Формирование высокопродуктивных агроценозов многолетних трав в средней и западной сибири 01. 12 кормопроизводство и луговодство
Скачать 0.73 Mb.
|
| На правах рукописи ПЕТРУК Владимир Антонович ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ АГРОЦЕНОЗОВ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ В СРЕДНЕЙ И ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук Москва - 2008 Диссертационная работа выполнена в ФГОУ ВПО Новосибирском государственном аграрном университете и в ГНУ Сибирском научно-исследовательском институте кормов СО РАСХН Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кобозев Илья Васильевич Российский государственный аграрный Университет – МСХА имени К.А. Тимирязева доктор сельскохозяйственных наук, профессор Степанов Александр Фёдорович Омский государственный аграрный университет доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мёрзлая Генриэта Егоровна Всероссийский научно-исследовательский инсти- тут агрохимии имени Д.Н. Прянишникова Ведущая организация - Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства (СибНИИСХоз). Защита состоится « 25» июня 2008 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д. 220.043.05 при Российском Государственном Аграрном Университете – МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550 г. Москва, ул. Тимирязевская, д.49 Учёный Совет РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева. С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке РГАУ- МСХА имени К.А. Тимирязева Автореферат разослан « « 2008 г. и размещён на сайте ВАК www. vak. ed. gov.ru Учёный секретарь диссертационного совета Лазарев Н.Н. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Основная доля требуемого количества кормов для животноводства Сибири производится на пашне. Огромные площади естественных сенокосов и пастбищ (32 379 тыс. га) по причине их низкой продуктивности не обеспечивают даже 30% необходимого количества кормов (Бенц,1993). Учитывая резкое сокращение площадей под пропашными кормовыми культурами, следует признать, что сеяные однолетние и многолетние травы являются основой кормопроизводства Сибири. Следовательно, разработка и усовершенствование ресурсосберегающих технологий повышения продуктивности сеяных трав на пашне весьма актуально в настоящее время. Несмотря на широкую изученность агротехники (Гончаров, 1965; 1975; 1985; 1986; 1992; Рыжков,1989; Калюк, 1994; Данилов, 1996; Степанов,1996; Демарчук,2000; 2002; Петрук, 2005), технология возделывания сеяных многолетних трав на корм и семена в Сибири требует совершенствования. Так, в степной зоне Средней Сибири, где влага является основным лимитирующим фактором повышения продуктивности трав, совершенно не изучен режим орошения. Экспериментальные данные показывают, что назначение сроков и норм полива по показателям водного режима растений обеспечивает более правильное, по сравнению с традиционным методом – влажности почвы, регулирование поливного режима и получение гарантированного урожая (Петинов, 1966). Следовательно, разработка теоретических основ орошения многолетних трав имеет решающее значение для определения сроков и норм полива. В лесостепной зоне Западной Сибири нет сведений о влиянии органических удобрений на кормовую продуктивность многолетних трав, возделываемых без орошения. Поскольку минеральные удобрения под многолетние травы в настоящее время не используются по причине их дороговизны, важно изучить влияние органических удобрений на кормовую продуктивность наиболее распространённых сеяных многолетних трав. Несмотря на важность отрасли, семеноводство многолетних трав в Сибири за послереформенный период пришло в упадок. Так, в Новосибирской области площади, занятые семенными посевами многолетних трав, с 1991 по 2002 гг. уменьшились с 31 до 6 тыс.га. При этом урожайность семян снизилась с 1,1 до 0,9 ц /га. Валовой сбор семян люцерны сократился с 6,8 до 0,5 тыс. ц, урожайность – с 0,7 до 0,5 ц/га (Кашеваров, Резников, 2004). При существующем положении важно найти пути восстановления семеноводства и повышения семенной продуктивности многолетних трав в регионе. Одним из направлений повышения семенной продуктивности бобовых трав может быть использование микроудобрений и ризоторфина для инокуляции семян перед посевом. Это очень дешёвый прием, надежно повышающий урожай на 10-15% (Бенц, 1993). До настоящего времени влияние инокуляции семян многолетних бобовых трав на их семенную продуктивность в лесостепи Западной Сибири не изучено. В разных регионах Сибири весьма важно обоснование взаимосвязи между растениями и средой их обитания. Это в определённой мере поможет объяснить продуктивность сеяных многолетних трав, формирующуюся в степной зоне Средней и лесостепи Западной Сибири при разных условиях возделывания. До настоящего времени такие работы проведены только для естественных фитоценозов разных регионов страны (Алексеенко, 1967;Бейдеман, Паутова, 1969; Бедарев, 1968; Касьянова, 1993). Поэтому на основании исследований, проведенных в разных регионах Сибири, важно показать формирование продуктивности сеяных многолетних трав на корм и семена не только в зависимости от агротехнических приёмов, но и от условий внешней среды. Исследования проводились с 1984 по 2004 г. в степи Средней Сибири (Тыва) и лесостепной зоне Западной Сибири (Новосибирская область). Работа выполнялась по тематическому плану СибНИИК номер гос. рег. О.Ц. 041. 03.03. ТI. КIО, 051.04.02.04 Т (ГУ) и ФГОУ ВПО НГАУ номер гос. рег. 01.200.118526 Цель исследований - совершенствование технологии возделывания и научное обоснование приёмов управления продуктивностью сеяных многолетних трав на основе изучения особенностей их произрастания в Средней и Западной Сибири Задачи исследований: - определить оптимальный режим орошения многолетних трав в степной зоне Средней Сибири; - изучить микроклимат травостоя, а также водный режим растений в Средней и Западной Сибири для оптимизации орошения; - выявить степень влияния органических и минеральных удобрений на продуктивность многолетних трав в условиях орошения и на богаре в Средней и Западной Сибири; - изучить влияние обработки семян перед посевом ризоторфином и микроудобрениями на семенную продуктивность люцерны изменчивой и козлятника восточного в лесостепи Западной Сибири; - определить экономическую и энергетическую эффективность возделываемых многолетних трав на корм в степи Средней Сибири, многолетних трав на корм и семена в лесостепи Западной Сибири. Научная новизна. Впервые в условиях степной зоны Средней Сибири на богаре и при орошении определены особенности формирования надземной и подземной фитомассы многолетних трав в зависимости от условий возделывания. Показана потенциальная продуктивность сеяных многолетних трав: люцерны изменчивой, костреца безостого, а также люцерно-кострецовой травосмеси. Изучен режим орошения многолетних трав, водный режим растений на богаре и в условиях полива. Определено, что оптимальный режим орошения способствует созданию благоприятного микроклимата в травостое. Это способствует улучшению состояния водного режима растений. Найдена зависимость между концентрацией клеточного сока люцерны, костреца и влажностью почвы в степной зоне Средней Сибири, что даёт возможность определить сроки очередного полива по концентрации клеточного сока листьев. Такой метод более точно учитывает потребность растений и легче в определении. В условиях лесостепи Западной Сибири применение органических удобрений, а также органических вместе с минеральными обеспечивает высокую и устойчивую продуктивность травостоя сеяных многолетних трав. Использование комплекса микроудобрений по Г.Я.Ринькису (1972): кобальт, бор, цинк, медь, магний, марганец, железо, кальций для обработки семян, и ризоторфина для инокуляции семян люцерны и козлятника перед посевом способствует значительному повышению их семенной продуктивности в лесостепи Западной Сибири. Основные положения, выносимые на защиту: 1. Формирование высокопродуктивных агроценозов многолетних трав в степи Средней Сибири на супесчаных почвах с низким плодородием возможно при орошении (оптимальная влажность почвы 75-80 % от НВ) и внесении минеральных (N130P90K90) и органических удобрений (100 т/га). 2. При создании высокопродуктивных агроценозов многолетних трав в лесостепи Западной Сибири на чернозёмных плодородных почвах без орошения, большое значение имеет сочетание органических (30 т/га) и минеральных (N30P30 K50) удобрений. 3. Анализ водного режима растений и микроклимата травостоя во многом позволяет оценить потенциал продуктивности сеяных многолетних трав и служит основой для определения сроков и норм полива при недостатке влаги. 4. Для повышения семенной продуктивности люцерны и козлятника решающее значение имеет обработка семян перед посевом комплексом микроудобрений и ризоторфином. Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы хозяйствами Тывы при экономически выгодном режиме орошения в сочетании с применением органических и минеральных удобрений. Для определения сроков и норм полива удобно использовать величину концентрации клеточного сока листьев растений. Усовершенствованные приёмы возделывания многолетних трав на корм и семена в условиях Западной Сибири позволяют значительно, без дополнительных затрат, увеличить урожайность кормовой массы и семян многолетних трав. Так, внесение органических удобрений способствует повышению кормовой продуктивности многолетних трав более чем в 1,6 раза. Обработка семян люцерны и козлятника перед посевом ризоторфином и микроудобрениями способствовала росту семенной продуктивности трав соответственно в 5,6 и 1,9 раза. Результаты исследований нашли применение в хозяйствах Тывы и лесостепной зоны Западной Сибири. Материалы диссертации используются в курсах по полевому и луговому кормопроизводству, а также при составлении учебных и методических пособий по кормопроизводству для сельскохозяйственных вузов. Апробация работы. Материалы диссертации доложены на 6-й региональной конференции молодых учёных Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1987), 4-й Всесоюзной научной конференции молодых учёных и аспирантов по актуальным проблемам кормопроизводства (Москва, 1988), Научно - практической конференции молодых учёных и специалистов (Чабаны, Киевская обл.,1990). Кроме того, материалы доложены на научно-практических конференциях, проводимых в СибНИИ кормов (1993) и НГАУ (1996), на международной научной конференции, посвящённой 70-летию НГАУ (2006). Результаты исследований используются в учебном процессе агрономического факультета НГАУ; ежегодно на районных и областных семинарах и совещаниях руководителей и специалистов хозяйств при проведении агрономической учёбы, изложены в научных отчётах по госбюджетной тематике НИЧ НГАУ за 1994 – 2004 гг. Публикации. По теме диссертации опубликованы 34 работы, в том числе монография «Многолетние сеяные травы Сибири (экологические особенности и продуктивность)» объёмом 10,3 п.л. Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, библиографического списка. Она изложена на 402 страницах включает 109 таблиц и 19 рисунков. Библиографический список включает 481 наименование, в том числе 68 на иностранных языках. В приложении содержится 32 таблицы. 1. УСЛОВИЯ СУЩЕСТВОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА СТЕПИ СРЕДНЕЙ И ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ Климат степной зоны Средней Сибири (Тыва) резко континентальный, с большой амплитудой абсолютных и суточных температур, незначительным количеством осадков – 250-300 мм в год. Сумма температур выше 10°С составляет 1200 - 1500°С. Вегетационный период длится от 107 до 120 дней. Продолжительность безморозного периода 110 – 120 дней. Почвы опытного участка светло-каштановые, характерные для степных регионов республики. По содержанию гумуса и основных элементов питания их следует отнести к бедным. Содержание гумуса не превышает 1,5 – 2 %, фосфора и калия по Мачигину – 0,7 – 1 мг, 3 – 6 мг/100 г абсолютно сухой почвы. Содержание нитратного азота 0,7 – 1,3 мг/100 г почвы (определение с ионоселективным электродом). Перечисленные показатели свидетельствуют о низком плодородии почв опытного участка. Климатические особенности лесостепи Западной Сибири характеризуются продолжительной суровой зимой и коротким, но жарким засушливым летом. Сумма температур воздуха выше 10ºС с севера на юг увеличивается в среднем от 1600 до 2000ºС, а сумма осадков уменьшается от 875 до 123 мм. Количество тепла и влагообеспеченность находятся в обратной зависимости. Климат Западной Сибири характеризуется континентальностью не только в течение года, но и в продолжение суток. Явно выражена сезонность климата. Зима суровая и продолжительная, с сильными ветрами и метелями, нередки возвратные весенние и летние, а также ранние осенние заморозки. Весна короткая, ветреная, сухая. После схода снега почва быстро прогревается и просыхает. В лесостепных, степных и предгорных районах снег сходит в апреле, а севернее – только в мае. Продолжительность вегетационного периода 110 – 130 дней, безморозного – 100 – 110. Годовая сумма осадков 300 – 400 мм в год. Территория учхоза «Тулинский», где проводили опыты, расположена в лесостепной зоне Западной Сибири. Почвы - выщелоченный чернозём, сформированные на лессовидных карбонатных суглинках. Содержание гумуса в пахотном слое опытного участка – 3,5 %, обменного фосфора и калия - соответственно 66,0 и 35 мг/100 г почвы (по Чирикову), что соответствует высокому и очень высокому содержанию этих элементов в почве. 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Объекты исследований – кострец безостый (Bromopsis inermis Leyss) Камалинский 14 и люцерна изменчивая (Medicago varia Mart.) Камалинская 930 - в степной зоне Средней Сибири. Кострец безостый Сибниисхоз 189, люцерна изменчивая Омская 8893, эспарцет песчаный (Onobrychis arenaria Ser.) Песчаный 127, козлятник восточный (Galega orientalis Lam) Горноалтайский 87- в лесостепи Западной Сибири. Опыты закладывались на орошении в Средней Сибири и без орошения в условиях Западной Сибири в 2-3- кратном повторении во времени и 4 - кратном повторении - в пространстве, площадь делянки от 20 до 100 м2.. Фон минеральных удобрений для люцерны P90K90, для травосмеси - N130P90K90. В Средней Сибири при орошении вносили полуперепревший навоз 50 т/га, что эквивалентно N90P90K100 и рассчитано на урожайность 7 т/га сухого вещества и 100 т/га из расчёта одно внесение на 5 лет пользования. В Западной Сибири – 10т/га полуперепревшего навоза, что эквивалентно N30P30K50 и рассчитано на урожайность 6 т/га сухого вещества, а также 20 и 30 т/га на других вариантах опыта. Способ внесения навоза – под основную обработку почвы перед закладкой опыта. Минеральные удобрения – ежегодно весной перед началом вегетации с последующим боронованием БИГ-3. Наблюдения за структурными показателями травостоя, урожайностью многолетних трав выполнены согласно методике ВИК (1971). Урожайные данные подвергнуты дисперсионному анализу (Доспехов, 1979). Изучение семенной продуктивности люцерны изменчивой и козлятника восточного проведено согласно «Методическим указаниям по проведению исследований в семеноводстве многолетних трав» (1986). Статистическая обработка результатов осуществлялась на персональном компьютере с использованием программы Snedekor. Для характеристики водного режима растений определяли ряд показателей. Влажность листьев измеряли весовым методом величину реального водного дефицита - методом О.Штокера (Stocker, 1929) в модификации Чатского (Catsky, 1960), интенсивность транспирации - методом быстрого взвешивания побегов (Иванов и др., 1950), концентрацию клеточного сока – рефрактометрическим методом. В течение месяца проводили 2 – 3 наблюдения за показателями водного режима растений, всего 5 - 6 наблюдений за сезон. Экономическую эффективность полученных результатов рассчитывали на основании расчёта технологических карт в соответствующих периоду исследований ценах. Для энергетической оценки результатов использована методика по вопросам энергетической оценки технологий производства семян многолетних трав (Михайличенко и др.,1996). Агротехника в исследованиях - рекомендованная для зоны. Поливы в соответствующих опытах проводили при снижении запасов влаги в почве до уровня 65-70 % и 75-80 % от НВ предусмотренного условиями опыта. 3. ВОЗДЕЛЫВАНИЕ СЕЯНЫХ ТРАВ В СИБИРИ (литературный обзор) Половина площадей под кормовыми культурами в Сибири занята кормовыми травами. На долю сенокосов и пастбищ приходится почти 50 % от общей площади сельхозугодий (Гончаров, Гончарова, 2003). Следовательно, сеяные многолетние травы и естественные кормовые угодья составляют основу кормопроизводства в Сибири. Можно утверждать, что стратегическим направлением в создании бездефицитной по белку кормовой базы Сибири является насыщение севооборотов бобовыми многолетними травами, прежде всего люцерной, клевером, донником. Не снижая роли зернобобовых культур в решении белковой и энергетической проблемы, нельзя отрицать очевидного: себестоимость белка многолетних трав значительно ниже белка зернобобовых культур, что имеет принципиальное значение в условиях рынка. В разное время проведены исследования по изучению и повышению продуктивности сеяных многолетних трав в Сибири на богаре (Гончаров, 1965; 1975; 1986; 1992; Демарчук, 2002; Петрук, 2005). Гораздо меньше исследовательских работ проведено в условиях орошения. Между тем влага является главным фактором повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Наши исследования по усовершенствованию технологии орошения сеяных многолетних трав проводились в степной зоне Средней Сибири, где устойчивое растениеводство возможно только при орошении (Гончаров, 2004). До начала наших исследований технология возделывания орошаемых многолетних трав в этом регионе разработана не была. Поэтому крайне целесообразно иметь представление о водном балансе растений на богаре и при орошении. Подобные показатели помогут более объективно оценить предполагаемые нормы полива. Метод диагностики полива по физиологическим показателям, в частности, по концентрации клеточного сока растений, считается более эффективным (Шамсутдинов, 1959; Шайдуров, 1963; Родионов, 1962; Горюнов, Петрунин, 1966; и др.). Между тем, водный режим сеяных многолетних трав в Средней Сибири раньше не изучали. Кроме наблюдений за водным режимом трав, интересно проследить существование взаимосвязи между показателями среды обитания сеяных многолетних трав (температурой и влажностью приземного слоя воздуха, температурой и влажностью почвы на разной глубине), их водным режимом и продуктивностью при разных условиях возделывания. Это позволит объективно оценить экологические особенности растений в степной зоне Средней и лесостепи Западной Сибири. Определение продуктивности надземной и подземной фитомассы сеяных многолетних трав в изучаемых регионах позволит судить о влиянии разных почвенно-климатических условий на биологическую продуктивность одних и тех же видов трав. Результаты по применению органических удобрений под многолетние травы в условиях Западной Сибири послужат существенным дополнением к усовершенствованию существующих технологий возделывания многолетних трав при естественном увлажнении осадками. Кроме повышения кормовой продуктивности многолетних трав, при минимальных затратах, применение навоза способствует его утилизации не только под паровые поля, но и под многолетние травы. Укрепление кормопроизводства в Сибири неразрывно связано с улучшением состояния семеноводства многолетних трав. Однако в послереформенный период валовой сбор и урожайность семян многолетних трав значительно сократились. Следовательно, в настоящее время очень важно найти приемлемые пути повышения семенной продуктивности бобовых многолетних трав с целью ликвидации их дефицита. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Презентация учебного проекта «Природно-ресурсный потенциал Западной Сибири» ... |  | Научные основы формирования смешанных агроценозов кормовых трав в... Работа выполнена в фгоу впо «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В. М. Кокова» в 1998-2008 гг |
| Урок: Тема: Цели Западной Сибири; продолжить формирование умения работать с различными источниками географической информации | | Реферат Открытие, завоевание Сибири Оби и Иртыша и с 1590 приступили к колонизации Сибири. В 1601–1619 они достигли Енисея и подчинили восточную часть Западной Сибири;... |
| Темы рефератов и список литературы по разделам дисциплины «История... Материальная культура древнего населения Урала и Западной Сибири. – Свердловск, 1988 | | Реферата См также №41 Сср. Изучение запасов природного газа было связано только с разведкой нефти. Промышленные запасы природного газа в 1940 г составляли... |
| Рабочая программа по курсу «История Сибири» для 8 класса 2013 2014 учебный год России, имеет богатую историю. Но, к сожалению, в рамках школьного курса истории России в средней школе история Сибири практически... | | Программа вступительного экзамена в аспирантуру для подготовки научно-педагогических... Целью вступительного экзамена является выявление уровня знаний поступающих в аспирантуру по теоретическим разделам дисциплины «Луговодство... |
| Программа дисциплины история сибири специальность: 230201 «Информационные системы и технологии» Цель и задачи дисциплины "История Сибири" формирование понимания исторического процесса | | Урока: Обобщить пройденный материал по теме «Западная Сибирь» Задачи: Развивать внимание, наблюдательность, географическое мышление, воспитывать любовь и бережное отношение к природе Западной... |
| Урок – конференция Сформировать знания учащихся о новом природном районе – Западной Сибири, его главных особенностях географическом положении, рельефе,... | | Для отчета о прохождении учебной практики (часть 1) студентам гр.... Абнасыров А. М. – Результаты применения грп на нефтяных месторождения Западной Сибири в 2008-2012 гг |
| Брагин евгений Анатольевич население арбореальных панцирных клещей... Федерального Государственного образовательного стандарта общего образования (фгос ооо, М.: «Просвещение», 2011 год) | | Мониторинг почв многолетних насаждений в республике дагестан Реферат. В статье приведены некоторые итоги мониторинга почв многолетних насаждений в Республике Дагестан |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: познакомить с животным миром Сибири, приспособлением животных к жизни в Сибири; показать бедность видов животных в Сибири,... | | Социальные проблемы женщин западной сибири и пути их решения (1926-1929 гг.) К 064. 17. 02 по присуждению ученой степени кандидата исторических наук в Кемеровском государственном университете. Адрес: 650043,... |
