Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по сельскому хозяйству  

На правах  рукописи

Спиридонов

Анатолий Михайлович

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИНТЕНСИВНОГО ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЛУГОВЫХ БОБОВЫХ РАСТЕНИЙ

НА СЕВЕРО-ЗАПАДЕ РОССИИ

Специальность: 06.01.01 Ц общее земледелие и 06.01.06 Ц луговодство, лекарственные и эфирно-масличные культуры

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

доктора сельскохозяйственных наук

Санкт-Петербург

2011

Работа выполнена на кафедре земледелия и луговодства ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

Научный консультант - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лепкович Игорь Павлович

Официальные оппоненты:

- доктор сельскохозяйственных наук, профессор 

  Благовещенский Герман Викентьевич;

- доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Донских Иван Николаевич,

- доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Ганичева Валентина Вадимовна

Ведущая организация - ГНУ Псковский НИИ сельского хозяйства РАСХН

Защита состоится л 10 февраля  2012  г. в 13.30  час. на заседании диссертационного совета Д 220.060.01 при ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный аграрный университет по адресу: 1966001, Санкт-Петербург - г. Пушкин, Петербургское шоссе, д. 2., корп. 1а, ауд. 330

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

Автореферат разослан л_________________2011 г. и  размещён на сайте ВАК РФ.

Учёный секретарь диссертационного совета,

доктор  сельскохозяйственных наук, профессор                       А.Л. Кокорина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В кормопроизводстве России по-прежнему остро стоит проблема обеспечения животных кормовым белком, в решении которой приоритетное значение отводится луговым бобовым растениям (многолетним травам), которые по урожайности и белковой продуктивности превосходят многие кормовые культуры. Наряду с высокой питательной ценностью, они служат лучшими предшественниками для большей части культур в полевых, кормовых и специальных севооборотах. Возделывание многолетних бобовых трав способствует оптимизации микробиологической активности почвы, улучшению ряда её физико-химических свойств, накоплению органической массы в виде корневых и пожнивных остатков, обогащению почвы важными для жизни растений химическими элементами (азотом, фосфором, калием, кальцием и другими), в результате чего существенно повышается почвенное плодородие.

Особая положительная роль луговых бобовых растений в земледелии определяется их биологическими особенностями. Симбиоз бобовых растений с клубеньковыми бактериями обеспечивает ассимиляцию молекулярного азота воздуха. Симбиотический азот бобовых трав обеспечивает снижение энергозатрат, экономию материальных ресурсов, получение дешевого сбалансированного по аминокислотному составу белка. Очевидна высокая экологичность использования биологического азота. В настоящее время недооцениваются возможности получения высокобелковых кормов за счет реализации биологического потенциала бобовых культур из-за низкого уровня агротехники. Кроме того, ощутимым препятствием для расширения посевов бобовых культур является нехватка семенного материала. При решении данных актуальных  в современных условиях России проблем важным является разработка приемов возделывания бобовых растений в конкретных природно-климатических зонах, в частности на Северо-Западе Нечерноземья,  с целью получения высококачественной продукции при максимальной реализации биологического потенциала луговых бобовых растений. 

Цель и задача исследований: основной целью являлось научное обоснование широкого и интенсивного возделывания луговых травостоев с различными многолетними видами и сортами  бобовых растений: клеверов лугового, гибридного и ползучего, люцерны изменчивой. Для этого были  решены следующие задачи:

1. Оценить биологические и хозяйственные особенности и потенциал разнообразных видов и сортов бобовых растений;
2. Изучить динамику видового состава бобово-злаковых травостоев, ритмики сезонного развития, их плотности в зависимости от сортового разнообразия, состава травостоя, интенсивности и характера использования;
3. Определить потенциал продуктивности надземной и подземной фитомассы по комплексу показателей: урожайности кормовой массы, продуктивности подземной фитомассы, продуктивности азотфиксации;
4. Определить качественные показатели травяных кормов, получаемых при интенсивном укосном и пастбищном использовании травостоев;
5. Дать агроэнергетическую оценку эффективности создания и использования многолетних травостоев;
6. Разработать рекомендаций производству по использованию ресурсоэффективных сортов луговых бобовых растений для целенаправленного конструирования укосных и пастбищных травостоев повышенной продуктивности.

ичное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации, составляет 85%: в том числе теоретическое обоснование гипотез опытов и разработка их схем, проведение многолетних полевых, вегетационных и производственных опытов, со всеми сопутствующими наблюдениями, анализ полученных данных, статистическая обработка результатов экспериментов, написание и оформление диссертации.

Степень достоверности результатов проведённых исследований. Достоверность полученных научных результатов подтверждается применением научных луговодческих методик, обработке полученных данных методами дисперсионного, корреляционного анализов, а также масштабной производственной проверкой технологических разработок автора.

Научная новизна исследований. В условиях Северо-Запада России впервые дана комплексная биолого-хозяйственная оценка интенсивного и многолетнего использования бобово-злаковых травостоев, созданных на основе широкого современного сортового разнообразия распространённых видов луговых бобовых растений для получения высококачественных травяных кормов. Показано  приоритетное средообразующее значение и практический вклад бобово-злаковых травостоев в сохранение и преумножение почвенного плодородия за счёт накопления большой массы органического вещества и биологически связанного экологически безопасного азота. Впервые для условий Северо-Запада России на основе проведённых исследований разработаны практические рекомендации по широкому производственному использованию ресуросоэффективных сортов малораспространённых и традиционных видов луговых бобовых растений: люцерны изменчивой и клевера гибридного, а также клевера лугового и клевера ползучего.

Практическая ценность. Изученное сортовое разнообразие видов луговых бобовых растений позволяет рекомендовать к производственному использованию ресурсоэффективные сорта, способные формировать травостои с продуктивностью 9 13 т СМ с 1 га в год,  при концентрации энергии в 1 кг сухой массы 9 11 МДж ОЭ, чистом энергетическом доходе  27,5 74,1  ГДж на 1 га в год и биоэнергетическим коэффициентом 1,9 4,3. Продуктивное долголетие злаково-бобовых агрофитоценозов может поддерживаться до 7 и более лет, при этом они способны ежегодно формировать от 4,3 до 8,0 тонн органического вещества, фиксировать от 110 до 182 кг азота воздуха на 1 гектар.

Реализация результатов исследований. Результаты, полученные автором, проверены и внедрены в производство на площади свыше 300 га в сельскохозяйственных предприятиях Ленинградской области (ЗАО Агротехника Тосненского района, ОАО ПЗ Новоладожский Волховского района, ЗАО ПЗ Раздолье Приозерского района). Результаты обсуждены на семинарах и научно-практических конференциях специалистов сельского хозяйства Ленинградской области и других регионов России в 1998-2010 гг. Материалы исследований использовались при проведении теоретических и практических занятий в учебном процессе ФГОУ ДПОС Академия менеджмента и агробизнеса Нечернозёмной зоны Российской Федерации в 1997-2011 г.г.

Апробация работы. Материалы исследований были доложены на различных конференциях Ленинградского СХИ (ЛГАУ, СПбГАУ): 1989, 1990, 1991, 1993, 1994, 1995, 1998, 2009; Нижегородского СХИ: 1988; Великолукского СХИ (ВГСХА): 1989, 1992, 2007;  Новгородского СХИ, НСХА, НовГУ: 1998;  Института Вайнштефан (Fachhochschule Weihenstephan) г. Мюнхен, ФРГ: 1997; Мюнхенского технического университета (Technische Universitt Muenchen) г. Мюнхен, ФРГ: 1997; ФГОУ ДПОС Новгородский ИППК: 2002, 2007; Крестьянский госуниверситет имени Кирилла и Мефодия (г. Луга): 2004;  ФГОУ ДПОС Чувашский ИППК: 2006; ГНУ Костромской НИИСХ: 2006; Университета Хоенхайм (Universitaet Hohenheim) г. Штутгарт, ФРГ: 2008; Волгоградская ГСХА: 2010; ФГОУ ДПОС Краснодарский РИА: 2010. 

Полнота изложения материалов диссертации в работах, опубликованных автором. Основные положения диссретации и научные результаты всесторонне отражены в 66 публикациях соискателя, включающих 13 научных статей в журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ; 3 научных статьи в изданиях международных конгрессов и конференций, 1 учебное пособие с грифом Минсельхоза РФ, 1 монография, 10 научно-методических разработок и 38 статей в различных изданиях.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 250 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, содержит 24 таблицы, 30 рисунков и 45 приложений. Список использованной литературы включает 357 источников, в том числе 76  иностранных авторов.

       Основные положения, выносимые на защиту:

• использование сортового разнообразия луговых бобовых растений в травостоях интенсивного типа является необходимым и достаточным условием для решения проблемы получения высококачественных травяных  кормов;
• введение в ассортимент луговых бобовых растений видов люцерны способствует продлению продуктивного долголетия луговых угодий;
• долголетнее возделывание луговых бобовых растений  способствует обогащению почв органическим веществом и биологически связанным азотом, накопленным в результате симбиотической деятельности бобовых растений и клубеньковых бактерий;
• создание бобово-злаковых травостоев с современными ресурсоэффективными сортами луговых бобовых растений (клеверов лугового, гибридного, ползучего, люцерны изменчивой) является действенным фактором экономного расходования ресурсов в кормопроизводстве и земледелии;
• возделывание луговых бобовых растений в травостоях интенсивного использования является агроэнергетически  и биоэнергетически эффективным элементом кормопроизводства на Северо-Западе России.

       

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Эколого-хозяйственное значение и роль луговых бобовых растений в кормопроизводстве и земледелии. В главе раскрыто всестороннее значение луговых бобовых растений на основе обзора научной  литературы по указанной тематике.
2. Условия, объекты, методика и программа проведения исследований. Исследования проводились в длительных полевых и производственных опытах в условиях Ленинградской области Северо-Западного региона РФ.
1. Характеристика природных условий Северо-Западного региона России.
1. Климатические условия Северо-Запада и погодные условия в годы проведения исследований.

Климатические условия Северо-Запада России в целом благоприятны для роста и развития луговых бобовых трав. Осложняющим аспектом при этом может являться неравномерность поступления того или иного фактора в течение вегетационного периода. В течение вегетационных периодов во все годы проведения опытов (за редким исключением: 1993 и 2000 г.г.) складывались условия достаточного обеспечения растений теплом. При этом приход тепла в течение вегетационных периодов характеризовался неравномерностью. Это, в свою очередь, оказало соответствующее влияние на динамику роста и развития растений и обусловило формирование урожая биомассы травостоев. В годы проведения исследований вегетационные периоды характеризовались неравномерным поступлением влаги атмосферных осадков. Неравномерность выпадения осадков является существенной чертой климата на Северо-Западе Российской Федерации. Несмотря на неравномерность выпадения осадков по годам, сопровождаемая засушливыми периодами, лучшая влагообеспеченность растений на Северо-Западе России объясняется более высокой влажностью воздуха и меньшей испаряемостью в течение вегетации и за год. Эта особенность делает довольно относительными не только данные по сумме осадков за вегетационный период и за год, но и величину ГТК (гидротермического коэффициента) как показателя увлажнения, если он вычисляется по данным за весь период вегетации, т.к. при этом не учитывается динамичность фактического увлажнения. Избыточно влажными, с показателем ГТК выше 1,5, характеризовались в основном начало и конец вегетации (май и сентябрь) 1987, 1990, 1991, 1996, 2000, 2001, 2003, 2004 гг. Тогда, по некоторым периодам ГТК составлял 4,3 (май 1996 г.) и даже 6,1 - 7,4 (сентябрь 1997 и 2000 г.г. соответственно). Это значит, что поступавшая с осадками влага и невысокая температура воздуха являлись в суммирующем эффекте не благоприятным, а напротив - стрессовым фактором для роста и развития растений. Как и, наоборот, в июне, июле и августе ГТК в основном (за редким исключением 1991, 1993, 1998, 2000 г.г.)  был в пределах 0,4-0,9, что свидетельствовало о наступлении засушливых периодов. Это не могло не отразиться соответствующим образом на динамике формирования продуктивности травостоев.

Таким образом, метеорологические условия были в основном благоприятными для роста и развития луговых бобовых растений. И лишь в отдельные годы и в отдельные периоды наблюдались отклонения от среднемноголетних показателей. Это негативным образом сказалось на условиях формирования биопродуктивности изучаемых травостоев, о чём будет отмечено в соответствующей главе работы.

2.1.2. Почвы Северо-Запада и опытных участков. Основным типом почв на Северо-Западе России являются подзолистые, бедные перегноем и отличающиеся значительной кислотностью. Там, где преобладает травяная растительность сформировались дерново-подзолистые почвы. Основными почвообразующими породами являются глины, суглинки, пески и торф. Сельскохозяйственное использование почв области требует в большинстве случаев их искусственного улучшения (мелиорации).

Полевые опыты №1-3 были заложены на большом опытном поле Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. Опытное поле расположено в черте города Пушкина на равнинном участке рельефа, что наряду с другими геоморфологическими факторами обеспечивало режим увлажнения как типичный суходольный. Почва тяжелосуглинистая дерновослабоподзолистая, подстилающая порода моренная карбонатная глина. Мощность пахотного горизонта 23-25 см. Содержание органического вещества в пахотном горизонте 4,28%. В 100 г воздушно-сухой почвы содержание подвижных форм Р2О5 составляло 12,0 мг, К2О - 18 мг. Кислотность почвенного раствора рН KCl - 5,7 (почва слабокислая). Плотность почвы пахотного горизонта 0,97 г/см3. Плотность подпахотного горизонта 1,25-1,30 г/см3. Показатель плотности почвы наряду с агрохимическими данными позволяет характеризовать её как достаточно высоко окультуренную.

Производственные опыты №4 и №5  были заложены в условиях сельскохозяйственного предприятия ЗАО Агротехника Тосненского района Ленинградской области. Опытные участки в 16,8 га и 21 га расположены на равнинной местности вблизи д.Коркино. Режим увлажнения - суходольный. Почва среднесуглинистая дерновослабоподзолистая. Пахотный горизонт углублённый, мощность пахотного слоя 28 см (данное сельхозпредприятие имеет картофельно-овощной севооборот на площади более 700 га, поэтому культура земледелия и агротехника на высоком уровне). Содержание органического вещества 4,67%. В 100 г воздушно-сухой почвы содержание подвижных форм Р2О5 составляло 14,0 мг, К2О - 17 мг. Кислотность почвенного раствора рН KCl - 5,9 (почва слабокислая). Плотность почвы пахотного горизонта 0,95 г/см3. Плотность подпахотного горизонта 1,15-1,19 г/см3. Показатель плотности почвы наряду с агрохимическими данными позволяет характеризовать её как хорошо окультуренную. Для оптимизации водно-воздушного режима на участках перед закладкой опыта было проведено чизелевание почв на глубину 55-60 см, что позволило разрушить плужную подошву в почвах и значительно улучшить водный и воздушный баланс.

2.   Объекты исследований. 2.2.1 Схемы опытов

Опыт №1, проводился в 1987-1989 годах. Цель опыта: сравнить одновидовые и бобово-злаковые травостои шести распространённых сортов клевера лугового, по одному сорту клевера гибридного и клевера ползучего в однокомпонентных травостоях (каждый сорт высевался в чистом виде), двухкомпонентных смесях каждого сорта с районированным в Ленинградской области сортом Сиворицкий - 416, двухкомпонентных смесях каждого сорта с тимофеевкой луговой и трехкомпонентные смеси каждого сорта с Сиворицким - 416 и тимофеевкой луговой.

Схема опыта:

Блок А. Виды и сорта клеверов в одновидовом посеве: клевер луговой - Сиворицкий 416, Йыгева 433, Йыгева 205, Гермес, Матри и Марино; клевер гибридный Йыгева 2; клевер ползучий Волат.

Блок Б. Двухкомпонентная смесь видов и сортов клевера (что и в блоке А) с клевером луговым сорта Сиворицкий 416.

Блок В. Двухкомпонентная травосмесь каждого вида и сорта клевера (что и в блоке А) с тимофеевкой луговой.

Блок Г. Трёхкомпонентная смесь каждого вида и сорта (что и в блоке А) с Сиворицким 416 и тимофеевкой луговой.

Использование травостоев укосное: двух- и трехкратное за вегетационный период. Опыт проводился в четырёхкратной повторности. Площадь делянки составляла 24 м2. Общая площадь опыта - 0,42 га.

По этой же программе проводились параллельные опыты с учёными Эстонского НИИ животноводства и ветеринарии (г. Тарту), в которых использовались одинаковые сорта трёх видов клевера. Постоянно осуществлялся обмен полученными данными, проводился взаимомониторинг опытов обеими сторонами.

Опыт №2, проводился в 1991-1995 годах. Цель опыта: выявить оптимальный(-е) злаковые компоненты для наиболее распространенных сортов луговых бобовых растений: клеверов лугового и гибридного и люцерны изменчивой при интенсивном укосном использовании.

Схема опыта:

Блоки А и Б травосмеси сортов клевера лугового: блок А: 1. Сиворицкий 416 + тимофеевка луговая; 2. Сиворицкий 416 + ежа сборная, 3. Сиворицкий 416 + кострец безостый и Седум с тимофеевкой луговой.  Блок Б: 4. Седум + тимофеевка луговая; 5. Седум + ежа сборная; 6. Седум + кострец безостый.

Блоки В и Г травосмеси сортов люцерны изменчивой: блок В: 7. Северная Гибридная 69 + тимофеевка луговая; 8. Северная Гибридная 69 + ежа сборная, 9.  Северная Гибридная 69 + кострец безостый. Блок Г: Вега 87 + тимофеевка луговая; Вега 87 + ежа сборная; Вега 87 + кострец безостый.

Блоки Д и Е травосмеси сортов клевера гибридного. Блок Д: Йыгева 2 + тимофеевка луговая; Йегева 2 + ежа сборная; Йыгева 2 + кострец безостый. Блок Е: Лужанин + тимофеевка луговая; Лужанин + ежа сборная; Лужанин + кострец безостый.

Опыт проводился в четырехкратной повторности. Площадь делянки составляла 10 м2 . Использование травостоя укосное: двухкратное за сезон. Первый укос в фазу полной бутонизации-начала цветения клевера, второй - в фазу цветения клевера лугового. Контролем на опыте послужила травосмесь сорта клевера лугового Сиворицкий 416 с тимофеевкой луговой.

Опыт №3, проводился в 1994-1999 годах. Цель опыта: сравнить по комплексу показателей продуктивности травостои сортов люцерны различного географического происхождения: сорта северной селекции  ВНИИ кормов им. Вильямса (Северная Гибридная 69, Вега 87, Пастбищная 88, Лада) с растениями сортов прибалтийской селекции (Межотненская, Скривери из Латвии) и люжной (Узгенская местная, Токмакская из Узбекистана).

Схема опыта. Блок А: Одновидовые посевы кадого сорта.

Блок Б: травосмеси каждого сорта с кострецом безостым.

Опыт проводился в трёхкратной повторности. Площадь делянки 32 м2 . Использование травостоя укосное: двухкратное за сезон. Первый укос в фазу полной бутонизации-начала цветения растений люцерны изменчивой, ориентируясь на районированный в Ленинградской области сорт Северная гибридная 69, второй укос - в фазу полного цветения люцерны. Контролем на опыте послужила травосмесь сорта люцерны изменчивой Северная гибридная 69 с кострецом безостым.

Опыт №4, проводился в 1998-2005 годах. Цель опыта: оценить в условиях интенсивного производственного использования пригодность растений различных сортов клевера лугового и люцерны изменчивой для составления разнопоспевающих травостоев в сырьевом конвейере (производственный опыт).

Схема опыта. Вариант 1. Сорт клевера лугового Сиворицкий 416 +  тимофеевкоа луговая (позднеспелый травостой). Вариант 2. Клевер луговой Седум + овсяница луговая (среднеспелый травостой). Варитант 3. Сорт люцерны изменчивой Вега 87 + кострец безостый. Вариант 4. Люцерна  Лада + кострец безостый.

Использование травостоя также укосное: двухкратное за сезон. Первый укос в фазу полной бутонизации-начала цветения растений клевера, второй - в фазу цветения. Контролем на опыте послужила травосмесь сорта клевера лугового Сиворицкий 416 с тимофеевкой луговой. Опыт проводился в трёхкратной повторности. Площадь делянки 24 м2 .

Опыт №5, проводился в 1998-2005 годах. Цель опыта: оценить  пригодность различных сортов клевера ползучего отечественной и зарубежной селекции, районированных в Российской Федерации для интенсивного пастбищного использования. Производственный опыт с четырьмя сортами клевера ползучего:

вариант 1. Белогорский 1 в двухкомпонентной травосмеси с райграсом многолетним (пастбищным) - контроль;

вариант 2: Белогорский 1 в трёхкомпонентной травосмеси с райграсом многолетним и ежой сборной;

вариант 3: сорт Волат в двухкомпонентной травосмеси с райграсом многолетним;

варинат 4: Волат в трёхкомпонентной травосмеси с райграсом многолетним и ежой сборной;

вариант 5: сорт клевера ползучего Клондайк в двухкомпонентной травосмеси с райграсом многолетним;

вариант 6: сорт клевера ползучего Клондайк в трёхкомпонентной травосмеси с райграсом многолетним и ежой сборной;

вариант 7: сорт Милканова в двухкомпонентной травосмеси с райграсом многолетним;

вариант 8: сорт клевера ползучего Милканова в трёхкомпонентной травосмеси с райграсом многолетним и ежой сборной.

Опыт проводился в трёхкратной повторности. Площадь делянки 24 м2 .

Использование травостоя пастбищное: от 5 до 7 циклов стравливаний за пастбищный период в зависимости от погодных  условий вегетационных периодов. Первое стравливание в фазу кущения райграса многолетнего -ветвления клевера ползучего при высоте растений от 12 до 14 см. Контролем на опыте послужила травосмесь районированного в Ленинградской области сорта клевера ползучего Белогорский 1 с райграсом многолетним.

2.2.2  Характеристика видов и сортов луговых бобовых растений. Гипотезой опытов послужило уточнение агрономической и экологической характеристики наиболее распространенных в Европейской части России сортов основных видов луговых бобовых растений: клеверов лугового, гибридного и ползучего, а также люцерны изменчивой при интенсивном использовании в одновидовых и бобово-злаковых травостоях. В работе приводится подробная характеристика сортов клевера лугового: Сиворицкий 416, Седум (селекции СЗНИИСХ), Йыгева 433, Йыгева 205 (эстонской селекции), клевера гибридного Йыгева 2 (эстонской селекции), Лужанин  (селекции СЗНИИСХ), клевера ползучего Белогорский 1 (селекции СЗНИИСХ), Волат (белорусской селекции), Милканова и Клондайк (селекции стран ЕС), люцерны изменчивой Северная гибридная 69, Вега 87, Лада, Пастбищная 88 (сорта северной селекции (ВИК), Скривери, Межотненская (сорта латвийской селекции), Токмакская и Узгенская (киргизские сорта люжной селекции).

2.3 Методика и программа проведения исследований

Методика проведения учётов на полевом и производственных опытах общепринятая. Весовым методом определялось с учётной площадки количество зелёной массы. Путём высушивания в сушильном шкафу при температуре 105 градусов до состояния ломкости стеблей растений определялась сухая масса. В сухой массе при биохимических исследованиях определялось содержание: - сырого протеина (расчётным методом по содержанию общего азота). Общий азот определялся по методу Къельдаля;

- сырого жира (эстрагированием этиловым эфиром в аппаратах Сокслета);

- сырой золы (озолением в муфельной печи);

- сырой клетчатки (по методу Геннеберга и Штомана);

- безазотистых экстрактивных веществ (расчётным методом по методике ВНИИ кормов, 1987).

Биохимические исследования образцов опытов №1, №2 и №3 проводились в лаборатории СПбГАУ. Образцы травы производственных опытов №№4 и 5 исследовались в лаборатории качества кормов и воды Ленинградской межобластной ветеринарной лаборатории.

Видовой состав определялся по классической в луговодстве методике, основанной на весовом принципе. Из урожая зелёной массы отбирался средний образец массой 1 кг, разбирался по видам растений, которые затем высушивались до постоянной массы. Взвесив растения каждого вида и соотнеся к общей массе образца после высушивания, получали процентное выражение участия видов в травостое.

Индекс ценотической активности рассчитывался по методике ВНИИ кормов (Зотов, 2005) как соотношение доли участия вида в травостое ко времени скашивания (стравливания) к доле участия того же вида в травосмеси семян при посеве в процентном выражении.

Содержание фиксированного бобовыми растениями азота определялось методом сравнения с парующими площадками, разработанным учёными ВИУА и ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии (Трепачёв, 1983; Черемисов, 1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. Пути создания и формирование бобово-злаковых травостоев интенсивного использования

3.1 Обзор научной литературы по проблеме. В разделе дан подробный обзор классических и современных научных работ по указанной проблеме.

3.2  Динамика видового состава травостоев на опытах в зависимости от структуры травосмесей и характера хозяйственного использования

3.2.1 Видовой состав скашиваемых травостоев по годам использования в зависимости от состава травосмеси

Проведенные нами наблюдения на полевых опытах №1 и №2 с различными вариантами травостоев клевера лугового, клевера гибридного, клевера ползучего и люцерны изменчивой с тремя различными видами злаковых компонентов: тимофеевкой луговой, ежой сборной и кострецом безостым показали, что динамика видового участия характеризуется крайней неравномерностью. Так, максимальное участие растений клевера лугового и клевера гибридного по всем изучаемым сортам наблюдается в первый год пользования травостоем: от 81 до 97,8% и колеблется в зависимости от вида злакового компонента. Индекс ценотической активности, как одна из важнейших характеристик конкурентоспособности вида (отношение процентного участия растений вида в травостое к процентному участию семян данного вида в травосмеси) был достаточно высоким и составлял 1,15 - 1,39.

Во второй год пользования (третий год жизни растений) участие клевера хотя и снижается до 36,7% в травостоях с кострецом безостым и 42,9% - с ежой сборной, но всё же остаётся достаточно высоким. Индекс ценотической активности колебался от 0,52 до 0,61. Третий, и особенно четвёртый годы характеризуются резким снижением видового участия клевера лугового в травостое и даже выпадением его из травостоев. Это - типично и  вполне объяснимо с позиций биологии данного вида.

       Растения клевера гибридного даже на третий и четвёртый годы пользования травостоем сохраняют своё видовое участие в пределах 30-40% и лишь к концу вегетации четвёртого года пользования снижают до 18-20% и на этом уровне с небольшими колебаниями по годам сохраняют его ещё и на пятый и даже на шестой год пользования травостоем (седьмой год жизни растений). Индекс ценотической активности для клевера гибридного снижался от 0,55-0,57  (третий-четвёртый годы пользования травостоями) до 0,25-0,27 (пятый-шестой годы).

Динамика участия растений клевера лугового неодинаково обуславливается присутствием злакового компонента травостоя. Активно потесняют растения клевера уже на второй год пользования все злаковые компоненты и, особенно - ежа сборная. Её участие в этот период составляет до 55,6-59,0% в травостоях с растениями сорта Седум. На третий и четвёртый годы пользования травостоями злаки явные доминанты. А по некоторым вариантам из-за ожесточённой конкуренции и в силу биологических особенностей вида, растения клевера лугового выпадают из травостоя и их нишу занимают сорные растения. Засорённость травостоев клевера лугового в этот период достигает  20,2% по массе.

Динамика участия растений люцерны изменчивой в травостоях характеризуется совершенно иными показателями в отличие от клеверов. Растения сорта Северная гибридная 69 доминируют в травостоях все шесть лет пользования во всех укосах, достигая максимума видового участия на третий год пользования травостоем (96,6%) и не опускаясь ниже 50% (рис. 19-30 приложений). Растения сорта Вега 87 также в основном доминируют в травостоях, их участие достигает 80 и даже 90%, но на 5 и особенно на 6-й год пользования в травостоях с кострецом безостым оно резко снижается до 1-3%, то есть люцерна этого сорта практически выпадает из травостоев. При этом травостои значительно засоряются: до 21-22% урожая травостоя составляют сорные растения - ярутка полевая, пастушья сумка и др. Вероятно это результат специфических особенностей сорта Вега 87, который, как уже упоминалось выше по данным ВНИИ кормов, выведен специально как интенсивный сорт: для интенсивного, а значит не слишком долголетнего использования.

Наблюдения за динамикой видового участия растений люцерны изменчивой на более позднем опыте №3 показывают преимущества сортов так называемой северной селекции по сравнению с сортами люжной и латвийской селекции. Так, в среднем за 6 лет пользования травостоем люцерны с кострецом безостым удельный вес растений люцерны северных сортов колеблется от 28,2% до 70,3% (рис. 1-3).

Травостои развивались динамично: растения люцерны изменчивой всех сортов доминировали: их участие составляло 58,8-70,8% на второй- четвёртый годы пользования травостоями. Снижение видового участия растений люцерны люжных сортов на третий год пользования травостоями (1996 г.) до 31,2% можно объяснить неблагоприятными условиями влагообеспеченности и очень низким приходом тепла: весна была холодной, сумма активных температур за май составила всего 21С при среднемноголетней норме 122С, сумма осадков также была ниже нормы на 20%. Растения других сортов, изучаемых в опыте, отреагировали на неблагоприятный период этого года не так отрицательно, их видовое участие хоть и несколько снизилось в урожае первого укоса, но в среднем за два укоса оказалось достаточно высоким и составило 58,0-65,4%.

Растения сортов люжной селекции оказались менее фитоценотически активными по мере старения травостоя, их видовое участие на 5-6 год пользования травостоями снизилось до 19,4 и 14% соответственно. Индекс ценотической активности составил минимальное значение 0,24-0,27.

Наблюдения на производственном опыте (1999-2003 гг.) позволили сделать вывод о том, что люцерна изменчивая в условиях Ленинградской области при двуукосном хозяйственном использовании показывает хорошее продуктивное долголетие. Видовое участие растений люцерны в среднем по двум сортам (Вега 87 и Лада) в травостоях с кострецом безостым в среднем за 4 года использования было порядка 85-87% и лишь на четвёртый год пользования травостоями снизилось до 77-79%. Индекс ценотической активности составлял 1,14-1,25.

В травостоях с сортами клевера лугового Седум и Сиворицкий 416 сохранилась установленная ранее тенденция: растения клевера доминировали первые 2 года пользования, причем в первый год участие клевера достигало 78-83%, индекс ценотической активности 1,11-1,20. На третий год пользования растения клевера резко снижали своё участие в травостое до 19-26%, падал и индекс ценотической активности до значений 0,27-0,37. В конце четвёртого года пользования клевера почти не было в травостое, мы наблюдали лишь единичные экземпляры.

Таким образом, растения различных луговых бобовых видов  проявляют в бобово-злаковых травостоях различную фитоценотическую активность. Это обусловлено их видовыми и сортовыми биологическими особенностями. Более слабой фитоценотической активностью обладают растения клевера лугового, что является одной из причин скорого (за 2-3 года) снижения видового участия и выпадения растений из травостоев. Нишу, которую занимали растения клевера лугового в травостоях, не всегда заполняют конкурирующие злаковые компоненты. Довольно часто в такие агрофитоценозы внедряются сорные растения.

Растения клевера гибридного более долговечны в травостоях:  до трёх-четырёх лет они выдерживают ежегодное двуукосное использование. Ценотическая активность растений клевера гибридного более высока по сравнению с клевером луговым. Однако самой высокой ценотической активностью во всех опытах среди изучаемых видов характеризовалась люцерна изменчивая. Видовое участие люцерны было высоким и стабильным по годам использования травостоев вплоть до шестого года. Причём, это характерно для травостоев с участием сортов северной селекции: Северная гибридная 69, Пастбищная 88, Лада, Вега 87. Растения сортов селекции других регионов и, прежде всего люжной селекции, показали более низкую ценотическую активность. Особенно это проявлялось при неблагоприятных погодных условиях в период вегетации: при недостатке тепла и влаги.

3.2.2  Видовой состав пастбищных травостоев. В условиях производственного опыта нами изучались особенности формирования травостоев с участием различных сортов клевера ползучего. Пастбища использовались с различной интенсивностью стравливания, что было обусловлено, прежде всего, условиями влагообеспеченности растений в период вегетации. Приход тепла во все годы проведения опыта был близок к среднемноголетней норме и тепло, таким образом, не являлось лимитирующим фактором для формирования пастбищных травостоев. Исключением явились сентябрь 2000 г. и июнь 2003 г.,  когда сумма активных температур была вдвое меньше среднемноголетней нормы.

Основным лимитирующим фактором для растений явилась влагообеспеченность, она оказывала негативное влияние на рост и развитие пастбищных травостоев.  В год залужения пастбища (1999 г.) в течение всего вегетационного периода ощущался недостаток влаги в почве, поэтому травостой сформировался слабый, не выровненный по густоте, сильно засорённый. Стравливание проводилось в середине сентября, также в условиях недостатка влаги. В 2000 и 2001 г.г. складывались благоприятные условия влагообеспеченности, позволявшие провести ежегодно по 6 полноценных стравливаний. В 2002 и 2006 г.г. недостаток влаги был ощутим в течение всего вегетационного периода, травостой динамично развивался только весной и в начале лета, используя зимнее-весеннюю влагу. В эти годы было проведено по 4-5 полноценных стравливаний. В 2003 и 2004 годах, когда складывались благоприятные условия тепло- и влагообеспеченности и растения клевера ползучего достигли максимума в своём развитии как долголетние виды,  было проведено по 7 циклов стравливания.

Видовое участие клевера ползучего в первые три года пастбищного использования травостоев характеризовалось явным доминированием. Удельный вес растений клевера колебался в пределах от 57,6 до 66,5% (табл.1).

Таблица 1 Динамика степени участия растений клевера ползучего разных сортов и злакового компонента в пастбищных травостоев, % СМ, в среднем за год, 1999-2005 гг.

Сорт клевера ползучего, вид злакового компонента	Вид (хоз.-ботан. группа)	1 г.п.	2 г.п.	3 г.п.	4 г.п.	5 г.п.	6 г.п.
Белогорский 1 + райграс пастбищный (контроль)	клевер	61,5	58,7	57,8	52,5	48,6	44,5
	злак	38,5	41,3	42,2	46,2	50,3	53,0
	сорные	-	-	-	1,3	1,1	2,5
Белогорский 1 + райграс пастбищный + ежа сборная	клевер	59,5	60,4	55,2	46,3	42,2	36,4
	злаки	40,5	39,6	44,8	51,6	57,0	60,3
	сорные	-	-	-	2,1	0,8	3,3
Волат + тимофеевка луговая	клевер	64,8	62,7	55,5	56,9	55,8	47,2
	злак	35,2	37,3	42,0	41,9	41,4	37,3
	сорные	-	-	2,5	1,2	2,8	15,5
Волат + тимофеевка луговая + ежа сборная	клевер	60,3	58,2	45,8	42,8	45,3	38,7
	злаки	39,7	41,8	52,5	51,6	49,6	38,9
	сорные	-	-	1,7	5,6	5,1	22,4
Клондайк + райграс пастбищный	клевер	66,5	59,5	55,4	51,8	48,8	46,3
	злак	33,5	40,5	44,6	48,2	50,6	50,3
	сорные	-	-	-	-	0,6	3,4
Клондайк + райграс пастбищный + ежа сборная	клевер	62,5	60,2	51,8	49,3	41,7	38,9
	злаки	37,5	39,8	48,2	48,0	55,5	49,6
	сорные	-	-	-	1,7	2,8	11,5
Милканова + райграс пастбищный	клевер	58,3	60,5	55,6	45,1	41,7	35,5
	злак	41,7	39,5	44,4	51,2	52,8	50,2
	сорные	-	-	-	3,7	6,5	14,3
Милканова + райграс пастбищный + ежа сборная	клевер	57,6	52,8	47,3	43,8	38,5	36,4
	злаки	42,4	47,2	50,5	54,6	53,0	47,9
	сорные	-	-	2,2	1,6	8,5	15,7

Ценотическая активность растений клевера была выше в двойных травосмесях со злаком и снижалась в тройных смесях с двумя злаковыми видами.

В качестве злакового компонента наиболее удачно сочетание райграса многолетнего с клевером ползучим. В таких травостоях клевер лучше развивается, не угнетается злаком и показывает более высокую ценотическую активность.  Быстрое и динамичное развитие в ранние фазы, повышенная кустистость, устойчивость к вытаптыванию и стравливанию, высокая кормовая ценность делают райграс пастбищный одним из приоритетных злаковых пастбищных видов. Очевидно, эти два вида ценотически совместимы, поскольку занимают различные экологические ниши, межвидовая конкуренция между ними за факторы жизни не столь обострённая, как у клевера с другими злаками. В этом мы убедились на примере ежи сборной. Добавление её в травосмесь приводило к напряжению конкурентной обстановки во всех вариантах агрофитоценозов, клевер угнетался, снижался его удельный вес в травостое и, как следствие снижалась продуктивность травостоя.

Такие травостои, начиная с 4-го года пользования, характеризуются неустойчивостью, растения клевера из-за угнетённого состояния начинают выпадать из травостоя. Как следствие  - в травостое появляются несеяные злаки: мятлик луговой и пырей ползучий и разнотравье (одуванчик лекарственный, гречишка птичья и др.). Причём в тройных смесях участие несеяных злаков и разнотравья достигало к шестому году использования травостоев 15,7-22,4%.

Сравнивая по ценотической активности сорта клевера ползучего, можно отметить, что отечественный сорт Белогорский 1 практически не уступал Волату и сортам европейской селекции Клондайку и Милканова (оба внесены в Госреестр и районированы в России). Участие растений сорта Белогорский 1 было стабильно высоким по годам использования травостоев и составляло в среднем за год по всем циклам стравливания 61,5-58,7% в первые годы, постепенно снижаясь к пятому-шестому годам пользования травостоями до 48,6-44,5%.  Причем, в тройных травосмесях с райграсом пастбищным и ежой сборной, клевер снижал  видовое участие сильнее, чем в двойным смесях - с райграсом. Такая тенденция наблюдается по всем изучаемым сортам.

       Таким образом, на формирование травостоев пастбищ оказывали влияние комплекс природных и антропогенных факторов. Существенным лимитирующим рост и развитие бобовых растений (особенно клевера ползучего) фактором явилась влагообеспеченность. Недостаток влаги при благоприятном приходе тепла негативно отразился на росте и развитии пастбищных растений и в отдельные годы не позволил сформировать полноценного урожая. Так, в 2002 и 2006 гг. было проведено на 1-2 стравливания меньше по сравнению с благоприятными годами.

       На протяжении шести лет пользования пастбищным травостоем растения клевера ползучего показывали высокую ценотическую активность, клевер доминировал в травостоях и лишь к 5-6 годам незначительно снижал видовое участие до 36,4-44,5%. Наибольшее снижение ценотической активности клевера происходило в тройных травосмесях с участием ежи сборной. Как высококонкурентоспособный вид ежа оказывала на клевер подавляющее влияние, вытесняя его из травостоев. Такие травостои оказались и менее устойчивыми ценозами, открытыми для появления сорной растительности. Для создания продуктивных и устойчивых пастбищных агрофитоценозов пригодны как отечественные сорта, так и районированные сорта клевера ползучего иностранной селекции.

3.3  Плотность луговых агрофитоценозов

3.3.1  Динамика плотности укосных травостоев. Для наибольшей полноты характеристики видового состава созданных агрофитоценозов нами была определена плотность травостоев непосредственно перед проведением скашивания растений в первом и втором укосах. Плотность травостоев оценивалась по густоте стояния продуктивных побегов (стеблей) луговых бобовых растений на 1 м2.

       Приведённые данные показывают, что плотность травостоев клевера лугового максимальной была в первый год пользования и составляла 252-272 побега на 1 м2. Причём злаковый компонент не оказывал влияния на динамику плотности в течение первого года. По мере эксплуатации травостоя плотность побегов снижалась до 180-210 во второй год пользования, почти в 2,5 раза меньшей она была в третий год пользования травостоями и минимальной на четвёртый год - 24-48 побегов на 1 м2.

       Растения клевера гибридного в первый год пользования сформировали менее плотные травостои, чем у клевера лугового: плотность колебалась от 217 до 242 побегов/м2. Но в отличие от травостоев клевера лугового, они сохраняли достаточно высокую плотность и на 3-й год пользования  - до 127-169 побегов на 1 м2.

Травостои люцерны изменчивой характеризовались повышенной плотностью в отличие от травостоев обоих видов клевера. Так, в первый год пользования плотность продуктивных побегов люцерны составляла 608-651 шт. на 1 м2. На второй и на третий годы пользования травостоями плотность побегов незначительно возрастала, а на четвёртый год - снизилась до 557-587 шт. на 1 м2. В течение одного сезона плотность травостоев снижалась от первого укоса ко второму в пределах 0,8-3,0%. Вид злакового компонента также не оказывал существенного влияния на плотность побегов бобовых, разница между вариантами травосмесей в пределах 4,2-5,5%.

Наблюдения за плотностью травостоев на более позднем опыте с восемью сортами люцерны изменчивой подтвердили установленную ранее тенденцию: плотность продуктивных побегов растений люцерны возрастает по годам пользования травостоями и достигает максимальных значений на 4-5-й годы по некоторым сортам до 717-723 шт. на 1 м2.

В этом опыте растения сортов люжной селекции создавали менее плотные травостои по сравнению с растениями северных и прибалтийских сортов, их плотность была ниже на 6,9-30,0%. Причём, к шестому году пользования эти травостои значительно больше изредились по сравнению с другими сортами. Очевидно, на плотность травостоев инорайонированных люжных сортов повлияли неподходящие для них экологические условия произрастания.

Таким образом, плотность травостоев определяется видом луговых бобовых растений, составляющих агрофитоценоз и изменяется в зависимости от возраста травостоя и сортовых особенностей растений. Более плотными являлись травостои с люцерной изменчивой. С увеличением возраста травостоев их плотность закономерно снижается у малолетних видов - причём, у клевера лугового снижение более динамичное в отличие от клевера гибридного. Плотность травостоев люцерны изменчивой, наоборот,  с возрастом растений увеличивается. Даже на 5-й год жизни растений (четвёртый год пользования травостоями) плотность побегов у них составляет 557-587 шт. на 1 м2.

3.3.2  Динамика плотности пастбищных травостоев. Плотность пастбищных травостоев определялась по количеству листьев клевера ползучего на 1 м2, поскольку у этого вида определить число ползучих сложно: побеги переплетены, ветвятся на поверхности почвы и точное их число определить невозможно - можно показать общую их длину на единице площади или выразить плотность травостоев числом листьев. Последнее нам показалось более наглядным. На стационарных площадках нами подсчитывалось количество листьев весной в первом отрастании (1-й цикл стравливания) и осенью в последнем отрастании (последний цикл стравливания).

       Все изучаемые травостои характеризовались тем, что весной их плотность была несколько ниже, чем в последнем цикле стравливания осенью - это обычная динамика развития растений клевера ползучего.  Число листьев в первом цикле в зависимости от состава травосмеси было на 10-12% меньше, чем в последнем цикле осенью (табл. 2).

Плотность травостоев снижалась в зависимости от состава травосмеси: в тройных травосмесях с двумя злаковыми компонентами количество листьев у растений клевера всегда было меньше, чем в двойных смесях с одним злаковым компонентом. По всей вероятности, это явилось результатом более сложных конкурентных отношений, которые складывались в травостоях с участием двух злаков.

К шестому году пользования травостоями пастбищ вследствие снижения доли растений клевера в травостоях уменьшилось и число листьев на 33 - 40% по сравнению с первыми годами пользования. Причем  снижение плотности травостоев у отечественных сортов было заметнее, чем у импортных Милканова и Клондайк.

Таким образом, наблюдения за плотностью позволили дополнить характеристику процесса формирования пастбищных травостоев. В дальнейшем это нашло своё отражение в продуктивности надземной и подземной биомассы изучаемых агрофитоценозов.

Таблица 2 Динамика плотности бобовых растений в бобово-злаковых травостоях пастбищного использования с различными сортами клевера ползучего, в среднем за год, 2000-2005 гг.

Сорт клевера ползучего, вид злакового компонента	Количество листьев на 1 кв.м.
	1 г.п.	2 г.п.	3 г.п.	4 г.п.	5 г.п.	6 г.п.
Белогорский 1 + райграс многолетний (контроль)	3667	3325	3165	3423	2925	2434
Белогорский 1 + райграс многолетний + ежа сборная	3566	3269	3185	3316	3011	2345
Волат + райграс многолетний	3875	3555	3378	3545	2985	2456
Волат + райграс многолетний + ежа сборная	3785	3456	2905	2965	2566	2200
Клондайк + райграс многолетний	3304	3525	3010	3025	2945	2605
Клондайк + райграс многолетний + ежа сборная	3245	3560	3155	2910	2865	2705
Милканова + райграс многолетний	3760	3560	3720	3300	3045	2965
Милканова + райграс многолетний + ежа сборная	3563	3675	3875	3220	3011	2856
В среднем по сортам клевера	3596	3491	3299	3213	2919	2571

4. Продуктивность надземной и подземной массы укосных и пастбищных  травостоев в зависимости от состава и интенсивности использования

4.1 Динамика роста растений в течение вегетационного периода. В  разделе приведены данные о ритмике роста растений изучаемых травостоев, позволившие сделать вывод об опережающих темпах роста растений клевера лугового в травостоях со злаками. При формировании урожая первого укоса растения клевера лугового значительно опережали в росте все злаковые компоненты: тимофеевку луговую, ежу сборную и кострец безостый. Наиболее динамично клевер рос в травостоях с ежой сборной: по всем срокам наблюдения он в 1,5-2 раза был выше злака, а скорость роста на 31% выше скорости роста злака. Вероятно, это явилось следствием обострённой конкуренции за свет. В период формирования урожая второго укоса бобовые и злаковые растения показали примерно одинаковые темпы роста, лишь кострец безостый, как наиболее долголетний вид, к концу вегетации рос более динамично и превзошел по высоте и скорости роста даже такой высокорослый вид как люцерна изменчивая.

4. 2 Урожайность сухой массы. На основании учётных данных по зелёной массе и определению содержания сухого вещества в ней, нами была определена урожайность сухой массы в динамике по годам пользования травостоями (табл. 3 и 4).

В наших исследованиях подтверждено положение о более высокой продуктивности растений клевера лугового и гибридного в первые годы жизни по сравнению с последующими годами. Это вполне согласуется с утверждениями отечественных и зарубежных исследователей (Суворов, 1936; Сергеев, 1946; Тимирязев, 1957; Ларин. 1969; Мухина и др., 1978; Кутузова и др., 1984; Simon, 1957; Klapp, 1961; Petersen, 1967; Meinsen, 1983 и др.), которые объясняют повышенную продуктивность растений клевера лугового и гибридного в первые годы жизни особенностями биологии данных видов.

Так, если в первый год пользования травостоем в опытах 1987-1989 гг. при двуукосном использовании урожайность сухой массы в сумме за 2 укоса по клеверу луговому достигала 9,0 т с 1 га в вариантах трёхкомпонентных смесей различных сортов клевера с районированным в Ленинградской области сортом Сиворицкий 416 и тимофеевкой луговой, то по травостоям клевера гибридного в двухкомпонентной смеси с тимофеевкой луговой - 13,1 т/га. Во второй год пользования травостоями (третий год жизни растений) показатели урожайности ниже уровня предыдущего года, но всё же достаточно высокие: по клеверу луговому максимально 8,3 т СМ с 1 га, по гибридному - 9,7 т с 1 га.

Таблица 3 Урожайность бобово-злаковых травостоев в зависимости от вида злакового компонента (в среднем по двум сортам бобовых), т СМ с 1 га, 1991-1995 гг.

Вариант	В сумме за 2 укоса по годам пользования				В сумме за 4 г.п.	В среднем за год
	1.г.п.	2 г.п.	3 г.п.	4 г.п.
Клевер луговой +  тимофеевка луговая (контроль)	5,85	8,00	3,95	5,35	23,15	5,79
Клевер луговой +  ежа сборная	6,10	7,60	3,90	5,20	22,80	5,70
Клевер луговой + кострец безостый	6,25	7,80	4,05	6,85	24,95	6,24
Клевер гибридный + тимофеевка луговая	7,75	5,50	4,60	5,55	23,40	5,85
Клевер гибридный + ежа сборная	8,10	4,85	4,40	5,55	22,90	5,73
Клевер гибридный + кострец безостый	6,40	4,95	5,00	6,05	22,40	5,60
юцерна изменчивая + тимофеевка луговая	7,40	9,65	9,60	11,50	38,15	9,54
юцерна изменчивая + ежа сборная	8,10	10,85	7,95	11,10	38,00	9,50
юцерна изменчивая + кострец безостый	7,30	8,70	8,65	12,10	36,75	9,19
СРЕДНЕЕ	7,02	7,44	5,78	7,68	28,05	7,01
	НСР 05 = 0,59 Sx -0,21	НСР 05 = 0,83 Sx -0,29	НСР 05 = 0,62 Sx -0,22	НСР 05 = 0,56 Sx -0,20	НСР 05 = 0,65 Sx -0,23	НСР 05 = 0,66 Sx -0,23

В более поздних опытах в 1991-1995 гг. также в условиях опытного поля ЛСХИ (СПбГАУ) нами получено подтверждение установленной ранее закономерности о более высокой продуктивности клеверов лугового и гибридного в первые годы жизни растений. Так, если в первый и во второй годы пользования (второй и третий год жизни растений) травостои клевера лугового в среднем по сортам и различным травосмесям со злаками сформировали 6,1 - 7,8 т с 1 га сухой массы, а травостои клевера гибридного от 5,1 до 7,4 т/га, то в третий и четвертый годы пользования соответственно от 4,0 до 5,8 и от 4,6 до 6,9 т/га. Из суммарного урожая четырёх лет пользования травостоями в первые два года можно получить 57-59%, тогда как за 3 и 4 годы - соответственно около 40% и то в основном за счёт злаков. Урожайность сухой массы травостоев клеверов всех изучаемых видов в целом выше при двуукосном использовании по сравнению с трёхукосным использованием, но по показателям качества травостоя явное преимущество за интенсивным трёхукосным использованием, поскольку в этом режиме растения отчуждаются в более ранние фазы развития и в них содержится больше питательных веществ, в чём мы сможем убедиться ниже в данной работе.

Как долголетний вид люцерна изменчивая характеризовалась наращиванием продуктивности сухой массы по мере увеличения возраста растений. Несмотря на повышенную засорённость посевов люцерны изменчивой в год залужения и в первый  год пользования травостоем (второй год жизни растений), травостои различных сортов люцерны изменчивой развивались в последующие годы очень динамично, их урожайность была высокой. Так, по сортам в одновидовых посевах и в травосмесях с кострецом безостым она колебалась в среднем за 6 лет пользования травостоем от  7,4 до 8,5 т СМ с 1 га и достигала своего максимума в 13-14 т с 1 га на четвёртый год пользования травостоями.

Таблица 4 Влияние сортового разнообразия на урожайность  травостоев растений  люцерны изменчивой в травосмеси с кострецом безостым, 1993-1999 гг.

Сорт	В сумме за два укоса по годам пользования, т СМ с 1 га						В сумм-ме за 6 лет	В сред-нем за год
	1 г.п.	2 г.п.	3 г.п.	4 г.п.	5 г.п.	6 г.п.
Северная гибридная 69 (контроль)	2,3	9,2	11,6	12,7	9,2	8,8	53,8	9,0
Вега 87	2,9	9,3	11,9	13,0	7,8	8,0	52,9	8,8
Пастбищная 88	2,2	9,6	12,9	14,0	9,4	8,3	56,4	9,4
ада	2,1	8,3	11,3	12,1	8,6	7,9	50,3	8,4
Среднее по северным сортам	2,4	9,1	11,9	13,0	8,8	8,3	53,4	8,9
Скривери	1,4	7,8	10,0	11,4	8,4	7,6	46,6	7,8
Межотненская	1,9	7,1	6,3	11,6	5,7	6,8	39,4	6,6
Среднее по прибал-тийским сортам	3,7	7,5	8,2	11,5	7,1	7,2	43,0	7,2
Узгенская местная	1,8	7,4	11,1	8,1	5,6	6,9	40,9	6,8
Токмакская	1,5	7,9	9,6	9,6	5,3	6,4	40,3	6,7
Среднее по южным сортам	1,7	7,7	10,4	8,8	5,5	6,7	40,7	6,8
СРЕДНЕЕ по всем сортам	2,0	8,3	10,6	11,6	7,5	7,6	43,8	7,30
	НСР05= 0,14 Sx - 0,25	НСР05= 0,54 Sx - 0,18	НСР05= 1,58 Sx - 0,54	НСР05= 1,55 Sx - 0,53	НСР05= 0,74 Sx - 0,25	НСР05= 0,98 Sx - 0,33	НСР05= 0,92 Sx - 0,34

В более поздних полевых и производственных опытах полностью подтверждена данная закономерность. Изучаемые в полевом опыте  сорта люцерны изменчивой характеризовались различной урожайностью. В среднем по сортам северного сортотипа получена более высокая урожайность сухой массы. Максимальной урожайностью в 14,0 т СМ с 1 га отличались растения сорта Пастбищная 88 на четвёртый год пользования травостоями. В сумме за 6 лет пользования по этому сорту также получен наивысший урожай - 56,4-56,7 т СМ с 1 га, что на 2,6 т с 1 га выше, чем на контроле (сорт Северная гибридная 69).

Сорта прибалтийского сортотипа были на 18-37% менее урожайны по сравнению с сортами северного сортотипа, хотя уровень их урожайности оставался достаточно высоким и достигал 10,0-11,6 т СМ с 1 га. Наименьшую урожайность показали сорта южного сортотипа. В сумме за 6 лет пользования  травостоями по ним получено 40,3-40,9 т СМ с 1 га, что на 25% меньше чем на контроле и в целом по сортам северного сортотипа.

Проведённая нами статистическая обработка данных показала, что между изучаемыми сортами внутри одного сортотипа разница, как правило, не существенная, а между сортотипами имеются существенные различия.

Урожайность клевера ползучего в травостоях интенсивного пастбищного использования (производственный опыт 1999-2005 гг.) была достаточно высокой за все годы проведения опыта и составляла в среднем 8,0-9,5 т СМ с 1 га (табл. 5). Максимальной продуктивности пастбищные травостои с клевером ползучим достигали на третий год пользования (четвёртый год жизни растений) 9,15-9,80 т СМ с 1 га за семь циклов стравливания. Этому способствовали благоприятные условия увлажнения в этом году: сумма осадков была близка к норме, а величина гидротермического коэффициента (ГТК) в пределах 1,3-2,7, что соответствовало удовлетворительному и даже избыточному увлажнению. Некоторое преждевременное, на наш взгляд, снижение урожайности травостоев клевера ползучего на четвёртый год пользования объясняется засушливыми условиями вегетационного периода 2002 г. ГТК в мае-июне этого года составлял 0,9-1,0, что характеризуется как  засушливый период, а в августе ГТК составил всего 0,2, что оценивается как сухой период.

Таблица 5 Влияние интенсивного пастбищного использования и состава травосмеси  на урожайность сухой массы бобово-злаковых травостоев, 1999-2005 гг.

Вариант	Урожайность в сумме за все стравливания по годам пользования, т СМ с 1 га							В сум- ме за 7 лет	В сред-нем за год
	1 г.п	2 г.п.	3 г.п.	4 г.п.	5 г.п.	6 г.п.	7 г.п.
Клевер ползучий Белогорский 1 + райграс многолетний (контроль)	8,17	8,59	9,15	8,65	8,35	8,07	7,82	58,80	8,40
Клевер ползучий* + райграс многолетний	8,83	9,35	9,80	8,25	8,68	8,34	8,61	61,86	8,84
Клевер ползучий** + райграс многолетний + ежа сборная	8,61	9,14	9,55	8,18	8,31	8,16	7,75	59,70	8,53
СРЕДНЕЕ	8,53	9,02	9,50	8,36	8,43	8,40	8,06	60,12	8,59
	НСР05 = 1,23 Sx - 0,40	НСР05 = 1,37 Sx - 0,45	НСР05 = 2,05 Sx - 0,68	НСР05 = 1,68 Sx - 0,55	НСР05 = 2,02 Sx - 0,66	НСР05 = 0,88 Sx - 0,29	НСР05 = 1,68 Sx - 0,55	НСР05 = 1,55 Sx - 0,51

Примечания: * и ** - средние значения по четырём сортам клевера ползучего: Белогорский 1, Волат, Клондайк, Милканова.

Таким образом, бобово-злаковые травостои с участием современных сортов распространённых видов луговых бобовых растений: клеверов лугового, гибридного и ползучего, а также люцерны изменчивой формируют высокие урожаи надземной массы. Клевер луговой и клевер гибридный формировали максимальную урожайность в первый и во второй годы пользования травостоем: до 9,0-9,7 т СМ с 1 га. Люцерна изменчивая достигала максимальной урожайности на третий и четвёртый годы пользования травостоями в среднем по сортам 11,3-12,1 т СМ с 1 га. Клевер ползучий в травостоях пастбищного использования максимальную урожайность формировал на второй и третий годы пользования в среднем по сортам до 9,02-9,50 т СМ с 1 га за шесть-семь стравливаний в год.

Интенсивность использования травостоев оказывала влияние на урожайность. При укосном использовании травостоев наибольшую урожайность клеверов лугового и гибридного получили при двухкратном скашивании за вегетационный период - до 8,0-9,0 и 9,9-13,2 т СМ с 1 га соответственно, что на 16-33% больше, чем при трёхкратном скашивании. Травостои клевера ползучего были более урожайны, наоборот, при трёхукосном интенсивном использовании: урожайность сухой массы достигала 6,9 т СМ с 1 га, а при интенсивном пастбищном использовании (шесть-семь циклов стравливания за вегетационный период) - до 9,55-9,80 т СМ с 1 га.

По урожайности надземной массы по каждому изучаемому виду луговых бобовых растений выделились ресурсоэффективные сорта со стабильно высокими показателями. По клеверу луговому: Седум и Сиворицкий 416 с суммарной продуктивностью за 4 года пользования травостоями 26,0-26,2 т СМ с 1 га или на 6-12% больше, чем другие сорта в опытах; клеверу гибридному: Лужанин с суммарной продуктивностью за 4 года пользования травостоями 24,0-26,5 т СМ с 1 га или на 11-15% больше, чем другие сорта в опытах; клеверу ползучему: Белогорский 1 и Клондайк с суммарной продуктивностью за 6 лет пользования травостоями 56,55 и 59,11 т СМ с 1 га или на 6-9% больше, чем другие сорта в опытах; люцерне изменчивой: Пастбищная 88 и Северная гибридная 69 с суммарной продуктивностью за 6 лет пользования травостоями 56,7 и 53,2 т СМ с 1 га или на 5-28% больше, чем другие сорта в опытах.

Следовательно, создать высокопродуктивные агрофитоценозы луговых бобовых растений можно только с использованием современных ресурсоэффективных сортов, позволяющих при соблюдении всех требований технологии возделывания и интенсивном использовании  получать высокую урожайность корма.

4.2.3  Питательная ценность разных видов и сортов бобовых растений и луговых травостоев с их участием. Изучая качество надземной массы травостоев, мы остановились на определённом наборе показателей. В образцах травы нами определялось содержание сухого вещества для пересчёта зелёной массы, учтённой при укосах и перед стравливаниями на пастбище. В сухом веществе определяли биохимический состав по следующим показателям: содержание сырого протеина, сырого жира, сырой клетчатки, сахара и безазостистых экстрактивных веществ (БЭВ). По данным биохимического состава рассчитывал содержание обменной энергии. Используя данные урожайности сухой массы и содержания сырого протеина и обменной энергии в ней, определяли валовой сбор сырого протеина и энергии с урожаем и др.

       В опытах с видами и сортами клеверов лугового, гибридного и ползучего в различных травостоях и при разной интенсивности использования (двух- и трёхкратное скашивание за вегетационный период), 1988-1989 гг. нами установлено, что содержание сырого протеина было выше в растениях клеверов всех изучаемых видов при интенсивном трёхукосном использовании, достигая 22,8% СВ (рис. 4-6), что на 0,6-4,9% (от уровня в растениях) выше содержания СП при двуукосном использовании травостоев. Злаковый компонент оказывал определённое влияние на содержание сырого протеина в травостоях, так называемый разбавляющий эффект. В том же опыте в одновидовых травостоях клевера содержание сырого протеина было на 5-8% (от уровня содержания в растениях) больше, чем в двух- и трёхкомпонентных травостоях с участием тимофеевки луговой. В более позднем полевом опыте мы смогли подтвердить это, когда устанавливали влияние не только тимофеевки луговой, но и еще двух видов: ежи сборной и костреца безостого.

В первые годы жизни растений в травостоях доминируют  бобовые виды. За счёт повышенного содержания сырого протеина в  бобовых растениях, начиная со второго укоса первого года пользования в бобово-злаковых травостоях с участием клеверов лугового и ползучего отмечено высокое содержание сырого протеина 17,0-21,6% СВ. На четвёртый год пользования травостоями, когда участие клеверов заметно снижается, падает и содержание сырого протеина. Это наиболее заметно на травостоях клевера лугового: удельный вес клевера в травостое не превышает 18-25%, содержание сырого протеина - менее 15%.

Наиболее заметно влияние злакового компонента на содержание сырого протеина в травостоях клевера лугового с ежой сборной: во всех укосах за 4 года пользования травостоями содержание сырого протеина в них на 1,5-2,2% (от уровня содержания в растениях) меньше, чем в травостоях с тимофеевкой луговой и кострецом безостым.

Очевидно, сказывается негативное влияние высокой конкурентоспособности данного вида, когда растения клевера непроизводительно расходуют свой потенциал на конкуренцию за факторы жизни и формируют более низкую урожайность невысокого качества.

Содержание обменной энергии (ОЭ) в злаково-бобовых травостоях видов и сортов клевера динамично и изменяется от укоса к укосу и по годам пользования травостоями от 8,1 до 10,1 МДж в 1 кг СВ. Валовые сборы энергии с урожаем составляют в среднем за год 57,1 - 67,0 ГДж с 1 га.

Содержание сырого протеина в бобово-злаковых травостоях с люцерной изменчивой довольно высокое и характеризуется динамичным ростом по мере формирования травостоев. В первые два года пользования травостоями заметно существенное различие по содержанию сырого протеина между урожаями первого и второго укосов. Травостой второго укоса содержал на 2,1-8,0% (от уровня содержания в растениях)  больше сырого протеина, чем первого укоса. Это различие на третий и, особенно,  четвёртый год пользования травостоями менее заметно.

Содержание обменной энергии (ОЭ) в злаково-бобовых травостоях с люцерной изменчивой колеблется от 8,7 до 10,3 МДж в 1 кг СВ. Валовые сборы энергии с урожаем составляют в среднем за год 89,75 ГДж с 1 га.

В травостоях люцерны изменчивой в одновидовых травостоях и в травосмесях каждого из восьми изучаемых сортов с кострецом безостым (полевой опыт 1994-1999 гг.) динамика содержания сырого протеина подвержена подобным колебаниям: повышение содержания по мере старения растений к 4 году пользования и медленное снижение - по мере выпадения растений люцерны из травостоев к пятому и, особенно, к шестому году пользования травостоями. Травостои вторых укосов содержали так же, как и в других опытах, больше сырого протеина, чем травостои первых укосов: в среднем по сортам 19,5-22,0% против 17,6%.

       Содержание обменной энергии (ОЭ) в одновидовых  и злаково-бобовых травостоях различных сортов люцерны изменчивой динамично и изменяется от укоса к укосу и по годам пользования травостоями от 8,7 до 10,4 МДж в 1 кг СВ. Валовые сборы энергии с урожаем составляют в среднем за год 76,9 ГДж с 1 га.

В производственном опыте 1999-2004 гг. ещё больше проявились видовые особенности луговых бобовых растений по качественным параметрам: содержанию сырого протеина  и валовым сборам его с урожаем. Травостои с люцерной изменчивой с первого года пользования характеризовались повышенным содержанием сырого протеина в отличие от травостоев клевера лугового, хотя и в последних содержание было достаточно высоким и составляло 17,1-19,2%. К четвёртому году пользования содержание сырого протеина в травостоях с клевером луговым снижается до 13,1-15,9% СВ, тогда как в травостоях с люцерной изменчивой остаётся высоким и составляет 18,3-20,6% СВ. Валовой сбор сырого протеина за 4 года пользования травостоями достаточно высокий и составляет по травостоям с клевером  луговым  4,36-4,31 т с 1 га или 1,09-1,10 т с 1 га в среднем в год,  тогда как по травостоям с люцерной изменчивой более чем в два раза выше - соответственно 9,02-9,29 т с 1 га и 2,25-2,32 т с 1 га. В опытах получены высокие сборы СП и ОЭ поскольку и урожайность сухой массы и содержание в ней сырого протеина и обменной энергии были также достаточно высоки, что обеспечивалось в свою очередь высоким агрофоном почв опытного участка.

       В условиях пастбищного использования были получены высокоурожайные травостои с ресурсоэффективными сортами клевера ползучего. При многократном за вегетационный период (6-7 стравливаний) растения отчуждались в фазе ветвления клевера ползучего при высоте травостоя 12-14 см. Данная фаза обозначается условно по максимальному количеству растений, находящихся в фазе ветвления (60-70%), поскольку одновременно в популяции клевера ползучего имеются растения в разных фазах развития: от ветвления до цветения.

Содержание сырого протеина во все годы использования пастбищ было высоким и составляло 19,4-22,7% СВ. Содержание клетчатки колебалось в пределах 21,4-23,6% СВ (табл. 6), что было близко к оптимальному для пастбищного травостоя и обеспечивало хорошую переваримость корма.

Таблица 6 Динамика показателей качества травостоев пастбищного использования с клевером ползучим (в среднем по циклам стравливания за вегетационный период), производственный опыт Ленобласть, 1999-2005 гг.

Показатели	Годы  пользования							В среднем за год
	1 г.п.	2 г.п.	3 г.п.	4 г.п.	5 г.п.	6 г.п.	7 г.п.
Урожайность сухой массы, т с 1 га, (среднее по вариантам опыта)	8,53	9,02	9,50	8,36	8,43	8,40	8,06	8,58
Содержание сырого протеина, % в СВ	19,8	21,3	22,5	22,7	21,1	20,7	19,4	21,07
Сбор сырого протеина, т с 1 га	1,69	1,92	2,14	1,90	1,77	1,74	1,56	1,81
Содержание сырой клетчатки, % в СВ	21,4	21,8	21,5	22,8	23,2	23,6	23,3	22,5
Содержание сахара, % в СВ	14,3	15,1	14,6	16,1	15,7	14,8	14,6	15,0
Содержание обменной энергии, МДж/ кг СВ	10,9	11,2	11,5	11,6	11,1	10,9	10,5	11,1
Сбор обменной энергии, ГДж с 1 га	93,0	101,0	109,3	97,0	93,6	91,6	84,6	95,7

Наряду с содержанием сырого протеина для высокой усваиваемости кормов важен показатель сахаро-протеинового соотношения. Оптимальным это соотношение находится в пределах 0,8-1,2. Благодаря повышенному содержанию сахара в райграсе многолетнем, в травостоях с его участием было получено достаточно высокое содержание сахара - 14,3-16,1%. Учитывая то, что травостои содержали переваримого протеина порядка 15,0-16,5% (коэффициент переваримости протеина пастбищной травы  0,70 (Дмитроченко, 1968), соотношение сахара и протеина в них находилось в оптимуме.

Валовые сборы сырого протеина с пастбищных травостоев были высокими и составляли в среднем за 7 лет пользования 1,81 т с 1 га, с колебаниями в отдельные годы от 1,56 т до 2,14 т с 1 га. Такие показатели обеспечены высокой урожайностью сухой массы и повышенным содержанием СП в ней. Содержание обменной энергии и валовые её с пастбищных травостоев были высокими и составляли в среднем за 7 лет пользования 11,1 МДж в 1 кг СВ и 95,7 ГДж с 1 га соответственно.

Таким образом, нами установлено, что содержание сырого протеина в растениях клеверов всех изучаемых видов было выше при интенсивном трёхукосном использовании и достигало 22,8% СВ, что на 0,6-4,9% выше, чем при традиционном двуукосном использовании травостоев. Содержание сырого протеина и валовые сборы его с урожаем сухой массы в одновидовых травостоях различных видов и сортов клевера и люцерны изменчивой на 5-8% больше, чем в двух- и трёхкомпонентных травостоях с участием злаков.

Содержание сырого протеина динамично не только по фазам развития растений, но и по укосам. Травостои вторых укосов по всем вариантам травостоев содержали больше сырого протеина, чем травостои первых укосов: в среднем по сортам люцерны изменчивой на 1,2-4,4% (от уровня содержания в растениях) больше, клевера лугового - на 3,3-7,0%, клевера гибридного 2,4-5,5% больше.

Изученные сорта луговых бобовых растений также отличались по содержанию сырого протеина и обменной энергии и валовым сборам их с урожаем сухой массы. Колебания содержания сырого протеина в травостоях различных сортов люцерны изменчивой, относящихся к разным сортотипам, весьма заметные: растения северного сортотипа содержали на 0,5-1,4% больше сырого протеина, чем сорта прибалтийского и южного сортотипов.

Интенсивное пастбищное использование бобово-злаковых травостоев с клевером ползучим обеспечивает получение высококачественного питательного корма с оптимальным содержанием сырого протеина (19,4-22,7% СВ), содержанием клетчатки (21,4-23,6% СВ), содержанием ОЭ (10,5-11,6 МДж в 1 кг СВ), высоким содержанием сахара (14,3-16,1%) и, как результат - сбалансированным сахаро-протеиновым соотношением и высокой энергетической питательностью.

4.3 Накопление подземной фитомассы в зависимости от состава травосмеси и интенсивности использования травостоя. Для определения вклада луговых бобовых растений в почвенное плодородие, нами в конце эксплуатации травостоев (после 4-7 лет использования) был проведён учёт пожнивно-корневых остатков (методом отмывки корней и оснований побегов из почвенных монолитов). Данные по продуктивности массы пожнивно-корневых остатков (ПКО) по полевому опыту №1, где при различной интенсивности укосного использования сравнивались виды клевера, показывают, что в целом при двуукосном использовании получена более высокая продуктивность ПКО от 7,5 до 10,6 т СВ на 1 га, что на 2,2-2,9 т с 1 га  больше, чем при интенсивном трёхукосном использовании. При этом корреляция между массой пожнивно-корневых остатков и надземной сухой массой составляет 0,90, что согласуется с закономерностями, ранее установленными для луговых бобовых растений чешскими исследователями O.Chloupek (1980). Более продолжительное использование травостоев с участием луговых бобовых растений позволило накопить большую массу ПКО. Так после 4 лет пользования бобово-злаковыми травостоями с клевером луговым и клевером гибридным  в среднем по испытываемым сортам масса ПКО составила 17,30 -19,24 т СВ с 1 га или накопление в среднем за год 4,30-4,81 т СВ с 1 га (табл. 7).

Таблица 7 Накопление пожнивно-корневой массы злаково-бобовых  скашиваемых травостоев с разными бобовыми и злаковыми компонентами за период использования (в среднем по двум сортам бобовых), 1991-1995 гг.

Травостой	Масса пожнивно-корневых остатков, т СВ на 1 га
	всего к концу  периода использования*	в среднем за 1 год	отклонение от контроля
Клевер луговой + тимофеевка луговая	18,26	4,55	-
Клевер луговой + ежа сборная	18,16	4,54	-0,01
Клевер луговой + кострец безостый	19,24	4,81	0,26
Клевер гибридный + тимофеевка луговая	18,39	4,6	0,05
Клевер гибридный + ежа сборная	18,21	4,55	0
Клевер гибридный + кострец безостый	17,30	4,30	-0,25
СРЕДНЕЕ по клеверам	18,24	4,56	0,01
юцерна изменчивая + тимофеевка луговая	55,92	8,00	3,45
юцерна изменчивая + ежа сборная	55,49	7,93	3,38
юцерна изменчивая + кострец безостый	56,81	7,91	3,36
СРЕДНЕЕ по люцерне	22,57	7,94	3,39

*Периоды использования травостоев: клевера лугового и клевера гибридного - 4 года, люцерны изменчивой  - 7 лет.

Нами были изучены не только видовые особенности накопления массы ПКО, но и сортовые. Наибольшее число сортов люцерны изменчивой было в полевом опыте №3, 1993-1999 гг. Полученные данные показывают, что внутри вида имеются существенные различия по сортам. Так, сорта люцерны изменчивой северного сортотипа (Северная гибридная 69, Вега 87, Пастбищная 88 и Лада) накапливали более высокую массу ПКО 40,2-56,4 т СВ на 1 га  в сумме за 6 лет пользования одновидовыми травостоями и двухвидовыми с кострецом безостым. Сорта прибалтийского сортотипа (Скривери и Межотненская) и южного (Узгенская местная и Токмакская) характеризовались меньшей массой ПКО, соответственно меньше на 6,5-18,2 т СВ на 1 га в одновидовых и на  9,80-17,25 т СВ на 1 га в двухвидовых травостоях по сравнению с сортами северного сортотипа

       Различия по накоплению массы ПКО в среднем по всем сортам люцерны изменчивой между одновидовыми травостоями и двухвидовыми с кострецом безостым несущественны и составляют за год 0,1 т СВ на 1 га.  Однако по некоторым сортам эти различия весьма ощутимы. Так, растения сорта Северная гибридная 69 в одновидовых травостоях накопили массы ПКО за 6 лет 50,4 т СВ на 1 га или на 10,2 т СВ на 1 га больше, чем в двухвидовых травостоях того же сорта с кострецом безостым. Такая тенденция, но с менее заметными различиями прослеживается по другим сортам (Вега 87, Пастбищная 88), а по сорту Лада - наоборот, меньшая масса ПКО накоплена в одновидовых травостоях по сравнению с двухкомпонентными с кострецом безостым.

По нашему мнению, это явилось результатом проявлений различных сортовых особенностей корневой конкуренции. Это мало изученный вопрос фитоценологии - сортовые особенности проявления конкуренции за тот или иной фактор жизни. Поэтому в своих исследованиях мы обратили внимание на уточнение вопросов конкурентоспособности не только видов луговых бобовых растений, но и некоторых сортов. Об этом имеется информация в соответствующем разделе диссертационной работы.

       При пастбищном использовании травостоев нами установлены видовые и сортовые особенности клевера ползучего по накоплению массы ПКО. Так в двухкомпонентных травостоях клевера ползучего и райграса многолетнего масса ПКО выше, чем в трехкомпонентных с добавлением к ним ежи сборной. Если в сумме за 7 лет пользования двухкомпонентными травостоями накоплено ПКО в среднем по сортам 37,3 т СВ на 1 га, то в трёхкомпонентных на 3,54 т СВ на 1 га меньше. В среднем за 1 год масса ПКО по сортам колеблется от 4,6 до 5,57 т СВ на 1 га  и составляет в среднем по двухкомпонентным травостоям - 5,32 т СВ на 1 га, а по трёхкомпонентным - 4,83 т СВ на 1 га.

       Это снижение продуктивности луговых бобовых растений по мере усложнения консортного состава травостоя (увеличения числа составляющих его компонентов), по-видимому, также явилось результатом негативного воздействия одного из проявлений конкуренции за факторы жизни, а именно - корневой конкуренции за почвенные факторы: элементы минерального питания, влагу и почвенный воздух. По мере усложнения консортного состава агрофитоценоза (травостоя), обостряется конкурентная обстановка и это приводит к ухудшению условий роста и развития растений и, как следствие - снижению общей продуктивности как надземной, так и подземной массы.

Таким образом, травостои луговых бобовых растений в процессе их хозяйственного использования различной интенсивности накапливали неодинаковое количество пожнивно-корневых остатков. Более высокая продуктивность ПКО от 7,5 до 10,6 т СВ на 1 га получена при двуукосном использовании, что на 2,2-2,9 т на 1 га  больше, чем при интенсивном трёхкратном скашивании за вегетационный период.

С увеличением продолжительности использования травостоев с участием луговых бобовых растений возрастает накопление массы ПКО. Так, за 4 года пользования бобово-злаковыми травостоями с клевером луговым и клевером гибридным  в среднем по испытываемым сортам масса ПКО составила 17,30 -19,24 т СВ на 1 га или в среднем за год 4,30-4,81 т СВ на 1 га. За 7 лет использования травостоев с люцерной изменчивой масса ПКО достигала 55,49-56,81 т СВ на 1 га или в среднем за год - 7,94 т СВ на 1 га, что на 3,38 т СВ на 1 га больше, чем по травостоям с видами и сортами клеверов.

По мере усложнения состава травостоя и увеличения конкурентной напряжённости в агрофитоценозе ухудшаются условия для роста и развития растений. Это приводит к снижению их продуктивности, что особенно проявляется при интенсивном пастбищном использовании травостоев. Так,  в двухкомпонентных травостоях клевера ползучего и райграса многолетнего масса ПКО выше, чем в трехкомпонентных с добавлением к ним ежи сборной. Если в сумме за 7 лет пользования двухкомпонентными травостоями накоплено ПКО в среднем по сортам 37,3 т СВ на 1 га, то в трёхкомпонентных на 3,54 т СВ на 1 га меньше. В среднем за 1 год масса ПКО по сортам колеблется от 4,6 до 5,57 т СВ на 1 га  и составляет в среднем по двухкомпонентным травостоям - 5,32 т СВ на 1 га, а по трёхкомпонентным - 4,83 т СВ на 1 га.

Следовательно, средообразующая роль луговых бобовых растений чрезвычайно велика: они накапливают и оставляют в почве органическое вещество и биологический азот, улучшают структуру почвы, оптимизируя тем самым почвенное плодородие. Это избавляет земледельцев от использования большого количества минеральных удобрений. Используя фиксированный азот воздуха, бобовые формируют агрофитоценозы высокой продуктивности, которые производят корма с повышенным качеством: оптимальным содержанием сырого протеина и белка в нём, сухого вещества, клетчатки и других углеводов (сахаров).

5  Азотфиксирующая способность  бобовых луговых растений и агрофитоценозов с их участием в зависимости от состава и интенсивности  использования

5.1 Обзор научной литературы по проблеме. В разделе дан подробный обзор научных работ по данной проблематике.

5.2  Продуктивность азотфиксации различных видов и сортов бобовых растений и накопление биологического азота в скашиваемых травостоях

       Одной из важнейших задач наших исследований было определение потенциала фиксации азота изучаемыми видами луговых бобовых растений. Поэтому во всех опытах, в том числе и в производственных условиях мы определяли продуктивность азотфиксации методом сравнения с парующими площадками, разработанный учёными ВИУА и ВНИИ сельхозмикробиологии (Трепачёв, 1983; Черемисов, 1985). Метод основан на сравнении симбиотической и несимбиотической продуктивности азотфиксации. В течение всех лет проведения опытов,  парующие участки (часть поля рядом с опытом) поддерживался в чистом от сорняков состоянии, почва периодически рыхлилась. Содержание общего и нитратного азота в почве (No и NNO3) определялось в начале и в конце вегетационного периода по всем вариантам опытов. По разнице No - NNO3 определялось количество биологического азота. Количество фиксированного азота определялось по разнице показателей количества биологического азота в конце вегетационного периода между вариантами опытов и парующими участками. На опытных делянках с изучаемыми травостоями происходила  симбиотическая фиксация азота, а на парующем участке, где не было растений -  несимбиотическая.

       Данные о продуктивности азотфиксации растений клевера лугового сортов Седум и Йыгева 433 в травостоях с различными злаковыми компонентами представлен на рис. 7. При двуукосном ежегодном использовании травостоев ими накоплено большое количество биологически фиксированного азота: 466,3-521,9 кг на 1 га или в среднем за один год - 116,6-130,5 кг на 1 га. Разница в продуктивности азотфиксации между сортами составляла 1,2-6,7%.

Растения сорта Седум были более высокопродуктивны в травостоях с тимофеевкой луговой - 510,1 кг на 1 га за 4 года или 127,5 кг на 1 га в среднем за 1 год.  Растения сорта Йыгева 433 более продуктивными оказались в травостоях с кострецом безостым - соответственно 521,9 и 130,5 кг на 1 га.  Растения обоих сортов клевера лугового зафиксировали минимальное количество азота в травостоях с ежой сборной. Такую тенденцию о снижении продуктивности растений клевера лугового в травостоях с этим злаком мы уже отмечали ранее в работе. Ежа сборная как высококурентоспособный вид оказывала негативное влияние на менее конкурентоспособный клевер луговой, создавая тем самым напряжённые конкурентные условия в агрофитоценозах. Это и являлось сдерживающим фактором при формировании как общей фитомассы травостоев с клевером луговым и ежой сборной, так и в частности, фиксированного азота, поскольку фиксация азота наиболее продуктивно протекает при оптимальном сочетании факторов жизни растения и оптимальных условиях формирования надземной и подземной фито- и биомассы.

Травостои сортов клевера гибридного Лужанин и Йыгева 2 также характеризовались высокими показателями азотфиксации: от 457,8 до 513,2 кг на 1 га в сумме за 4 года пользования или в среднем за 1 год от 114,5 до 128,3 кг на 1 га (рис. 8). В среднем по сортам и различным вариантам травостоев это на 4,1% меньше, чем в среднем по клеверу луговому. 

Растения клевера гибридного в силу морфологических особенностей имеют меньший потенциал продуктивности азотфиксации, их корневая система менее мощная, но благодаря большой разветвлённости корней, малой заглублённости в почве и, следовательно, хорошей аэрации корней всё же на них формируется мощный симбиотический аппарат, позволяющий накопить большое количество азота. Не менее способствует этому и большее продуктивное долголетие растений клевера гибридного. В нашем опыте клевер гибридный на третий и четвёртый годы пользования занимал в флористическом составе травостоя до 50% удельного веса по массе, о чём упоминалось ранее в работе. В среднем травостои с сортом Лужанин зафиксировали большее количество азота по сравнению с сортом Йыгева 2 на 4,5%. Травостои с ежой сборной также как и по клеверу луговому характеризовались самыми низкими показателями азотфиксации.

В этом же опыте в течение 4-х лет мы изучали продуктивность азотфиксации растений двух сортов люцерны изменчивой - районированный в Ленинградской области сорт Северная гибридная 69 и сорт Вега 87. Растения обоих сортов сформировали высокую урожайность биомассы, о чём уже упоминалось выше. За период четырёхлетнего использования травостои люцерны изменчивой зафиксировали от 920,0 до 981,2 кг N на 1 га или в среднем за 1 год - от 153,3 до 163,5 кг N на га (рис. 9). Это довольно высокие показатели азотфиксации, учитывая неблагоприятные для люцерны климатические условия 1993 года, когда лето было чрезвычайно влажным и прохладным: величина ГТК в июне - августе составляла 1,8-2,1, что свидетельствовало об избыточном увлажнении. Как известно, люцерна изменчивая из всех изучаемых бобовых видов негативнее всего реагирует на недостаток тепла при избытке влаги.

Сорта люцерны практически не различались по продуктивности: разница в пределах 0,8-1,0%. Так же как и по клеверам, наблюдается тенденция снижения продуктивности азотфиксации травостоев с люцерной изменчивой и ежой сборной: в среднем на 3,4-5,3% меньше, чем с тимофеевкой луговой и кострецом безостым. Очевидно, ежа сборная как высокоагрессивный и конкурентоспособный вид оказывала негативное влияние на условия жизнедеятельности и формирования продуктивности растений люцерны, хотя об этом очень мало данных в литературных источниках. Тем более интересно выявить особенности проявления видов разного потенциала конкурентоспособности по отношению к луговым бобовым растениям.

Этому отчасти были посвящены наши последующие опыты, где мы изучали особенности продуктивности растений различных сортов люцерны изменчивой в одновидовых травостоях и двухвидовых с кострецом безостым.

Данные о продуктивности азотфиксации в долголетнем опыте (шесть лет использования травостоя, 1993-1999 гг.) представлены на рис. 10.

Изучаемые сорта люцерны изменчивой, относящиеся к трём различным сортотипам: северному, прибалтийскому и южному, различались по продуктивности азотфиксациии и группировались по принципу принадлежности к сортотипу. Так, наиболее продуктивной азотфиксация была у сортов северного сортотипа: в сумме за 6 лет пользования в среднем по сортам 1082,3 кг N на 1 га в одновидовых травостоях и 1009,7 кг N на 1 га  травостоях с кострецом безостым или в среднем за 1 год пользования соответственно 180,4 и 168,3 кг N на 1 га. Травостои с сортами прибалтийского сортотипа были на 2,0-5,0%, а с сортами южного - на 6,0-6,5% менее продуктивны в фиксации азота по сравнению с травостоями сортов северного сортотипа.

Более высокие показатели продуктивности азотфиксации получены на одновидовых травостоях люцерны изменчивой: в среднем по сортам на 13 кг N га или 7% больше, чем на травостоях люцерны с кострецом безостым. Максимальной продуктивностью азотфиксации характеризовались травостои люцерны изменчивой сортов Пастбищная 88 и Северная гибридная 69: в среднем за год 181,9 и 181,1 кг N га соответственно.

Изучая закономерности азотфиксации, мы установили тесную взаимосвязь между массой пожнивно-корневых остатков (ПКО: корневые системы растений, остатки побегов (стерни) после отчуждения растений) и количеством фиксированного биологического азота. Нами отмечено: чем выше продуктивность растений (надземной и подземной массы), а точнее именно подземной массы корневых систем растений, на которых расположена основная часть симбиотического аппарата бобовых (клубеньковая масса, где собственно и происходит фиксация (связывание) азота) - тем выше продуктивность процессов азотфиксации.

       Наблюдения на производственном опыте подтвердили отмеченные ранее тенденции: бобово-злаковые травостои люцерны изменчивой фиксировали больше азота по сравнению с травостоями клевера лугового, в среднем по сортам в сумме за 4 года пользования травостоями на 162,4 кг на 1 га или в среднем за год - на  40,6 кг на 1 га. В целом в производственном опыте получены более низкие показатели продуктивности азотфиксации, хотя использовались те же сорта, что и ранее в полевом опыте. По-видимому, это явилось результатом наложения спектра факторов: хозяйственного укосного использования, иных почвенных условий, отличающихся по агрохимическим характеристикам от почв опытного поля СПбГАУ, менее благоприятных погодных условий лет проведения опыта, особенно засушливого 2003 года. В среднем за год травостои клевера лугового в производственном опыте зафиксировали 109,7-118,6 кг азота на 1 га, что на 7,0-15,0% меньше, чем травостои в полевом опыте,  а травостои люцерны изменчивой 152,4-157,1 кг на 1 га, что так же на 9,0-13,0% меньше, чем в полевом опыте.

Клевер ползучий в условиях интенсивного пастбищного использования, как мы отмечали выше, сформировал высокий урожай биомассы. Это явилось и результатом и предпосылкой эффективного симбиоза. Данные о симбиотической активности растений различных сортов клевера ползучего в бобово-злаковых травостоях по продуктивности азотфиксации представлены на рис. 11.

       Как уже отмечалось ранее, с усложнением компонентного злакового состава травостоя снижается его продуктивность. Это получило полное подтверждение и при определении продуктивности азотфиксации. Так, если двухкомпонентные травостои каждого из четырёх изучаемых сортов клевера ползучего с райграсом пастбищным зафиксировали в среднем  в сумме за 7 лет пользования травостоем 840,8 кг азота на 1 га или 120,1 кг на 1 га в среднем за 1 год, то трёхкомпонентые травостои клевера ползучего с райграсом и ежой сборной на 6,5-7,0% меньше - соответсветственно 781,0 и 111,6 кг азота на 1 га.

Растения разных сортов клевера ползучего неодинаково реагировали на усложнение компонентного состава травостоя и включение в травосмесь ежи сборной. Наибольшее снижение продуктивности азотфиксации в присутствии в ежи сборной произошло в травостоях импортных сортов Клондайк и Милканова на 69,0-83,3 кг азота на 1 га, тогда как в травостоях отечественного сорта Белогорский 1 - минимальное снижение, всего на 12,2 кг на 1 га.

В этом опыте, как и в предыдущих, получила подтверждение тенденция повышения продуктивности азотфиксации с увеличением продуктивности общей и корневой биомассы, подсчитанной нами как масса пожнивно-корневых остатков.

Таким образом, в условиях высокой современной агротехники и использования современных ресурсоэффективных сортов травостои луговых бобовых растений характеризовались высокой продуктивностью азотфиксации. В наших исследованиях определены высокие уровни азотфиксации травостоев с сортами люцерны изменчивой Пастбищная 88 и Северная гибридная 69: в среднем за год 181,9 и 181,1 кг N на 1 га соответственно.

В одновидовых травостоях люцерны зафиксировано в среднем по сортам на 13 кг N га или 7% больше, чем в травостоях люцерны с кострецом безостым. По мере усложнения компонентного злакового состава травостоя снижается его продуктивность  в целом, и в частности - продуктивность азотфиксации. Снижение продуктивности азотфиксации происходит при включении в травостой даже одного вида злака, и тем более двух. Это вполне объяснимо, поскольку злаки являются азотолюбивыми культурами и интенсивно используют азот, накопленный бобовым растением. В травостоях по мере увеличения числа потребителей азота - злаковых видов снижаются запасы азота в корнях (клубеньках) и корневых выделениях, в почве под травостоями.

Особенно заметно снижение продуктивности азотфиксации в условиях интенсивного использования травостоев - при многократном пастбищном стравливании растений. Двухкомпонентные травостои каждого из четырёх изучаемых сортов клевера ползучего с райграсом многолетним зафиксировали в среднем  в сумме за 7 лет пользования травостоем 840,8 кг N га или 120,1 кг на 1 га в среднем за 1 год, а трёхкомпонентые травостои клевера ползучего с райграсом и ежой сборной на 6,5-7,0% меньше - соответсветственно 781,0 и 111,6 кг азота на 1 га.

Следовательно, травостои луговых бобовых растений выполняют важную средообразующую роль: обогащают почву органическим веществом пожнивно-корневых остатков и биологическим азотом, улучшая тем самым физико-химические свойства и плодородие почв.

6 Агроэнергетическая эффективность возделывания

травостоев с луговыми бобовыми растениями

На основании полученных экспериментальных данных по всем опытам нами проведена агроэнергетическая оценка приёмов создания и интенсивного использования травостоев с луговыми бобовыми растениями.  По данным урожайности сухой массы травостоев и содержания обменной энергии в них, мы рассчитали валовой выход энергии с урожаем. Среднегодовые затраты энергии приняты исходя из расчётов профессора Г.С. Посыпанова (2006) по одновидовым травостоям бобовых и злаково-бобовым травосмесям раздельно. На основании среднегодовых показателей затрат мы рассчитали общие затраты, учитывая общую продолжительность использования травостоя: опыт №1 - 2 года, опыт №2 и №4 - 4 года, опыт №3 - 6 лет, опыт №5 - 7 лет. Нами были рассчитаны также показатели:

• чистый энергетический доход (ЧЭД): разница между содержанием энергии в урожае и общими затратами энергии (в таблицах далее обозначено *);
• коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ): отношение чистого дохода к энергозатратам (**);
• биоэнергетический коэффициент (БЭК): отношение полученной с урожаем энергии к затраченной (***);
• энергетическая себестоимость (ЭСб): затраты энергии на единицу урожая (****).

       Проведенный анализ показателей агроэнергетической оценки показывает, что интенсивное использование травостоев луговых бобовых растений экономически эффективно. Вследствие высокой урожайности сухого вещества, повышенного содержания обменной энергии в нем и высоких показателей сбора ОЭ с урожаем, показатели чистого энергетического дохода по травостоям клевера лугового и клевера гибридного составляют при двуукосном использовании 29,2-34,2  ГДж на 1 га в среднем в год, при интенсивном  трёхукосном использовании  - 51,4-57,2 ГДж на 1 га; по травостоям люцерны изменчивой - 64,74-74,07 ГДж на 1 га в среднем в год. Коэффициент энергетической эффективности травостоев клевера лугового и клевера гибридного достаточно высок и колеблется в зависимости от состава травостоя, интенсивности его использования от 1,09 до 1,57; люцерны изменчивой - от 2,02 до 3,31.

       С увеличением продуктивного долголетия, интенсивности использования травостоев, использования ресурсоэффективных районированных сортов луговых бобовых растений возрастает их агроэкономическая эффективность: растут показатели чистого энергетического дохода, коэффициенты энергетической эффективности и биоэнергетические коэффициенты, снижается энергетическая себестоимость единицы урожайности.

ВЫВОДЫ

1. При формировании травостоев луговых бобовых растений следует учитывать неодинаковую динамику роста растений различных видов и конкурентные отношения между ними: клевер луговой раннеспелого типа является наиболее быстрорастущим видом в первые годы жизни в период формирования урожая первого укоса, опережая злаки в совместном посеве: по всем срокам наблюдения клевер был в 1,5-2 раза выше злака, а скорость его роста на 31% выше скорости роста злака. В период формирования урожая второго укоса темпы роста бобовых и злаковых растений выравниваются.
2. Ресурсоэффективными сортами клевера лугового с высокой ценотической совместимостью со злаковым компонентом являются  Седум и Йыгева 433, которые хорошо совместимы с тимофеевкой луговой, люцерны изменчивой Северная гибридная 69 и Пастбищная 88, растения которых ценотически совместимы с растениями костреца безостого. Травостои этих сортов показали высокую устойчивую урожайность и большое долголетие. Сорт люцерны изменчивой Вега 87 имеет хорошую ценотическую совместимость со злаками, но только до 5 года использования, поэтому считается сортом интенсивного типа. 
3. Травостои с современными сортами клеверов лугового, гибридного и ползучего, а также люцерны изменчивой формируют высокие урожаи надземной массы. Клевера луговой и гибридный формировали максимальную урожайность в первые два года пользования травостоем: до 9,0-9,7 т СМ с 1 га. Люцерна изменчивая достигала максимальной урожайности на третий и четвёртый годы пользования травостоями до 11,3-12,1 т СМ с 1 га. Клевер ползучий в травостоях пастбищного использования максимальную урожайность формировал на второй и третий годы пользования  до 9,02-9,50 т СМ с 1 га за шесть-семь стравливаний в год.
4. Интенсивность использования травостоев оказывала влияние на урожайность: при укосном использовании травостоев максимальную урожайность клеверов лугового и гибридного получили при двухкратном скашивании за вегетационный период - до 8,0-9,0 и 9,9-13,2 т СМ с 1 га соответственно, что на 16-33% больше, чем при трёхкратном скашивании. Травостои клевера ползучего были более урожайны, наоборот, при трёхукосном использовании: урожайность достигала 6,9 т СМ с 1 га, а при интенсивном пастбищном использовании (шесть-семь циклов стравливания за вегетационный период) - до 9,55-9,80 т СМ с 1 га.
5. По урожайности надземной массы выделились ресурсоэффективные сорта со стабильно высокими показателями. По клеверу луговому: Седум и Сиворицкий 416 с суммарной продуктивностью за 4 года пользования травостоями 26,0-26,2 т СМ с 1 га или на 6-12% больше, чем другие сорта в опытах; клеверу гибридному: Лужанин с продуктивностью за 4 года пользования травостоями 24,0-26,5 т СМ с 1 га или на 11-15% больше, чем другие сорта в опытах; клеверу ползучему: Белогорский 1 и Клондайк с продуктивностью за 6 лет - 56,55 и 59,11 т СМ с 1 га или на 6-9% больше, чем другие сорта в опытах; люцерне изменчивой: Пастбищная 88 и Северная гибридная 69 с суммарной продуктивностью за 6 лет -  56,7 и 53,2 т СМ с 1 га или на 5-28% больше, чем другие сорта в опытах.
6. Интенсивно используемые травостои луговых бобовых растений формируют урожай высокой питательной ценности: содержание сырого протеина в растениях клеверов всех изучаемых видов было выше при интенсивном трёхукосном использовании и достигало 22,8% СВ, что на 0,6-4,9% выше, чем при двуукосном использовании травостоев. Содержание сырого протеина и валовые сборы его с урожаем одновидовых травостоев клевера и люцерны изменчивой на 5-8% больше, чем с урожаем  бобово-злаковых травостоев.
7. Изученные сорта луговых бобовых растений отличались не только по содержанию сырого протеина, но и по содержанию обменной энергии и валовым сборам их с урожаем сухой массы. Колебания содержания сырого протеина в травостоях различных сортов люцерны изменчивой, относящихся к разным сортотипам, весьма заметные: растения северного сортотипа содержали на 0,5-1,4% больше сырого протеина, чем прибалтийские и южные сорта.
8. Интенсивное пастбищное использование бобово-злаковых травостоев с клевером ползучим обеспечивает получение высококачественного питательного корма с оптимальным содержанием сырого протеина (19,4-22,7% СВ), умеренным содержанием клетчатки (21,4-23,6% СВ), высоким содержанием ОЭ (10,5-11,6 МДж в 1 кг СВ) и сахара (14,3-16,1%) и, как результат - сбалансированным сахаро-протеиновым соотношением и высокой энергетической питательностью.
9. Травостои луговых бобовых растений в процессе их хозяйственного использования различной интенсивности накапливали неодинаковое количество пожнивно-корневых остатков (ПКО: корневые системы растений, остатки стерни после отчуждения растений). Более высокая продуктивность ПКО от 7,5 до 10,6 т СВ на 1 га получена при двуукосном использовании, что на 2,2-2,9 т на 1 га  больше, чем при интенсивном трёхкратном скашивании за вегетационный период.
10. С увеличением продолжительности использования травостоев луговых бобовых растений возрастает накопление массы ПКО: за 4 года пользования бобово-злаковыми травостоями с клевером луговым и клевером гибридным  в среднем по испытываемым сортам масса ПКО составила 17,30 -19,24 т СВ на 1 га или в среднем за год 4,30-4,81 т СВ на 1 га; за 7 лет использования травостоев с люцерной изменчивой масса ПКО достигала 55,49-56,81 т СВ на 1 га или в среднем за год - 7,94 т СВ на 1 га, что на 3,38 т СВ на 1 га больше, чем по травостоям с видами и сортами клеверов.
11. По мере усложнения состава травостоя и увеличения конкурентной напряжённости в агрофитоценозе ухудшаются условия для роста и развития растений. Это приводит к снижению их продуктивности, что особенно проявляется при интенсивном пастбищном использовании травостоев: в двухкомпонентных травостоях клевера ползучего и райграса многолетнего масса ПКО выше, чем в трехкомпонентных с добавлением ежи сборной: в сумме за 7 лет пользования двухкомпонентными травостоями накоплено ПКО 37,3 т СВ на 1 га, в трёхкомпонентных - на 3,54 т СВ на 1 га меньше. В среднем за 1 год масса ПКО по сортам колеблется от 4,6 до 5,57 т СВ на 1 га  и составляет по двухкомпонентным травостоям - 5,32 т СВ на 1 га, а по трёхкомпонентным - 4,83 т СВ на 1 га.
12. Травостои с изучаемыми видами и сортами луговых бобовых растений характеризовались высокой симбиотической активностью. Люцерна изменчивая отличалась повышенной азотфиксацией по сравнению с другими видами: в одновидовых травостоях зафиксировано в среднем по сортам на 13 кг на 1 га или на 7% больше, чем в травостоях люцерны с кострецом безостым. Максимальной продуктивностью азотфиксации характеризовались травостои с сортами Пастбищная 88 и Северная гибридная 69: в среднем за год 181,9 и 181,1 кг на 1 га соответственно.
13. По мере усложнения компонентного состава травостоя снижается продуктивность азотфиксации. Снижение происходит при включении в травостой даже одного вида злака, тем более двух. По мере увеличения числа потребителей азота (злаковых видов) снижаются запасы азота в корнях (клубеньках) бобовых растений и в почве под травостоями. Снижение продуктивности азотфиксации особенно заметно при многократном пастбищном стравливании растений. Травостои сортов клевера ползучего с райграсом многолетним зафиксировали в сумме за 7 лет пользования в среднем по сортам 840,8 кг на 1 га биологического азота или 120,1 кг на 1 га в год, а трёхкомпонентые травостои клевера ползучего с райграсом и ежой сборной на 6,5-7,0% меньше - соответственно 781,0 и 111,6 кг на 1 га.
14. Выявлена тесная взаимосвязь между массой ПКО и количеством фиксированного биологического азота. Чем выше продуктивность растений, в частности их подземной массы - тем выше продуктивность процессов азотфиксации.
15. Интенсивное использование травостоев луговых бобовых растений экономически эффективно: показатели чистого энергетического дохода по травостоям клевера лугового и клевера гибридного составляют при двуукосном использовании 29,2-34,2  ГДж на 1 га в среднем в год, при интенсивном  трёхукосном использовании  - 51,4-57,2 ГДж на 1 га; по травостоям люцерны изменчивой - 64,74-74,07 ГДж на 1 га в среднем в год. Коэффициент энергетической эффективности травостоев клевера лугового и клевера гибридного высок и колеблется в зависимости от состава травостоя и интенсивности его использования:  от 1,09 до 1,57; люцерны изменчивой - от 2,02 до 3,31. С увеличением продуктивного долголетия, интенсивности использования травостоев и использования ресурсоэффективных сортов возрастает агроэкономическая эффективность луговых бобовых растений.

РЕКОМЕНДАЦИИ  ПРОИЗВОДСТВУ

1. При использовании луговых бобовых растений (многолетних трав) как в травосмесях, так и в одновидовых посевах необходимо учитывать их видовые и сортовые особенности: скороспелость (динамику роста), потенциал конкурентоспособности, долголетие. Наиболее ценотически совместимы с клевером  луговым и  клевером гибридным - тимофеевка луговая, с люцерной изменчивой - кострец безостый, с клевером ползучим - райграс многолетний. При этом целесообразны упрощённые травосмеси (из двух видов),  поскольку добавление дополнительного злакового компонента приводит при интенсивном использовании к обострению конкуренции за факторы жизни и снижению продуктивности агрофитоценоза.
2. Для создания травостоев повышенного продуктивного долголетия на Северо-Западе России,  там, где позволяют почвенные условия (прежде всего кислотность и уровень плодородия), необходимо шире использовать люцерну изменчивую,  поскольку её продуктивное долголетие в 2-3 раза больше,  урожайность в 1,2 - 2 раза выше, также как и продуктивность азотфиксации по сравнению с клевером луговым. При создании травостоев краткосрочного интенсивного использования следует применять сорт люцерны интенсивного типа Вега 87, для травостоев повышенного продуктивного долголетия - Пастбищная 88 и Северная гибридная 69, характеризующиеся повышенной пластичностью и устойчивым продуктивным долголетием.
3. С целью восстановления и увеличения почвенного плодородия рекомендуется долголетнее использование травостоев луговых бобовых растений: чем выше срок использования травостоя, тем больше суммарная продуктивность биомассы, в том числе и остающегося в почве с пожнивно-корневыми остатками органического вещества и фиксированного растениями азота.
4. При создании интенсивного пастбища необходимо использовать адаптированные сорта клевера ползучего, прежде всего районированные в данном регионе. На Северо-Западе РФ это сорта Белогорский 1 и Клондайк. Упрощённые травосмеси этих сортов с райграсом многолетним формируют высокопродуктивные травостои, пригодные для интенсивного стравливания и характеризующиеся повышенным качеством травостоя: высоким содержанием сырого протеина (до 22-23%), сбалансированным сахаро-протеиновым соотношением (0,8-1,2). Добавление в травосмеси других злаков нецелесообразно, так как это приводит к усложнению конкуренции в агрофитоценозе, его дестабилизации и снижению продуктивности.
5. На влажных почвах, которыми изобилует Северо-Западный регион РФ, целесообразно возделывать клевер гибридный, как наиболее толерантный к повышенной влажности вид. Травостои сортов Лужанин и Йыгева 2 отличаются большим продуктивным долголетием, чем травостои клевера лугового: видовое участие растений клевера гибридного на третий и четвёртый годы пользования травостоем в пределах 30-40% и лишь на пятый-шестой годы пользования травостоем снижается до 15-18%. 

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Всего опубликовано 61  работа, в том числе:

в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Спиридонов, А.М. Влияние аммиачной селитры и ингибитора нитрификации КМП на динамику минерального азота в дерново-подзолистой почве, урожайность лисохвоста лугового и содержание в нем нитратов и протеина / В.Н. Ефимов, Л.А. Трусова, И.П. Лепкович, А.М. Спиридонов, Диалло Портос // Агрохимия, №3, 1992. - С. 10-17.
2. Спиридонов, А.М. Многолетние бобовые травы как источник биологического азота в земледелии / А.М. Спиридонов // Земледелие, №3, 2007.    С. 14-15.
3. Спиридонов, А.М. Агрономические аспекты снижения себестоимости молока / А.М. Спиридонов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, №15, 2009. С. 142-146.
4. Спиридонов, А.М. Проблемы возделывания бобовых видов многолетних трав на Северо-Западе России / А.М. Спиридонов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, №16, 2009.   С. 28-31.
5. Спиридонов, А.М. Многолетние бобовые травы как источник экологически безопасного азота / А.М. Спиридонов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, №17, 2009.    С. 18-20.
6. Спиридонов, А.М. Влияние кормовой базы на эффективность производства молока  / А.М. Спиридонов // Аграрная наука, №11, 2010. С. 7-9.
7. Спиридонов, А.М. Перспективы пастбищ с клевером ползучим / А.М. Спиридонов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, №18, 2010. С. 20-23.
8. Спиридонов, А.М. Агроэкологические особенности многолетних бобовых трав при сенокосном использовании на Северо-Западе России / А.М. Спиридонов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, №19, 2010.    С. 26-29.
9. Спиридонов, А.М. Возделывание многолетних бобовых трав как фактор ресурсосбережения в кормопроизводстве / А.М. Спиридонов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, №20, 2010. С. 25-29.
10. Спиридонов, А.М. Агороэкологическое значение многолетних бобовых трав при сенокосном использовании в условиях северо-запада России / В.П. Царенко, А.М. Спиридонов // Кормопроизводство, №4, 2011. - С. 12-18.
11. Спиридонов, А.М. Качество травостоев с луговыми бобовыми растениями / А.М. Спиридонов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, №22, 2011. С. 54-60.
12. Спиридонов, А.М. Перспективы использования бобовых растений в луговодстве Северо-Запада России / И.П. Лепкович, А.М. Спиридонов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, №23, 2011. С. 51-58.
13. Спиридонов, А.М. Продуктивность азотфиксации луговых бобовых растений и агрофитоценозов с ними / А.М. Спиридонов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, №23, 2011.   С. 58-65.
14. Спиридонов, А.М. Влияние луговых бобовых трав на плодородие почвы / А.М. Спиридонов // Земледелие, №, 2011. - С. 19-20.
15. Спиридонов, А.М. Реализация потенциала вида люцерны изменчивой в условиях Ленинградской области / А.М. Спиридонов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, №24, 2011.   С. 32-39.

В монографиях:

16. Ресурсосбережение в кормопроизводстве / А.М. Спиридонов // Монография. Санкт-Петербург: ФГОУ  АМА НЗ РФ, 2007. - 96 с.
17. Производство травяных кормов и зернофуража / А.М. Спиридонов // Монография. Санкт-Петербург: ФГОУ АМА НЗ РФ, 2011. - 120 с.

В других изданиях:

18. Спиридонов, А.М. Удовлетворение потребности КРС в сыром протеине за счёт интенсивного возделывания луговых угодий / И.П. Лепкович, А.М. Спиридонов // Интенсификация производства и использования кормов: Материалы науч. конф. ГСХИ. - Горький, 1988, С.23-25.
19. Спиридонов, А.М. Сравнительная биолого-хозяйственная оценка сортов клевера лугового при интенсивном использовании / И.П. Лепкович, А.М. Спиридонов // Пути интенсификации сельскохозяйственного производства в хозяйствах Псковской области: Материалы науч. конф. ВСХИ. - Великие Луки, 1989. - С.27-29.
20. Спиридонов, А.М. Продуктивность сеяных фитоценозов с различными сортами клевера лугового / А.М. Спиридонов // Молодые учёные и студенты: Доклады конф. ЛСХИ. - Ленинград, 1990. - С.33-34.
21. Спиридонов, А.М. Возможно ли создание зелёного конвейера за счёт интенсивного использования травостоев с сортами клевера лугового / Х. Сугян, Н. Копытова, А.М. Спиридонов // Молодые учёные и студенты: Доклады конф. ЛСХИ. - Ленинград, 1990. - С.27-28.
22. Спиридонов, А.М. Интенсивное использование травостоев с сортами клевера лугового - один из резервов ресурсосбережения в кормопроизводстве / И.П. Лепкович, А.М. Спиридонов, Я.Г. Лийв, К.Х. Аннук // Результаты внедрения и перспективы использования кормовых культур в Нечерноземной зоне РСФСР: Тезисы докладов регионального совещания по кормопроизводству. - Ленинград, 1990. - С.13-15.
23. Спиридонов, А.М. Кормовая ценность интенсивно используемых травостоев с сортами клевера лугового / А.М. Спиридонов // Приёмы получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур на Северо-Западе НЗ РФ: Сборник научных трудов ЛСХИ. - Ленинград, 1990. - С.
24. Спиридонов, А.М. Биологическая продуктивность травостоев с сортами клевера лугового / И.П. Лепкович, А.М. Спиридонов // Проблемы кормопроизводства и пути их решения: Сборник научных трудов ЛГАУ.  - Ленинград, 1991. - С.
25. Спиридонов, А.М. Хозяйственно-геоботаническая оценка агрофитоценозов с сортами клевера лугового / И.П. Лепкович, А.М. Спиридонов // Науч.-техн. бюллетень ВНИИР. - Вып. 211: Селекция бобовых кормовых культур.  - Ленинград, 1991. - С. 45-49.
26. Спиридонов, А.М. Сорта клеверов при интенсивном использовании в Ленинградской области /А.М. Спиридонов // Сельскохозяйственная наука - производству Псковской области: Материалы 29 науч.-произв. конф. ВСХИ. - Великие Луки, 1991. - С.44-46.
27. Спиридонов, А.М. Биопродуктивность луговоклеверных травостоев интенсивного типа / И.П. Лепкович, А.М. Спиридонов // Современные проблемы растениеводства и кормопроизводства:  Тезисы науч. конф. Новг. СХИ. - Новгород, 1991. - С.11-12.
28. Спиридонов, А.М. Симбиотическая активность растений различных сортов клевера лугового / А.М. Спиридонов // Научные разработки и передовой опыт - производству Псковской области: Материалы XXX науч.-произв. конф. ВГСХА. - Великие Луки, 1992. - С.36-38.
29. Спиридонов, А.М. Хозяйственно-геоботаническая оценка сортов клевера лугового в Ленинградской и Новгородской областях / И.П. Лепкович, А.М. Спиридонов // Аграрная наука - достижения и перспективы: Тезисы науч. конф. Кировского СХИ. - Киров, 1994. ЦС.16-18.
30. Спиридонов, А.М. Фитоценотическая активность растений различных сортов клевера лугового в агрофитоценозах / А.М. Спиридонов // Науч.-техн.бюллетень ВНИИР. - Вып. 233: Исходный материал для селекции культурных растений. - С-Петербург, 1994. - С.99-101.
31. Спиридонов, А.М. Упрощённая агротехника выращивания клевера лугового на семена / И.П. Лепкович, А.М. Спиридонов // Руководство для практ. занятий, Новгородский МТ - НТИиП. - Новгород, 1994. - 5 с.
32. Спиридонов, А.М. Азотфиксирующая способность сортов клевера лугового в Ленинградской области / А.М. Спиридонов // Современные проблемы и перспективы лугового кормопроизводства Тезисы науч. конф. Новгор. ГСХА, Новгород, 1995. - С.23-25.
33. Спиридонов, А.М. Сорта люцерны на сенокосах Ленинградской области / А.М. Спиридонов, Т.Н. Горбенко, Н.Ю. Коженкова // Современные проблемы и перспективы лугового кормопроизводства:  Тезисы докл. межд. науч. конф. Новгородской ГСХА. - Новгород, 1995. - С.25-27.
34. Spiridonov, A. The nitrogen-fixing arieties ty of clover arieties / I. Lepkovitch, A. Spiridonov // Nitrogen Fixation: Fundamentals and Applications. Proceedings of the 10 th International Congress on Nitrogen Fixation, Kluwer Academic Publishers. - Dortrecht/Boston/London, 1995. - S.706.
35. Спиридонов, А.М. Возможности клевера гибридного на переувлажненных почвах / А.М. Спиридонов // Современные проблемы и перспективы луговодства на пойменных лугах, польдерах и освоенных болотах: Тезисы докл. межд. семинара Новг. ГСХА. - Новгород, 1996. - С.31-33.
36. Спиридонов, А.М. Значение сорта многолетних бобовых трав в повышении качества и продуктивного долголетия сенокосных травостоев / А.М. Спиридонов // Бобовые культуры в современном сельском хозяйстве: Сб. междунар. конф Новг. ГСХА. - Новгород, 1998. - С.28-30.
37. Спиридонов, А.М. Фитоценотическая активность растений люцерны различных сортов / А.М. Спиридонов, Н.Ю. Камылина // Проблемы кормопроизводства и пути их решения: Сб. науч. трудов; СПбГАУ. - СПб, 1998. - С. 45-48.
38. Спиридонов, А.М. Направления ресурсосбережения в земледелии современного сельхозпредприятия / А.М. Спиридонов // Науч. труды академии кадровой и социальной политики АПК. - Вып.4. - С-Петербург, 1999. - С.127-130.
39. Спиридонов, А.М. Пути и условия интенсификации луговодства на Северо-Западе России / И.П. Лепкович, А.М. Спиридонов, Э.В. Авдеев, А.С. Антонов, О.В. Пленнэ // Вестник НГУ. - Вып. 11. - Новгород, 1999. - С. 33-39.
40. Спиридонов, А.М. Агроэкологические аспекты реформирования отрасли растениеводства крупного сельхозпредприятия / А.М. Спиридонов // Реформирование агропредприятий: опыт, проблемы и перспективы:  Сб. докл. науч.-практ.конф. Ц  СПб, 1999. - С.60-62.
41. Спиридонов, А.М. Азотфиксация многолетних бобовых трав как экологически безопасный и экономически эффективный источник азота в земледелии / А.М. Спиридонов // Экологические проблемы агропромышленного комплекса: Материалы науч.-практ. конф. - Москва, 1999. - С.48-49.
42. Спиридонов, А.М. Агроэкологические особенности многолетних бобовых трав, возделываемых при сенокосном использовании в условиях Северо-Запада России / А.М. Спиридонов // Современные проблемы развития лугопастбищного хозяйства и растениеводства: Сб. науч.трудов СПбГАУ. - С-Петербург, 2000. - С.
43. Spiridonov, A. Oekologisch moderne Landwirtschaft in Russland / А. Spiridonov // Zmainy funkcji polskich obszarow wiejskich w kontekscie przemian strukturych I procesow integracyjnych ze wspolnotami europejskimi. - Szczecin, 2000. - S.
44. Спиридонов, А.М. Экологические аспекты устойчивого сельскохозяйственного производства Северо-Запада России / А.М. Спиридонов // Современные проблемы органической химии, экологии и биотехнологии: Материалы первой межд. науч. конф. - Т.2, ч.2. - Луга, 2001. - С.144-147.
45. Спиридонов, А.М. Создание и использование интенсивных пастбищ из райграса пастбищного и клевера ползучего (белого) / А.М. Спиридонов // Научно-практические рекомендации, ФГОУ АМА НЗ РФ. - С-Петербург, 2001. - 19 с.
46. Спиридонов, А.М. Опыт Ленинградской области по укреплению кормовой базы для высокопродуктивного молочного стада // Актуальные проблемы науки в АПК: Материалы межвуз. науч.-практ. конф. - Т.1. - Кострома, 2002. - С. 149-150.
47. Спиридонов, А.М. К вопросу о научных основах производства энергонасыщенных кормов для повышения племенных, продуктивных и воспроизводительных качеств скота / Р.С. Сираждинов, А.М. Спиридонов // Организация производства энергонасыщенных кормов с полевых земель и лугопастбищных угодий - главный фактор создания прочной кормовой базы: Материалы науч.-практ. конф. Новг. ИППК АПК. - Великий Новгород, 2002. - С.19-23.
48. Спиридонов, А.М. Совершенствование технологий производства высококачественных энергетически насыщенных кормов / А.М. Спиридонов, Р.С. Сираждинов // Организация производства энергонасыщенных кормов с полевых земель и лугопастбищных угодий - главный фактор создания прочной кормовой базы: Материалы науч.-практ. конф. Новг. ИППК АПК. - Великий Новгород, 2002. - С.65-68.
49. Спиридонов, А.М. Перспективы развития кормовой базы для высокопродуктивного молочного животноводства  / А.М. Спиридонов // Концепция развития животноводства в России до 2010 г. и программы обучения руководящих кадров и специалистов АПК ресурсосберегающим технологиям: Материалы 19-й Всерос. науч. - произв. конф.  ФГОУ АМА НЗ РФ. - СПб, 2002. Ц  С.149-155.
50. Спиридонов, А.М. Возделывание многолетних бобовых трав как ресурсосберегающий и экологически безопасный путь развития земледелия на Северо-Западе России / А.М. Спиридонов // III Кирилло-Мефодиевские чтения: Сб. материалов междунар. науч. конф. - ч.2. - Луга, 2003. - С.224-229.
51. Спиридонов, А.М. Освоение перспективных ресурсосберегающих технологий в кормопроизводстве / А.С. Малахов, Н.М. Носов, А.М. Спиридонов, М.М. Плахотнюк // Модуль для освоения современных знаний по кормопроизводству, ФГОУ АМА НЗ РФ. - С-Петербург, 2004. - 46 с.
52. Спиридонов, А.М. Методы получения высококачественных кормов / А.М. Спиридонов // Обобщение передового опыта, ФГОУ АМА НЗ РФ. - С-Петербург, 2004. - 18 с.
53. Спиридонов, А.М. Создание сырьевых конвейеров для повышения качества травяных кормов / А.М. Спиридонов // Информ. бюллетень Карельского ИППК. - Петрозаводск, 2005. - С.8-11.
54. Спиридонов, А.М. Многолетние бобовые травы как источник биологического азота в земледелии / А.М. Спиридонов // Проблемы и перспективы развития отрасли кормопроизводства в Северо-Восточном регионе Европейской части России: Сб. мат. науч.-практ. конф. - Кострома, 2006. - С.129-132.
55. Спиридонов, А.М. Многолетние бобовые травы как источник биологического азота в земледелии // Ресурсосберегающее земледелие и условия перехода к нему: Материалы 22-й Всерос. науч.-практ. конф.  - Чебоксары, 2006. - С. 73-78.
56. Спиридонов, А.М. Получение кормов за счёт внутрихозяйственных ресурсов - один из основных путей ресурсосбережения в кормопроизводстве // Ресурсосберегающие и экологически безопасные технологии в кормопроизводстве Северо-Запада Российской Федерации: Сб. материалов межрег. науч.-практ. конф. - Псков - Великие Луки, 2007, - С.106-112.
57. Перспективные ресурсосберегающие технологии кормопроизводства / А.М. Спиридонов // Учебное пособие с грифом Минсельхоза России. - Санкт-Петербург: ФГОУ  АМА НЗ РФ, 2008. - 96 с.
58. Спиридонов, А.М. Эффективность различных систем организации кормовой базы // Ресурсосберегающие технологии в луговом кормопроизводстве: Материалы межд. науч.-практ. конф. СПбГАУ, посвящённой 120-летию акад. И.В. Ларина.  - С-Петербург, 2009. - С.66-75.
59. Spiridonov, A. Increasing the efficiency of the milk supply chain through optimal fodder systems: case Leningrad regions of Russian Federation  / А. Spiridonov // 2 ND International economic conference, Ungarn, Kaposhvar, 2009. - S. 493-497.
60. Спиридонов, А.М. Пути снижения себестоимости молока за счёт совершенствования кормовой базы предприятия / А.М. Спиридонов // Сб. науч. трудов Краснодарского РИА. - Вып. 19. - Краснодар, 2010. С. 63-71.
61. Спиридонов, А.М. Создание и использование пастбищ / А.М. Спиридонов // Учебно-методические рекомендации, ФГОУ АМА НЗ РФ. - С-Петербург, 2011. - 19 с.

Компьютерный набор и редактирование выполнены автором

Техническое оформление  - Ю.С. Акиньшин

Сдано в набор 10.11.2011. Формат 60/90 1/16. Гарнитура Times New Roman. Бумага МВ. Печать RISO. Уч.-изд. п.л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ 45.

Подразделение оперативной полиграфии Академии менеджмента

и агробизнеса Нечерноземной зоны Российской Федерации

196626 Санкт-Петербург, п. Шушары, ул. Пушкинская, 12

   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по сельскому хозяйству