Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор по вопросам исследований
1.1. Эколого-биологическая характеристика и современное состояние вопроса изученности семенного и вегетативного размножения тростника южного Phragmites australis 10
1.2. Сравнительная характеристика эдафо-климатических и агроэкологических особенностей дельты р. Волга Астраханской области и пойменных рек Зимбабве (Африка) .23
1.3. Предшественники и место в севообороте Phragmites australis, основная и предпосевная обработка почвы 33
1.4. Использование Phragmites australis как кормовой культуры в кормлении сельскохозяйственных животных 35
Глава 2. Условия и методика проведения исследований
2.1. Климатические условия проведения исследований 39
2.2. Характеристика почв опытного участка 42
2.3. Схема опытов и методика исследований 47
2.4. Агротехника в полевых опытах 53
Глава 3. Результаты исследований и их обсуждение
3.1. Влияние сроков посадки на хозяйственно-биологические особенности роста и развития Phragmites australis и формирование надземной массы в орошаемых агроценозах дельты Волги 57
3.2. Влияние способов и норм посадки на урожайность и питательную ценность Phragmites australis в дельте Волги . 68
3.3. Влияние минеральных удобрений на рост, развитие и продуктивность Phragmites australis в условиях орошения дельты Волги 79
3.4. Силосование растений Phragmites australis с использованием биологического консерванта «Биотроф 600» и питательная ценность полученных кормов 84
3.5. Изменение структуры комплекса актиномицетов ризосферной зоны в зависимости от фенологических фаз развития растений Phragmites australis 88
Глава 4. Технико-эксплутационные показатели и результаты их использования при возделывании Phragmites australis
4.1. Агротехнические приемы возделывания тростника южного 95
4.2. Разработка посадочной машины корневищ тростника южного 104
Глава 5. Биоэнергетическая и экономическая эффективность применения новых элементов технологии возделывания и силосования Phragmites australis
5.1. Биоэнергетическая эффективность возделывания тростника южного на силос 113
5.2. Экономическая эффективность закладка силоса из тростника южного с использованием консервантов 119
Выводы 125
Предложения производству 128
Список использованной литературы 129
Приложения 1-7 147
- Сравнительная характеристика эдафо-климатических и агроэкологических особенностей дельты р. Волга Астраханской области и пойменных рек Зимбабве (Африка)
- Использование Phragmites australis как кормовой культуры в кормлении сельскохозяйственных животных
- Влияние способов и норм посадки на урожайность и питательную ценность Phragmites australis в дельте Волги
- Разработка посадочной машины корневищ тростника южного
Введение к работе
Актуальность темы. В последние десятилетия в мировой практике сельского хозяйства наметилась тенденция возделывания и применения для разных целей растений тростника южного Phragmites australis (Cfzkova-Konsalova и др., 1992; Randall, John, 1995; Armstrong и др., 1996; Chambers и др., 1999; Lenssen и др., 2000; Small, Catling, 2001). В ХХ веке стебли растения использовали для производства картона, древесноволокнистой плиты, бумаги и упаковочных материалов, листья и стебли применялись в качестве источника энергии, стройматериалов, в синтетической, текстильной, пищевой и фармакологической промышленности (Bittmann, 1953; Rudescu и др., 1965; Haslam, 1972; Hocking и др., 1983; Graneli, 1984; Galinato, van der Valk, 1986; Adams, 1990; Wunderlin, 1998; Small, Catling, 2001).
По сведениям многих авторов, листьях молодых побегов Phragmites australis являются полезным кормом для сельскохозяйственных животных в связи с содержанием в сухой массе 18-22% сырого протеина (Best и др., 1981; Briggs, 1999; Lenssen и др., 2000). Из-за сложного строения корней и корневищ, тростниковые заросли использовались для защиты береговой линии озер, каналов и рек от водной эрозии (Bonham, 1983; Frankenberg, Tennant, Tilleard, 1995; Coops и др., 1996).
Возделывание тростника южного также эффективно для водоснабжения и очистки систем сточных вод, гидропонных систем и водно-болотных угодий от избыточного количества азота, фосфора, пестицид и взвешенных твердых частицах (Cooper и др., 1990; Schierup, Brix, 1990; Haberl, Perfler, 1991; Gumbricht, 1992; Gassner, Neugebohrn, 1994; House и др., 1994; Dewedar и др., 1995; Williams и др., 1995). Тростник южный Phragmites australis Cav широко распространён в дельте р. Волга (Горбунов, 1970), на долгопойменных и плакорных местообитаниях, принимает участие в формировании растительного покрова, причём в качестве основного эдификатора или доминанта (Доброхотова, Михайлова, 1938; Живогляд, 1970б), образуя гумусный слой почвы (Фисенко, 1955). Его заросли влияют на распределение стока, скорости течения, аккумулируют несомые водой взвеси, оказывая большое влияние на формирование микрорельефа (Цаценкин, 1962; Сальников, 2000).
Перспективным направлением агропромышленного комплекса Зимбабве (Африка) является увеличение доли кормов для сельскохозяйственных животных и производство альтернативных источников энергии. В связи с тенденциями и темпами развития сельскохозяйственного производства западных регионов Африки становится актуальной задачей поиск и внедрение в практику производства новых сельскохозяйственных культур, наиболее приспособленных к изменяющимся условиям климата и имеющих высокий биологический потенциал (Global Biodiversity Forum, 2004). В этом отношении Phragmites australis является высокоэффективной культурой, внедрение которой позволит создать сырьевую базу для развития кормопроизводства, биоэнергетики, текстильной промышленности и других отраслей хозяйства, снизить зависимость от импорта, а также повысить экономическую эффективность сельхозпроизводства и обеспечить занятость местного населения (Сальников и др., 2011; Сальников и др., 2012). Технология возделывания Phragmites australis апробирована автором данной работы на территории Российской Федерации в условиях дельтовых экосистем р. Волга (Астраханская область).
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке элементов технологии возделывания и силосования тростника южного Phragmites australis в условиях дельтовых экосистем (на примере дельты р. Волга).
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
1. Изучить особенности вегетативной регенерации и потенциальных возможностей произрастания тростника южного в условиях орошаемого агроценоза;
2. Разработать агротехнические элементы технологии возделывания Phragmites australis, включающие сроки, способы и нормы посадки, использование минеральных удобрений в условиях орошения дельты Волги;
3. Подобрать лучший консервант для силосования растительной массы тростника южного;
4. Выявить изменение структуры комплекса актиномицетов ризосферной зоны в зависимости от фенологических фаз развития растений Phragmites australis;
5. Разработать посадочную машину для корневищ тростника южного Phragmites australis в условиях дельтовых экосистем;
6. Дать экономическую и биоэнергетическую оценку изучаемым технологическим приемам возделывания и силосования Phragmites australis.
Научная новизна. Применительно к условиям дельты Волги проведены системные эколого-агротехнические и агрохимические исследования по формированию урожая тростника и разработаны элементы технологии возделывания Phragmites australis для введения его в культуру с целью получения корма для сельскохозяйственных животных. Впервые исследованы актиномицетные комплексы прикорневых зон растений тростника южного. Проведена биоэнергетическая и экономическая оценки эффективности изученных агротехнических приемов возделывания и силосования тростника южного. Разработана полезная модель «Посадочная машина корневищ тростника южного» (код МПК А 01 С 11/00, А 01 С 11/04; регистрационный №2013106059 от 12.02.2013 г.)
Практическая значимость работы. Выявлены наиболее эффективные агротехнические и агрохимические приемы, обеспечивающие в условиях орошения дельты Волги стабильное получение кормовой массы тростника южного на уровне 33 тонн с гектара. Результаты исследований позволят повысить продуктивность орошаемой пашни, расширить ассортимент культивируемых видов растений кормового назначения, включить в сырьевой конвейер адаптивную для почвенно-климатических условий дельты Волги и пойменных экосистем р. Замбези (Африка) культуру с высокими питательными и энергетическими показателями кормовой массы.
Основные положения, выносимые на защиту:
-особенности роста, развития и фотосинтетической деятельности тростника южного в зависимости от сроков, способов, норм посадки и доз внесения минеральных удобрений;
-влияние изученных агроприемов на продуктивность и качество тростника южного в условиях орошения;
- питательность корма в зависимости от выбранного способа консервирования при силосовании;
-изменение структуры комплекса актиномицетов ризосферной зоны тростника южного в зависимости от смены фенологических фаз;
-обоснование использования посадочной машины корневищ тростника южного;
-результаты экономической и биоэнергетической оценки эффективности элементов технологии возделывания и силосования тростника южного.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на заседаниях и научных семинарах кафедры ботаники, почвоведения и биологии экосистем, кафедры агроинженерии, мелиорации и агроэкологии Астраханского государственного университета; международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности «АСТИНТЕХ-2010» (Астрахань, 2010); международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования университетов, интеграция в региональный инновационный комплекс» (Астрахань, 2010); международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Экокультура и фитобиотехнологии улучшения качества жизни на Каспии» (Астрахань, 2010); VII всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы инновационного развития АПК. Будущее АПК» (Астрахань, 2010-2011); VIII всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых «Будущее АПК: наука и технологии, инновации и бизнес» (Астрахань, 2012-2013).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 17 печатных работах, в том числе 5 в изданиях, по перечню, рекомендованному ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству. Работа изложена на 160 страницах компьютерного текста, содержит 31 таблицу, 9 рисунков и 7 приложений. Список литературы включает 204 источника, в том числе 98 на иностранном языке.
Сравнительная характеристика эдафо-климатических и агроэкологических особенностей дельты р. Волга Астраханской области и пойменных рек Зимбабве (Африка)
Дельта реки Волга относится к интразональному дельтовому району Прикаспийской провинции зоны полупустынь, граничащей с озерной провинцией Каспия. Сочетание стыка провинций, интразональность дельты и сложная палеогеолого-геоморфологическая история ее развития обуславливают формирование современных природных условий. В геоморфологическом плане аллювиальная равнина дельты неоднородна. Связано это, прежде всего, с ее сложной историей развития и геологическим строением. Размеры дельтовых островов, большей частью вытянутых по течению, колеблются от нескольких до десятков тысяч гектаров, высота их над меженным уровнем снижается от 3,5-4 м в верхней части дельты до нескольких десятков сантиметров у ее морского края. Дельтовые острова имеют сглаженную поверхность, сложенную новокаспийскими аллювиально-дельтовыми осадками. Равнинность островов нарушают многочисленные ложбины, сохранившиеся на месте отмерших протоков и ериков, прирусловые валы, котловины ильменей, старицы (0,4-1 м и 0,1-3 м глубины) и бэровские бугры (на участках заповедника они отсутствуют) (Русаков и др., 1991).
Крайняя южная часть дельты представлена аллювиальноморской равниной, которая объединяет морской рай дельты и авандельту. В границы аллювиально-морской равнины входит переходная полоса от наводной дельты к подводной (култучная зона) и подводная часть дельты – авандельта с ее подразделением на зоны: островную, собственно авандельту и морского подхода к авандельте. Это самый молодой и наиболее динамичный район дельты. Здесь образуются новые острова, зарождаются будущие водотоки и ильмени, под действием аккумуляции речного аллювия и морских отложений идет формирование современного рельефа дельты. Прирусловые и устьевые аккумулятивные формы рельефа протоков, выдвигаясь в авандельту, изолируют участки акватории, расположенной между ними, образуя заливообразные водоемы (култуки). На ранней стадии развития култуки открыты в сторону авандельты, но при дальнейшем выдвижении русл протоков в авандельту они постепенно изолируются, образуя своеобразные култучные ильмени (Белевич, 1963; Бармин и др., 2006). Наличие обширных мелководий, поросших надводной и подводной растительностью, открытых и изолированных култуков придает этой части волжской дельты особый природный облик, существенно отличающийся от других ее районов. Речной сток Волги, сгонно-нагонные течения, подвижки льда и изменчивость уровня Каспийского моря определяют большую динамичность в развитии рельефа данного района дельты. Глубины в меженный период здесь от 0,2 до 1,2 м. Рельеф дна мелководий полого-волнистый. Возвышенные участки дна в связи с колебаниями уровня Каспийского моря выступают как осушные острова, надводные и подводные косы, а относительно более низкие желобообразные понижения представлены «бороздинами», ориентированными по линии продвижения водных струй дельтовых протоков в авандельте и действием которых они и образуются (Белевич, 1963; Голуб, Пилипенко, 1985; Бармин и др., 2006).
В дельте Волги климат формируется под влиянием азиатского антициклона. Особенно он проявляется в холодную половину года. Равнинность рельефа не изменяет общей циркуляции входящих потоков, а большое количество водоемов создает особый мезоклимат. Продолжительность солнечного сияния – до 2400 ч/год. Суммарная солнечная радиация достигает 118 ккал/см2. Сумма температур воздуха выше 10С составляет 3500-3600. Продолжительность теплого периода более 250 дней. В среднем за год выпадает 167 мм осадков, в основном в виде летних ливней, бывают ливни, дающие до 39 мм осадков в сутки, но, выпадая на прогретую солнцем почву, они почти целиком испаряются и поэтому их роль в увлажнении почвы незначительна. Вследствие высокой летней температуры, большого количества солнечных дней велико испарение с водной поверхности. Общая годовая испаряемость составляет до 1177 мм. Все это определяет сухость воздуха и частоту засух (Волынкин, 1967).
Ветровой режим в дельте характеризуется в основном ветрами умеренной силы. В течение года преобладают ветры восточного направления с повторяемостью до 31,8%. Значительную повторяемость (до 14,8 %) имеют также северо-восточные и северо-западные ветры. Наиболее часты ветры со скоростью 4-8 м/с (до 45,5%) и 1-3 м/с (31,5%). Повторяемость штилей в году до 18,2%. Штормовые ветры со скоростью 14 м/с, в среднем в году составляют 5,1 %, чаще бывают зимой (до 8,5%). Наибольшей силой обладают ветры западных направлений, скорость их достигает 34 м/с.
Зима в дельте наступает в начале декабря и продолжается до второй половины марта. В январе и феврале среднемесячная температура воздуха составляет минус 4,1С, в отдельные Годы она понижается до минус 13 или повышается до 1-1,5С. Минимальная температура воздуха нередко составляет минус 30-35С. Обычны для зимы и оттепели (до 60 дней). Преобладают преимущественно холодные восточные ветры (снежный покров бывает неустойчивым, временами он сходит совсем. Даже и в январе и феврале более половины всех дней почва оказывается лишенной снежного покрова, высота которого редко достигает 20 см. Период промерзания почвы – до 120 дней, в отдельные годы она промерзает на глубину до 1 м (Зволинский и др., 1998).
Весна начинается во второй половине марта. Это наиболее короткий сезон года в дельте. Средняя температура воздуха составляет 7,2-8,3С, в отдельные годы до 12-14 или 5-0С. Максимальные температуры бывают до 35С. Осадки редки и выпадают в случае прорыва южнокаспийских или средиземноморских циклонов. Лето наступает в первых числах мая. Это сухой, знойный и очень пыльный период. Средняя температура воздуха – 21,8С, абсолютный максимум до 45С. Осадки носят преимущественно ливневый характер, выпадает до 72 мм за сезон. Осень начинается во второй половине сентября. Осенние процессы протекают несколько медленнее, чем весенние. Средняя температура воздуха составляет 6,5-8,9С. Осенние заморозки обычно наступают в конце октября. Влияние Каспийского моря на климат дельты проявляется только в ее южной части. Летом на морском крае дельты, где расположены участки заповедника, дневные температуры ниже на 1-2С, воздух на 10-14% более влажный, чем на остальной территории дельты. Безморозный период здесь на 15-30 дней длиннее. Ночью в течение всего года теплее (Зволинский и др., 2007).
Режим водоемов Дельты характеризуется ярко выраженным весенне-летним половодьем и летне-осенней меженью. Строительство на Волге водохранилищ изменило гидрологический режим дельты, который в настоящее время почти полностью зависит от попусков Волгоградского гидроузла. Самая высокая температура воды наблюдается в июле (среднемесячная равна 24,20С). Со второй половины августа начинается устойчивое остывание водоемов. Наиболее интенсивное понижение температуры воды в протоках с высокой проточностью наблюдается в октябре и ноябре. Глубина залегания грунтовых вод колеблется от нуля в половодье до 1-4 м в межень. Минерализация грунтовых вод пространственно очень изменчива. Она колеблется от 0,6 до 35 г/л и в основном зависит от наличия или отсутствия в данном пункте подстилающих засоленных додельтовых отложений и от удаленности этого пункта от русл протоков (Зволинский и др., 1998, 2007).
Использование Phragmites australis как кормовой культуры в кормлении сельскохозяйственных животных
Тростник южный в условиях Нижнего Поволжья произрастает в дельтах рек, в водоподающих и сбросных каналах орошаемых участков, на полях и чеках, а также в запольных участках. По оценке ученых только на орошаемых участках инженерного типа тростник занимает более 10% площади, а орошаемых участков в Астраханской области насчитывается 240 тыс. га. В настоящее время значительное количество орошаемых земель выведено из сельскохозяйственного оборота по различным причинам. Посев и посадка тростника южного на этих территориях в значительной мере могут решить задачи формирования рационального кормления скота (Коринец, Кадралиев, Григорнкова, 2006). Следует отметить то, что использование посевов и посадок тростника как пастбища приведет к его деградации по причине вытаптывания растений (Косолапов, Костенко, 2012). Сено из тростника получается грубостебельчатое и при его заготовке возникают сложности не только при уборке, но и подготовке его к скармливанию (измельчение и раздача измельченного корма). По нашему мнению, наиболее рациональным способом использования тростника южного является его закладка на силос.
Силосование – сложный микробиологический и химический процесс консервирования зеленой растительной массы. Кислая реакция среды, которая создается молочнокислыми бактериями, одно из главных условий сохранности корма. Поэтому главная задача при приготовлении силоса заключается в создании оптимальных условий для жизнедеятельности молочнокислых бактерий. К основным факторам определяющих правильное течение молочнокислого брожения относится благоприятный химический состав исходного сырья и создание анаэробных условий.
Кормовые растения по химическому составу различаются на три группы: легкосилосующиеся, трудносилосующиеся и не силосующиеся. Интенсивность молочнокислого брожения, следовательно, и степень подкисления (рН) определяется наличием в силосуемом сырье достаточного количества сахаров. Содержание сахара в кормах значительно колеблется не только от вида, но и фазы развития, при которой заготавливается корм. Так, в молодых растениях тростника сахара больше. После фазы выметывания увеличивается содержание клетчатки в растении и процент сахара падает. Поэтому фаза развития культуры, при которой необходимо вести заготовку зеленой массы на силос с целью получения качественного корма и наибольшего выхода питательных веществ с единицы площади определяется анализами кормового сырья. Для этого необходимо знать некоторые параметры зеленой массы: сахар %; сырой протеин (СП); сахарный минимум; буферную емкость молочной кислоты; отношение сахара к буферной емкости.
При оптимальном содержании сахара интенсивное молочнокислое брожение приводит к образованию значительного количества органических кислот, которое необходимо для подкисления корма до рН – 4,2-4,0. Расход органических кислот зависит от буферных свойств растений. Буферность в свою очередь определяется содержанием сырого протеина, минеральных веществ со щелочными свойствами, а та определяется как количество молочной кислоты, которое необходимо для подкисления массы до рН 4,2. Оно выражается в граммах молочной кислоты на 1 кг или 100 г сухого вещества. Буферную емкость определяют в параллельных пробах, из которых берут среднее значение по формуле: Б = А В 100/НСВ Б – буферность; А – содержание молочной кислоты; Н – навеска корма; СВ – содержание сухого вещества (Щеглов, Боярский, 1990). Отношение показателя содержания сахара к буферной емкости С:Б – важный показатель силосуемости кормовых культур. Он в среднем должен превышать 4. Как правило, кормовые культуры не достигают этой величины, следовательно, при закладке трудносилосуемой массы тростника необходимо решать данную проблему с целью получения качественного корма. В мировой практике ведутся интенсивные исследования по разработке эффективных и экологически безопасных технологий консервирования растительной массы. Злаковые многолетние травы, возделываемые на пашне и на улучшенных лугах, в основном пойменных, представляют важный резерв для увеличения производства объемистых кормов в большинстве регионов нашей страны. Многолетние травы должны силосоваться только в провяленном виде (Косолапов и др., 2008). Однако при заготовке силоса из провяленных трав до содержания сухого вещества 30% и более уже отмечается угнетение молочнокислого брожения, особенно в первый этап силосования. Для преодоления этих недостатков в последние годы разработан препарат Биотроф, созданный на основе Bacillus subtilis (Победнов, Мамаев, 2005). В результате исследований А.А. Мамаева, А.М. Горкина (2012) выявлено, что при силосовании трудносилосующихся трав (то есть сырья с сахаро-буферным отношением выше 1,0) препарат Биотроф 111 может служить реальной альтернативой химическим консервантам, обеспечивая получение высококачественного корма независимо от степени провяливания силосуемой массы. По данным В. Молодкина, Н. Хамитовой (2012) использование препарата Биотроф так же, как и импортных препаратов, в большинстве случаев показало устойчивое достижение консервирующего уровня рН при различной влажности силоса. Тему заготовки силоса из провяленных трав рассматривает и Ю.А. Победнов. В его статье говорится, что обычное силосование провяленных трав, даже с содержанием сухого вещества 35-40% и более, не обеспечивает максимальную сохранность питательных веществ. Для повышения сохранности, а следовательно, и питательной ценности силоса из такой массы последняя должна быть подкислена в течение трех суток до такого же предела, какой требуется и при силосовании непровяленных трав, то есть с низким содержанием сухого вещества. Наиболее пригодны для этой цели новые бактериальные препараты, созданные на основе осмотолерантных штаммов молочнокислых бактерий, широкое внедрение которых в практику силосования провяленных трав позволит заготавливать корм, отвечающий всем требованиям современного животноводства (Победнов, 1999). По данным П. Науменко высоким консервирующим эффектом обладает пиросульфит натрия. При заготовке кукурузного силоса с этим препаратом потери сахара снизились на 38,6%, каротина – на 24%. Хорошее качество силоса повлияло положительно на коэффициенты переваримости питательных веществ и на продуктивность животных (Науменко, Фридберг, 2005). В учхозе «Донское» Ростовской области проводили изучение возможности химического консервирования зеленой массы кукурузы бензойной кислотой и метиленмочевиной, сохранности питательных веществ в силосе и использовании его при откорме скота. По данным исследований кукурузный силос с добавкой бензойной кислоты и метиленмочевиной по энергетической питательности превосходил обычный на 13,3-20,0%. Количество переваримого протеина также было больше на 24,5% при добавке бензойной кислоты (Капелист, 2003).
Влияние способов и норм посадки на урожайность и питательную ценность Phragmites australis в дельте Волги
Правильное определение нормы высева, посадки, соблюдение оптимальной ширины междурядий, расстояния между растениями в рядках существенно способствуют повышению урожайности кормовой культуры. В большинстве районов возделывания кормовых культур урожай в меньшей степени определяется способом посева. Но в условиях орошения и связанных с этим приемов ухода, выбору способа посева отдается предпочтение. Многие авторы рекомендует к определению ширины междурядий и густоты стояния растений подходить дифференцированно, исходя из почвенно-климатических условий, наличия посевной или посадочной техники в хозяйствах, районированных сортов, достаточного количества влажности в почве. Нами проведены исследования по выявлению оптимального способа и нормы посадки тростника южного на зеленую массу в зависимости от почвенно-климатических условий возделывания. Полевая всхожесть. Урожайность тростника зависит от индивидуальной продуктивности каждого растения, а последняя определяется количеством их на единице площади. В тоже время густота стеблестоя зависит от полевой всхожести посадочного материала. В наших исследованиях в первый год жизни отмечалось снижение полевой приживаемости растений по мере увеличения междурядий. Так при норме высадки 100 тыс. растений на гектар приживаемость снижалась с 20 % при междурядье в 0,45 м до 22% и 25 % при междурядьях 0,70 и 0,90 м соответственно. Также отмечалась тенденция снижения приживаемости при увеличении нормы высадки на гектар при всех способах посадки. Наименьший процент выпадов в среднем по всем нормам отмечен при междурядье 0,45 м – 23%, максимальный – при междурядье 0,90 м - 26,9 % (табл. 12).
По мнению Злобина (1992), рост растений является не только накоплением фитомассы, но и закономерным распределением ее между различными частями растений.
Растения тростника приживались на 5-6 день после посадки во всех вариантах одновременно, независимо от норм и способов. В ходе фенологических наблюдений за ростом и развитием культуры, в начальный период не отмечалось различий в сроках наступления фаз между способами посадки и при различных нормах высадки. Как считает Ю.Ф. Олексенко (1986), задачи по оптимизации условий развития надземной массы выполнимы лишь при благоприятных условиях питания, увлажнения, температурного режима, которые в свою очередь, возможны при правильной, обоснованной на знании биологии растений, агротехнике. В опытах культура тростника южного показала высокую пластичность даже при значительном загущении в рядках. При всех способах посева с увеличением нормы с 100 до 160 тыс. шт/га уменьшалась средняя масса растений: при широкорядном способе с междурядьем 0,45 м – на 24 г; при широкорядном с междурядьем 0,70 м – на 28 г; при междурядье 0,90 м – на 17 г. Наибольшую массу растений имел широкорядный способ посадки с междурядьем 0,90 м и нормой посадки 100 тыс. шт/га – 0,192 кг. Наименьшую массу имели растения, посаженные с междурядьем 0,70 и с нормой посадки 140- 160 шт/га – 0,119-0,120 кг (табл. 13). Способ посадки и нормы высадки существенно меняли высоту растений тростника. С увеличением нормы посадки со 100 тыс. до 160 тыс. шт/га прирост в высоту растений увеличивался: при широкорядном способе с междурядьем 0, 45 м – на 0,18 м; при широкорядном с междурядьем 0,70 м – на 0,07 м; при междурядье 0,90 м – на 0,11 м. Если сравнивать высоту растений при различных способах посадки, наибольшие параметры имели растения широкорядной посадки с междурядьем 0,90 м – 3,71…3,82 м, наименьшую с междурядьем 0,45 м – 3,07…3,25 м. Средние значения были у широкорядного с междурядьем 0,70 м – 3,03…3,10 м (табл. 13). Таблица 13. Зависимость морфологических признаков тростника южного от способа и нормы посадки (среднее за 2010-2012 гг.) Способ посадки Норма высад-ки тыс. шт/га Высо-та расте-ний, м Масса расте-ний, кг Коли-чество листь-ев, шт Длина листа, м Шири-на листа, м Длина метел-ки, м Широкорядный с междурядьем0,45 м 100120140160 3,073,113,233,25 0,1840,1790,1590,160 10,011,011,011,0 0,440,420,410,40 0,0350,0370,0360,034 0,390,380,340,32 Широкорядный с междурядьем0,70 м 100120140160 3,033,083,103,10 0,1480,1280,1190,120 10,011,011,010,0 0,460,440,390,40 0,0350,0350,0370,035 0,360,390,340,35 Широкорядный с междурядье0,90 м 100120140160 3,713,893,943,82 0,1920,1800,1760,175 11,011,011,011,0 0,400,370,330,35 0,0320,0300,0300,031 0,350,350,330, Высоте растений соответствовало количество листьев и его размеры. С увеличением нормы высадки густота стеблестоя также увеличивалась, это сказалось на длине листовой пластинки, которая уменьшалась в зависимости от ширины междурядий. При широкорядном способе с междурядьем 0,45 м длина листовой пластинки уменьшилась при увеличении нормы посадки со 100 до 160 тыс. шт/га на 0,04 м; при широкорядном с междурядьем 0,70 м – на 0,06 м; при междурядье 0,90 м – на 0,05 м в среднем. Ширина листа при различных нормах посадки особых различий не имела. Однако если сравнивать способ посадки, имеются различия. В посевах с междурядьем 0,90 м поперечное сечение листовой пластинки было уже. Ширина междурядий существенным образом не повлияла на длину метелки, если сравнивать различные способы посадки. Незначительное уменьшение длины метелки отмечено при междурядье 0,45 м с увеличением нормы посадки (табл. 13). Структура урожая. Условия роста и развития при различных способах посева и нормах высева оказывали определенное влияние на структуру урожая зеленой массы тростника южного, результаты которого представлены в таблице 14. К моменту уборки в посадках тростника, в зависимости от количества высаженных растений и ширины междурядий, насчитывалось разное количество растений. Лучшим распределением по площади посева растений была посадка с междурядьем 0,45 м. Наибольшее количество сохранившихся растений к уборке был вариант с нормой высадки 100 тыс. шт. на гектар – 96,7% от числа взошедших после посадки. Большой процент самоизреживания растений тростника южного отмечен у широкорядного посева с междурядьем 0,90 м и нормой высадки 160 тыс. шт. на гектар – 11,2%.
Изучение фотосинтетической деятельности растений тростника южного в зависимости от способа и норм высадки показало, что максимальная площадь листьев в основном зависит от густоты стеблестоя и структуры посева.
Наибольшая листовая поверхность посевов отмечена при высадке максимальных норм – 160 тыс. шт. на гектар при широкорядном способе посадки с междурядьем в 0,45 м – 45,8 тыс. м/га. Наименьшая листовая поверхность посевов наблюдалась при широкорядном способе посадки с междурядьем в 0,70 м и нормой высева в 100 тыс. шт. на гектар – 32,4 тыс. м/га (табл. 15).
Однако с увеличением размеров фотосинтетического аппарата тростника южного нарастали и отрицательные явления: усиливалось затенение листьев, ухудшалась аэрируемость посадок.
Разработка посадочной машины корневищ тростника южного
В настоящее время известна универсальная рассадопосадочная машина, включающая в себя дифференциальный корректор, поливное устройство, столы для растений, крестовины с захватами для растений и клубней, бороздообразователи, прикатывающие каточки и сиденья для сажальщиц, при этом в передаточный механизм привода рабочих аппаратов для высадки рассады включен фрикционный вариатор (SU, авторское свидетельство № 120057, класс 458, 7/18). К недостаткам данной рассадопосадочной машины относятся сложность конструкции, низкая надёжность работы, обволакивание сошника растительными остатками.
Известна рассадопосадочная машина, содержащая раму с опорно-приводными колесами, на которой смонтированы сошники, прикатывающие катки, установленные в держателях кассеты с ленточными питателями, механизм привода держателей и сбрасывающий ролик, расположенный над сошником, при этом сбрасывающий ролик смещен в поперечном направлении относительно сошника, а между сбрасывающим роликом и сошником установлен наклонный раздвижной лоток (RU, патент на изобретение № 2092009 С1, МПК6, А01С 11/02). К недостаткам данной рассадопосадочной машины относятся сложность конструкции, низкая надёжность работы, обволакивание сошника растительными остатками.
Известна машина для высадки черенков корней, карабаша и корневищ солодки, содержащая раму, кронштейн автоматической сцепки, опорные колеса, стойки с сошниками и посадочные аппараты, при этом снабженная долотом на нижней части каждая из стоек выполнена плоской с ножом на фронтальной части, криволинейно-вогнутая режущая кромка которого имеет форму параболы с центром ее ветви ниже середины стойки, сошник в виде кольца с режущей кромкой установлен на нижней задней части стойки, а посадочный аппарат в виде полой штанги смонтирован на заднем образе стойки и соединен с полостью сошника, угол заточки ножа в верхней и нижней частях параболы уменьшается к центру ее ветви, а величина угла заточки ножа уменьшается от 300 до 150, режущая кромка сошника образована заточкой фронтальной части внутренней полосы кольца под углом 18-21o к внешней образующей его поверхности, режущая кромка сошника имеет форму эллипса, режущая кромка сошника имеет форму кольца, режущая кромка сошника имеет сложную замкнутую линию, нижний обрез штанги посадочного аппарата совмещен с задним обрезом стойки, верхняя часть полой штанги снабжена направителем черенков карабаша, поперечное сечение штанги выполнено с переменным сечением, уменьшающимся в сторону сошника (RU, патент на изобретение № 2160523 С1, МПК7, А01С 11/00, А01С 11/04). К недостаткам машины для высадки черенков корней, карабаша и корневищ солодки относятся сложность конструкции, низкая надёжность работы, обволакивание стойки и ножа при затуплении растительными остатками, что значительно повышает тяговое сопротивление и энергоемкость процесса.
Известна рассадопосадочная машина СКН-6А состоящая из рамы с рабочими органами и вспомогательного оборудования, установленного на тракторе, при этом на раме крепят шесть сошников с посадочными аппаратами, состоящими из посадочного диска с рассадодержателями, рама опирается на два опорно-приводных колеса с передаточным механизмом, механизмом полива, а на раме трактора по обе стороны навешивают два бака для воды со стояками крепления и два стеллажа для ящиков с рассадой (Кленин, Егоров, 2004). К недостаткам данной рассадопосадочной машины относятся низкая надежность работы, отсутствие возможности укладки корневищ вдоль оси рядка, обволакивание сошника растительными остатками и его выглубление, повышенное тяговое сопротивление. Данная рассадопосадочная машина принята нами в качестве ближайшего аналога. Задача, на решение которой направлена полезная модель, - повышение надежности работы, возможность укладки корневищ вдоль рядка, предотвращение обволакивания сошника растительными остатками. Технический результат – укладка корневищ на заданную глубину, повышение всхожести и производительности. Указанный технический результат достигается тем, что посадочная машина корневищ тростника южный состоящая из рамы с рабочими органами и вспомогательного оборудования, установленного на тракторе, а на раме закреплены сошники с посадочными аппаратами, рама опирается на два опорно-приводных колеса с передаточным механизмом, поливным устройством, а на раме трактора по обе стороны навешены два бака для воды со стойками крепления и два стеллажа для ящиков с корневищами, согласно изобретения перед сошником установлен вертикальный дисковый нож с ребордами, под заданное заглубление сошника, во внутренней полости сошника установлена направляющая канавка для корневищ и потока воды, при этом канавка сопряжена со щеточным транспортером, имеющим привод от опорно-приводных колес, а за сошником установлено прикатывающе-фиксирующее колесо, выполненное в виде двух оппозитно установленных малыми основаниями усеченных конуса, ширина прикатывающе-фиксирующего колеса больше ширины верхней кромки бороздки, образованной сошником на величину обрушения стенок бороздки, для регулировки количества воды, подаваемой в направляющую канавку предусмотрен кран-регулятор.
