Оценка продуктивности и качества урожая смесей ячменя и овса с горохом (усатого морфотипа) и люпином при использовании на зерносенаж и зернофураж на разных уровнях минерального питания в севообороте с занятым и сидеральным паром на черноземе обыкновенном.
Аннотация к работе
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наукВ Среднем Поволжье и Самарской области продуктивность поливидовых посевов ячменя, овса, гороха с люпином белым для производства зерносенажа и зернофуража не изучалось. Цель работы - дать оценку продуктивности и качеству урожая смесей ячменя и овса с горохом (усатого морфотипа) и люпином при использовании на зерносенаж и зернофураж на разных уровнях минерального питания в севообороте с занятым и сидеральным паром на черноземе обыкновенном в условиях лесостепи Среднего Поволжья. 3) изучить особенности роста и развития растений в смешанных агрофитоценозах, определить показатели фотосинтеза и динамику накопления сухого вещества в растениях, характер межсортовой конкуренции, определить долю компонентов в урожае зерносенажной массы и в урожае зернофуража. В проведенных исследованиях дано теоретическое обоснование создания высокопродуктивных агрофитоценозов поливидовых посевов новой культуры зоны люпина белого и гороха с ячменем и овсом на основе применения удобрений на планируемую урожайность, установлено оптимальное количество и долевое участие компонентов в формировании урожая, определены оптимальные сроки уборки. · бобово - злаковые смеси с участием люпина и гороха («Деснянский» и «Флагман 9») с ячменем и овсом («Безенчукский 2» и «Аллюр») формирует урожай 13, 08 - 13, 58 т/га зерносенажной массы и 1, 63 - 1, 65 т/га зернофуража;Позднее доминирующее положение стал занимать ячмень и овес и к уборке на зерносенаж они были выше гороха и люпина на 20 - 25 см. Наибольшую площадь листьев формируют трехкомпонентные смеси, а лучшей оказалась четырехкомпонентная смесь состоящая из двух мятликовых культур (ячменя и овса) и двух бобовых (гороха и люпина). Самое высокое значение отмечалось при посеве четырехкомпонентной смеси ячменя, овса, гороха с люпином на втором уровне минерального питания - 847, 1, 847, 3 тыс. м2дней/га (в севообороте с занятым и сидеральным паром, соответственно). Изучаемые нами поливидовые посевы превосходят по накоплению переваримого протеина двухкомпонентные, так четырех компонентный вариант с ячменем, овсом, горохом и люпином при уборке на зерносенаж в севообороте с занятым паром накопил 0, 33; 0, 34; 0, 39 т/га (контроль, фон - 1, фон - 2 соответственно), после сидерального 0, 33; 0, 35; 0, 41 т/га (контроль, фон - 1, фон - 2 соответственно). На втором фоне в 2008 - 2010 гг. варианты ячменя люпина, овса люпина, ячменем овсом горохом, ячменем овсом люпином, ячменем овсом горохом люпином дают наивысшие урожаи по сравнению с остальными вариантами и в среднем он составляет 1, 45 - 1, 65 т/га.Продолжительность вегетации поливидовых посевов на зерносенаж составляет 80 - 96 дней (2008 - 2009 гг, соответственно), и 70 дней (2010).Для уборки на зернофураж при достижении полной спелости зерна понадобилось 116 дней в 2008 г. и 104 дня в 2009 г., соответственно. Нижний ярус занимает горох и люпин, доминирующее положение занимает ячмень и овес. Включение в состав смесей культуру люпин, создаются условия для лучшей фотосинтетической работы листового аппарата четырехкомпонентных смесей где горох цепляясь за прямостоячую культуры менее полегает. Наибольшую площадь листьев формируют четырехкомпонентная смесь состоящая из двух мятликовых культур (ячменя и овса) и двух бобовых (гороха и люпина). Поливидовые посевы превосходят по накоплению переваримого протеина двухкомпонентные, смешанный посев ячменя, овса, гороха и люпина при уборке на зерносенаж после занятого пара накопил 0, 33; 0, 34; 0, 39 т/га (контроль, фон - 1, фон - 2 соответственно), после сидерального 0, 33; 0, 35; 0, 41 т/га (контроль, фон - 1, фон - 2 соответственно).
Введение
Актуальность темы. Повышение продуктивности скота для стабилизации и дальнейшего развития животноводства во многом сдерживается недостаточным количеством и неудовлетворительным качеством кормов. Основу зимних рационов в большинстве хозяйств Поволжского региона составляют злаковое сено, зерносенаж из ячменя или травяной сенаж из суданской травы, кукурузный силос, концентраты, из ячменя и реже овса. Все эти корма отличаются низким содержанием переваримого протеина, сахара, каротина и других биологически активных веществ. В среднем в зимних рационах вместо 100... 110 г переваримого протеина на каждую кормовую единицу приходится всего 90..92 г.
Важным источником растительного кормового белка для условий лесостепной зоны Среднего Поволжья являются однолетние бобовые культуры. Они дают наиболее дешевые, экологически чистые и разнообразные корма. Подбором видов и сортов культур можно создать полноценный протеино - и энергообеспеченный зеленый и сырьевой конвейер.
Решать данную проблему следует путем возделывания поливидовых агроценозов бобовых и злаковых культур, которые позволяют обеспечить не только высокие и устойчивые урожаи высококачественной зеленой массы и зернофуража, но и получать неполегаемый травостой и создавать благоприятные условия для последующих культур севооборота.
В Среднем Поволжье и Самарской области продуктивность поливидовых посевов ячменя, овса, гороха с люпином белым для производства зерносенажа и зернофуража не изучалось. Требуют изучения такие параметры, как уровни минерального питания, подбор компонентов для смешанного посева зернофуражных культур с люпином белым, сроки уборки и качество получаемого корма.
Цель работы - дать оценку продуктивности и качеству урожая смесей ячменя и овса с горохом (усатого морфотипа) и люпином при использовании на зерносенаж и зернофураж на разных уровнях минерального питания в севообороте с занятым и сидеральным паром на черноземе обыкновенном в условиях лесостепи Среднего Поволжья.
Задачи исследований. В засушливых условиях лесостепи Среднего Поволжья на черноземе обыкновенном: 1) изучить возможности получения планируемых урожаев зернофуража на уровне 2, 9 и 3, 5 т/га или зерносенажной массы на уровне 3 и 4 тыс. кормовых единиц с 1 га.
2) выявить наиболее приемлемые сортосмеси для использования на зерносенаж и зернофураж.
3) изучить особенности роста и развития растений в смешанных агрофитоценозах, определить показатели фотосинтеза и динамику накопления сухого вещества в растениях, характер межсортовой конкуренции, определить долю компонентов в урожае зерносенажной массы и в урожае зернофуража.
4) сделать сравнительную оценку основных параметров продуктивности и питательной ценности зерносенажной массы и зернофуража в различных вариантах смешанных посевов.
5) дать экономическую и энергетическую оценку.
6) внедрить наиболее эффективные варианты смесей в производство. Полученные результаты использовать при выработке рекомендаций по выращиванию смесей на зерносенаж и зернофураж.
Научная новизна и практическая ценность работы. В проведенных исследованиях дано теоретическое обоснование создания высокопродуктивных агрофитоценозов поливидовых посевов новой культуры зоны люпина белого и гороха с ячменем и овсом на основе применения удобрений на планируемую урожайность, установлено оптимальное количество и долевое участие компонентов в формировании урожая, определены оптимальные сроки уборки.
Внедрение разработанных приемов в сельскохозяйственное производство позволит получать до 14 т/га зерносенажной массы массы, или до 3 т/га полноценного зернофуража.
Результаты исследований рекомендованы к широкому внедрению, а также используются в учебном процессе Самарской ГСХА.
Основные положения, выносимые на защиту: · посев четырехкомпонентной смеси интенсивно формирует листовую поверхность и мощный фотосинтетический потенциал, который достигает максимальных значений (847, 1 - 847, 3 тыс. м2/га*дней) при внесении удобрений на планируемый урожай 3, 5 т/га зерна;
· бобово - злаковые смеси с участием люпина и гороха («Деснянский» и «Флагман 9») с ячменем и овсом («Безенчукский 2» и «Аллюр») формирует урожай 13, 08 - 13, 58 т/га зерносенажной массы и 1, 63 - 1, 65 т/га зернофуража;
· многокомпонентный агрофитоценоз (люпина и горохом с ячменем и овсом) повышает устойчивость урожайности по годам в 2-3 раза по сравнению с двухкомпонентными смесями;
· экономически и энергетически наиболее оправдан посев двух трех - четырехкомпонентных смесей.
Апробация работы. По теме диссертации опубликовано четыре статьи в т.ч. три статьи в рецензируемом ВАК журнале. Основные вопросы диссертации докладывались на II Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования» (2008г.), на III Международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (2009 г.), на IV Международной научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в АПК Самарской области» (2010 г.), на заседаниях кафедры растениеводства и селекции Самарской ГСХА (2008-2010 гг.). В 2010 году по теме исследований выигран областной конкурс «Молодой ученый 2010» в номинации «Аспирант» и получен грант. Опыты демонстрировались на областном семинаре по проблемам кормопроизводства в 2008 и 2009 годах и получили одобрение.
Представленная работа является составной частью научно-исследовательских работ кафедры растениеводства и селекции Самарской ГСХА «Разработка высокоэффективных ресурсосберегающих приемов и технологий возделывания кормовых культур в системе кормопроизводства Среднего Поволжья, отвечающей требованиям кормления высокопродуктивных животных, охраны окружающей среды и воспроизводства почвенного плодородия». Номер государственной регистрации 01.200703906.
Работа выполнялась на кафедре растениеводства и селекции ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА» в период 2008 - 2010 гг. под руководством доктора сельскохозяйственных наук, профессора Васина Алексея Васильевича.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 123 страницах компьютерной верстки, содержит 33 таблицу, 12 рисунков, дополнена 67 приложениями. Работа состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству. Библиографический список включает 252 наименование, в том числе 16 на иностранном языке.
Опытное поле Самарской ГСХА, где проводились исследования, находится в Центральной зоне Самарской области на водоразделе рек Большой Кинель и Сок. Климат этой местности характеризуется резкой выраженной континентальностью.
За последний период (1982 - 2010 гг.) погодные условия претерпевают серьезные изменения. По данным метеостанции Самарской ГСХА произошло потепление на 1, 70С. Среднегодовое значение суммы температур составило 5, 50С при норме 3, 80С. В основном это связано с повышением среднемесячных температур в зимние и весенние месяцы. Что касается осадков, то они превысили среднемноголетнее значение на 124 мм и составили 534 мм. Это связано с выпадением большого количества осадков в зимние месяцы (58, 2%). Продолжительность периода с температурой свыше 100С возросла на 10 дней. Сумма температур за период свыше 100С составляет 27340С против 25500С при среднемноголетнем значении, а количество осадков в этот период увеличилось на 15 мм и составляет 225 мм (Самохвалова Е.В. и др., 2011).
Агротехника и методика исследований. Полевой опыт в 2008 - 2010 годах закладывался на полях экспериментального кормового севооборота № 1 научно-исследовательской лаборатории «Корма» кафедры растениеводства и селекции Самарской ГСХА. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый. Исходное содержание гумуса 6, 5 %, легкогидролизуемого азота 8, 6 мг, подвижного фосфора 15, 3 и обменного калия 23, 9 мг на 100 г почвы.
Предшествующей культурой были однолетние травы. Агротехника опыта заключалась в следующим: после уборки предшественника лущение на 8 - 10 см, вспашка на 22-24 см плугом ПН-4-35. Весной покровное боронование в 2 следа, внесение минеральных удобрений на планируемый урожай и предпосевная культивация на глубину посева с одновременным боронованием. Посев сеялкой СН - 16Б осуществляется смесью семян на глубину 4 - 5 см. Способ посева обычный рядовой. Прикатывание почвы до и после посева.
Схема опыта
• размещение в севообороте с занятым и сидеральным паром (пятая культура после пара) (А)
• три уровня минерального питания (В): 1) контроль (без удобрений);
2) NPK на планируемый урожай 2, 9 т/га зерна или 3 тыс. корм. ед. (условно фон 1);
3) NPK на планируемый урожай 3, 5 т/га зерна или 4 тыс. корм. ед. (условно фон 2);
• высевались семь вариантов смесей (С): Таблица 1 Варианты смесей
№ п.п. Культура, смесь Норма высева, % Норма высева в млн. всхожих семян на 1 га
Два срока уборки: на зерносенаж в фазе тестообразной спелости зерна ячменя и на зернофураж в фазе полной спелости зерна.
Повторность опыта четырехкратная. Площадь делянок 40 м2. Делянок в опыте 168. Способ посева обычный рядовой смесью семян. Предшественник - однолетние травы.
Полевые опыты сопровождались лабораторно - полевыми наблюдениями, анализами и исследованиями: ? Посевные качества по ГОСТУ
? Густота стояния растений определяется путем подсчета растений в фазе всходов и перед уборкой в четырехкратном повторении в каждой делянке опыта.
Подсчет проводится на пробных площадках 0.5 м2 (рейка 168 см - два рядка) внутри делянки, крайние рядки делянки в площадку не включаются.
На основании подсчета определяется полнота всходов как процент от числа высеянных лабораторно-всхожих семян и сохранность к уборке, процент от числа растений в фазе всходов по каждому компоненту смесей.
? Фенологические наблюдения проводятся по фазам развития на делянках двух несмежных повторностей опыта в соответствии с методикой ГСУ. Отмечают следующие фенологические фазы: Зернобобовые: всходы, третий лист, ветвление, бутонизация, начало и полное цветение, начало и полное образование бобов, зеленая, восковая и полная спелость.
Мятликовые: всходы, кущение, выход в трубку, колошение, начало и полное выметывание, цветение, молочная, восковая, полная спелость.
? Динамика линейного роста определяется подекадно и перед уборкой в 10 пунктах делянки в двух несмежных повторностях опыта. Записи производятся в специальном журнале.
? Прирост надземной массы и сухого вещества определяется подекадно путем взвешивания с пробных площадок 0.5 м2 (168 см 2 рядка). Перед срезанием растений подсчитывается число растений каждого компонента. Пробный сноп взвешивается отдельно по компонентам. Определяется доля компонентов в пробе.
Для определения выхода абсолютно сухого вещества измельчается растительная проба объемом достаточным для взятия навесок в четыре алюминиевые бюкса. Высушивание проводится при температуре 105 - 110°С в течении 5 - 6 часов.
? В свежесрезанной массе определяется структура урожая. В каждом компоненте выделяется доля листьев, соцветий, стеблей в процентах к массе пробы по каждой культуре.
? Ассимиляционная поверхность листьев определяется контурным методом. Анализ проводится одновременно с динамикой прироста надземной массы с использование оригинальной компьютерной программы Самарской ГСХА.
? Фотосинтетический потенциал и ЧПФ рассчитывается по А.И. Бегишеву, А.А. Ничипоровичу по формуле: ФП=0.5*(Л1 Л2)*п (тыс.м2/га*дней) где Л1 - площадь листьев в начале определения, тыс. м2/га
Л 2 - площадь листьев в конце определения, тыс. м2/га п - число дней в декаде, периоде
11. Чистая продуктивность выражается в граммах прироста абсолютно сухой массы на 1 м2 площади листьев в сутки
ЧПФ=В2-В1/0.5*Л1 Л2*п=(г/м2сутки);
где В1- масса сухого вещества надземной массы в граммах в начале периода
В2 - масса сухого вещества надземной массы в граммах в конце периода
В знаменателе ФП на 1 м2 посева
12. Приход ФАР определяется расчетным методом по формуле X. Малдау, Ю. Росса, и др.
Qфар=0.43*?S? 0.57?Д где ?S? - сумма прямой солнечной радиации;
?Д - сумма рассеянной солнечной радиации
Показатели прямой и рассеянной солнечной радиации берутся в метеорологической станции г. Самара.
? При расчете накопления растениями энергии ФАР калорийность 1 кг сухого вещества целого растения принимается по данным М.И. Каюмова 17.17 Мдж.
? Уборка и учет урожая. Урожайность определяется методом сплошной уборки учетной делянки, с последующим взвешиванием. В день уборки или за день до этого проводится анализ на динамику прироста надземной массы, линейного роста, структуры урожая, определяются исходные параметры для оценки фотосинтетической деятельности.
Отбираются пробы по 2 кг на полный зоотехнический анализ. Определяется содержание сухого вещества.
Уборка проводится в два срока: в тестообразном состоянии зерна ячменя (на зерносенаж) и в фазе полной спелости (на зернофураж).
? Химический анализ кормов определяется в испытательной лаборатории. Определяется содержание влаги, протеина, жира, БЭВ, каротина, клетчатки, кальция, фосфора (испытательная лаборатория Самарской ГСХА).
? Определяется выход кормовых единиц и переваримого протеина на основе коэффициентов переваримости М.Ф. Томмэ., (1964). Для многокомпонентных смесей определяется средний коэффициент в зависимости от долевого участия культур в урожае.
Расчет кормопротеиновых единиц проводится по формуле: КПЕ=(ПП*10 К.ед.)/2, (Мартиросов, 1977).
? Расчет агроэнергетической эффективности проводится по методике ВНИИ кормов и методики Самарской ГСХА (Васин В.Г. и др., 2005).
? Экономическая эффективность рассчитывается по общепринятой методике в сопоставимых ценах.
? Метеорологические условия исследуются на основе данных АМС «Усть-Кинельская», а также прослеживается в течении вегетационного периода.
? Статистическая обработка урожайных данных проводится на ПЭВМ дисперсионным методом по Б.А. Доспехову. Отдельные параметры подвергаются корреляционному и регрессионному анализу.
Вывод
урожай ячмень овес горох
Величина урожая сельскохозяйственных растений во многом зависит от плотности травостоя. Сомкнутые посевы значительно снижают непродуктивное испарение влаги, они хорошо затеняют почву и не оставляют экологической ниши для сорняков. Поверхность почвы в таких посевах, как правило, нагревается меньше, чем в изреженных.
В целом можно отметить, что подобранные компоненты в данных вариантах смешанных посевов в процессе вегетации не проявляют высокое взаимоугнетение и обеспечивают достаточную густоту стояния растений способствующую формированию высоких урожаев.
Показатели полноты всходов при размещении в севообороте с сидеральномым паром также как и в занятом пару лучшим были на втором фоне минеральных удобрений, где этот показатель у ячменя варьировал от 56, 6 до 65, 8%, у овса 51, 9 - 59, 3%. У бобового компонента в смесях со злаковыми культурами этот показатель был ниже и составлял 40, 6 - 55, 0%, а в варианте 7 (горох люпин) полнота всходов составила 73, 8% и 66, 6%, соответственно по культурам.
Прохождение фенологических фаз и продолжительность вегетации растений прежде всего определяется метеорологическими условиями.
Для уборки на зернофуражную массу растениям требовалось достичь полной спелости зерна, что пришлось в наших исследованиях 2008 года на 20 августа, т.е. для достижения уборочной спелости растениям понадобилось 116 дней в 2008 г. и 104 дня в 2009 г., соответственно. В 2010 году растения достигли полной спелость 28 июля, растениям потребовалось 82 дня.
Следует отметить, что корреляционная зависимость по отдельным периодам от суммы активных температур меньше чем за всю вегетацию, а от суммы осадков наоборот - выше, по всем фазам развития. Причем это проявляется и у бобового и у мятликового компонента. Это объясняется тем, что в период исследований все культуры в сильной степени ощущали дефицит осадков и их развитие больше зависело от доступности влаги.
Используя в качестве компонентов для смешанных посевов растения с различным темпом линейного роста, мы имеем возможность создания многоярусных агроценозов, с более высокой способностью рационального использования трофических факторов. В наших посевах нижний ярус был занят растениями гороха и люпина (32, 13 - 55, 60 см). Они уступали растениям ячменя и овса (51, 10 - 77, 73 см), которые и занимали верхний ярус в смешанных посевах. Причем, в начальные периоды роста эти культуры находились примерно на одном уровне. Позднее доминирующее положение стал занимать ячмень и овес и к уборке на зерносенаж они были выше гороха и люпина на 20 - 25 см.
Таким образом, можно сделать вывод, что смешанные посевы способствуют ярусному размещению растений в посевах и образованию высоких сомкнутых посевов, а включение в состав смесей растений с различными морфологическими особенностями способствует решению проблем полегающих посевов гороха.
Площадь листьев в агрофитоценозах интенсивно растет до фазы цветения, а максимальных значения достигает к молочной спелости мятликовых компонентов. Наибольшую площадь листьев формируют трехкомпонентные смеси, а лучшей оказалась четырехкомпонентная смесь состоящая из двух мятликовых культур (ячменя и овса) и двух бобовых (гороха и люпина). Здесь она достигает величины 21, 9 тыс. м2 (занятый пар) и 22, 6 тыс. м2 (сидеральный пар). Внесение удобрений существенно повышает площадь листьев.
С увеличением уровня минерального питания повышается фотосинтетический потенциал всех рассматриваемых вариантов смесей, а также всех культур, входящих в состав этих смесей. Например, при возделывании четырехкомпонентной смеси без удобрений (контроль) этот показатель, в севообороте с занятым паром, был в среднем за три года исследований равен 642, 7 тыс. м2/га*дней, на фоне 1 - 742, 7 и на фоне 2 - 842, 7 (табл. 2). В севообороте с сидеральным паром тенденция сохраняется - 655, 7; 767, 0; 847, 3 тыс. м2/га*дней.
С увеличением числа компонентов в смеси повышается фотосинтетический потенциал. Самое высокое значение отмечалось при посеве четырехкомпонентной смеси ячменя, овса, гороха с люпином на втором уровне минерального питания - 847, 1, 847, 3 тыс. м2дней/га (в севообороте с занятым и сидеральным паром, соответственно).
Величина урожая однолетних растений зависит не только от мощности и продолжительности функционирования ассимиляционного аппарата, но и от продуктивности работы листьев, которая оценивается показателем чистой продуктивности фотосинтеза.
Анализ данных по вариантам опыта показывает, что максимальное количество сухого вещества, на всех фонах минерального питания растений накапливалось в посевах многокомпонентных (трех и четырехкомпонентных) смесей с участием ячменя, овса, гороха и люпина. Это объясняется способностью этих смесей более полно использовать солнечную энергию, плодородие почвы и все факторы жизни за счет ярусного размещения надземной массы и корневой системы. Такие смеси полнее усваивают имеющиеся в почве влагу и внесенные в запас в виде минеральных удобрений, питательные вещества.
Основным показателем хозяйственной ценности однолетних культур является величина урожая. Наблюдениями в опытах установлено, что продуктивность посевов во многом зависит от компонентов смеси, уровня минерального питания и погодных условий.
Ко времени уборки на зерносенаж влажность надземной массы составляла 46 - 52 %, что было вполне приемлемо для заготовки этого вида корма. В контроле урожай зерносенажной массы смесей находился в пределах 8, 5 - 13, 5 т/га и 10, 6 - 13, 33 т/га (2008 и 2009 гг., соответственно). В 2010 году в связи с жестокой засухой, изза недостатки влаги во время вегетационного периода урожай сформировался на низком уровне и изменялся в контроле 2, 80 - 5, 45 т/га. По данным таблицы 3 четко прослеживается зависимость, что наиболее урожайным в среднем за 2008 - 2009 гг. была видосмесь ячменя и овса и урожайность ее составляла 12, 77 - 13, 00 т/га (соответственно занятый и сидеральный пар). В 2010 году наибольшая урожайность была отмечена у варианта ячмень овес люпин горох - 5, 10 - 5, 45 т/га.
Таблица 2 Показатели фотосинтетической деятельности зернофуражных культур (занятый пар), 2008 - 2010 гг.
Варианты опыта Уровни минерального питания
Контроль Фон - 1 Фон - 2
ФП, тыс. м2/га *дней ЧПФ, г/м2*сутки ФП, тыс. м2/га *дней ЧПФ, г/м2*сутки ФП, тыс. м2/га *дней ЧПФ, г/м2*сутки
Урожайность зерносенажной массы по занятому и сидеральному пару сильно не изменялась, однако прослеживается тенденция некоторого повышения в сидеральном пару.
С внесением удобрений на планируемый урожай 3 тыс. корм. ед. продуктивность повышается, причем наиболее интенсивно она возрастает при посеве видосмесей мятликовых культур. Наибольший урожай в среднем за 2008 - 2009 гг., как и в контроле, дала смесь ячменя и овса 14, 93 - 15, 41 т/га (соответственно занятый и сидеральный пар). Это можно объяснить тем, что мятликовые культуры сильнее реагируют на внесение удобрений. В 2010 году наибольший урожай также как и в контроле в четырех компонентном варианте ячмень овес люпин горох 6, 10 - 7, 10 т/га (соответственно занятый и сидеральный).
Замечено, что ко второму уровню планируемой урожайности интенсивность прироста урожая снижается и лишь интенсивно увеличивается урожайность смеси ячменя и овса.
Лабораторный анализ питательной ценности зерносенажа показал, что содержание протеина, жира и БЭВ во всех вариантах смесей оказалось на довольно высоком уровне. Однако показатели кормовой ценности, так же как и урожайные данные, имели значительные расхождения по годам исследований, что опять же связано с погодными условиями.
Содержание протеина самое низкое в смеси ячменя и овса. По уровням минерального питания его содержание в севообороте с занятым паром составил: 8, 40; 9, 00; 8, 88 % (контроль, фон 1, фон 2 соответственно), сидерального - 8, 73; 8, 26; 8, 61 %. Самое высокое содержание протеина (что вполне закономерно) в смеси гороха с люпином (табл. 4). Соответственно 12, 96; 13, 82; 14, 01 % - занятый пар и 12, 95; 14, 26; 12, 85 % - сидеральный пар.
Анализ кормовой ценности зерносенажной массы, показывает, что сбор переваримого протеина самый низкый в смеси ячменя с овсом. По уровням минерального питания сбор переваримого протеина в смеси ячменя с овсом в севообороте с занятым паром составил 0, 25; 0, 31; 0, 32 т/га (контроль, фон - 1, фон - 2 соответственно), после сидерального пара 0, 26; 0, 33; 0, 36 т/га. Самый высокий выход переваримого протеина (что вполне закономерно) у смеси гороха с люпином. Соответственно 0, 31; 0, 41; 0, 42 т/га - занятый пар и 0, 29; 0, 40; 0, 41 т/га - сидеральный пар (табл. 5).
Наибольшее содержание протеина в смеси гороха с люпином, так как эти культуры являются высокобелковыми культурами. Наименьшее содержание у смеси ячменя с овсом. Изучаемые нами поливидовые посевы превосходят по накоплению переваримого протеина двухкомпонентные, так четырех компонентный вариант с ячменем, овсом, горохом и люпином при уборке на зерносенаж в севообороте с занятым паром накопил 0, 33; 0, 34; 0, 39 т/га (контроль, фон - 1, фон - 2 соответственно), после сидерального 0, 33; 0, 35; 0, 41 т/га (контроль, фон - 1, фон - 2 соответственно).
Таблица 4 Химический состав зерносенажной массы (занятый пар), % (на абс. сухое вещество), 2008 - 2010 гг.
Проанализировав показатель сбора кормовых единиц можно сделать вывод, что в изучаемых нами вариантах в смеси с люпином он оказывается выше. На контроле по занятому пару при совместном посеве двух, трех и четырехкомпонентных смесей изучаемый показатель изменяется от 2, 14 до 2, 65 тыс./га, на фоне - 1 от 2, 36 до 2, 83 тыс./га, на фоне - 2 от 2, 5 до 3, 0 тыс./га.
По сидеральному пару прослеживается аналогичная тенденция. На контроле от 2, 33 до 2, 85 тыс./га, на фоне - 1 от 2, 45 до 2, 65 тыс./га, на фоне - 2 от 2, 63 до 2, 84 тыс./га.
Выход КПЕ и сбор обменной энергии так же зависит от уровня минерального питания и количества компонентов смеси. Максимальное значение выхода КПЕ было достигнуто на фоне - 2 в варианте ячмень овес люпин - 3, 64 тыс./га. Максимальный сбор обменной энергии был получен при совместном посеве ячменя с люпином - 54, 64 Гдж/га.
Уборка на зернофураж проведена в полной спелости зерна. Ко времени уборки влажность зерна была близка к стандартной 14%. Выявлено, что общий уровень урожайности оказался невысоким. В контроле в 2008 - 2009 гг. лучший урожай зерна оказался в смеси гороха с люпином и урожайность составила 1, 14 - 1, 19 т/га (соответственно занятый и сидеральный пар). В 2010 году урожай зернофуража находился на очень низком уровне и варьировал в контроле 0, 14 - 0, 46 т/га (табл. 6).
Таблица 5 Кормовая ценность зерносенажной массы 2008 - 2010 гг. (с 1 га). ариант Перев. протеин, т/га Корм. ед., тыс./га КПЕ, тыс./га Обмен. энергия, ГДЖ/га. ЭКЕ Перев. протеин, т/га Корм. ед., тыс./га КПЕ, тыс./га Обмен. энергия ЭКЕ занятый пар сидеральный пар
Урожайность в видосмесях с ячменем овсом горохом, ячменем овсом люпином, ячменем овсом горохом люпином находится в сравнительной степени на одном уровне и изменяется в пределах 0, 66 - 0, 85 т/га. Замечено, что с внесением удобрений, интенсивно возрастает урожайность этих вариантов.
На первом уровне минерального питания лучшим показал себя двухкомпонентный вариант с горохом и люпином и урожайность в 2008 г. составила 2, 26 - 2, 31 т/га, однако в 2009 г. этот же вариант оказался наихудшим в связи со сложившимися засушливыми условиями текущего года, и урожайность составила 0, 70 - 0, 76 т/га (соответственно занятый и сидеральный пар). В 2009 г. с лучшей стороны показал себя четырех компонентный вариант с ячменем овсом горохом люпином и урожайность равнялась 1, 13 - 1, 16 т/га. В 2010 году погодные условия были еще засушливее, чем в 2009 году и урожай зернофуража на первом уровне минерального питания изменялся 0, 21 - 0, 47 т/га.
На втором фоне в 2008 - 2010 гг. варианты ячменя люпина, овса люпина, ячменем овсом горохом, ячменем овсом люпином, ячменем овсом горохом люпином дают наивысшие урожаи по сравнению с остальными вариантами и в среднем он составляет 1, 45 - 1, 65 т/га. Это связано с лучшей фотосинтетической деятельностью, так как эти агрофитоценозы имеют лучшую архитектонику где улучшаются условия для фотосинтеза и азотфиксации, снижаются потери во время уборки.
В среднем за 2008 - 2010 годы на первом уровне минерального питания лучший урожай зерна составил 1, 20 и 1, 13 т/га (соответственно занятый и сидеральный пар) в четырехкомпонентной смеси с ячменем овсом горохом и люпином.
На втором уровне минерального питания лучший урожай отмечался в варианте овса с люпином и урожай составил 1, 65 - 1, 63 (соответственно занятый и сидеральный пар). Немного этому варианту уступали смеси ячменя люпина, ячменя овса гороха, ячменя овса люпина, ячменя овса гороха люпина. Урожай смеси гороха и люпина находится примерно на одном уровне (1, 31 - 1, 35 т/га).
Наибольший сбор переваримого протеина, на всех уровнях минерального питания, при уборке на зернофураж, оказался у смеси в составе: гороха с люпином. В среднем за три года исследований на контроле после занятого пара наибольший сбор переваримого протеина составил 0, 15 т/га, на фоне 1 - 0, 20 т/га, а на втором уровне минерального питания - 0, 28 т/га. В аналогичной зависимости находится сбор переваримого протеина, и в севообороте с сидеральным паром - 0, 17; 0, 21; 0, 26 т/га (контроль, фон 1 и фон 2, соответственно).
Выход кормопротеиновых единиц повышается с внесением минеральных удобрений. Так, на первом уровне минерального питания выход кормопротеиновых единиц при уборке на зернофураж изменялся от 1, 73 до 1, 78 тыс./га, на втором от 1, 71 до 2, 28 тыс./га.
Таблица 6. рожай зернофуража, т/га, 2008 - 2010 гг.
Выявлено, что выход обменной энергии во всех рассматриваемых вариантах многокомпонентных смесей с повышением уровня минерального питания возрастает. Так, в контроле наилучшей была четырехкомпонентная смесь, выход обменной энергии этого варианта после занятого пара составил 37, 38 ГДЖ/га, после сидерального - 34, 67 ГДЖ/га. С внесением удобрений на планируемую урожайность 2, 9 т/га зерна максимум был отмечен при совместном посеве ячменя с овсом 46, 19 - 47, 02 ГДЖ/га (занятый и сидеральный пар, соответственно). Максимальной величины достигает данный показатель на втором уровне минерального питания в варианте ячменя с овсом размещенному по сидеральному пару - 52, 64 ГДЖ/га. Изучаемый показатель выхода обменной энергии в злаково-бобовых вариантах уступает незначительно варианту ячменя с овсом и на втором фоне с последействием занятого пара он варьирует от 38, 48 до 44, 73 ГДЖ/га.
При уборке вариантов в фазу полной спелости, на зернофураж, выход обменной энергии, по сравнению с уборкой на зерносенаж, уменьшается. Так в контроле значение показателя находилась в пределах от 10, 22 до 11, 68 ГДЖ/га. На этом уровне минерального питания лучшей оказалась смесь ячменя, овса, гороха и люпина - 11, 68 ГДЖ/га (занятый пар). Следует отметить, что остальные злаково-бобовые смеси уступают незначительно и остаются на среднем уровне.
Затраты совокупной энергии оказались на относительно низком уровне. Они в значительной степени зависели от вариантов внесения удобрений. Так на контроле они находятся в границах 11, 54 - 17, 20 ГДЖ/га, на первом фоне минерального питания 13, 98 - 19, 96 ГДЖ/га, а на втором уже 16, 40 - 22, 49 ГДЖ/га. Меньше всего, на всех уровнях минерального питания, было затрачено энергии на возделывании смеси ячменя, овса с люпином - 11, 54, 13, 98, 16, 60 ГДЖ/га (соответственно контроль, фон 1 и фон 2). Это связано с меньшими энергозатратами на семена.
В структуре совокупных затрат энергии наибольшую долю составляют овеществленные затраты, включающие семена, удобрения, машины и оборудование (63, 16 - 73, 521 %), значительно меньше приходится на прямые затраты, ГСМ и электроэнергию (23, 77 - 33, 56 %), а самые меньшие - на человеческий труд (2, 36 - 3, 65 %). Примерно на таком же уровне распределились и затраты при уборке вариантов на зернофураж - 78, 72 - 86, 82 %; 9, 80 - 17, 02 % и 2, 93 - 4, 49 % (соответственно). С повышением уровня минерального питания и увеличением числа компонентов выше становятся и затраты, причем в основном за счет удобрений и операций связанных с их внесением.
На контроле коэффициент энергетической эффективности составил 1, 64 - 2, 77, при внесении удобрений на планируемую урожайность 3 тыс. корм. ед. с 1 га повысился до 1, 70 - 2, 66, на втором уровне минерального питания (4 тыс. корм. ед. с 1 га) составил 1, 31 - 2, 69. Причем, в злаково-бобовых смесях на всех вариантах вносимых удобрений коэффициент энергетической эффективности выше, по сравнению с бобовой смесью.
С внесением удобрений стоимость продукции возрастает и на первом уровне минерального питания с лучшей стороны при уборке на зерносенаж показывает вариант ячменя с овсом - 11322 руб. Немного этому варианту уступает вариант сгороха с люпином - 11288 руб., в связи с высоким сбором КПЕ. На высоком уровне находятся варианты овса с люпином и ячменя, овса, гороха с люпином (10982 и 10030 руб., соответственно).
Несмотря на то, что производственные затраты увеличивались с повышением уровня минерального питания, величина условно чистого дохода так же повышалась с внесением удобрений, достигая лучших показателей при возделывании поливидовых смесей. Если в контроле условно чистый доход возделывания смесей достигал 6208, 41 руб./га при уборке на зерносенаж и 1322, 20 при уборке на зернофураж, то на втором уровне минерального питания этот показатель достиг 7471, 40 и 5030, 40 руб./га, соответственно. Тенденция сохраняется и после сидерального пара.
Выявлено, что в контроле (без внесения удобрений) рентабельность по сравнению с первым уровнем минерального питания выше. С повышением уровня минерального питания (фон 2) она повышается. Это можно объяснить низкими закупочными ценами на продукцию кормопроизводства и завышенными ценами на ГСМ и минеральные удобрения. Причем, за счет повышенной урожайности вариантов на втором уровне минерального питания, здесь повышается и рентабельность, по сравнению с первым. Надо отметить, что на всех уровнях лучшими была поливидовые смеси злаково - бобовых культур.1. Рост, развитие, прохождение фенологических фаз и длина вегетационного периода изученных зернофуражных культур в значительной степени влияют погодные условия, сложившиеся в годы исследований. Вносимые удобрения не оказали влияния на прохождение фенологических фаз и продолжительность вегетационного периода. Продолжительность вегетации поливидовых посевов на зерносенаж составляет 80 - 96 дней (2008 - 2009 гг, соответственно), и 70 дней (2010).Для уборки на зернофураж при достижении полной спелости зерна понадобилось 116 дней в 2008 г. и 104 дня в 2009 г., соответственно. В 2010 году растения достигли полной спелость 28 июля, растения потребовалось 82 дня.
2. Плотность посева зависит от вида и количества компонентов смесей. С повышением уровня минерального питания повышается значение этого показателя почти во всех вариантах смешанных посевов. Густота растений на вариантах второго уровня минерального питания, в среднем на 15 % больше, чем на контрольных вариантах. В целом подобранные компоненты в смесях в процессе вегетации не проявляют повышенное взаимоугнетение, обеспечивают хорошую густоту для формирования полноценного урожая.
3. Смешанные посевы растений с различными темпами линейного роста позволяют создавать многоярусные агрофитоценозы. Нижний ярус занимает горох и люпин, доминирующее положение занимает ячмень и овес. Включение в состав смесей культуру люпин, создаются условия для лучшей фотосинтетической работы листового аппарата четырехкомпонентных смесей где горох цепляясь за прямостоячую культуры менее полегает.
4. Площадь листьев в агрофитоценозах интенсивно растет до фазы цветения, а максимальных значения достигает к молочной спелости мятликовых компонентов. Наибольшую площадь листьев формируют четырехкомпонентная смесь состоящая из двух мятликовых культур (ячменя и овса) и двух бобовых (гороха и люпина). Здесь она достигает величины 21, 9 тыс. м2 (занятый пар) и 22, 6 тыс. м2 (сидеральный пар). Внесение удобрений существенно повышает площадь листьев.
5. Одним из путей стабилизации и увеличения производства высококачественных кормов в лесостепи Среднего Поволжья являются поливидовые посевы люпина и гороха с овсом и ячменем. Такие смеси в условиях лесостепи Среднего Поволжья способны формировать высокий урожай. При уборке на зерносенаж наиболее урожайным оказался вариант ячменя с овсом на первом и втором уровнях минерального питания, обеспечив урожай в среднем 12, 09 - 11, 97 т/га и 13, 08 - 13, 53 т/га (соответственно занятый и сидеральный пар).
6. Увеличение производства высококачественного фуража возможно за счет возделывания четырехкомпонентных смесей ячменя, овса, гороха и люпина. Такие посевы способны формировать урожай зерна, на первом уровне минерального питания в среднем 1, 13 - 1, 20 т/га, на втором 1, 54 т/га и 1, 56 т/га. Наиболее урожайным оказался вариант смеси овса с люпином - 1, 65 т/га и 1, 63 т/га при внесении удобрений на планируемый урожай 3, 5 т/га.
7. Химический состав в значительной мере зависит от погодных условий в период вегетации и сроков уборки. Содержание протеина самое низкое в смеси ячменя с овса, а самое высокое (что вполне закономерно) у смеси гороха с люпином. Поливидовые посевы превосходят по накоплению переваримого протеина двухкомпонентные, смешанный посев ячменя, овса, гороха и люпина при уборке на зерносенаж после занятого пара накопил 0, 33; 0, 34; 0, 39 т/га (контроль, фон - 1, фон - 2 соответственно), после сидерального 0, 33; 0, 35; 0, 41 т/га (контроль, фон - 1, фон - 2 соответственно). Сбор кормовых единиц в вариантах с люпином в смеси выше. На контроле по занятому пару при посеве двух, трех и четырехкомпонентных смесей изучаемый показатель изменяется от 2, 14 до 2, 65 тыс./га, на фоне - 1 от 2, 36 до 2, 83 тыс./га, на фоне - 2 от 2, 5 до 3, 0 тыс./га.
8. Выход обменной энергии во всех изучаемых вариантах многокомпонентных смесей с повышением уровня минерального питания возрастает. Максимум величины достигает данный показатель на втором уровне минерального питания в варианте ячменя с овсом размещенному по сидеральному пару - 52, 64 ГДЖ/га. При уборке вариантов на зернофураж, выход обменной энергии, по сравнению с уборкой на зерносенаж, уменьшается. На втором уровне минерального питания в смеси овса с люпином составил 23, 39 ГДЖ/га. Остальные изучаемые варианты немного уступали и варьировали 20, 33 - 21, 24 ГДЖ/га.
9. Результаты агроэнергетической эффективности показал, что энергетически наиболее оправданы злаково-бобовые смеси, причем несколько лучше оказалась смесь с участием ячменя, овса, гороха с люпином. Внесение удобрений обеспечивает энергетически оправданную прибавку урожайности и коэффициент энергетической эффективности с увеличением доз удобрений повышается.
10. Анализ показателей экономической эффективности указывает, что производственные затраты и себестоимость зеленой массы с повышением уровня минерального питания растут, но за счет возрастающей стоимости валовой продукции величина условного чистого дохода достигает максимума при внесении удобрений на планируемый урожай 4 тыс. корм.ед./га. Если в контроле условно чистый доход возделывания смесей достигал 6208, 41 руб./га при уборке на зерносенаж и 1322, 20 при уборке на зернофураж, то на втором уровне минерального питания этот показатель достиг 7471, 40 и 5030, 40 руб./га, соответственно.
Предложения производству
1. На черноземах обыкновенных лесостепи Среднего Поволжья с целью получения высококачественного зерносенажа и зернофуража целесообразно основные фуражные культуры региона ячмень и овсе сортов «Безенчукский 2» и «Аллюр» возделывать в смешанном посеве с люпином и горохом («Деснянский» и «Флагман - 9») (1, 6 1, 6 0, 2 0, 2 млн. всх. семян/га, соответственно), при внесении удобрений на планируемую урожайность 2, 9 - 3, 5 т зерна или 3 - 4 тыс. кормовых единиц с гектара.
2. Уборку поливидовых посевов на зерносенаж необходимо проводить в фазе тестообразного состояния зерна ячменя и овса, на зернофураж в полной спелости, при этом повышается сбор кормовых единиц и переваримого протеина, обеспечивается выход обменной энергии до 52, 64 ГДЖ/га, при уборке на зерносенаж, и до 24, 54 ГДЖ/га, при использовании на зернофураж.
Список литературы
Статьи в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ
1. Васин А.В. Продуктивность и кормовые достоинства урожая поливидовых посевов при возделывании на зерносенаж / А.В. Васин, Н.В. Васина, Е.В. Зуев, М.Г. Кокотов // Кормопроизводство.- 2009.- №2. - С. 27-30.
2. Васин В.Г. Кормовые достоинства зернофуражных культур в поливидовых посевах при возделывании на зернофураж / В.Г. Васин, М.Г. Кокотов, Н.В. Рухлевич // Известия Самарской ГСХА. - 2010.- №4. - С. 38-42.
3. А.В. Васин. Продуктивность и кормовые достоинства урожая поливидовых посевов при возделывании на зерносенаж / А.В. Васин, М.Г. Кокотов // Известия Самарской ГСХА. - 2010.- №4. - С. 42-45.
Публикации в иных изданиях
1. А.В. Васин. Кормовые достоинства зернофуражных культур в поливидовых посевах при возделывании на зерносенаж / А.В. Васин, Е.В. Зуев, М.Г. Кокотов // Известия Самарской ГСХА. - 2009.- №4. - С. 19-23.