомпонентной смеси с викой яровой – 143 на 1 м2 при норме высева 3,23 млн./га. Варианты смесей с горохом имеют достаточную густоту стояния растений для формирования необходимого уровня урожая.
Полнота всходов растений. Проводя анализ данных полноты всходов культур в смесях, удалось выявить некоторые особенности. Полнота всходов в вариантах с викой яровой обладает достаточным потенциалом для формирования будущего урожая кормосмесей. Так в пятикомпонентной смеси она составила в среднем по фону 2 минерального питания – 54 %. В той же горохо-бобовой смеси она была на уровне 56 % (табл. 6).
Пятикомпонентные смеси давали большую полноту всходов в сравнении четырехкомпонентными, это в большей степени может быть связано с низкой полнотой всходов редьки масличной равной 9-15 % (табл. 6). Низкая полнота входом в большей степени зависит от размера семян и возможных повреждений насекомых вредителей. Полнота всходов подсолнечника во всех смесях и уровнях минерального питания остается на высоком уровне, и достигает на лучших вариантах 92 %.
Полнота всходов бобового компонента во всех вариантах опыта не отличается в значительной степени, все культуры, положительно отзывались на условия произрастания и уровень минерального питания.
Полнота всходов злакового компонента имеет свои особенности. Отметим, что полнота всходов овса была на среднем уровне 45-55 %, при густоте стояния растений в фазе всходов выше, чем у остальных компонентов смеси.
Проводя анализ данных сохранности растений в смесях, наблюдались следующие особенности. Сохранность растений в вариантах с викой посевной находится на высоком уровне 85-90 % (табл. 8). В пятикомпонентной смеси она составила в среднем по фонам минерального питания – 89-90 %. В горохо-бобовой смеси данный показатель был чуть выше и составил – 90-93 %.
Сохранность бобового компонента во всех вариантах опыта не имеет существенных отличий, культуры положительно отзывались на условия произрастания и уровень минерального питания.
Из данных таблицы мы видим, что компоненты как в двух- так и много компонентных смесях имели достаточно высоких уровень сохранности, что помогло обеспечить уровень планируемого урожая.
Таким образом, можно сделать вывод, что за время проведения исследований компоненты в поливидовых посевах не испытывали сильного угнетения в процессе роста и развития, имели ко времени уборке необходимую густоту стояния и сохранность, что позволило сформировать высокий уровень урожая зеленой массы.
Для выбора и определения срока скашивания травостоя необходимо знать основные особенности линейного роста растений и их высоту.
Данные опытов показали, что рост стебля в высоту происходит последовательно от прорастания до фазы бутонизации бобовых и вымётывания злаковых культур. Далее он происходит более усиленно и достигает своего наивысшего значения в фазе цветения редьки масличной, бобовых и колошения злаковых культур. Поэтому преждевременная уборка травосмесей может привести к высоким потерям надземной биологической массы. Среднесуточные приросты у культур в смесях в этот период могут колебаться у вики 0,68-1,76; кормовых бобов 0,95-1,75; гороха 0,71-1,17; овса 1,00-1,75; подсолнечника 1,25-3,16; редьки масличной 0,81-2,16 см.
Погодные условия периода вегетации 2007 года обеспечили ко времени уборки на зелёный корм (14.07) высоту растений на контроле, этот показатель составил 48,8-96,0 см. На фонах минерального питания значения равнялись 49,5-117,5 и 55,0-158,3 см, соответственно. Ко времени уборки на сенаж, в I декаде августа, достигли высоты соответственно 73,9-159,0 см. На фонах минерального питания значения равнялись 75,5-187,3 и 80,3-189,0 см соответственно (табл. 9).
В 2008 году, высота растений ко времени уборки на зелёный корм, в I декаде июля. Значения этого показателя были меньшей величины, и равнялась соответственно 22,5-77,6 см. Фоны минерального питания обеспечивали дополнительный прирост в высоту и значения этого показателя составили 26,3-89,5 см на первом фоне минерального питания, на втором фоне 23,2-95,4 см (табл. 10). Во второй срок уборки, на сенаж, развитие растений в посевах продолжалось, и достигала высоты на контроле 27,8-97,2 см; фон 1 показатели колебались в пределах 33,6-96,2 см; фон 2 – 39,3-100,1 см.
Условия 2009 года исследований были критическими для роста и развития растений из-за воздействия неблагоприятных условий периода вегетации. Действие этого фактора дало нам получить следующие результаты (см. табл. 11). К первому сроку уборки, которая состоялась в I декаде июля, высота растений составила, на контроле 29,5-70,0 см, на фоне 1 – 32,4-73,3 см, на фоне 2 минерального питания значения составили 33,2-75,0 см.
Ко времени уборки на сенаж растения развивались не столь активно как в предыдущие годы, и высота посевов данного периода не существенно отличалась от показателей первого срока уборки. Стоит лишь отметить, подсолнечник реагировал положительно на условия развития, его высота ко второму сроку уборки значительно превосходила остальные культуры и достигала на контроле 76,0; 88,8; 98,0 см соответственно фонам внесения удобрений.
Метеорологические условия за годы исследований и потенциал продуктивности
Продуктивность сельскохозяйственных животных во многом зависит от полноценного и сбалансированного по протеину кормления. Наукой и практикой кормления доказано, что для дойных коров обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином должна составлять не менее – 105-110 г. В наших опытах сбалансированность зелёной массы смесей протеином находилась на достаточно высоком уровне 126-170 г на 1 корм. ед. (см. табл. 30).
Ко времени уборки на сенаж увеличивается сбор кормовых единиц. Величина абсолютных показателей на контроле составляет 4,16-5,24 тыс. корм. ед./га, на первом планируемом уровне минерального питания 4,88-6,96 тыс./га, на втором – 5,81-8,64 тыс./га (табл.30).
Наибольший сбор переваримого протеина при уборке на сенаж, как на контроле, так и на фоне 1 и 2 обеспечила пятикомпонентная смесь с участием вики. Его значение составило 0,80; 1,07 и 1,53 т/га, соответственно.
Установлено, что при уборке на сенаж сбор кормопротеиновых единиц возрастает и находится на уровне 5,52-11,97 тыс. ед. с 1 га.
Не смотря на возраст травостоя, сбалансированность зелёной массы смесей находилась на достаточно высоком уровне и обеспеченность переваримым протеином составила при уборке на сенаж 153-206 г на 1 корм. ед. (см.табл. 30).
В результате опытов выявлено, что сбор кормовых единиц, переваримого протеина, выход кормопротеиновых единиц и обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином зависит от погодных условий за период вегетации, уровня минерального питания и состава травосмеси. Внесение удобрений положительно сказывается на химическом составе зелёной массы, в ней увеличивает содержание переваримого протеина, сбор кормовых и кормопротеиновых единиц.
Таким образом, проведенные исследования показали, что в условиях лесостепи Среднего Поволжья на черноземе обыкновенном целесообразно возделывать поливидовые посевы, состоящие из вики яровой, кормовых бобов, овса, подсолнечника, а также редьки масличной. Пятикомпонентная смесь с викой яровой на втором фоне минерельного питания, при уборке на сенаж, формирует урожай до 36,59 т/га зеленой массы, 8,87 т/га сухого вещества и выходом кормопротеновых единиц 11,97 тыс./га, а обеспеченностью переваримым протеином 178 г на 1 корм. ед.
Общеизвестно, что образование биомассы растений определяется активностью и продолжительностью фотосинтеза. Вместе с тем активная фотосинтетическая деятельность посевов возможна лишь при оптимальном обеспечении растений водой. Вода, как и тепло, свет, воздух, питательные вещества является незаменимым фактором в жизни растений. Она необходима для процесса фотосинтеза, расходуется растениями на испарение и охлаждение надземных органов, а также на передвижение питательных элементов по сосудам. Зная динамику потребности растений в воде и пищи в период вегетации и оптимизируя их сочетание можно управлять формированием органической массы и их продуктивностью [106].
Для создания биологической массы растения расходуют значительное количество воды. Её потребление растениями за вегетацию, обусловлено многими факторами, но основными являются: плодородие почвы, агротехнические и климатические условия.
Влагообеспеченность поливидовых посевов в годы исследований находилась в пределах 1173,20-1347,21 м3/га при уборке на зелёный корм и 1208,13-1433,36 м3/га при уборке на сенаж (табл. 31, 32).
Условия минерального питания оказывали существенное влияние на расход воды и формирование урожая. Так, при повышении уровня минерального питания влагообеспеченность посевов возрастала, так на контроле пятикомпонентная смесь с участием вики посевной при уборке на зелёный корм затратила влаги 1173,20 м3/га, на фоне 1 – 1237,64 м3/га, а на фоне 2 – 1266,76 м3/га. При уборке на сенаж показатели были следующими: 1208,13; 1316,89; 1399,39 м3/га, соответственно.
Отметим, что двухкомпонентные смеси (вика + бобы и горох + бобы) в оба срока уборки показали самый высокий расход воды на 1 т зелёной массы и на 1 т сухого вещества. Следовательно, двухкомпонентные смеси интенсивно расходует влагу в посевах по отношению к многокомпонентным смесям для формирования биомассы. Удобрения, используемые для питания растений, являются важным фактором, влияющим на расход воды для формирования единицы сухого вещества [166].
Фон Вариант опыта Влагообеспече нность Расход воды на 1 т зелёной массы Расход воды на 1 т сухого вещества
Вика 60 + Бобы 60Горох60 + Бобы 60Вика 30 + Бобы 30 + Овёс 30 + Подсолнечник 30Горох 30 + Бобы 30 + Овёс 30 + Подсолнечник 30Вика 25 + Бобы 25 + Овёс 30 + Подсолнечник 30 + Редька масличная 30Горох 25 + Бобы 25 + Овёс 30 + Подсолнечник 30 + Редька масличная 30 1186,061227,33 1218,77 1196,70 1173,20 1190,54 92,43 97,07 72,66 77,65 63,93 65,47 520,24 564,34 406,92 427,13 340,41 358,84
Вика 60 + Бобы 60Горох60 + Бобы 60Вика 30 + Бобы 30 + Овёс 30 + Подсолнечник 30Горох 30 + Бобы 30 + Овёс 30 + Подсолнечник 30Вика 25 + Бобы 25 + Овёс 30 + Подсолнечник 30 + Редька масличная 30Горох 25 + Бобы 25 + Овёс 30 + Подсолнечник 30 + Редька масличная 30 1262,31 1292,39 1307,38 1256,12 1237,64 1239,61 95,34 99,4073,28 73,91 63,67 65,17 497,34 499,54 362,98 369,10 317,06 329,01
Вика 60 + Бобы 60Горох60 + Бобы 60Вика 30 + Бобы 30 + Овёс 30 + Подсолнечник 30Горох 30 + Бобы 30 + Овёс 30 + Подсолнечник 30Вика 25 + Бобы 25 + Овёс 30 + Подсолнечник 30 + Редька масличная 30Горох 25 + Бобы 25 + Овёс 30 + Подсолнечник 30 + Редька масличная 30 1339,48 1347,21 1308,98 1293,20 1266,76 1297,66 84,92 88,00 66,35 67,69 58,51 60,58 429,64 446,67 322,87 331,03 289,89 306,60
Вика 60 + Бобы 60Горох60 + Бобы 60Вика 30 + Бобы 30 + Овёс 30 + Подсолнечник 30Горох 30 + Бобы 30 + Овёс 30 + Подсолнечник 30Вика 25 + Бобы 25 + Овёс 30 + Подсолнечник 30 + Редька масличная 30Горох 25 + Бобы 25 + Овёс 30 + Подсолнечник 30 + Редька масличная 30 1240,23 1275,06 1283,41 1239,33 1208,13 1245,26 90,90 94,98 78,74 81,26 65,09 68,59 330,39 348,15 274,82 289,63 232,01 248,36
Вика 60 + Бобы 60Горох60 + Бобы 60Вика 30 + Бобы 30 + Овёс 30 + Подсолнечник 30Горох 30 + Бобы 30 + Овёс 30 + Подсолнечник 30Вика 25 + Бобы 25 + Овёс 30 + Подсолнечник 30 + Редька масличная 30Горох 25 + Бобы 25 + Овёс 30 + Подсолнечник 30 + Редька масличная 30 1334,22 1342,65 1362,11 1310,15 1316,89 1292,32 93,18 96,78 74,69 76,9465,7567,32 326,24 341,19 243,86 256,91 229,81 240,73
Вика 60 + Бобы 60Горох60 + Бобы 60Вика 30 + Бобы 30 + Овёс 30 + Подсолнечник 30Горох 30 + Бобы 30 + Овёс 30 + Подсолнечник 30Вика 25 + Бобы 25 + Овёс 30 + Подсолнечник 30 + Редька масличная 30Горох 25 + Бобы 25 + Овёс 30 + Подсолнечник 30 + Редька масличная 30 1426,34 1427,05 1433,36 1423,92 1399,39 1406,49 83,64 87,81 69,31 71,48 61,66 64,39 281,30 303,03 228,98 240,62 209,16 217,98
Растения потребляют из одной и той же почвы неодинаковое количество питательных элементов и в различном соотношении. Помимо видовых и сортовых особенностей растений, в поглощении питательных веществ имеют большое значение почвенно-климатические условия [272].
Вынос питательных веществ на единицу продукции урожая величина различная, которая может изменяться (в 1,5 раза и более) в зависимости от условий произрастания, уровня урожая, вида и количество вносимых удобрений, орошения. Вынос питательных веществ на единицу основной продукции, как правило, увеличивается при внесении удобрений [272].
В наших исследованиях этот показатель характеризуется уровнем урожая и сроков уборки травостоя, а так же зависит от внесённых в почву удобрений. Из результатов исследований мы видим, что травостои, убираемые на зелёный корм, используют на 4-6 % меньше питательных веществ, чем при уборке на сенаж (табл. 33, 34).
Анализируя данные за 2007-2009 год о выносе элементов питания поливидовыми посевами было выявлено, что двухкомпонентные смеси расходуют меньше питательных веществ по отношению к четырёх- и пятикомпонентным. Так вико-бобовые и горохо-бобовые смеси потребляют из почвы при уборке на зелёный корм 5,40-7,28 кг азота, 1,51-2,23 кг фосфора и 6,37-9,11 кг калия, в то время как четырёх- и пятикомпонентные смеси 4,03-5,76 кг азота, 1,24-1,76 кг фосфора и 4,66-6,90 кг калия, соответственно. На сенаж эти данные были следующими и составили 4,13-5,92 кг азота, 1,18-1,92 кг фосфора и 4,67-7,11 кг калия, по многокомпонентным смесям 5,24-7,50 кг; 1,6-2,31 кг и 6,42-9,10 кг соответственно (см. табл. 33, 34).
Динамика линейного роста и высота растений
При уборке на сенаж накопление валовой энергии с урожаем растает и достигает пиковых значений на фоне 2 у многокомпонентной смеси с викой яровой – 168,93 ГДж/га (табл. 16). Из приведенных данных видно, что многокомпонентные смеси на всех уровнях планируемой урожайности по накоплению энергии превосходят двухкомпонентные смеси. Изучая КПД ФАР поливидовых посевов, мы можем ответить, что данный показатель варьирует в пределах 0,98-2,19 % при уборке на зелёный корм и 1,18-2,41 % при уборке на сенаж (см. табл. 17, 18).
Лучшим по КПД ФАР был вариант пятикомпонентной смеси с викой на фоне 2, убираемый, как на зелёный корм, так и на сенаж со значениями 2,19-2,41 %.
Корреляционно-регрессионный анализ, показал сильную зависимость между площадью листьев и накоплением сухого вещества (r=0,92), а так же накопление сухого вещества находилось от выхода валовой энергии. Накопление сухого вещества в зависимости от КПД ФАР в средней степени (r=0,65) (табл. 19). Фотосинтетический потенциал имел среднюю зависимость от накопления валовой энергии и КПД ФАР (r=0,65), в то время как накопления сухого вещества имело сильную (r=0,97) (см. табл.19).
Отметим, что накопление сухого вещества и энергии имеет сильную зависимость от чистой продуктивности фотосинтеза равной (r=0,72). В то время как КПД ФАР от этого показателя зависит средне.
Факторы Коэффициент корреляции Степень зависимости Коэффициент детерминации Уравнение регрессии
Накопление сухого в-ва – ПЛНакопление энергии – ПЛКПД ФАР – ПЛ 0,92 0,96 0,65 сильная сильная средняя 94,192,2 72,3 Y=5,36 X+1,36 Y=0,28 X+1,79Y=14,88 X+4,88
Накопление сухого в-ва – ФПНакопление энергии – ФПКПД ФАР – ФП 0,97 0,97 0,65 сильная сильная средняя 94,1 94,172,3 Y=164,98 X+37,38Y=8,64 X+48,70 Y=458,12 X+145,59
Накопление сух. в-ва – ЧПФНакопление энергии – ЧПФКПД ФАР – ЧПФ 0,72 0,72 0,58 сильная сильная средняя 51,8 51,8 21,8 Y=0,26 X+5,51 Y=0,01 X+5,78 Y=0,61 X+5,85
Таким образом, из наших исследований можно сделать вывод, что формирование мощного фотосинтетического аппарата происходит в посевах пятикомпонентных смесей, он дольше сохраняется в активно работающем состоянии, от которого зависит в свою очередь продуктивность посевов. С повышением уровня минерального питания происходит существенное увеличение площади листовой поверхности, рост фотосинтетического потенциала посевов и чистой продуктивности фотосинтеза. За время исследований лучшей по всем этим показателям была многокомпонентная смесь с участием вики, бобов, овса, подсолнечника и редьки масличной. Так при уборке на сенаж накопление валовой энергии с урожаем растет и достигает пиковых значений на фоне 2 равной 168,93 ГДж/га. Изучая КПД ФАР поливидовых посевов, мы можем отметить, что данный показатель варьирует в пределах 2,19-2,41 %. В наших исследованиях все смеси при внесении удобрений можно квалифицировать как хорошие. Все изучаемые данные находятся в тесной корреляционной зависимости между собой.
Накопление сухого вещества в растениях во многом зависит от условий произрастания, уровня минерального питания и компонентов в составе смеси. Существуют так же и общие для всех исследуемых вариантов закономерности. Как известно, что в первоначальный период роста и развития накопление сухого вещества в растениях происходит замедленно и в среднем по вариантам и уровням минерального питания колеблется в небольших пределах и не превышает 4,9-15,1 г/м2 в сутки. К первому сроку уборки вариантов, на зелёный корм исследуемые показатели возрастают и останавливаются на уровне 6,8-31,2 г.
Однако наиболее активно процессы накопления происходили в фазу бутонизации бобовых и выхода в трубку злаковых до фаз цветения и колошения. Фотосинтетический аппарат растений в посевах работал активно. Ко второму сроку уборки посевов на сенаж, суточный прирост сухого вещества в среднем по вариантам составил 34-35 г/м2. Анализируя данные лет исследований мы видим, что в 2007 году растения накапливали 784,33-951,53 г/м2, в 2008 году 790,30-1279,16 г/м2, а в 2009 году 367,88-537,98 г/м2 сухого вещества (см. табл. 20-22).
Проводя анализ данных по вариантам исследований, мы видим, что наивысшее количество сухого вещества по всем уровням минерального питания растений накапливалось в вариантах представленных смесью нескольких культур. Это доказывает тот факт, что травосмеси имеют способность наиболее полно использовать солнечную энергию, почвенное плодородие и другие факторы за счёт размещения по ярусам как надземной части, так и корневой системы. Огромное влияние на скорость и количество накопления сухого вещества посевами оказывает уровень минерального питания растений, благодаря чему происходит положительная динамика прироста сухого вещества по всем вариантам опыта. Изучив уровни минерального питания, мы видим, что показатели прироста сухого вещества на фоне 2 были в среднем на 15-20 % выше значений фона 1 и на 25-30 % превосходили показатели контрольных вариантов.
Учитывая вышесказанное, можно сделать вывод, что уборка исследуемых вариантов в ранние сроки, такие как период бутонизации бобовых и колошения или вымётывания злаковых, может привести к снижению продуктивности посева. Наибольшее количество сухого вещества с единицы площади могут обеспечить посевы многокомпонентных смесей с участием вики, кормовых бобов, овса, подсолнечника и редьки масличной.
Внесение расчетных доз удобрений благоприятно сказывается на скорости накопления сухого вещества по всем вариантам опыта.
Таким образом, наиболее активно процесс накопления сухого вещества в растениях происходит в период бутонизация – цветения бобовых и трубкования-вымётывание злаковых, тем самым к первому сроку уборки вариантов, на зелёный корм исследуемые показатели возрастают и останавливаются на уровне 6,8-31,2 г, однако количество сухого вещества ко второму сроку уборки возрастает, и достигает максимума в многокомпонентных посевах. При этом минерального питание оказывает на растения положительное влияние, а показатели прироста сухого вещества на фоне 2 были в среднем на 15-20 % выше значений фона 1 и на 25-30 % превосходили показатели контрольных вариантов.
Доля компонентов в поливидовых посевах при уборке на зеленый корм и сенаж
В результате трех лет исследований по изучению продуктивности зернобобовых культур в поливидовых посевах на зелёный корм и сенаж в условиях лесостепи Среднего Поволжья возможно сделать следующие выводы:
1. В условиях лесостепи Среднего Поволжья на черноземе обыкновенном целесообразно возделывать поливидовые посевы, состоящие из вики яровой, кормовых бобов, овса, подсолнечника, а также редьки масличной. Кормовая ценность которых при уборке на сенаж, формирует урожай до 36,59 т/га зеленой массы, 8,87 т/га сухого вещества и выходом кормопротеновых единиц 11,97 тыс./га, а обеспеченностью переваримым протеином 178 г на 1 корм. ед.
2. Установлено, что продолжительность вегетации до момента уборки на зелёный корм составляет 45-65, на сенаж 65-75 дней. При внесении минеральных удобрений на планируемый урожай возможно увеличение периода вегетации растений в посевах на 3-5 дней. При этом, высокую зависимость от суммы эффективных температур имеют культуры: вика (r=0,70), горох (r=0,75) и редька масличная (r=0,86), подсолнечник и овса имеют среднюю зависимость от расчетного показателя (r=0,65). Кормовые бобы наоборот показали низкую зависимость (r=0,39). Изучена корреляционная зависимость продолжительности вегетации от суммы осадков, она характеризуется как высокая у культур: горох, вика посевная, кормовые бобы, подсолнечник. Средняя зависимость имеет овес (r=0,60), а редька масличная слабую (r=0,32).
3. Определена оптимальная густота стояния растений в фазе всходов, обеспечиваемая пятикомпонентной смесью с викой – 143 на 1 м2 при норме высева 3,23 млн./га. При этом сохранность к уборке вико-бобовой смеси составила в среднем по фонам минерального питания – 89-90 %. В горохо-бобовой смеси данный показатель был в пределах – 90-93 %;
4. Зафиксированы оптимальные показатели интенсивности фотосинтеза в смесых. Так ко времени уборки на зеленый корм фотосинтетический потенциал растений в посевах достигал у пятикомпонентной смеси с участием вики, кормовых бобов, овса, подсолнечника и редьки масличной без удобрений 866,38 тыс. м2 дней/га, на фоне 1 – 976,51 и фоне 2 – 1217,92 м2 дней/га. Определены уровни чистой продуктивности для смесей с викой яровой, так и горохом они равны соответственно 6,65-6,77 г/м2 сутки. При внесении удобрений чистая продуктивность фотосинтеза возрастает и на втором фоне внесения удобрений достигает 7,17-7,29 г/м2 сутки.
5. Выявлено, что в период бутонизация – цветения бобовых и трубкования-вымётывание злаковых, то есть в первый срок уборки на зелёный корм показатели прироста сухого вещества возрастают до 6,8-31,2 г. Двухкомпонентные смеси в среднем на 25-30 % отстают от пятикомпонентных по исследуемому показателю. Растения способны накапливать до 1279,16 г/м2 сухого вещества
6. Установлено, что в травостоях активно формирующих генеративные органы доля листьев в урожае занимает 23-25 %, а уборка на зелёный корм, дает возможность сохранять уровень облиственности до 30-60 %, данная зависимости положительно сказывается на кормовой ценности урожая.
7. Изучено влияние продолжительности фотосинтеза, и активности потребления питательных веществ на накопление биомассы растениями в смесях. Так двухкомпонентные смеси расходуют меньше питательных веществ по отношению к четырёх- и пятикомпонентным смесям. Вико-бобовые и горохо-бобовые смеси потребляют из почвы при уборке на зелёный корм 5,40-7,28 кг азота, 1,51-2,23 кг фосфора и 6,37-9,11 кг калия, в то время как четырёх- и пятикомпонентные смеси потребляют 4,03-5,76 кг азота, 1,24-1,76 кг фосфора и 4,66-6,90 кг калия. На сенаж – 4,13-5,92 кг азота, 1,18-1,92 кг фосфора и 4,67-7,11 кг калия, многокомпонентные смеси 5,24-7,50 кг; 1,6-2,31 кг и 6,42-9,10 кг соответственно.
8. Рассчитана влагообеспеченность поливидовых посевов, она находилась в пределах 1173,20-1347,21 м3/га при уборке на зелёный корм и 1208,13-1433,36 м3/га при уборке на сенаж. Отметим, что двухкомпонентные смеси (вика + бобы и горох + бобы) в оба срока уборки показали самый высокий расход воды на 1 т зелёной массы и на 1 т сухого вещества.
9. Выявлено, что при уборке на зелёный корм максимальной величины энергетической эффективности достигают пятикомпонентные смеси 68,50-85,48 ГДж/га. При уборке на сенаж отличался пятикомпонентный травостой с викой – 53,78-85,48 ГДж/га. Затраты суммарной энергии в значительной степени зависели от уровня минерального питания на фоне 2 достигают значений 34,17 121 39,97 ГДж/га; при уборке на сенаж 22,24-28,50 ГДж/га, 29,49-34,78 ГДж/га и 34,31-40,18 ГДж/га, соответственно.
10. Рассчитана экономическая эффективность производства продукции растениеводства, максимальная стоимость валовой продукции отмечена у вариантов пятикомпонентных смесей. При внесении удобрений стоимость валовой продукции возрастает. Так на фоне 1 при уборке на зеленый корм, у варианта с викой посевной она составила 18672,5 руб.; на фоне 2 – 23250,0 руб. При уборке на сенаж на фоне 1 – 16892,5 руб. и на фоне 2 – 22352,5 руб. Ту же закономерность имеют и производственные затраты, которые у пятикомпонентных смесей с применением удобрений на планируемый урожай были в 1,5-2 раза выше по отношению к двухкомпонентным смесям.
