авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Бобовые фитоценозы в биологизации севооборотов и накоплении ресурсов растительного белка

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Тойгильдин Александр Леонидович

БОБОВЫЕ ФИТОЦЕНОЗЫ В БИОЛОГИЗАЦИИ СЕВООБОРОТОВ И НАКОПЛЕНИИ РЕСУРСОВ РАСТИТЕЛЬНОГО БЕЛКА

06.01.01. – общее земледелие

06.01.09. – растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Кинель – 2007

Работа выполнена на кафедре земледелия, землеустройства и земельного кадастра ФГОУ ВПО Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Морозов Владимир Иванович

Официальные оппоненты:

Заслуженный работник сельского хозяйства РФ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Чуданов Иван Андреевич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Ласкин Олег Дмитриевич



Ведущая организация:

Ульяновский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Защита состоится 24 апреля 2007 года в 1000 час. на заседании диссертационного совета Д.-220.058.01. при Самарской государственной сельскохозяйственной академии.

Адрес: 446442, Самарская область, г. Кинель, п. Усть-Кинельский, Самарская ГСХА, диссертационный совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарской государственной сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан « » марта 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук,

профессор Г.К. Марковская



ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность темы. Реализация приоритетного национального проекта «Развитие животноводства» объективно ставит задачу по увеличению производства и улучшению качества кормов. В Средне-Волжском регионе пашня – основной источник накопления кормовых ресурсов.

Характерной особенностью в использовании пахотных земель региона является острый дефицит органического вещества для компенсации потерь гумуса. Практически прекращено внесение органических удобрений на поля. Не удовлетворяются потребности растениеводства в минеральных удобрениях. На полях преобладает зерновая монокультура, что неизбежно ведет к нарастанию риска экологической напряженности и потерям урожая из-за сорных растений, численность которых зачастую превышает экономические пороги вредоносности.

Все это обуславливает необходимость изучения приемов эффективного использования бобовых фитоценозов в структуре посевных площадей как фактора биологизации земледелия, источника биологического азота и кормового белка.

Актуальность биологизации в том, чтобы придать земледелию энергоресурсосберегающий (устойчивый) характер развития.

Сущность биологизации севооборотов состоит, в частности, в обогащении почвы органическим веществом и укреплении энергетики почвенного покрова, вовлечении в земледелие ресурсов биологического азота бобовых растений посредством симбиотической фиксации его из атмосферы, в усилении конкурентоспособности полевых культур по отношению к сорному компоненту в фитоценозах, оптимизации фитосанитарного состояния посевов.





Изучение и практическое освоение приемов биологизации севооборотов согласуется с концепцией современных адаптивно-ландшафтных систем земледелия.

Наши исследования выполнялись в соответствии с заданием Координационного Совета РАСХН по севооборотам: «Усовершенствовать систему полевых, кормовых и специализированных севооборотов» и являлись составной частью тематического плана научной работы Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии.

Цель исследований. Изучить эффективность факторов биологизации севооборотов с бобовыми фитоценозами и разработать приемы повышения их энергобелковой продуктивности.

Задачи исследований:

  • выявить закономерности формирования травостоев многолетних трав в зависимости от водно-теплового режима посевов;
  • оценить активность бобоворизобиального симбиоза люцерны и эспарцета и продуктивность азотфиксации в зависимости от систем удобрений;
  • изучить агрофизические показатели плодородия, режим влажности почвы и водопотребление многолетних трав в севооборотах;
  • изучить видовой состав и структуру сорного компонента полевых фитоценозов с многолетними травами и изменение засоренности посевов в севооборотах;
  • выявить сравнительную урожайность и энергобелковую продуктивность бобовых в простых и сложных фитоценозах в зависимости от систем удобрений в ротации севооборотов;
  • выявить вклад бобовых и злаковых фитоценозов на разных фонах удобрений в накопление биогенных ресурсов плодородия чернозема выщелоченного;
  • дать экономическую, агро- и биоэнергетическую оценку эффективности биологизации севооборотов.

Научная новизна. Дано теоретическое обоснование продуктивности многолетних трав в зависимости от биоклиматических ресурсов региона. Изучены факторы формирования устойчиво продуктивных фитоценозов с бобовыми и злаковыми компонентами в зернотравяных севооборотах с кострецом, люцерной и эспарцетом. Оценена продуктивность симбиотической фиксации азота люцерны и эспарцета. Получены данные урожайности, питательной ценности и энергобелковой продуктивности многолетних бобовых фитоценозов в простых и сложных их сочетаниях в зависимости от систем удобрений в севооборотах. Оценены возделываемые культуры по накоплению биогенных ресурсов плодородия чернозема выщелоченного. Выявлено влияние культуры многолетних трав на показатели плодородия почвы и установлена их средообразующая роль в ротации севооборотов. Показано преимущество многолетних бобовых фитоценозов перед злаковыми и однолетними культурами по эколого-экономической, агро- и биоэнергетической эффективности биологизации севооборотов и накоплению кормовых ресурсов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Конкурентоспособность люцерны и костреца по отношению к сорному компоненту в фитоценозах. В севооборотах к концу третьего года жизни люцерны и костреца численность сорняков снижается на 94…99 %, а масса на 90…96 % от исходной засоренности.

2. Возделывание люцерны и эспарцета в севооборотах на фоне органоминеральных систем удобрений на выщелоченном черноземе обеспечивает выход 5,19…6,75 т/га к.ед., 0,88…1,15 т/га переваримого протеина и 63,5…80,4 ГДж/га обменной энергии без затрат азотных удобрений. При этом вклад костреца: 4,87…5,21 т/га к.ед., 0,59…0,6 т/га переваримого протеина и 61,8…66,2 ГДж/га обменной энергии.

3. Бобоворизобиальный потенциал симбиотического азота на выщелоченном черноземе лесостепи Поволжья составляет у люцерны 194…289 кг/га, у эспарцета 139…164 кг/га, возрастая на фоне органоминеральной системы удобрений с участием соломы.

4. Структура биогенных ресурсов бобовых и злаковых фитоценозов, воспроизводимых в ротации севооборотов, в регулировании режима органического вещества чернозема выщелоченного. При возделывании люцерны и эспарцета за счет накопления пожнивно-корневых остатков обеспечивается расширенное воспроизводство органического вещества (+ 53…+301 кг/га), прогноз гумусового баланса под кострецом складывается практически бездефицитный (–6…–169 кг/га);

5. Ресурсосберегающая функция бобовых фитоценозов на основе эколого-экономической, агро- и биоэнергетической оценки в сравнении со злаковыми многолетними и однолетними культурами.

Практическая значимость. Практическое освоение комплекса приемов биологизации севооборотов с многолетними бобовыми и злаковыми фитоценозами наряду с накоплением ресурсов растительного белка позволит оптимизировать режим органического вещества выщелоченного чернозема и фитосанитарное состояние посевов с минимальными затратами техногенной энергии.



Результаты исследований используются в учебном процессе Ульяновской ГСХА и учебно-опытном хозяйстве академии.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований проходят производственную проверку на площади около 200 га и внедряются в ООО «Возрождение села» Мелекесского района Ульяновской области.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований докладывались и обсуждались на внутривузовских научных конференциях Ульяновской ГСХА (2004...2005 гг.), на научно-практической конференции «Современное развитие АПК: региональный опыт, проблемы, перспективы» (Ульяновск, 2005), на II Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования» (Самара, 2005), на международной научно-практической конференции «Молодежь и наука XXI века» (Ульяновск, 2006).

По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 139 страницах и состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, списка литературы и приложений. В работе содержится 34 таблицы, 26 рисунков и 28 приложений. Список литературы включает 271 наименование, в том числе 16 зарубежных авторов.


УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

По данным Октябрьской метеостанции 2003 – 2006 годы, в течение которых проводились опыты, по характеру увлажнения были различными. 2003 и 2004 годы были достаточно увлажненными, гидротермический коэффициент равнялся соответственно 1,41 и 1,85. Следует отметить, что в июле 2004 года выпало 138,5 мм, при среднемноголетней норме 31,3 мм. В 2005 году наблюдался засушливый период в апреле и в сентябре, однако это не отразилось на росте и развитии многолетних трав (ГТК=1,45). 2006 год по характеру вегетационного периода был близок со среднемноголетними данными, а гидротермический коэффициент составил 0,97, при среднемноголетнем значении 0,96.

Почва опытного участка – чернозем выщелоченный среднемощный среднесуглинистый по содержанию гумуса она относится к малогумусным – от 5,35 до 5,15 %. Реакция среды в пахотном слое почвы слабокислая, рН 6,2 – 6,4. Содержание подвижного фосфора и обменного калия высокое, соответственно, 30 – 35 и 20 – 25 мг на 100 г почвы. Степень насыщенности почвы основаниями составляет 96,4 – 97,9 %, сумма поглощенных оснований 25,5 – 27,8 мг-экв. на 100 г почвы.

Опыт 1: Энергобелковая продуктивность бобовых фитоценозов в зависимости от действия и последействия удобрений в севооборотах.

Изучение приемов биологизации севооборотов посредством бобовых фитоценозов, и их влияние на плодородие почвы и накопление ресурсов растительного белка проводилось в стационарных полевых опытах кафедры земледелия Ульяновской ГСХА. Опыты были основаны в 1975 году в соответствии с программами Координационного совета по севооборотам ВАСХНИЛ–РАСХН. Структура севооборотной площади была скорректирована за счет включения многолетних трав – костреца, люцерны и эспарцета и с 2001 г. продолжаются ротации севооборотов по уточненным схемам:

1 севооборот: чистый пар – озимая пшеница – яровая пшеница – горох – яровая пшеница – яровая пшеница; 2 севооборот: горох – озимая пшеница – яровая пшеница – кострец – кострец – яровая пшеница; 3 севооборот: вика на зерно – озимая пшеница – яровая пшеница – люцерна – люцерна – яровая пшеница; 4 севооборот: викоовсяная смесь на сидерат – озимая пшеница – яровая пшеница – эспарцет–эспарцет – яровая пшеница.

Размер делянок первого порядка 14х40 м, второго – 7х40 м соответственно 560 и 280 м2 посевной площади. Размещение делянок систематическое, повторность трехкратная.

В севооборотах с чистым паром, горохом и викой применялись 2 системы удобрений: 1 – навоз + NPK; 2 – солома + NPK, в сидеральном севообороте: 1 – сидерат + NPK; 2 – сидерат + солома + NPK.

Навоз вносили в первые поля севооборотов в дозе 40 т/га, солому – после ее измельчения при обмолоте зерновых культур и гороха. Дозы минеральных удобрений рассчитывались балансовым методом на запланированный урожай гороха – 25 ц/га зерна; вики 15 ц/га зерна; озимой пшеницы 30 – 35 ц/га зерна; яровой пшеницы 25 – 30 ц/га; викоовсяной смеси на сидерат 200 ц/га зеленой массы; костреца, люцерны, эспарцета 250 ц/га зеленой массы.

В работе рассматриваются особенности формирования урожайности культур, их энергобелковой продуктивности в 4 и 5 полях экспериментальных севооборотов: многолетние травы соответственно 1-го и 2-го годов пользования: кострец – кострец; люцерна – люцерна и эспарцет – эспарцет, а также горох – яровая пшеница.

Опыт 2: Энергобелковая продуктивность многолетних трав в простых и сложных агрофитоценозах.

В 2004 и 2005 годах нами был заложен опыт по изучению одновидовых и смешанных посевов при различном соотношении норм высева компонентов:

  1. Кострец – 100 %
  2. Люцерна – 100 %
  3. Эспарцет – 100 %
  4. Кострец + люцерна (50+50 %)
  5. Кострец + эспарцет (50+50 %)
  6. Люцерна + эспарцет (50+50 %)
  7. Кострец + люцерна + эспарцет (50+25+25 %)
  8. Люцерна + эспарцет + кострец (50+25+25 %)
  9. Эспарцет + кострец + люцерна (50+25+25 %)

Повторность опыта четырехкратная, расположение делянок систематическое. Площадь делянок 36 м2, учетная 30 м2.

Агротехника в опытах общепринятая для зоны, за исключением изучаемых приемов. Норма высева многолетних трав для одновидовых посевов при 100 % посевной годности: люцерна посевная – 5 млн. шт. семян на 1 га; кострец безостый – 5 млн. шт. семян на 1 га; эспарцет песчаный – 5 млн. шт. семян на 1 га. В травосмесях норма высева составляется из расчета 50 % и 25 % от полной числовой нормы каждого компонента в чистом виде.

В опытах проводились: учет густоты стояния растений – по методике Госсортсети (1971); фенологические наблюдения (Методические указания…, 1997); линейный рост растений в динамике (Методические указания…, 1997); фотосинтетическая деятельность растений в посевах по методике А.А. Ничипоровича (1955, 1961); влажность почвы – термостатно-весовым методом (Роде А.А., 1969); видовой и количественный состав сорных растений – «Инструкция по определению засоренности полей…» (1986); биологическая активность почвы – по интенсивности распада целлюлозы; формирование симбиотического аппарата многолетних трав – методом монолита (Посыпанов Г.С., 1991); учет пожнивно-корневых остатков – рамочным методом по Н.З. Станкову (1963); учет урожая яровой пшеницы и гороха – методом сплошного обмолота (методика Госсортсети, 1971); учет урожая зеленой массы многолетних трав методом учетных площадок (Методические указания…, 1997). Математическую обработку данных проводили методом дисперсионного и корреляционно – регрессионного анализа по Б.А. Доспехову (1985) на ПЭВМ. Расчет экономической эффективности проводился на основании технологических карт, агро- и биоэнергетической оценки в соответствии с методиками Е.И. Базарова и др., 1983; В.В. Коринца и др., 1985 и Г.И. Рабочева и др., 2005.

Результаты исследований

ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ И РЕАКЦИЯ

РАСТЕНИЙ

Теоретическое обоснование продуктивности многолетних трав. Абиотические факторы приток ФАР, тепло- и влагообеспеченность, а также условия перезимовки в первую очередь определяют интенсивность продукционного процесса многолетних трав. По среднемноголетним данным суммарный приход ФАР в регионе за период вегетации многолетних трав составляет 12,2 млрд. кДж/га. При аккумулировании ФАР 1,5 % возможная урожайность зеленой массы многолетних трав составит 49,9 т/га. Ресурсы продуктивной влаги 300…350 мм обеспечат урожайность зеленой массы соответственно 29,0 и 33,5 т/га. Возможная урожайность по совокупности факторов (БГП по Рябчикову А.М.) – 36,5 т/га зеленой массы, а по биоклиматическому потенциалу (по Шашко Д.И.) при использовании 2 % ФАР составит 35,8 т/га.

Густота посева и выживаемость растений. Важнейшим условием обеспечения продукционного процесса культуры многолетних трав, поддержания необходимого долголетия травостоя и урожайности является оптимальная густота стояния растений.

В среднем густота всходов костреца составила по фонам удобрений 189…188 шт/м2, люцерны – 244…243, эспарцета – 142…144 шт/м2. При полноте всходов соответственно – 39,0…39,6 %, люцерны – 50,6…51,4 %, эспарцета – 25,6…26 %.

По формированию травостоя преимущество имел кострец. Число стеблей на 1 кв. м. костреца на второй год жизни перед уходом в зиму в зависимости от систем удобрений составляло 428…418, на 3-ий год жизни при возобновлении вегетации весной 893…893 и осенью 624…628 шт/м2. К концу вегетации люцерны в первый год жизни насчитывалось 217…214 раст./м2 при сохранности 88,6…90,6 %, второго соответственно 162…153 и 66,1…64,8 %, третьего 119…121 раст./м2 или 48,4…50,4 %. Следует отметить снижение густоты стояния эспарцета, особенно к концу третьего года жизни.

Зависимость сроков наступления укосов многолетних трав от теплового фактора. Оптимальный срок укосной спелости по данным многочисленных исследований начало колошения для злаковых и начало цветения для бобовых трав. Нами установлено, что наступление этих фаз у изучаемых культур отмечается при сумме положительных температур костреца (первый укос) – 517…699 оС, люцерны – 676…852 оС и эспарцета – 642…817 оС, соответственно на 41…47 день, 51…56 день и – 49…53 день. Те же фазы вегетации (второй укос) наступали у костреца при сумме положительных температур 960…1082 оС, люцерны – 753…947 и эспарцета – 936…1108 оС или соответственно на 47…57 день, 37…47, эспарцета 49…58 день. Эти данные характеризуют биологическую потребность культур в тепле и определяют сроки наступления укосной спелости и начало уборки.

Нами методом корреляционно-регрессионного анализа выявлены закономерности наступления указанных фаз роста и, следовательно, срока укосов многолетних трав в зависимости от температурного фактора. Установлена обратная связь продолжительности межукосных периодов многолетних трав со среднесуточной температурой и позитивная связь с суммой положительных температур (табл. 1).

Таблица 1

Коэффициенты корреляции и уравнения связи межукосных периодов многолетних трав (у, дней) со среднесуточной температурой (х, оС) и суммой положительных температур (х1, оС)



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.