Совершенствование технологии возделывания люцерны на фуражные цели для стабилизации кормопроизводства и повышения продуктивности пашни на черноземах Западного Предкавказья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.09, доктор сельскохозяйственных наук Горковенко, Леонид Григорьевич

• Горковенко, Леонид Григорьевич
• доктор сельскохозяйственных наук
• 2008

Оглавление диссертации доктор сельскохозяйственных наук Горковенко, Леонид Григорьевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ЗНАЧЕНИЕ МНОГОЛЕТНИХ БОБОВЫХ ТРАВ

В КОРМОПРОИЗВОДСТВЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Роль многолетних бобовых трав в кормопроизводстве

1.2 Значение многолетних бобовых трав в биологизации земледелия

1.3 Влияние приемов агротехники и технологий возделывания на продуктивность многолетних трав

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Почвенно-климатические условия

2.2 Условия и методика исследований

2.3 Агротехника в опыте

2.4 Погодные условия в годы проведения исследований

3. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ СОРТОВ ЛЮЦЕРНЫ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ И ЗАРУБЕЖНОЙ СЕЛЕКЦИИ

4. РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛЮЦЕРНЫ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ

4.1 Сроки наступления фаз вегетации и продолжительность межфазных периодов

4.2 Динамика густоты стояния и биометрические показатели растений люцерны

4.3 Накопление массы растений люцерны

4.4 Содержание макроэлементов в растениях люцерны

4.5 Распространение и масса сорных растений в агроценозе люцерны

4.6 Развитие болезней и распространение вредителей в агроценозе

4.7 Продуктивность люцерны

4.7.1 Урожайность культуры

4.7.2 Качество зеленой массы

5. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ АГРОПРИЕМОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЛЮЦЕРНЫ НА ИЗМЕНЕНИЕ ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИХ, АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ

И ПОЧВЕНННОЙ БИОТЫ

5.1 Изменение водного режима почвы и эффективность использования влаги

5.2 Динамика агрегатного состава и плотности почвы

5.3 Изменение содержания гумуса в почве под люцерной

5.4 Влияние технологий возделывания люцерны на микробиологическую активность почвы

6. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛЮЦЕРНЫ, КАК ПРЕДШЕСТВЕННИКА КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР

6.1 Структура урожайности озимой пшеницы сорта Батько

6.2 Урожайность зерна озимой пшеницы сорта Батько после люцерны

6.3 Качество зерна озимой пшеницы

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ МНОГОЛЕТНИХ БОБОВЫХ

ТРАВ И ПОСЛЕДУЮЩЕЙ КУЛЬТУРЫ

7.1 Биоэнергетическая эффективность технологий возделывания люцерны

7.2 Экономическая эффективность технологий возделывания люцерны

7.3 Экономическая и биоэнергетическая эффективность технологий возделывания озимой пшеницы после люцерны

ВЫВОДЫ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии возделывания люцерны на фуражные цели для стабилизации кормопроизводства и повышения продуктивности пашни на черноземах Западного Предкавказья»

Актуальность темы. Повышение продуктивности пашни и увеличение производства и качества высокобелковых кормов, без чего невозможен дальнейший рост продукции животноводства, в настоящее время является важнейшей задачей АПК России, ЮФО и Краснодарского края. Решение этой задачи должно быть осуществлено, прежде всего, за счет внедрения в производство высокопродуктивных культур. Критерием продуктивности той или иной кормовой культуры является выход кормовых единиц с 1 га посева. По этому показателю первое место принадлежит кукурузе и сахарной свекле. Однако, ценность кормов определяется не только количеством кормовых единиц, а и достаточным содержанием переваримого протеина, минеральных солей и витаминов. Важное значение в увеличении производства сбалансированных кормов имеет многолетняя высокобелковая бобовая трава - люцерна. Она дает высокобелковый, богатый витаминами корм. В 100 кг зеленой массы содержится 17 кг кормовых единиц и 3,6 кг переваримого протеина, в сене соответственно 49 и 9,6, травяной муке - 65 и 13,5, сенаже - 28 и 5,5 кг. На 1 кормовую единицу в этих кормах приходится от 150 до 200 г переваримого протеина при норме 100 г, содержащего все важные аминокислоты [ 42 ].

Велико и агротехническое значение люцерны, прежде всего как азотфик-сирующей культуры. Азот люцерны, в отличие от азота минеральных удобрений (иногда органических), не загрязняет окружающую среду, легко усваивается другими растениями. Например, каждый гектар люцерны оставляет в почве после распашки пласта до 350 кг/га азота против 90-100 кг у клевера и 200250 кг у эспарцета [ 48,148,190 ]. Кроме того, возделывание люцерны позволяет резко снизить затраты на все дорогостоящие азотные удобрения, внесение которых также наносит немалый вред природе. Поэтому, пласт люцерны - великолепный предшественник для озимой пшеницы. Люцерна - важнейший компонент травосмесей как на богаре, так и орошаемых культурных пастбищах в степных, сухостепных регионах [ 243 ].

Люцерна не только прекрасная кормовая культура, но и растение, имеющее большое мелиоративное значение. Она улучшает физико-химические и биологические свойства почвы, повышает ее плодородие. Ей принадлежит важнейшая роль в предотвращении засоления орошаемых земель [ 160 ].

Однако, несмотря на исключительную ценность культуры, люцерне в последнее десятилетие уделяется недостаточное внимание. Не в полной мере используются ее биологические, агротехнические возможности и кормовые достоинства.

В настоящее время площади под травами сократились, многие хозяйства выращивают люцерну в выводных полях, что существенно ограничивает ее благоприятное воздействие на почву, снижает эффективность севооборотов. Интересы сельскохозяйственного производства ставят задачу введения в севообороты двух полей многолетних трав, что повлечет за собой увеличение их посевов до 700-740 тыс. га, т. е. около 17,5% от всей площади пашни. В Краснодарском крае на конец 2000 г. эта культура занимает площадь 469,2 тыс. га [38]. В полевых севооборотах площади под многолетними травами составляют всего 10-12% и менее в структуре посевных площадей. Если в США площадь под люцерной составляет 12 млн. га, Аргентине - 7,5 млн. га, то в России всего 4,4 млн. га, что свидетельствует о недостаточной роли этой культуры. К тому же урожайность многолетних трав в России в 2-3 раза ниже потенциальных ее возможностей в связи с недостаточно обоснованной технологией возделывания.

В настоящее время во всем мире ставится задача перехода к сбалансированному сельскому хозяйству. Важным звеном при переходе к сбалансированному биологизированному земледелию является люцерна, которой в севообороте необходимо создать условия для получения стабильно высоких урожаев и азотфиксации.

С точки зрения сбалансированного сельского хозяйства роль многолетних трав в земледелии значительно шире. Наряду с уже названным позитивным влиянием этих культур на содержание гумуса в почве, на ее структурноагрегатный состав, водно-воздушный режим, огромна роль люцерны как фито-мелиоранта, прекрасного кормового растения и симбиотического азотфиксато-ра. Масштабы биологической фиксации азота люцерной огромны. По данным А. В. Лабынцева, в среднем за 1986-1995 гг., за ротацию 10-польного севооборота люцерна трех лет жизни накапливала фиксированного азота на естественном неудобренном фоне 374 кг/га, на фоне 5 т навоза + (NPK)30 - 514, на фоне 7,6 т навоза + (NPK)30 - 581 и на фоне 10,5 т навоза + 2,7 т побочной растительной продукции составил 506 кг/га. Варьирование по годам объемов азот-фиксации люцерны за ротацию на неудобренном фоне не превышало 32, а на удобренном варианте - до 39%.

Использование биологического азота в земледелии обеспечивает снижение энергозатрат, экономию материальных ресурсов, уменьшает загрязнение окружающей среды продуктами деградации азотных удобрений, способствует сохранению плодородия почвы, решает в определенной степени проблему дефицита растительного белка. Это позволяет в сбалансированном сельскохозяйственном производстве решить проблему сохранения плодородия почвы, повышения продуктивности пашни и получения конкурентоспособной растениеводческой и животноводческой продукции.

Цель и задачи исследований. Целью работы является теоретическое обоснование и разработка приемов оптимизации технологии возделывания люцерны на фуражные цели, обеспечивающих стабилизацию производства высокобелковых кормов, повышение продуктивности пашни в зернотравянопро-пашном севообороте на черноземах Западного Предкавказья.

Для реализации цели были поставлены задачи:

- дать сравнительную оценку сортов люцерны отечественной и зарубежной селекции;

- изучить влияние различных агроприемов и технологий возделывания на рост, развитие и формирование урожая и его качество люцерны первого, второго и третьего годов жизни в неорошаемых и орошаемых условиях;

- установить влияние технологий возделывания люцерны на агрофизические, агрохимические свойства черноземов, их водно-воздушный режим;

- установить роль многолетних бобовых трав в стабилизации производства высококачественного зерна озимой пшеницы;

- изучить влияние технологий возделывания на количественный и качественный состав почвенной биоты и фитосанитарное состояние посевов люцерны и озимой пшеницы;

- дать экономическую и биоэнергетическую оценку технологий возделывания люцерны.

Новизна работы состоит в том, что впервые в условиях Западного Предкавказья дано теоретическое обоснование и разработаны технологии возделывания люцерны, основанные на сочетании факторов плодородия почвы, минерального питания, способов основной обработки почвы и систем защиты растений в неорошаемых и орошаемых условиях, обеспечивающие стабилизацию кормовой базы для животноводства, сохранение и повышение плодородия почвы, повышение конкурентной способности продукции через биологизацию земледелия.

Практическая значимость работы. Сельскохозяйственному производству предложены альтернативные экономически и энергетически обоснованные технологии возделывания люцерны, обеспечивающие экономически оправданный уровень урожайности зеленой массы и сена. Хозяйства получают возможность выбора технологий, обеспечивающих высокую урожайность и максимальную рентабельность выращивания люцерны на фураж в зависимости от финансового, организационно-технологического уровня и почвенно-климатических условий, а также повышающих продуктивность последующих культур в севообороте.

Полученные результаты работы являются составной частью рекомендаций «Особенности ухода за посевами озимых колосовых культур, многолетних трав и возделывание яровых культур в 2003 году» (Краснодар, 2003), монографии «Люцерна. Биология и агротехнические приемы выращивания на юге России» (Краснодар, 2006).

Апробация разработанных альтернативных технологий возделывания люцерны проводилась в учхозах «Кубань» и «Краснодарское» Кубанского гос-агроуниверситета, в хозяйствах «Нива Кубани» и Агроколледж Брюховецкого района, «Победа» Каневского района, им.Ильича Ленинградского района Краснодарского края в 2001-2006 гг. Люцерна в этих хозяйствах возделывается в ротации севооборота на 14-17% площадей.

В агрофирме «Победа» Каневского района после внедрения биологизи-рованной системы земледелия на агроландшафтной основе с рациональным использованием люцерны и эспарцета экономический эффект от растениеводства в 2006 г. составил 29,6 млн. рублей, в целом по хозяйству 127,9 млн. рублей, повысилось плодородие обыкновенного чернозема, снизилось применение минеральных удобрений на гектар пашни в 1,7 раза.

На защиту выносятся основные положения научной новизны, практической значимости и конкретные результаты исследований, изложенные в выводах диссертации.

Реализация результатов работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных (1995-2004) научных конференциях Кубанского госагро-университета, на Всероссийских и международных научно-практических конференциях (Краснодар, 1998, 2002, 2004; Москва, 1999, 2002; Пущино, 1996), на совещаниях - семинарах руководителей и специалистов хозяйств районов Краснодарского края по вопросам технологии возделывания многолетних трав в 1997-2004 гг., на заседании научно-методического совета КубГАУ при подготовке сборника «Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края» (Краснодар, 1997, 2002).

Работа выполнялась в Кубанском государственном аграрном университете в соответствии с планом НИР по комплексным темам в 1995-2006 гг. -№ 01960009000 и № 01200113454.

В диссертации использованы данные, полученные под руководством или при непосредственном участии автора, а также часть материалов других исследователей, являющихся результатом совместной работы.

Автор глубоко признателен и выражает искреннюю благодарность научному консультанту - доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н. Г. Малюге за неоценимую помощь в разработке программы, проведении исследований и подготовке данной диссертации, соавторам публикаций и сотрудникам кафедр растениеводства, орошаемого земледелия, защиты растений, почвоведения, физиологии и биохимии за помощь и непосредственное участие в проведении наблюдений, учетов и анализов в полевых стационарных и краткосрочных исследованиях и лабораторных опытах.