Сравнительная продуктивность однолетних бобовых и злаковых агрофитоценозов при возделывании на кормовое зерно в Предуралье

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Сравнительная продуктивность однолетних бобовых и злаковых агрофитоценозов при возделывании на кормовое зерно в Предуралье

Терентьев Валерий Александрович

Специальность 06.01.09 - «Растениеводство»

Пермь-2009

Работа выполнена на кафедре растениеводства в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Елисеев Сергей Леонидович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Ленточкин Александр Михайлович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Батуев Сергей Анатольевич

Ведущая организация: ГНУ Удмуртский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Защита диссертации состоится 16 декабря 2009 года в 1300 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.054.02 при ФГОУ ВПО «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова» по адресу: 614990, г. Пермь, ГСП - 165, ул. Коммунистическая (Петропавловская), 23, тел./факс (3422) 12-53-94

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова»

Автореферат разослан 14 ноября 2009 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Л.А. Михайлова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Недостаток протеина в рационах животных вызывает непроизводительный расход кормов и значительное снижение продуктивности. Наиболее простым, экологически безопасным, энергетически и экономически выгодным направлением решения проблемы белка в кормовом зерне, является расширение посевов зернобобовых культур, которые должны составлять не менее 10% площади зерновых культур. Тем не менее, посевы зернобобовых культур распространены пока недостаточно. В Пермском крае в 2008 году горох и вику посевную возделывали на площади 17,3 тыс. га, что в структуре зерновых культур составляет только 4,8 %.

Данная проблема может быть решена посредством выращивания смешанных посевов зернобобовых культур со злаковыми, однако по урожайности смеси часто уступают чистым посевам зерновых культур, поэтому также не нашли широкого распространения в производстве. Использование смешанных бобово-злаковых смесей позволит повысить и энергетическую питательность кормового зерна, что является важным условием достижения высокой продуктивности животных.

В связи, с выше изложенным, актуальным является поиск путей увеличения зерновой продуктивности смесей зернобобовых и злаковых культур, на основе совершенствования технологии их выращивания и оптимального подбора компонентов.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является выявление оптимальных видов агрофитоценозов из бобовых и злаковых культур, обеспечивающих урожайность кормового зерна не менее 3,0 т/га.

Для осуществления этой цели были определены следующие задачи:

- выявить влияние вида компонента агрофитоценоза на урожайность зерна;

- определить реакцию агрофитоценоза на дозу азота;

- установить энергетическую и протеиновую питательность корма и продуктивность посева в зависимости от вида агрофитоценоза при разных дозах азота;

- изучить особенности роста, развития, фотосинтетической деятельности и формирования урожайности компонентов агрофитоценоза;

- провести агроэнергетическую, экономическую и производственную оценки выращивания бобово-злаковых агрофитоценозов и выдать рекомендации производству.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Урожайность кормового зерна на уровне 3 т/га обеспечивает горохо-ячменный агрофитоценоз.

2. Оптимальным злаковым компонентом для зернобобовых культур в смешанных посевах является ячмень.

3. Оптимальная доза азота при возделывании бобово-злаковых агрофитоценозов на кормовое зерно составляет 45 кг/га.

4. Чистые посевы бобовых культур и их двухкомпонентные агрофитоценозы обеспечивают максимальную урожайность на без азотном фоне питания.

Научная новизна. Впервые в Предуралье проведена сравнительная оценка продуктивности чистых и смешанных посевов вики посевной, гороха посевного, люпина узколистного, ячменя и овса при выращивании на кормовое зерно. Обосновано формирование продуктивности агрофитоценозов показателями структуры урожайности, фотосинтетической деятельности посевов, роста и развития растений. Определена реакция разных видов агрофитоценозов на дозу азота.

Практическая значимость и реализация работы. Для возделывания на дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых среднеокультуренных почвах Предуралья рекомендованы бобово-злаковые агрофитоценозы с урожайностью кормового зерна не менее 3 т/га, обеспеченного переваримым протеином не ниже зоотехнической нормы, с содержанием обменной энергии 10,6 МДж/кг. Определен оптимальный состав двухкомпонентных агрофитоценозов и уровнень азотного питания для разных их видов.

Производственная проверка результатов исследований проведена в СПК «Колхоз имени Мичурина» Куединского района Пермского края в 2007 году. Дополнительный чистый доход от внедренного варианта составил - 1162 руб./га.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на заседаниях кафедры растениеводства Пермской ГСХА, на Всероссийской научно-практической конференции в Пермской ГСХА (2005 г.), на агрономическом совещании при Инспектуре по Пермскому краю - филиал ФГУ «Государственная комиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений» (2007 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 3 статьях, в т.ч. 1 статья в издании входящем в перечень ведущих рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 184 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, библиографического списка из 182 источников, в том числе 7 зарубежных авторов, включает 19 таблиц, 5 рисунков и 61 приложение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

урожайность кормовой зерно азот

Во введении даны актуальность проблемы, общая характеристика работы, цель и задачи исследований, научная новизна, сформулированы основные положения выносимые на защиту и практическая значимость, приведены материалы по апробации работы.

Глава 1. Однолетние агрофитоценозы из бобовых и злаковых культур и их продуктивность (обзор литературы). Рассмотрены следующие вопросы: подбор компонентов в агрофитоценозах с бобовыми культурами, влияние азотных удобрений на урожайность зерна бобово-злаковых агрофитоценозов, сравнительная кормовая продуктивность и качество зерна бобово-злаковых агрофитоценозов.

Глава 2. Объект, место, методика и условия проведения исследований

Объект исследований. Бобовые и злаковые агрофитоценозы. Изучали зерновые - ячмень посевной (Hordeum sativum), овес посевной (Avena sativa) и зерновые бобовые культуры - горох посевной (Pisum sativum), вика посевная (Vicia sativa) и люпин узколистный (Lupinus angustifolius) в чистом виде, бобово - злаковые смеси на их основе, а также их двухкомпонентные агрофитоценозы состоящие только из бобовых культур.

Место исследований. Исследования проводили на опытном поле Пермской ГСХА в ФГУП УОХ «Липовая гора» в 2005 - 2007 гг. В 2007 году основные результаты исследований проверены в СПК «Колхоз имени Мичурина» Куединского района Пермского края.

Схема и методика закладки опыта. Полевой двухфакторный опыт «Влияние доз азота на урожайность кормового зерна однолетних бобовых и злаковых агрофитоценозов» проводили по следующей схеме: фактор А - доза азота, кг/га: А1 - Без азота; А2 - N45; A3 - N90; фактор В - вид агрофитоценоза: В1 - Горох; В2 - Вика; В3 - Люпин; В4 - Горох+ячмень; В5 - Горох+овес; В6 - Вика+ячмень; В7 - Вика+овес; В8 - Люпин+ячмень; В9 - Люпин+овес; В10 - Горох+люпин; В11 - Вика+люпин; В12 - Ячмень; В13 - Овес.

В опыте были приняты следующие нормы высева в чистом виде: горох 1,2, вика 3,0, люпин 1,2, ячмень 5,0, овес 7,0 млн. всхожих семян на 1 гектар. В смешанных посевах зернобобовых и зерновых культур - устанавливали 25% бобовой и 75% злаковой культуры от нормы высева в чистом виде, в двухкомпонентных посевах зернобобовых культур - по 50% каждого из компонентов от нормы в чистом виде.

Повторность в опыте четырехкратная. Общая площадь делянки 50 м2, учетная - 40 м2. Размещение вариантов систематическое методом расщепленных делянок. Полевой опыт проводили в соответствии с Методикой государственного сортоиспытания..., (1989) и Методикой опытного дела (Доспехов Б.А.,1985).

Почвы опытных участков дерново-мелкоподзолистые тяжелосуглинистые среднеокультуренные. Пахотный слой почв характеризовался следующими агрохимическими показателями: гумус 2,3-2,5%, подвижный фосфор 93-353 мг/кг, обменный калий 88-221 мг/кг, сумма поглощенных оснований 19,6-29,8 мг-экв./100 г, рНсол. 5,2-6,7.

Агротехника в опыте общепринятая для зоны Предуралья. Дозы минеральных удобрений N90Р45К90 кг/га рассчитаны на возмещение выноса с урожайностью зерна ячменя 3 т/га по данным П.А. Лейниха (2005). В варианте А2 - N45 взята половина расчетной дозы азота. Посев рядовой, смешанный сеялкой ССНП - 16 проведен в оптимальные агротехнические сроки. Семена, используемые для посева, соответствовали категории репродукционные (ГОСТ Р 52325-2005). Уборку урожая проводили однофазным способом в конце восковой спелости ячменя.

В годы проведения исследований складывались различные метеорологические условия. 2005 и 2007 годы были оптимальными по температурному режиму и условиям увлажнения для возделываемых культур, а 2006 год отличался неустойчивой погодой, что отрицательно отразилось на формировании урожайности зернобобовых культур, ячменя и овса.

В опыте проводили следующие наблюдения: анализ посевных качеств семян, агрохимических свойств почвы и биохимического состава зерна и соломы по соответствующим ГОСТам, определение влажности, плотности сложения, максимальной гигроскопичности почвы и расчет запасов продуктивной влаги по методикам, изложенным С.А. Воробьевым и др. (1971), фенологические наблюдения, анализ структуры урожайности, устойчивость посевов к полеганию по Методике государственного сортоиспытания…(1989), показатели фотосинтетической деятельности культур в посеве по методикам изложенным А.А. Ничипоровичем (1961), наблюдения за формированием активных клубеньков на бобовых культурах, учет урожайности поделяночно сплошным методом.

Подсчет энергетической питательности урожая проводили по его биохимическому составу. Содержание кормовых единиц рассчитывали по коэффициентам жироотложения О. Кельнера (Практикум…, 1990). При переводе сырых веществ в переваримые использовали справочные коэффициенты переваримости (Томме М.Ф., 1964). Содержание валовой и обменной энергии рассчитывали по уравнениям регрессии. Экономическую оценку проводили по технологической карте с учетом нормативов затрат и сложившейся стоимости на средства производства и продукцию. Агроэнергетическую оценку проводили по общепринятым методикам (Агро - и зооэнергетическая оценка..., 2001). Статистическая обработка полученных данных по урожайности проведена методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1985).

Глава 3. Урожайность кормового зерна однолетних агрофитоценозов из бобовых и злаковых культур и ее научное обоснование. Запланированная урожайность 3,0 т/га получена только в чистых посевах ячменя и смесях этой культуры с горохом при внесении азота.

Максимальная урожайность зерна в опыте во все годы исследований сформировалась в горохо-ячменном агрофитоценозе при внесении азота в дозе 45 кг/га. В среднем за три года она составила 3,37 т/га (таблица 1).

Горохо-ячменный агрофитоценоз в среднем превосходил по урожайности на 1,03 т/га (50%) чистый посев гороха и на 0,09 т/га (3%) чистый посев ячменя (НСР05 - 0,06). Уступали этой смеси по урожайности и вико- и люпино-ячменные агрофитоценозы на 0,55-0,79 т/га. Бобово-ячменные агрофитоценозы обеспечили прибавку урожайности по сравнению с бобово-овсяными в среднем на 0,72 - 1,11 т/га. В чистом посеве ячмень превзошел по урожайности овес в среднем на 1,15 т/га (63%).

Горохо и вико-люпиновые агрофитоценозы обеспечивали урожайность кормового зерна 1,26 - 1,68 т/га, или ниже запланированной на 45-59 %.

Наиболее высокая урожайность бобово-злаковых агрофитоценозов получена при внесении азота в дозе 45 кг/га. Меньшая отзывчивость на азотное питание выявлена в агрофитоценозах вики с овсом - 0,2 т/га (12%) и люпина с овсом 0,22 т/га (16%). Более отзывчивыми на умеренное азотное питание в дозе 45 кг/га были горохо- и вико-ячменные агрофитоценозы, урожайность которых повышалась соответственно на 0,67 т/га (25%) и 0,37 т/га (18%). На полную дозу азота положительно отреагировал только ячмень. Прибавка урожайности по сравнению с фоном N45 составила 0,13 т/га. По фону азота N45 бобово-злаковые агрофитоценозы превосходили по урожайности чистые посевы бобовых культур на 0,25 - 2,37 т/га.

Таблица 1 - Урожайность кормового зерна однолетних агрофитоценозов из бобовых и злаковых культур при разных дозах азота (т/га), среднее за 2005-2007 гг.

Вид агрофитоценоза (В)	Доза азота (А)	Среднее (В)
	без азота	N45	N90
Горох	2,20	2,09	1,83	2,04
Вика	1,77	1,64	1,55	1,65
Люпин	1,10	0,99	0,89	0,99
Горох+ячмень	2,70	3,37	3,14	3,07
Горох+овес	1,86	2,06	1,97	1,96
Вика+ячмень	2,32	2,69	2,55	2,52
Вика+овес	1,69	1,89	1,81	1,80
Люпин+ячмень	2,06	2,36	2,41	2,28
Люпин+овес	1,36	1,58	1,73	1,56
Горох+люпин	1,81	1,66	1,57	1,68
Вика+люпин	1,43	1,25	1,10	1,26
Ячмень	2,56	3,12	3,25	2,98
Овес	1,59	1,91	2,00	1,83
Среднее (А)	1,88	2,05	1,98	1,97
НСР05 частных различий:		НСР05 главных эффектов:
фактора А	0,12		фактора А	0.03
фактора В	0,06		фактора В	0,03

Горох был урожайнее вики и люпина в одновидовых посевах в среднем соответственно на 0,39 и 1,05 т/га (19 и 51%). Данная закономерность прослеживается и в двухкомпонентных агрофитоценозах, а также при разных дозах азота (таблица 2).

Урожайность гороха в агрофитоценозах с ячменем формируется в среднем выше, на 0,14 т/га, чем в агрофитоценозах с овсом (НСР05 - 0,02 т/га). У вики и люпина урожайность увеличивается при этом только на 0,03 - 0,04 т/га, по фону N90.

Таким образом, горох более требователен к подбору компонента, чем вика и люпин. Также можно предположить, что в горохо - ячменном агрофитоценозе уровень межвидовой конкуренции ниже.

Чистые посевы гороха, вики, люпина, а также агрофитоценозы из бобовых культур снижают урожайность при внесении азота. Например, урожайность гороха на фоне N45 составила 2,09 т/га, или на 0,11 т/га ниже, чем на без азотном фоне. Дальнейшее увеличение дозы азота снижает урожайность на 0,37т/га.

Таблица 2 - Урожайность бобового компонента при разных дозах азота (т/га), среднее за 2005-2007 гг.

Вид агрофитоценоза (В)	Доза азота (А)	Среднее (В)
	без азота	N45	N90
Горох	2,20	2,09	1,83	2,04
Вика	1,77	1,64	1,55	1,65
Люпин	1,10	0,99	0,89	0,99
Горох+ячмень	0,70	0,63	0,34	0,56
Горох+овес	0,55	0,43	0,28	0,42
Вика+ячмень	0,46	0,45	0,32	0,41
Вика+овес	0,44	0,43	0,28	0,38
Люпин+ячмень	0,25	0,23	0,22	0,23
Люпин+овес	0,25	0,22	0,19	0,22
Горох+люпин	1,32	1,24	1,17	1,24
Вика+люпин	1,01	0,89	0,80	0,90
Среднее (А)	0,91	0,84	0,71	0,82
НСР05 частных различий:		НСР05 главных эффектов:
фактора А	0,06		фактора А	0.02
фактора В	0,03		фактора В	0,02

Ячмень был урожайней овса не только в чистом посеве, но и в агрофитоценозах с бобовыми культурами. В смеси с горохом его урожайность была выше в среднем на 0,97 т/га (63%), с викой - на 0,7 т/га (50%), с люпином - на 0,71 т/га (53%) (таблица 3). Урожайность злаковых компонентов была выше в агрофитоценозах с горохом по сравнению с другими бобовыми культурами. У ячменя при выращивании с горохом она достигла в среднем 2,51 т/га, что на 0,4 т/га больше, чем с викой и на 0,46 т/га, чем с люпином. Аналогичная закономерность прослеживается по овсу, а так же по всем фонам азота. Это позволяет предположить, что горох оказывает меньшее угнетающее действие на злак, чем другие бобовые культуры. Отмеченные выше закономерности формирования урожайности зерна прослеживаются в большинстве или во все годы исследований.

Закономерности формирования урожайности зерна подтверждаются ее структурой. Густота всходов и полевая всхожесть злаковых культур не зависела от вида агрофитоценоза и доз азота. Однако, их выживаемость за вегетацию изменялась от изучаемых факторов (таблица 4), что свидетельствует о наличии разного уровня межвидовой и внутривидовой конкуренции в посевах.

Внесение азота в дозах 45 и 90 кг/га привело к снижению выживаемости за вегетацию бобовых культур в среднем на 3 и 6%. При этом устойчивое увеличение выживаемости за вегетацию злаковых культур на 2 - 5% наблюдали при внесении азота в дозе 45 кг/га, повышение же дозы азота до 90 кг/га не приводило к дальнейшему ее росту или увеличивало только на 1 - 2%.

Таблица 3 - Урожайность злаковых компонентов при разных дозах азота (т/га), среднее за 2005-2007 гг.

Вид агрофитоценоза (В)	Доза азота (А)	Среднее (В)
	без азота	N45	N90
Горох+ячмень	2,00	2,74	2,80	2,51
Горох+овес	1,31	1,63	1,69	1,54
Вика+ячмень	1,86	2,23	2,24	2,11
Вика+овес	1,24	1,46	1,54	1,41
Люпин+ячмень	1,81	2,13	2,20	2,05
Люпин+овес	1,12	1,36	1,54	1,34
Горох+люпин	0,49	0,43	0,39	0,44
Вика+люпин	0,42	0,36	0,31	0,36
Ячмень	2,56	3,12	3,25	2,98
Овес	1,59	1,91	2,00	1,83
Среднее (А)	1,44	1,74	1,80	1,66
НСР05 частных различий:		НСР05 главных эффектов:
фактора А	0,16		фактора А	0.04
фактора В	0,06		фактора В	0,03

Выживаемость бобовых растений в чистых посевах была выше на 2 - 10%, чем в смесях. В двухкомпонентных агрофитоценозах более высокую выживаемость злаковых культур отмечали в смесях с горохом, где она в среднем повышалась на 2%, как у ячменя, так и у овса. Отмечена тенденция увеличения выживаемости растений зерновых культур на 1 - 4% в смесях с бобовыми, по сравнению с ее уровнем в чистых посевах.

Таблица 4 - Выживаемость растений за вегетационный период в зависимости от вида агрофитоценоза и дозы азота (%), среднее за 2005-2007 гг.

Вид агрофитоценоза (В)	Доза азота, кг/га (А)	Среднее по (В)
	без азота	N45	N90
	боб.	злак.	боб.	злак.	боб.	злак.	боб.	злак.
Горох	84	-	84	-	81	-	83	-
Вика	74	-	73	-	71	-	72	-
Люпин	95	-	94	-	91	-	93	-
Горох+ячмень	86	72	81	77	76	78	81	76
Горох+овес	82	72	75	74	68	76	75	74
Вика+ячмень	74	73	73	75	69	75	72	74
Вика+овес	73	71	73	73	69	74	72	73
Люпин+ячмень	88	71	82	76	83	75	84	74
Люпин+овес	86	69	81	71	79	72	82	71
Горох+люпин	83	90	83	86	81	86	82	87
Вика+люпин	74	66	85	63	82	62	82	64
Ячмень	-	70	-	74	-	75	-	73
Овес	-	69	-	71	-	71	-	70
Среднее по (А)	82	72	80	74	77	74	-	-

Выживаемость гороха в смеси с ячменем была выше, чем с овсом в среднем на 6 %, люпина на 2 % , у вики такой закономерности не наблюдали.

В двухкомпонентных смесях с бобовыми культурами выживаемость овса ниже, чем у ячменя на 1-3%.

Таким образом, можно заключить, что более благоприятные взаимоотношения между компонентами в бобово-злаковых агрофитоценозах складываются при использовании азота в дозе 45 кг/га. Наиболее адаптированными культурами для выращивания в смешанных посевах на кормовое зерно являются ячмень и горох.

Продуктивная кустистость зерновых культур в зависимости от изучаемых факторов изменялась не существенно. Различия в нормах высева и изменения выживаемости растений за период вегетации определяли различную густоту стояния продуктивных растений бобовых и стеблей злаковых культур перед уборкой по вариантам. Урожайность зерна на уровне 3 т/га формировалась при густоте продуктивных растений гороха 46 шт./м2 и стеблей ячменя 368 шт./м2.

Бобовые компоненты способствовали снижению продуктивности соцветия ячменя. В чистом посеве она составила в среднем 0,83г, что на 0,03-0,04 г выше, чем ее величина при выращивании культуры с бобовыми. Это обусловлено увеличением, как количества, так и массы 1000 зерен. Продуктивность метелки овса в чистых и смешанных посевах была одинаковой 0,64-0,65 г.

Азотное удобрение устойчиво повышало продуктивность соцветия зерновых культур в среднем с 0,69 до 0,74 г. Увеличение происходило за счет роста массы 1000 зерен на 2,6 г и количества их в соцветии на 0,8 шт. Эта закономерность прослеживалась во всех видах агрофитоценозов. Но в агрофитоценозах с бобовыми при полной дозе азота продуктивность соцветия злаковых культур возрастала в меньшей степени, чем от дозы N45. У ячменя в агрофитоценозе с горохом при внесении азота 45 кг/га, по сравнению с без азотным фоном, продуктивность соцветия увеличивалась на 0,07 г. При дальнейшем увеличении дозы до 90 кг/га, она возросла еще на 0,01 г. Это подтверждает вывод о том, что внесение полной дозы азота под смешанные посевы является нецелесообразным.

Продуктивность растения гороха достигала 3,34-3,49 г. При возделывании гороха с овсом продуктивность его растения снижалась по сравнению с чистым посевом на 0,13 г. А в агрофитоценозах с ячменем и люпином продуктивность растения гороха была одного уровня с чистым посевом.

Продуктивность растения вики посевной была в 2 раза ниже, чем у гороха и составила в среднем 1,65-1,74 г, что и предопределило более низкую ее урожайность. Наибольшей величины показатель достиг в посевах с ячменем за счет увеличения всех показателей продуктивности растения.

Люпин узколистный формировал наименее продуктивные растения среди зернобобовых культур (1,37-1,53 г). В сочетании с низкой густотой растений это не позволило достичь высокой урожайности. В смешанных посевах продуктивность растения этой культуры резко снижается с 1,53 г до 1,26-1,39 г (9-17%), что подтверждает его низкую адаптивность к возделыванию в смешанных посевах.

Внесение азота вызывает снижение продуктивности растения всех бобовых культур в одновидовых и смешанных агрофитоценозах.

Урожайность сельскохозяйственных культур определяется фотосинтетической деятельностью растений в посеве (таблица 5). Оптимальный ход формирования площади листьев заключается в быстром ее росте и сохранении активного состояния в течение длительного периода. В наших исследованиях быстрее максимальную суммарную площадь листьев 41,4 тыс. м2/га к фазе трубкования ячменя по фону N45 сформировал горохо-ячменный агрофитоценоз, что выше чем другие одновидовые и смешанные посевы на 5 - 28,2 тыс. м2/га. В этом же агрофитоценозе была накоплена максимальная масса сухого вещества к фазе колошения злаковых культур 310,8 г/м2 и ФП 1258,6 тыс.м2 в сутки/га. Площадь листьев в посевах гороха составила 29,6 тыс. м2/га, ФП - 924,3 тыс.м2 в сутки/га, что соответственно на 3,2 тыс. м2/га и 86,5 тыс.м2 в сутки/га, больше чем в посевах вики посевной. У люпина узколистного все показатели были вдвое ниже. Использование при создании бобово-злаковых агрофитоценозов в качестве компонента ячменя так же, по сравнению с овсом, способствовало улучшению показателей фотосинтетической деятельности.

Таблица 5 - Влияние вида агрофитоценоза на площадь листьев, массу сухого вещества, фотосинтетический потенциал (ФП) и чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) при дозе азота 45 кг/га, среднее за 2005 - 2007 гг.

Вид агрофито-ценоза	Площадь листьев в фазе выхода в трубку, тыс.м2/га	Масса сухого вещества в фазе колошения, г/ м2	ФП (всходы колошение), тыс. м2 в сутки/га	ЧПФ ( всходы колошение), г/м2 в сутки
Горох	29,6	128,7	924,3	1,4
Вика	26,4	92,4	837,8	1,1
Люпин	13,2	36,8	448,1	0,8
Горох+ячмень	41,4	310,8	1258,6	2,5
Горох+овес	33,2	226,2	1025,1	2,2
Вика+ячмень	36,4	258,8	1084,5	2,4
Вика+овес	31,1	201,8	953,0	2,1
Люпин+ячмень	23,8	219,7	710,6	3,1
Люпин+овес	18,9	158,7	592,5	2,7
Горох+люпин	21,7	82,48	705,2	1,2
Вика+люпин	20,0	63,6	656,0	1,0
Ячмень	26,7	281,3	803,8	3,5
Овес	20,1	198,7	631,3	3,1
Среднее N45	26,3	173,8	817,8	2,1
Среднее N90	28,3	195,5	886,0	2,2
Среднее N0	25,2	168,6	771,4	2,2

Урожайность горохо-ячменного агрофитоценоза на уровне 3 т/га формировалась при фотосинтетическом потенциале посева за период всходы-колошение 1,2 млн. м2 в сутки/га.

Формирование урожайности двухкомпонентных агрофитоценозов зависит от уровня межвидовой конкуренции. Для ее оценки можно использовать косвенные показатели, например, наблюдение за изменением высоты растений в течение вегетации. Высота растений гороха в агрофитоценозах с ячменем уменьшалась по сравнению с высотой растений в чистых посевах в среднем на 10 см, что на 7 см меньше, чем в смеси с овсом (рисунок 1). Угнетение бобовой культуры злаком отмечали уже в фазе 3-5 листьев. Угнетающее влияние овса по сравнению с ячменем начало проявляться в фазе бутанизации. Высота растений злаковых культур не зависела от вида агрофитоценоза. Положительно отреагировали на увеличение доз азота не только злаковые, но и бобовые культуры, как в чистых, так и в смешанных посевах (рисунок 2).

Рисунок 1 - Изменение высоты растений гороха в зависимости от вида агрофитоценоза (доза азота 45 кг/га), среднее за 2005-2007 гг.



Рисунок 2 - Изменение высоты растений гороха в смеси с ячменем при разных дозах азота, среднее за 2005-2007 гг.

Создание оптимальных условий для симбиотической для деятельности клубеньковых бактерий является важным фактором повышения семенной продуктивности бобовых культур. С другой стороны активность симбиоза является критерием, свидетельствующим об уровне оптимальности экологических условий для их произрастания. Деятельность клубеньковых бактерий в значительной мере зависела от доз азота. На фоне азота клубеньки на корнях растений гороха и вики образовывались на 1-3 дня позже. Отмирание их на азотных фонах по сравнению с без азотным происходило раньше у гороха на 2 дня, у вики на 2-3 дня, поэтому продолжительность их работы сокращалась в среднем у гороха на 3-5 дней, у вики на 4-6 дней (таблица 6). Отмирание клубеньков было отмечено у гороха и вики в конце фазы цветения. На люпине клубеньков не образовывались даже при ежегодной обработке семян ризоторфином и молибденовокислым аммонием.

Устойчивость посевов к полеганию на фоне азота N45 в среднем по агрофитоценозам составила 4,3 балла. На без азотном и фоне N90 наблюдали тенденцию ее снижения на 0,1-0,2 балла.

Чистые посевы гороха имели устойчивость к полеганию на без азотном фоне 2,7 балла, или выше, чем у вики посевной на 0,6 балла. Это позволяло убирать культуру механизированным способом. Устойчивость к полеганию бобово-злаковых смесей была выше в 1,5-2 раза.

Таблица 6 - Влияние дозы азота на продолжительность работы клубеньковых бактерий у гороха и вики, среднее за 2005-2007 гг.

Культура	Дозы азота	Продолжительность работы, дней	Среднее
		2005 г.	2006 г.	2007 г.
Горох	без азота	51	48	50	50
	N45	49	46	47	47
	N90	47	43	45	45
Вика	без азота	58	51	56	55
	N45	55	47	52	51
	N90	52	45	49	49

Устойчивость к полеганию горохо-ячменного агрофитоценоза на фоне азота N45 составила 5,0 баллов, что выше на 0,2-0,7 балла устойчивости к полеганию вико-злаковых смесей. Наименее устойчивыми к полеганию были двухкомпонентные посевы бобовых культур, так как высота поддерживающего компонента - люпина была почти в два раза меньше основных бобовых культур.

Потери урожая зерна при уборке, достигали в среднем 13-28 %. Отмечено снижение потерь при уборке бобово-злаковых смесей по сравнению с чистыми посевами бобовых культур на 2-10%. Высокие потери были отмечены по вике, из-за ее высокой полегаемости. В среднем по агрофитоценозам наибольшие потери отмечены при внесении азота 90 кг/га, и составили 0,49 т/га.

Глава 4. Энергетическая, протеиновая питательность и продуктивность агрофитоценозов при разных дозах азота. У злаковых культур с увеличением дозы азота наблюдали повышение содержание протеина в зерне. Так, в чистом посеве ячменя содержание сырого протеина увеличилось на 0,5-1,7%, овса - на 0,3-0,6%. Наибольшее содержание сырого протеина, у злаковых, получено в смеси с горохом, которое по сравнению с чистыми их посевами увеличилось в ячмене на 0,5-0,9%, в овсе на 0,3-0,6%. В агрофитоценозах с викой и люпином, содержание сырого протеина в зерне ячменя и овса увеличивалось на 0,4-0,7%.

Содержания протеина в соломе злаковых, увеличивалось под влиянием доз азота на 0,1-0,3%. При этом содержание клетчатки понизилось на 0,5%. Влияние бобового компонента на увеличение содержания протеина в соломе злаков было невелико (0,1%).

Зернобобовые культуры при разных дозах азота и видах агрофитоценозов накапливали в семенах различное количество сырого протеина. Выявлена тенденция повышения содержания сырого протеина в чистых посевах у гороха на 1,2-1,7%, вики на 0,1%, люпина на 0,5-1,3%, при увеличении доз азота с 0 до 90 кг/га. Наибольшее содержание сырого протеина накапливалось в семенах люпина, в среднем оно составило 31,0-31,3%, что выше на 9,5% чем, в семенах гороха и 3,6%, чем в семянах вики. Отмечено повышение содержания протеина в семенах гороха и вики в смеси с ячменем на 0,2%, по сравнению с его величиной в смесях с овсом. Можно предположить, что угнетающее влияние овса проявляется даже на качестве зерна бобовой культуры.

В соломе зернобобовых культур содержание сырого протеина при увеличении доз азота повышалась на 0,2-0,3%. Наибольшее содержание протеина наблюдали в соломе вики 9,1%, что выше на 2,5%, чем у гороха и на 1,4%, чем у люпина.

Содержание обменной энергии (ОЭ) в семенах гороха достигало 11,4 МДж/кг, что ниже на 0,2 МДж/кг, чем в семенах вики и на 0,2-0,3 МДж/кг, чем в семенах люпина, в зерне ячменя 10,4 МДж/кг, что выше, чем в овсе на 0,6 МДж/кг (таблица 7). В зерне бобово-ячменных смесей содержание ОЭ в среднем составило 10,6 МДж/кг, что на 0,4-0,5 МДж/кг больше, чем в зерне бобово-овсяных смесей и на 0,2 МДж/кг больше, чем в зерне с чистого посева ячменя. При увеличение доз азота, содержание ОЭ в агрофитоценозах не изменялось.

На без азотном фоне содержание переваримого протеина в семенах гороха в среднем составило 146,2 г в расчете на одну кормовую единицу (к.ед), в семенах вики 207 г/к.ед. Наибольшее содержание протеина отмечено в семенах люпина 231,1 г/к.ед. Высокая обеспеченность переваримым протеином отмечена и в смесях этих бобовых культур.

Отмечается закономерное повышение протеиновой питательности семян зернобобовых культур при увеличении дозы азота.

Таблица 7 - Содержание обменной энергии (ОЭ) в зерне и его обеспеченность переваримым протеином (ПП) в зависимости от вида агрофитоценоза и дозы азота, среднее за 2005 - 2007 гг.

Вид агрофитоценоза (В)	Доза азота, кг/га (А)	Среднее по (В)
	без азота	N45	N90
	ОЭ, МДж/кг	ПП, г/к. ед.	ОЭ, МДж/кг	ПП, г/к. ед.	ОЭ, МДж/кг	ПП, г/к. ед.	ОЭ, МДж/кг	ПП, г/к. ед.
Горох	11,4	146,2	11,4	155,3	11,4	157,7	11,4	153,1
Вика	11,6	207,0	11,6	206,8	11,6	207,3	11,6	207,0
Люпин	11,6	231,1	11,6	235,2	11,7	239,8	11,6	235,4
Горох+ячмень	10,7	114,6	10,6	115,4	10,6	117,8	10,6	115,9
Горох+овес	10,3	116,2	10,0	113,8	10,1	113,4	10,1	114,5
Вика+ячмень	10,7	121,0	10,6	120,8	10,6	123,4	10,6	121,7
Вика+овес	10,2	128,7	10,3	126,7	10,2	120,9	10,2	125,4
Люпин+ячмень	10,6	117,3	10,6	116,8	10,6	122,6	10,6	118,9
Люпин+овес	10,2	125,9	10,1	121,6	10,1	119,3	10,1	122,3
Горох+люпин	11,2	171,1	11,3	181,2	11,2	182,6	11,2	178,3
Вика+люпин	11,3	215,4	11,3	217,0	11,4	220,5	11,3	217,6
Ячмень	10,4	96,5	10,4	100,1	10,4	108,6	10,4	101,7
Овес	9,8	99,0	9,8	101,1	9,8	103,2	9,8	101,1
Среднее по (А)	10,8	145,4	10,7	147,0	10,8	149,0

Протеиновая ценность злаковых культур, зависела от дозы азота. Содержание протеина в чистом посеве ячменя, на без азотном фоне составило 96,5 г/к.ед. Протеиновая питательность зерна овса была выше на 3,5 г/к.ед. При увеличении доз азота содержание протеина увеличилось у ячменя на 3,6-8,5 г/к.ед, у овса на 2,1 г/к.ед. На фоне N90 зерно ячменя соответствовало зоотехническим нормам питательности (108,6 г/к.ед). В смешанных посевах отмечали аналогичную закономерность.

Важно установить оптимальный вариант смешанного посева, позволяющий получить корм обеспеченный переваримым протеином на уровне зоотехнической нормы (110 г/к.ед). Исследования показали, что наиболее оптимальный по протеиновой питательности зерновой корм обеспечили смеси гороха с ячменем 115,4 г/к.ед, гороха с овсом 113,8 г/к.ед и люпина с ячменем 116,8 г/к.ед., при внесении дозы азота 45 кг/га. Зерно в вико-злаковых смесях обеспечено переваримым протеином выше нормы на 5-10 г/к.ед.

Наибольшую кормовую продуктивность обеспечили горохо-ячменные агрофитоценозы. Выход ОЭ с кормовым зерном по фону N45 составил в среднем 35,7 ГДж/га, кормовых единиц 3,7 тыс./га, а сбор переваримого протеина 432,1 кг/га, что соответственно на 6,7 ГДж/га, 0,7 тыс./га и 69,5 кг/га больше, чем в смесях с викой посевной и на 10,8 ГДж/га, 1,1 тыс./га, 126,8 кг/га, чем в смесях с люпином узколистным.

Выявлена тенденция снижения показателей посевов на фонах без азота и N90, по сравнению с умеренным фоном азотного питания.

Агрофитоценозы с люпином узколистным при урожайности до 1,0 т/га уступают по энергетической и протеиновой продуктивности, традиционным зернобобовым культурам.

Глава 5. Экономическая, агроэнергетическая и производственная оценки возделывания бобовых и злаковых агрофитоценозов при разных дозах азота. По результатам проведенной экономической оценки вариантов опыта лучшими являются чистый посев гороха на без азотном фоне и горохо-ячменный агрофитоценоз при внесении азота в дозе 45 кг/га - чистый доход на 1 га составил соответственно 12518 и 12542 рубля при рентабельности 132 и 123%. Вариант с люпином был единственным, который не обеспечил получение дохода. Затраты на возделывание превышали стоимость полученного урожая с одного гектара на 248 рублей. Наименьшую себестоимость производства белка обеспечил горохо-ячменный агрофитоценоз 25,5 руб./кг. Наиболее высокая себестоимость белка получена в чистых посевах люпина 37,6 руб./кг. Анализ себестоимости производства белка выявил преимущество использования в агрофитоценозах ячменя, так как в этих вариантах происходило ее снижение по сравнению с овсяными смесями на 10,3 - 14,3 руб./кг.

По энергетической эффективности среди изученных агрофитоценозов выделялся вариант с горохо-ячменной смесью. Прирост энергии основной продукции в данном варианте был максимальным - 22268,8 МДж/га, а энергоемкость минимальной - 8,9 МДж/кг. Немного уступал этому агрофитоценозу посев ячменя в чистом виде - прирост энергии был ниже на 1063,9 МДж/кг, энергоемкость на 0,1 МДж/кг. Биоэнергетический коэффициент у этих вариантов был одинаковым - 1,8. Самая низкая энергетическая себестоимость производства белка 59,5 МДж/кг получена в чистых посевах гороха на без азотном фоне. Учитывая более высокую кормовую ценность горохо-ячменной смеси по сравнению с ячменем в чистом виде, первый вариант можно считать более эффективным среди изучаемых видов агрофитоценозов. Из злаковых культур овес значительно уступал ячменю по показателям энергетической эффективности - биоэнергетический коэффициент были ниже на 0,6., прирост энергии - на 16035,1 МДж/га, энергоемкость 1 кг зерна была выше на 4,2 МДж. По этим же показателям агрофитоценозы с участием овса всегда уступали агрофитоценозам с участием ячменя.

В ходе производственной проверки подтверждено, что более высокая урожайность горохо-ячменного агрофитоценоза 3,28 т/га формируется при внесении азота в дозе N45, что на 0,17 т/га выше посева горохо-ячменной смеси на без азотном фоне. Дополнительный чистый доход составил при этом 1162 руб./га.

ВЫВОДЫ

1. Устойчивая урожайность кормового зерна на уровне не менее 3 т/га на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой среднеокультуренной почве Предуралья формируется при использовании чистых посевов ячменя и его смешанных посевов с горохом.

2. Оптимальная доза азота для возделывания бобово-злаковых агрофитоценозов составляет 45 кг/га, по фону без азота их урожайность достоверно снижается на 0,2 - 0,67 т/га, при полной дозе азота урожайность существенно не увеличивается.

3. Максимальная урожайность чистых посевов зернобобовых культур и их двухкомпонентных агрофитоценозов формируется на без азотном фоне питания.

4. Горох в чистом посеве превосходит по урожайности семян вику посевную на 0,39 т/га, люпин узколистный 1,05 т/га, вследствие большей продуктивности растения и меньших потерь при уборке. Эта культура была урожайнее других и в смешанных посевах с зерновыми культурами. Продуктивность люпина можно увеличить, повысив активность работы симбиотического аппарата.

5. Бобово-злаковые агрофитоценозы на оптимальном фоне азотного питания N45 по урожайности превышают чистые посевы бобовых культур на 0,25 - 2,37 т/га. Чистые посевы ячменя уступают по урожайности горохо-ячменным агрофитоценозам на 0,13 т/га, овса - горохо-овсяным агрофитоценозам на 0,15 т/га.

6. Наименее жесткая межвидовая конкуренция складывается в горохо-ячменных агрофитоценозах. Выживаемость компонентов за вегетационный период в них выше на 2 - 6%, чем в агрофитоценозах с овсом и на 1 - 9%, чем в агрофитоценозах с викой. Продуктивность растения гороха в смешанных посевах с ячменем была выше на 0,13г, высота больше на 7 см, содержание переваримого протеина на 0,2%, чем в посевах с овсом. Кормовой детерминантный люпин Снежеть не адаптирован для возделывания в смесях с бобовыми и злаковыми культурами.

7. Горохо-ячменный агрофитоценоз формировал в фазе трубкования ячменя суммарную площадь листьев, чем другие одновидовые и смешанные посевы. При дозе N45 она достигала 41,4 тыс.м2/га. Фотосинтетический потенциал за период всходы колошение 1,2 млн.м2 в сутки/га обеспечивает получение урожайность зерна 3,0 т/га.

8. При внесении азота содержание сырого протеина в зерне ячменя увеличивается на 0,5 - 1,7%, овса - на 0,3 - 0,6%, в двухкомпонентных агрофитоценозах с бобовыми культурами соответственно на 0,5 - 0,9% и 0,3 - 0,6%. В семенах люпина накапливается 31,0 - 31,3% сырого протеина, что на 9,5% выше, чем в горохе и на 3,6%, чем в семенах вики. Это предопределяет их высокую протеиновую питательность 231 - 240 г/к.ед., но энергетическая ценность их не превышает 11,6 МДж/кг в следствие высокой зольности. В зерне бобово-ячменных смесей содержание ОЭ составляет 10,6 МДж/кг, что на 0,4-0,5 МДж/кг больше, чем в зерне бобово-овсяных смесей и на 0,2 МДж/кг, чем в зерне с чистых посевов ячменя.

9. Возделывание гороха с ячменем на фоне N45 обеспечивает получение наибольшего чистого дохода 12542 руб./га с уровнем рентабельности 123% и биоэнергетическим коэффициентом 2,0. Этот же вариант обеспечивает получение белка с наименьшей экономической себестоимостью 25,5 руб./кг. Самая высокая рентабельность 132% и низкая энергетическая себестоимость производства белка 59,5 МДж/кг получена при выращивании гороха в чистом виде.

Предложения производству

В Предуралье на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой среднеокультуренной почве:

1. для получения не менее 3 т/га кормового зерна обеспеченного протеином на уровне зоотехнической нормы возделывать ячмень с горохом по фону азота до 45 кг/га;

2. компонентом в бобово-злаковых смесях для вики посевной и люпина узколистного использовать ячмень;

3. для снижения энергетической и экономической себестоимости кормового белка возделывать горох посевной в чистом виде на без азотном фоне.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах рекомендованных ВАК РФ:

1. Елисеев, С.Л. Однолетние бобово-злаковые зерно-кормовые смеси в Предуралье / С.Л. Елисеев, Е.А. Ренев, В.А. Терентьев // Нива Поволжья. - 2008. - №4(9). - С. 7 - 10.

Статьи в журналах, тематических сборниках и материалах конференций:

1. Елисеев, С.Л. Продуктивность однолетних бобово-злаковых смесей при различных сочетаниях компонентов выращиваемых на кормовое зерно в Предуралье/ С.Л. Елисеев, Е.А. Ренев, В.А. Терентьев и [др]//Пермский аграрный вестник. - Вып.16. - Ч.1./Пермская ГСХА. - Пермь:ПГСХА,2006. - С.88 - 90.

2. Терентьев, В.А. Сравнительная продуктивность однолетних бобово-злаковых агрофитоценозов при получении кормового зерна в Предуралье/ В.А. Терентьев//Пермский аграрный вестник. - Вып.17. - Ч.1/Пермская ГСХА. - Пермь:ПГСХА,2006. - С.73 - 76.

Размещено на Allbest.ru

...