Формирование устойчивых агроценозов кормовых культур на светло-каштановых почвах аридной зоны Республики Калмыкия

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Формирование устойчивых агроценозов кормовых культур на светло-каштановых почвах аридной зоны Республики Калмыкия

Чимидов Тагир Анатольевич

Диссертационная работа выполнена в отделе земледелия, семеноводства и кормопроизводства Калмыцкого НИИ сельского хозяйства.

Научный руководитель:

с.н.с. канд.с/х наук доц. Цаган-Манжиев Николай Лиджиевич

Официальные оппоненты:

- док. с/х наук Григоренкова Екатерина Николаевна

- зав. лабораторией селекции и семеноводства многолетних трав Ставропольского НИИСХ, профессор, док. сельско - хозяйственных наук Кравцов Виктор Васильевич

Ведущая организация:

- Калмыцкий Филиал ГНУ ВНИИГИМ Россельхоз Академии, Республика Калмыкия, г.Элиста, пл. Городовикова - 1.

Защита диссертации состоится «14» ноября 2007 года в 15:30 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.02 при Астраханском Государственном Университете.

Адрес:414000, г.Астрахань, пл.Шаумяна 1, Естественный институт АГУ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского Государственного Университета по адресу: 414000, г.Астрахань, пл. Шаумяна 1, Естественный Институт. Http://aspu.ru/? podpod=394

Автореферат разослан «12» октября 2007 года

Учёный секретарь

диссертационного совета, доцент Пучков М.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важное место в сельскохозяйственном производстве Республики Калмыкия уделялось и будет уделялось развитию животноводства, как в коллективных, фермерских, так и личных хозяйствах.

В создании прочной кормовой базы особо важную роль играют травянистые корма. Для обеспечения стабильного производства травянистых кормов и обеспечения животных сбалансированными кормами необходимо расширять ассортимент возделываемых многолетников, приспособленных к условиям аридной зоны и наиб лее полно использующих биоклиматические ресурсы зоны.

Многолетними исследованиями Всероссийского НИИ кормов, Калмыцкого НИИ сельского хозяйства, Всероссийского НИИ овцеводства и козоводства, Прикаспийского НИИ аридного земледелия и других научных и производственных организаций разработаны и внедрены технологические приёмы по созданию высокопродуктивных пастбищных угодий и сенокосов на сбитых пастбищах и старопахотных землях пустынно-степной зоны Прикаспия.

Наши исследования показали, что за счёт расширения видового и сортового состава кормовых культур можно создавать широкий спектр разнообразия по эколого-биологическим и фитоценологическим свойствам фитоценозы, которые обеспечивают высокую устойчивость и долголетнюю продуктивность.

Цель и задачи исследований. С учётом агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей растений теоретически обосновать и экспериментально подтвердить параметры создания агрофитоценозов из многолетних растений, обеспечивающих длительное продуктивное долголетие в условиях светло-каштановых почв республики Калмыкия.

Программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

- провести сравнительную оценку продуктивного долголетия сеяных видов мятликовых трав в одновидовых и смешанных посевах;

- выявить особенности роста и развития сеянных многолетников в зависимости от продолжительности их использования;

провести оценку образов и экотипов аридных растений различного географического происхождения в условиях коллекционного питомника;

- определить химический состав и питательность изучаемых видов многолетников;

- выявить наиболее устойчивые и продуктивные агрофитоценозы для улучшения природных пастбищ Калмыкии, устойчивых к абиотическому, конкурентному и эксплуатационному стрессу;

- дать сравнительную экономическую и энергетическую оценку сеянным агрофитоценозам. почва калмыкия многолетник пастбище

Научная новизна исследований Применительно к аридным условиям сухостепной зоны Калмыкии впервые проведено:

совершенствование состава сеянных травостоев различных типов, путём подбора адаптированных видов лугопастбищных трав.

оценка образцов и экотипов аридных растений различного географического происхождения, изучены особенности их роста, развития, продуктивность, химический состав и питательная ценность.

изучение биологических факторов для формирования урожая многолетних трав.

Практическая ценность работы заключается в том, что на основании проведённых исследований выявлены наиболее продуктивные виды многолетников, которые более приспособлены к аридным условиям зоны исследований и обеспечивающие длительное продуктивное долголетие.

Основные положения, выносимые на защиту: особенности формирования надземной биомассы в посевах многолетних трав в зависимости от состава и продолжительности использования; продукционные процессы фотосинтетической деятельности сеяных агроценозов; изменения агрофизических свойств почвы в зависимости от видового состава и продолжительности использования сеяных агроценозов; влагообеспеченность почвы и водопотребление; продуктивность сеяных многолетников

в зависимости от состава и продолжительности использования; биоэнергетическая и экономическая эффективность использования посевов сеяных многолетников.

Апробация работы. Полученные результаты прошли широкую производственную проверку в хозяйства республики и вошли составной частью к заданию 07.01 «Разработать ресурсосберегающие технологии полевого и лугопастбищного кормопроизводства на основе эффективного использования биологических факторов и возобновляемых ресурсов на 2001 - 2006 гг».

Основные результаты исследований докладывались на ежегодных заседаниях Учёного совета Калмыцкого НИИСХ, Международной научно-практической конференции, «научно-производственное обеспечение развития сельского социума» (Солёное Займище, 2005), Международной научно-практической конференции №научно-производственное и социально-экономическое обеспечение развития комплексных мелиораций Прикаспия» (Солёное Займище, 2006), на научных конференциях молодых учёных КГУ (2004 - 2006 гг).

По теме диссертации опубликовано ___4__ научных работ.

Структура и объём диссертации: диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, списка литературы и приложений. Работа изложена на 204 страницах машинописного текста, включая 44 таблиц, 3 рисунка, 51 приложений. Список литературы содержит 162 источника.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения исследований. По-своему географическому положению территория Республики Калмыкия относится к наиболее засушливым земледельческим регионам Нижнего Поволжья.

Исследования проводились в сухостепной зоне Северно-Западного Прикаспия на территории экспериментального хозяйства КНИИСХ (п. Верхний Яшкуль) в 2003 - 2006 годах.

Территория зоны исследований располагает богатейшими радиационными ресурсами и составляет за период активной вегетации до 197,6 КДж/см2 ФАР (Филин В.И., Оконов М.М., 2004 год). Тепловые ресурсы региона очень велики, так по годам исследований от 4020оС (2006 год), до 3896оС (2003 год), при среднемноголетнем значении - 3800оС.

Главным ограничивающим фактором для развития растений и формирование урожая являются условия влагообеспеченности. Количество осадков погодам составило: в 2003 г - 308,9 мм, в 2004 году - 483,6 мм, в 2005 году - 342,0 мм, в 2006 г - 300,9 мм.

В годы исследований, погодные условия не имели значительных климатических изменений с характерным для зоны исследований проявлением воздушной и почвенной засухи, последствия которых очень часто снижают продуктивность сеяных и естественных фитоценозов.

Почва опытного участка светло-каштановая, по механическому составу среднесуглинистая, содержание азота - 0,09%. Валового фосфора - 0,14%, обменного калия - 35,4 - 37,7 мг/100 г почвы. Реакция почвенного раствора слабощелочная. Показатель плотности сложения почвы в верхнем слое 1,32 г/м3, в слое 0…50 см - 1,39т/м3, в слое 0…100 см - 1,45 т/м3. Общая порозность пахотного слоя - 48,3%, в слое 0…100 см - 43,9%.

Стационарные опыты были заложены по следующей схеме:

Опыт 1. Сравнительная оценка продуктивного долголетия сеянных видов мятликовых трав в одновидовых и смешанных посевах. Посевы включали следующие варианты.

Житняк (контроль)

Житняк + пырей (Ставропольский 10)

Житняк + пырей + типчак

Житняк + волоснец + типчак

Волоснец + пырей (Солончаковатый)

Волоснец + типчак

Житняк + типчак

Повторность опыта 4-х кратная, площадь делянки 80 м2, расположение систематическое в один ярус, норма высева в одновидовом посеве 5 млн всхожих семян на 1 га, в смеси по 2,5 млн каждого компонента. Способ посева рядовой. Предшественник - чёрный пар, срок посева весенний беспокровный. Опыт заложен в 2003 году.

Опыт 2. мониторинг продуктивного долголетия сеяных многолетних мятликовых трав. Объект исследований - посевы разных по возрасту мятликовых трав в сравнении с естественными пастбищами.

Варианты опыта включали одновидовые посевы следующих трав:

Житняк пустынный

Волоснец (ломкоколосник) ситниковый

Пырей средний (промежуточный)

Природные пастбища (контроль)

Повторность опытов 3-х кратная, площадь делян ки 200 м2, расположение делянок систематическое в один ярус. Норма высева 5,0 млн всхожих семян на гектар, способ посева рядовой.

Предшественник - чёрный пар, срок посева весенний, беспокровный. Опыт заложен в 1990 году.

Опыт 3. Оценка образцов и экотипов аридных растений различного географического происхождения в условиях коллекционного питомника.

В коллекционном питомнике многолетних мятликовых трав изучались образцы различного географического происхождения и включали следующие варианты:

1. Ломкокоосник (St)

2. Типчак сортообразец

3. Типчак (г. Элиста)

4. Типчак (п. Верхний Яшкуль)

5. Кострец береговой

6. Кострец прямой

7. Кострец Биберштейна

8. Кострец прямой х кострец Биберштейна

В коллекционном питомнике прутняка изучались следующие экотипы прутняка:

1. Песчаный, сорт Джангар (St)

2. Песчаный (Ставропольский край)

3. Песчаный (Казахстан)

4. Песчаный (Астраханская область)

5. Песчаный (Калмыкия)

6. Каменистый (Узбекистан)

7. Глинистый (Калмыкия)

В коллекционном питомнике терескена изучались следующие экотипы: 1. Терескен серый (сорт Бар, St)

2. Терескен серый (голоплодная форма, Киргизия)

3. Терескен Эверсмана (Астраханская область)

В коллекционном питомнике камфоросмы изучалось два вида камфоросмы:

1. Камфоросма Лессинга

2. Камфоросма Марсельская

Предшественник - чёрный пар, весенний срок посева, способ посева широкорядный (60 см), повторность 4-х кратная, площадь делянки - 30 м2.

Исследования выполнялись по программе Калмыцкого научно-исследовательского института сельского хозяйства (КНИИСХ), научные руководители темы заместитель директора по науке, канд. с.-х. наук Н.Л. Цаган-Манджиев, заведующий отделом земледелия, семеноводства и кормопроизводства, кандидат с.-х. наук Б.А. Гольдварг.

Полевые опыты закладывались в соответствии с методическими указаниями Б.А. Доспехова (1985) и ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1993), методических указаний по мобилизации растительных ресурсов и интродукции аридных кормовых астений, Шамсутдинов З.Ш., 2000 г.

Для всесторонней оценки конечных результатов на всех вариантах опытов проводились следующие наблюдения и исследования: описание

морфологических, водно-физических и химических свойств почвы опытного участка; метеорологические наблюдения: осадки, температура и относительная влажность воздуха; фенологические наблюдения; определение полевой всхожести; наблюдения за выживаемостью растений; плотность стеблестоя; высотой, облиственностью; приростом сухой массы; влажностью почвы; определение структуры урожая; учёт урожая; определение структурно-агрегатного состава почвы; статистическая обработка полученных результатов по методике Б.А. Доспехова (1985); расчёты определения энергетической и экономической эффективности; химические анализы почвенных и растительных образцов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изменение агрофизических свойств почвы в зависимости от видового состава и продолжительности использования сеяных агроценозов многолетних трав. Наблюдения за динамикой плотности сложения проводили в 2004…2006 годах (опыт 1), плотность сложения определяли в конце вегетации (осень) и в период возобновления вегетации (весна) в слоях 0…10, 10…20, 20…30 см.

Результаты проведённых исследований показали, что видовой состав и

продолжительность использования многолетних трав ведёт к изменению плотности сложения, как под действием хозяйственного использования (негативные процессы увеличения плотности сложения), так и активизации и процесса разуплотнения под действием накопления органического вещества. Плотность сложения почвы на сеяных фитоценозах увеличивалось в первые два года, когда происходит менее значительный прирост корневой массы и составила по вариантам от 1,30 до 1,38 т/м3, в слое 20…30 см от 1,32 до 1,40 т/м3. К концу 2006 года отмечались следующие изменения в плотности сложения (табл. 1).

Таблица 1

Динамика плотность сложения почвы в посевах мятликовых трав в зависимости от продолжительности жизни и видового состава, 2003-2006 год

Варианты*	Весной - начало вегетации	Осенью - конец вегетации
	0 - 10	10 - 20	20 - 30	0 - 10	10 - 20	20 - 30
Житняк	1,30	1,34	1,37	1,32	1,36	1,38
Житняк + пырей	1,30	1,34	1,38	1,34	1,38	1,40
Житняк + пырей + типчак	1,28	1,30	1,34	1,30	1,33	1,36
Житняк + волоснец + типчак	1,26	1,28	1,30	1,28	1,30	1,32
Волоснец + пырей	1,28	1,30	1,32	1,32	1,34	1,36
Волоснец + типчак	1,28	1,30	1,32	1,29	1,30	1,34
Житняк + типчак	1,28	1,32	1,34	1,32	1,36	1,38

- опыт заложен в 2003 году

Травосмеси из многолетних мятликовых трав играют значительную роль в структурообразовании. Два важнейших фактора для жизни растений - воздух и вода оптимально сочетаются лишь в структурной почве, поэтому травосмеси из мятликовых трав более полно участвуют в создании прочной мелкокомковатой структуры почвы.

Исследования выявили положительные изменения в образовании агрономически ценных агрегатов (0,25…10 мм), содержании водопрочных агрегатов (>0,25 мм), повышении общей пористости и коэффициента структурности (табл. 2).

Таблица 2

Изменение водно-физических свойств почвы на травосмесях многолетних трав по годам исследований в слое 0…30 см

Варианты	Сумма агрономически ценных агрегатов (0,25…10 мм)	Содержание водопрочных агрегатов (>0,25 мм), %	Коэффициент структурности (К)
	2004	2005	2006	2004	2005	2006	2004	2005	2006
Житняк	59,7	65,8	64,9	51,5	55,1	52,3	1,89	1,92	1,85
Житняк + пырей	67,5	68,7	65,9	51,7	54,7	52,7	2,09	2,19	1,93
Житняк + пырей + типчак	65,3	68,7	68,3	52,6	55,1	53,6	2,18	2,20	2,15
Житняк + волоснец + типчак	70,7	71,0	70,8	55,7	57,8	58,1	2,41	2,45	2,42
Волоснец + пырей	70,3	69,7	69,7	53,1	55,3	56,4	2,32	2,30	2,30
Волоснец + типчак	75,4	70,7	71,4	54,1	56,2	56,8	2,40	2,41	2,38
Житняк + типчак	68,9	69,3	69,4	55,1	57,0	55,3	2,22	2,25	2,27

Влагообеспеченность почвы и водопотребление посевов. Особенности вегетации и формирование устойчивой продуктивности многолетних мятликовых фитоценозов определяется условиями и количеством накопленной влаги за осенне-зимний период и количество осадков в весенний период.

Суммарное водопотребление многолетних трав по годам исследвоаний изменялось в значительных пределах и определялось такими погодными условиями периода вегетации (табл. 3).

Таблица 3

Структура суммарного водопотребления в посевах многолетних трав по годам исследований, %

Элементы водного баланса	Годы	Среднее за 2004…2006 гг
	2003	2004	2005	2006
Запасы доступной влаги в почве в начале вегетации, мм	60,9	84,2	81,8	126,0	97,3
Запасы доступной влаги, мм: в период укосной спелости в конце вегетации	3,3 12,3	10,7 18,5	6,1 9,8	12,8 10,5*	9,9 12,9
Поступление воды в почву с осадками, мм: до укосной спелости до конца вегетации	35,4 173,5	74,0 247,7	90,6 143,3	64,5 100,5*	76,3 163,8
Суммарное водопотребление, мм: за период укосной спелости за вегетационный период	- 222,1	147,5 313,4	166,3 215,3	177,7 216,0	163,7 248,2

* - на 1.10.2006 год

В посевах многолетних трав очень значимы осадки апреля и мая месяцев, их доля в суммарном водопотреблении до укосной спелости достигала в 2004 году - 50,2%, в 2005 году - 54,5%, в 2006 году - 36,3%. Осадки летнего периода наиболее положительное влияние оказывали на рост и развитие прутняка, терескена, камфоросмы. Их роль также велика в формировании органов вегетативного возобновления у многолетних мятликовых и полукустарничков, так как эти процессы определяют продуктивное долголетние растений.

Элементы продуктивного долголетия.

Полевая всхожесть и продолжительность периода посев - всходы зависели как от видового состава. Так и метеорологических условий в период посев - всходы. Сложность получения хороших всходов заключается в том, что семена не выносят заделки свыше 2 - 3 см, в этих условиях в результате быстрого иссушения верхнего слоя почвы отмечалось снижение полевой всхожести и поэтому посев надо проводить, как только наступит физиологическая спелость почвы. В среднем для изучения видов продолжительность периода воссев - всходы составляет от 15 до 17 дней, при суме положительных температур от 195 до 222оС.

В год посева уход за посевами заключался в подкашивании сорняков. Основные наблюдения и исследования проводились на травостоях второго и последующих лет жизни.

Одним из составляющих элементов продуктивного долголетия многолетних трав является плотность травостоя, которая, как показали исследования, в первый год жизни зависела от полевой всхожести и сохранности растений (табл. 4).

Таблица 4

Полевая всхожесть и продолжительность периода посев - всходы в зависимости от видового состава многолетних трав, 2003 год

Варианты	Получено* всходов, шт/м2	Полевая всхожесть, %	Продолжительность периода посев - всходы, дн.	Средняя температура, оС	Средняя сумма суточных температур, оС	ГТК** посев - всходы
Житняк	228	45,7	15	13,0	195	0,4
Житняк + пырей (Ставропольский 10)	109 120	43,5 47,8	15	13,0	195	0,4
Житняк + пырей + типчак	108 118 101	43,2 47,1 40,3	17	13,1	222	0,35
Житняк + волоснец + типчак	113 110 103	45,2 44,1 41,2	17	13,1	222	0,35
Волоснец + пырей (Солончаковый)	115 119	46,1 47,5	16	13,0	206	0,38
Волоснец + типчак	110 101	44,4 40,5	17	13,1	222	0,35
Житняк + типчак	113 101	45,3 40,5	16	13,0	206	0,38

- норма высева в одновидовом посеве - 5 млн всхожих семян ан 1 га,

- норма высева в смеси по 2,5 млн всхожих семян каждого компонента.

** - сумма осадков за период посев - всходы - 7,8 мм.

Наблюдения за динамикой роста растений в изучаемых травосмесях показали, что наиболее интенсивный рост характерен для волоснеца, пырея и житняка, так высота волоснеца в фазе колошения достигала 78 - 85 см, пырея 80 - 88 см, житняка 63 - 65 см, типчака 32 - 35 см.

Изучаемые виды отличались темпами развития. Так, для житняка продолжительность периода возобновление вегетации - фаза полного весеннего кущения по годам наблюдений изменялась от 20 дней (2005 год), до 26 дней (2004 год), у волоснеца этот период достигал 25 - 27 дней, что связано с более ранним отрастанием и боле продолжительным периодом весеннего кущения. Для пырея указанный период достигал 24 - 26 дней, для типчака 25 - 26 дней.

Продолжительность периода кущение - колошение (вымётывание) также незначительно изменялось по годам исследований. Так, продолжительность указанного периода у житняка и типчака составляла от 26 до 28 дней, у волоснеца от 26 до 30 дней, у пырея от 27 до 28 дней, что характеризует изучаемые виды близкими по темпам развития. Более ускоренно наступает фаза цветения у типчака, через 12 - 16 дней после вымётывания, через 12 - 18 дней после колошения у волоснеца и 15 - 21 день у пырея.

Наблюдения показали, что долголетнее использование сеянных мятликовых трав наиболее оправдано, при участии в травосмесях волоснеца, житняка и типчака. Важным положительным качеством указанных видов является их высокая холодостойкость и засухоустойчивость.

В первый год пользования наиболее высокая плотность стеблестоя на всех вариантах была в пределах 305 - 380 шт/м2. Более интенсивно процессы кущения характерны для травостоя с участием житняка, так количество побегов в одновидовом посеве житняка достигало 350 шт/м2, в смеси житняк + пырей - 380 шт/м2, в смеси житняк + пырей + типчак количество побегов снижалось до 362 шт/м2, так как типчак в первый год пользования (2-ой год жизни) развивался медленнее по сравнению с житняком и пыреем.

Отмеченные закономерности характерны и для смеси с участием волоснеца и типчака. На второй год пользования высокая плотность отмечена в травосмесях житняк + волоснец + типчак - 730 шт/м2, житняк + пырей + типчак - 670 шт/м2 и волоснец + пырей - 680 шт/м2.

На третий год пользования (4-й год жизни) темпы побегообразования в одновидовом посеве житняка снижаются, по сравнению с травосмесями с участием пырея, волоснеца и типчака. Так, плотность стеблестоя в посевах житняка достигала 780 шт/м2, в травосмеси житняк + пырей - 1180 шт/м2, в травосмеси житняк + пырей + типчак количество побегов возрастало до 1210 шт/м2, а в травосмеси житняк + волоснец + типчак плотность стеблестоя было наиболее высокой и достигала 1270 шт/м2. Установлено, что с возрастом в травосмесях с участием волоснеца видовое соотношение изменялось в пользу волоснеца, как наиболее устойчивого вида по отношению к житняку и пырею. Участие типчака также возрастает к 3-му году пользования, а пырея несколько снижалось, что обусловлено менее усиленным, по сравнению с волоснецом и типчаком кущением. Но включение пырея в травосмеси, как и житняка, позволяет получать более равномерный выход и более высокую урожайность по годам пользования.

Продуктивность многокомпонентных травостоев.

Данные таблицы 5 показывают, что в 2004 году свыше одной тонны с 1 га сухой массы формировали одновидовые посевы житняка (1,05 т/га),

Таблица 5

Продуктивность многолетних трав по годам исследований, т/га

Варианты	2004 год (второй год жизни)	2005 год (третий год жизни)	2006 год (четвёртый год жизни)	в среднем, по годам исследования
	сухое вещество	корм. ед.	сухое вещество	корм. ед.	сухое вещество	корм. ед.
Житняк	1,05	0,76	0,81	0,59	1,36	0,88	0,90
Житняк + пырей	1,46	1,09	1,55	1,16	1,48	0,99	1,28
Житняк + пырей + типчак	0,92	0,71	1,18	0,91	1,76	1,24	1,12
Житняк + волоснец + типчак	1,25	0,91	1,05	0,77	1,24	0,82	1,006
Волоснец + пырей	0,73	0,54	1,45	1,07	2,28	1,55	1,27
Волоснец + типчак	0,65	0,38	0,84	0,49	1,92	1,28	0,92
Житняк + типчак	0,69	0,43	0,73	0,45	1,20	0,88	0,73
НСР05, т/га	0,38	0,11	0,23

Травостои с участием пырея промежуточного (среднего) более продуктивны до 9 лет (1,59…2,33 т/га сухой массы), после указанной продолжительности стабильность в продуктивности менее заметна (0,31….0,97 т/га), за отмеченный период коэффициент превышения по отношению к естественному травостою достигала от 1,32 до 2,69. Следует отметить, что в результате длительного использования посевов происходит снижение густоты стеблестоя, боле характерно это для житняка и пырея, у которых процессы кущения затухают с возрастом, что менее характерно для культуры волоснеца ситникового (ломкоколосника). В исследованиях достаточно высокая продуктивного в условиях длительного использования травостоя, как уже нами отмечалось, обеспечивалась за счёт частичного семенного возобновления.

На естественных участках урожайность кормовой массы колебалась от 0,17 до 0,47 т/га сухой массы. В формировании урожая естественного травостоя максимальное участие приходилось на дикорастущие злаки и полыни. Следует отметить, что на сеяных травостоях основная кормовая масса приходится на ранневесенний период, в осенний период при выпадении осадков эти виды формируют кормовую массу за счёт активного роста вегетативных побегов. Волоснец ситниковый по отношению к житняку и пырею более интенсивно кустится из чего и складывается более высокая кормовая масса, как отдельной особи, так и в целом травостоя.

Следует отметить, что относительная стабилизация по густоте стояния и выживаемости у всех видов достаточно высокая, но более высокая она в посевах волоснеца и пырея, эти виды, как и житняк, являются наилучшими культурами для условий зоны исследований.

Оценка аридных кормовых растений по их продуктивности и питательности в условиях коллекционного питомника. В коллекционном питомнике Калмыцкого НИИСХ нами в 2003…2006 годах изучались

травосмесь житняк + волоснец + типчак (1,25 т/га) и житняк + пырей (1,46 т/га). Менее продуктивны в первый год пользования были травосмеси волоснец + типчак (0,65 т/га) и житняк + типчак (0,69 т/га). Наиболее высокий выход кормовых единиц был в травосмеси житняк + пырей и достигал 1,09 т/га, несколько ниже (0,91 т/га) в травосмеси житняк + волоснец + типчак.

Другие травосмеси обеспечивали выход кормовых единиц от 0,38 т/га (волоснец + типчак), до 0,76 т/га (житняк).

На травостоях второго года пользования (третий год жизни, 2005 год) максимальная урожайность сухого вещества была в посевах травосмеси житняк + пырей и достигала - 1,55 т/га, у травосмеси волоснец + пырей - 1,45 т/га. Отмечалось значительное повышение продуктивности и в травосмеси волоснец + типчак (0,84 т/га) и житняк + типчак (0,73 т/га). Свыше тонны сухой массы формировали травосмеси житняк + пырей + типчак (1,18 т/га), житняк + волоснец + типчак (1,05 т/га). Все низовые виды уступают по урожайности полуверховым (житняк, пырей), но у них идёт более интенсивное кущение, за счёт чего увеличивается плотность стеблестоя, что несколько способствует повышению их продуктивности.

Так, в посевах третьего года пользования (четвёртый год жизни, 2006 год), который из всех лет был менее благоприятным, как по условиям перезимовки, так и по гидротермическому режиму периода активной вегетации, более наглядно проявили себя травосмеси с участием таких видов как волоснец + пырей (2,28 т/га), волоснец + типчак (1,92 т/га) и житняк + пырей + типчак (1,76 т/га).

Проведённые исследования вносят определённый вклад в разработку теоретических основ и практических приёмов продления продуктивного долголетия сеяных фитоценозов. Фитоценоз характеризуется определённым составом, строением, сложением и взаимоотношением растен за период исследований (2003…2005 гг) погодам составила 0,70; 1,35 и 1,02 особенности роста, развития и продуктивность аридных кормовых растений различного географического происхождения с целью оценки их пригодности для восстановления и повышения пастбищных экосистем Северного Прикаспия. Характерной особенностью изучаемых видов, как показали исследования, является их пластичность и большие адаптационные способности, позволяющие давать высокие урожаи сухой массы в различные по метеоусловиям годы (табл. 7).

Таблица 7

Урожайность многолетних мятликовых трав в коллекционном питомнике погодам исследований, т/га

Варианты*	Годы
	2003	2004	2005	2006
Волоснец ситниковый	1,32	1,56	2,24	2,28
Типчак (сортообразец)	1,51	1,47	1,82	0,84
Типчак (г. Элиста)	1,74	1,08	0,95	0,64
Типчак (п. Верхний Яшкуль)	1,76	1,62	1,56	0,72
Кострец береговой	1,38	1,10	2,08	2,00
Кострец прямой	1,55	1,35	1,98	1,64
Кострец Биберштейна	1,45	1,39	1,95	2,00
Кострец прямой х кострец Биберштейна (гибридный)	1,51	1,51	1,63	1,00
НСР05, т/га	0,14	0,12	0,16	0,13

* - весенний срок посева, 1993 г, широкорядный посев - 60 см

Несмотря на длительный период использования сеяных видов (15 лет) урожайность на сеяных травостоях многолетних трав (табл. 6) значительно превышала уровень урожайности сухой массы природных пастбищ.

Таблица 6

Урожайность сеяных многолетних трав в зависимости от продолжительности их использования, т/га сухой массы

Варианты	Годы жизни
	6	7	8	9	10	11	12	13*	14*	15*
Житняк прибавка к контролю	1,09 0,67	0,53 0,27	0,78 0,36	1,26 0,79	0,40 0,20	0,52 0,09	0,45 0,07	0,38 0,21	0,68 0,21	0,47 0,11
Волоснец прибавка к контролю	1,07 0,65	0,72 0,46	0,87 0,45	1,50 1,03	1,01 0,81	1,24 0,81	1,46 1,08	0,70 0,53	1,35 0,88	1,02 0,66
Пырей прибавка к контролю	2,33 1,91	1,80 1,54	1,59 1,17	1,67 1,20	0,37 0,17	0,57 0,14	0,87 0,49	0,31 0,14	0,78 0,31	0,97 0,61
Природные пастбища (контроль)	0,42	0,26	0,42	0,47	0,20	0,43	0,38	0,17	0,47	0,36
НСР05, т/га								0,07	0,18	0,28

* - данные за период исследований, 2003, 2004, 2005 гг.

Данные по урожайности сухой массы на сеяных травостоях житняка показывают, что значительное снижение продуктивности отмечалось с десятого года жизни, где урожайность в последующие годы составляла 0,40 - 0,68 т/га, тогда как за период с шестого до десятого года она колебалась от 0,53 т/га до 1,26 т/га, что значительно выше продуктивности естественных травостоев (0,17 - 0,47 т/га сухой массы).

Несмотря за резкие колебания влагообеспеченности за период наблюдений, урожайность волоснеца ситникового была более стабильной (0,70 - 1,50 т/га сухой массы), что характеризует эту культуру как более устойчивую и более продуктивную для зоны исследований. Так, урожайность

Приведённые показатели урожайности свидетельствуют, что из изучаемых видов многолетних мятликовых растенйи более продуктивны волоснец ситниковый, экотип типчака (п. Верхний Яшкуль), сортообразец типчака и кострецы. Наблюдения за кострецами показали, что они боле требовательны к условиям произрастания. Итогом селекционной работы явилось передача в 2004 году Калмыцким НИИСХ в Госсортиспытание нового сорта типчака (овсяницы бороздчатой) названной Алтн. Этот сорт рекомендуется для создания весенних летних пастбищ в сухостепной и полупустынной зонах Республики Калмыкия и других регионах Российского Прикаспия.

В проведённых исследованиях выявлены определённые закономерности в темпах развития изучаемых экотипов прутняка, терескена, камфоросмы. Отмечены значительные изменения по длине побегов облиственности, общей кустистости, укосной спелости, химическому составу и продуктивности (табл. 8).

Таблица 8

Урожайность образцов прутняка в коллекционном питомнике погодам исследований, т/га сухой массы

Варианты* (экотип, географическое происхождение)	Годы
	2003	2004	2005	2006	Средняя за 2003…2006
Песчаный, сорт Джангар (контроль)	3,23	2,98	2,98	1,76	2,74
Песчаный (Ставропольский край)	2,97	2,62	2,25	1,04	2,22
Песчаный (Казахстан)	2,36	2,28	2,56	0,92	2,03
Песчаный (Астраханская область)	2,57	2,17	1,99	1,04	1,94
Песчаный (Калмыкия)	2,35	1,37	2,60	1,36	1,92
Каменистый (Узбекистан)	3,21	2,85	2,69	0,76	2,37
Глинистый (Калмыкия)	2,75	1,94	2,74	0,76	2,04
НСР05, т/га	0,13	0,15	0,14	0,21

* - осенний срок посева, 1993 год, широкорядный посев - 60 см.

Данные таблицы 8 показывают, что по продуктивности выделяют экотип прутняка песчаного (сорт Джангар) при урожайности в среднем за 2003…2006 гг - 2,74 т/га сухой массы, экотип песчаного прутняка из Ставропольского края - 2,22 т/га и каменистого (Узбекистан) - 2,37 т/га сухой массы.

Изучаемые образцы терескена и камфоросмы характеризуются относительно высокой урожайностью. Среди испытываемых образцов терескена выделяется терескен серый (сорт Бар), урожайность которого составила в 2003 году - 2,48 т/га, в 2005 году - 3,03 т/га, в 2006 году - 2,70 т/га сухой массы. Урожайность у терескена Эверсмана изменялась от 2,15 т/га (2006 год), до 2,36 т/га (2003 год).

Среди образцов камфоросмы более высокая урожайность была у камфоросмы Лессинга (1,28 - 3,38 т/га), при 1,11 - 3,02 т/га у камфоросмы марсельской.

Влияние видового состава на питательность сухой массы. К основным показателям, характеризующим питательность травостоя относится содержание сухого вещества в корме, количество сырого протеина, клетчатки, минеральных веществ, обеспеченность переваримым протеином 1 корм. ед. и содержание ОЭ в сухом веществе (табл. 9).

Проведённые расчёты по биоэнергетической оценке показали, что наиболее высокий Кээ по ОЭ был при возделывании прутняка (сорт Джангар) - 3,04, при 3,03 у камфоросмы Лессинга, 2,72 - у терескена (сорт Бар) и 2,04 у волоснеца ситникового, что свидетельствует о высокой энергетической эффективности создания сеяных фитоценозов.

Себестоимость 1 т корм. ед. у сеяных фитоценозов от 386 до 434 р, чистый доход от 1173 р/га (волоснец ситниковый), до 2237 р/га при возделывании камфоросмы, при уровне рентабельности от 178 до 272%.

Таблица 9

Химический состав питательность прутняка, терескена и камфоросмы (среднее за три года)

Варианты (экотипы, географическое происхождение)	В абс. сухом веществе, %	В 1 кг сухого вещества
	про- теин	клет- чатка	фос- фор	калий	переваримый протеин	ОЭ, МДж	корм. ед
Прутняк
Песчаный, сорт Джангар	12,3	35,1	0,19	2,84	82,0	8,70	0,61
Песчаный (Ставр. край)	8,8	32,9	0,17	2,80	47,4	9,10	0,67
Песчаный (Казахстан)	12,5	32,5	0,20	2,86	83,7	9,16	0,68
Песчаный (Астрах. обл.)	13,5	32,7	0,19	3,14	93,7	9,12	0,67
Песчаный (Калмыкия)	15,6	34,1	0,23	3,19	114,6	8,87	0,64
Песчаный (Узбекистан)	12,6	33,8	0,19	3,15	85,5	8,90	0,64
Глинистый (Калмыкия)	12,7	36,0	0,17	2,80	85,6	8,52	0,59
Терескен серый	16,1	31,4	0,22	3,08	119,6	9,36	0,71
Терескен Эверсмана	16,0	32,6	0,24	3,13	118,7	9,14	0,67
Камфоросма Лессинга	15,0	29,4	0,22	2,95	108,7	9,71	0,76
Камфоросма марсельская	8,1	35,0	0,27	2,02	76,8	9,61	0,75

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании исследований, проведённых в аридных условиях Северо-Западного Прикаспия, установлена возможность и хозяйственная целесообразность развития кормопроизводства за счёт выращивания многолетних мятликовых трав и полукустарников.

2. В условиях подзоны светло-каштановых почв Республики Калмыкия повышение продуктивности природных пастбищ зависит от правильного подбора видов и экотипов кормовых растений.

Общая продуктивность сеяных фитоценозов определяется не только индивидуальным потенциалом, но в травосмеси в большей степени продуктивность формируется под действием эффекта взаимодействия видов входящих в состав данного фитоценоза.

3. Для получения всходов многолетники требуют много влаги для прорастания, поэтому при весеннем сроке посев следует проводить, как только наступит устойчивый переход средней суточной температуры воздуха через +3…5оС в сторону повышения.

Средняя продолжительность периода посев - всходы до 15 - 17 дней. Потребность в сумме температур для периода посев - всходы составляет 195 - 222оС. Полевая всхожесть у мятликовых трав от 40,5 до 47,8%.

4. Долголетнее использование сеяных мятликовых трав наиболее оправдано при участии в травосмесях волоснеца, типчака и житняка. Важным положительным качеством указанных видов является их высокая холодостойкость и засухоустойчивость. Их можно считать основными компонентами для включения в пастбищные травосмеси для условий зоны исследований.

5. Интенсивность побегообразования с возрастом в одновидовом посеве житняка снижаются по сравнению с травосмесями с участием пырея, волоснеца и типчака. Наиболее высокая плотность стеблестоя к 4-му году жизни была в травосмеси житняк + волоснец + типчак - 1270 шт/м2, при 780 шт/м2 в одновидовом посеве житняка.

6. С возрастом в травосмесях с участием волоснеца видовое соотношение изменялось в пользу волоснеца, как наиболее устойчивого вида по отношению к житняку и пырею. Участие типчака также возрастало к 3-му году пользования (4-ый год жизни), а пырея несколько снижалось. Но включение пырея и житняка в травосмеси позволяет получать более равномерный выход и более высокую урожайность по годам пользования.

7. Наиболее высокая продуктивность посевов первого и второго года пользования была в травосмеси житняк + пырей и достигала - 1,46 т/га - 1,55 т/га сухой массы. В посевах третьего года пользования более продуктивны смеси волоснец + пырей (2,28 т/га) и волоснец + типчак (1,92 т/га).

Значительное снижение продуктивности сеяных видов (житняк, волоснец, пырей) отмечалось с десятого года, где урожайность составила в последующие годы 0,40 - 0,68 т/га, при 0,53 - 1,26 т/га за период с 6 до 10 года жизни.

Коэффициенты превышения урожайности сеяных многолетних трав по отношению к природным травостоям достигали у пырея к 7-му году (6,92), у волоснеца к 10-му году (5,50), у житняка к 6-му году (2,59).

Достаточно высокая продуктивность в условиях длительно использования травостоя обеспечивалась за счёт частичного семенного возобновления.

Относительная стабилизация по густоте стояния и выживаемости более высокая в травосмесях с участием волоснеца и пырея.

9. Длительное использование многолетних трав ведёт к значительному изменению плотности сложения. Возраст травостоя, видовой состав, режим использования существенно влияют на величину плотности сложения почвы. Более значительны изменения показателя плотности сложения характерны для травосмеси житняк + волоснец + типчак и волоснец + типчак.

Так плотность сложения почвы под посевами в начале вегетации достигала в слое 0…30 см - 1,28 - 1,32 т/м3, к 4-му году она снизилась до 1,26 - 1,28 т/м3.

Положительные изменения от длительного использования многолетних трав отмечаются в образовании агрономически ценных агрегатов (59,7 - 75,4%), содержании водопрочных агрегатов (51,5 - 58,1%), повышении общей пористости (47,3 - 50,7%) и коэффициента структурности (1,85 - 2,45).

10. Формирование устойчивой продуктивности многолетних фитоценозов мятликовых определяется количеством доступной влаги в слое 0…100 см к периоду вегетации, для полукустарников значима влага и боле глубоких слоёв почвы (0… 150 см).

Весенние запасы доступной влаги в количестве 84,2 - 126,0 мм обеспечивают устойчивую продуктивность многолетних мятликовых трав. Наиболее значимы для мятликовых осадки апреля - мая месяцев (50,2 - 54,5%). Осадки летне-осеннего периода более положительное влияние оказывают на рост и развитие прутняка, терескена и камфоросмы. Их роль также значима в формировании органов вегетативного возобновления у многолетних мятликовых и полукустарников, так как эти процессы являются определяющими в величине урожая в последующие годы.

11. Использование многолетних трав в фазе начала цветения обеспечивает содержание в 1 кг сухого вещества от 8.4 (волоснец + типчак) до 9,7 МДж ОЭ (житняк + пырей + типчак), при обеспеченности 1 корм. ед. переваримым протеином от 52,7 до 88,4 г.

12. Одним из основных показателей фотосинтетической деятельности травосмесей, определяющих их продуктивный потенциал, является площадь листьев, фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза. Наиболее высокие показатели площади листьев и ФП характерны для травосмеси волоснец + пырей (17,2 тыс м2/га, ФП - 568 тыс м2•сутки). Более высокий показатель ЧПФ (2,88 т/м2•сутки) и урожайность сухой массы 1,55 т/га отмечалась в травосмеси житняк + пырей.

13. Из изучаемых в коллекционном питомнике видов многолетних мятликовых трав более высокой продуктивностью характеризовались волоснец ситниковый (1,32 - 2,28 т/га сухой массы), типчак (сортообразец) 1,47 - 1,82 т/га, кострец прямой (1,35 - 1,98 т/га). Из экотипов прутняка по продуктивности несколько выделялись прутняк песчаный (сорт Джангар) 1,76 - 3,23 т/га сухой массы, песчаный (Ставропольский край) 1,04 - 2,97 т/га, каменистый (Узбекистан) 0,76 - 3,21 т/га сухой массы.

Из изучаемых образцов терескена более высокая урожайность сухой массы отмечалась у терескена серого (сорт Бар) 2,48 - 3,03 т/га и терескена

Эверсмана (2,15 - 2,36 т/га).

Продуктивность изучаемых образцов камфоросмы различалось незначительно и достигала от 1,28 до 3,38 т/га (камфоросма Лессинга), от 1,11 до 3,02 т/га сухой массы у камфоросмы марсельская.

14. Энергетическая эффективность использования старовозрастных посевов по ОЭ показала, что наиболее высоким (3,04) КЭЭ был на травостоях прутняка песчаного, при 3,03 у камфоросмы Лессинга, 2,72 у терескена серого (сорт Бар) и 2,04 на травостоях волоснеца ситникового.

Величина чистого дохода при использвоании сеяных старовозрастных травостоев достигает от 1173 до 2237 р/га, при уровне рентабельности от 178 до 272%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для формирования устойчивых агроценозов кормовых культур ан светло-каштановых почвах Республики Калмыкия следует использовать многолетние мятликовые травы (житняк, волоснец, типчак, пырей). Более продуктивны травосмеси с участием житняка и пырея.

Норма высева в одновидовых посевах - 5,0 млн всхожих семян на гектар, в травосмеси по 2,5 млн всхожих семян каждого компонента. Более продуктивны травосмеси из 2-х - 3-х компонентов.

Агротехника посева включает подготовку почвы по типу чёрного пара, срок посева весенний, беспокровный. Уход за посевами первого года заключается в подкашивании сорняков.

2. Для улучшения малопродуктивных пастбищ на светло-каштановых почвах Республики Калмыкия следует использовать мятликовые травы и многолетние полукустарники (прутняк, терескен, камфоросма), что позволяет формировать более устойчивые с высокой продуктивностью травостои. При создании долголетних пастбищ следует в травосмеси включать кроме мятликовых видов терескен серый (сорт Бар) или терескен Эверсмана, прутняк песчаный (сорт Джангар), прутняк песчаный из Ставропольского края, каменистый из Узбекистана, камфоросму (Лессинга).

Продуктивное долголетие при рациональном использовании может составлять до 10 - 15 лет.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Формирование биомассы злаковых травосмесей в аридной зоне. Кормопроизводство - 6, 2007 год, стр. 17-19.

Климатические факторы и продуктивность продуктивность аридных кормовых культур. Астрахань, 2007г., Актуальные проблемы современных аграрных технологий, стр 100-102.

Изменение агрофизических свойств почвы в зависимости от видового состава возраста сеяных агроценозов. Элиста, 2007год, Вестник института - 1, стр. 66-69.

Адаптационные способности аридных кормовых культур. Сборник научных трудов Прикаспийского НИИ аридного земледелия.

Размещено на Allbest.ru