Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству
На правах рукописи
ТЕМИРСУЛТАНОВ ЭЛЬ-ПАША ЭЛЬХАЕВИЧ
Стабилизация и повышение продуктивности кормовых угодий на основе топологического, биологического и технологического многообразия в условиях
Нечерноземной зоны РФ
Специальность 06.01.12 - кормопроизводство и луговодство
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора сельскохозяйственных наук
Москва 2009
Диссертационная работа выполнена на кафедре луговодства ФГОУ ВПО Российский государственный аграрный университет - МСХА им К.А. Тимирязева и ГОУ ВПО Москов ский городской педагогический университет.
| Научный консультант: | доктор сельскохозяйственн ых наук, профессор И.В .Кобозев |
Официальные оппоненты: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор ихачев Б.С. академик РАСХН, доктор сельскохозяйст-венных наук, профессор Коломейченко В.В. доктор сельскохозяйственных наук, профессор Тебердиев Д.М. |
| Ведущее предприятие: | ФГОУ ВПО Тверская Государственная сельскохозяйственная академия |
Защита дис сертации состоится "__ " ________200__ г . в "___ _______" час. на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 220.018.02 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Смоленская государственная сельскохозяйственная академия по адресу: 214000, г. Смоленск, ул. Б. Советская д. 10/2
Отзывы на автореферат в двух экземплярах просим направлять по указанному адресу на имя учёного секретаря диссертационного совета.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Смоленская ГСХА, с авторефератом - на сайте: www.sshi.narod.ru
Автореферат разо слан "____" __________ 200__ г.
Учёный секретарь объединенного диссертационного совета,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.Н. Романова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Развитие сельского хозяйства в России немыслимо без роста производства продукции животноводства, а следовательно, и без кормопроизводства, которое играет огромную средообразующую роль в агроландшафтах и земледелии (Парахин Н.В. 1997; Кирюшин В.И. 2001; Тюльдюков В.А., Кобозев И.В. 2003, 2004; Шпаков А.С. с соавт. 2002, 2004).
Значительные территории в нашей стране заняты травянистыми экосистемами. Они представляют собой важнейшие кормовые угодья, значимость которых в общем кормовом балансе и стабилизации окружающей среды оценивается высоко. Важно найти способы усиления этих функций травяных сообществ.
В настоящее время из 88,5 млн. га природных кормовых угодий России пригодно для укосного и пастбищного использования только около половины всей площади. Остальные угодья находятся в неудовлетворительном культурно-техническом и мелиоративном состоянии.
Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлась разработка методологии, а также экологически безопасных, энергетически и экономически эффективных технологий стабилизации и интенсификации кормопроизводства, агроэкосистем, в том числе кормовых угодий.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- проанализировать действие закона А.Л. Чижевского о количественной компенсации в биосферных функциях с целью разработки методологии стабилизации и экологизации производства кормов;
- исследовать значение принципа топологического, биологического и технологического многообразия в агроэкосистемах в обеспечении стабильности их функционирования и предложить методику оценки устойчивости сельскохозяйственных культур к бессменному возделыванию;
- обосновать основные пути одновременного осуществления стабилизации, интенсификации и экологизации кормопроизводства и повышения его энергетической и экономической эффективности;
- изучить эффективность приёмов повышения продуктивности и рационального использования многолетних травостоев (в севообороте и вне севооборота) с целью усиления и стабилизации продукционного процесса в агроэкосистемах с учётом сложного строения ландшафтов;
- оптимизировать подбор клеверо-злаковых и злаковых травостоев с целью улучшения качества продукции, увеличения и стабилизации производства кормов пригодных для залужения склонов с учетом их экспозиции;
- изучить способы продления продуктивного долголетия травостоев и улучшения качеств кормов как на основе использования минеральных удобрений, так и за счёт усиления биологической азотфиксации путём обогащения фитоценозов бобовыми травами;
- исследовать приёмы уменьшения потерь при заготовке и хранении сена;
- определить эффективность орошения, известкования, удобрения многолетних травостоев и других кормовых культур;
- определить влияние интенсивности пастбищного использования на состояние естественных кормовых угодий в зависимости от их продуктивности, разработать методику его оптимизации;
- изучить влияние применение разных форм удобрений, известкования, подсева трав, коренного и поверхностного улучшения луга на агрохимические свойства почвы и баланс энергии, азота, фосфора и калия в системе "антропогенный факторЦпочваЦурожай";
- определить экономическую и энергетическую эффективность производства кормов и факторов его интенсификации.
Научная новизна и теоретическая значимость исследований заключается в том, что было изучено действие закона А.Л.Чижевского о квантитативной компенсации в биосферных функциях применительно к агроэкосистемам. При этом показано, что основой стабилизации производства кормов является обеспечение сложной структуры и мозаичности агроэкосистемы, использование неодинаковой реакции на ритмы абиотической среды разных видов растений и фитоценозов, расположенных на разных элементах рельефа, а также освоение севооборотов с культурами, обеспечивающими относительную замкнутость биогеохимических циклов. Разработаны основные принципы достижения биологического и технологического многообразия агроэкосистем с целью обеспечения их стабильного функционирования.
Выявлено, что для экологизации и стабилизации сельскохозяйственного производства следует, во-первых, снизить уровень колебаний факторов абиотической среды; во-вторых, повысить адаптивный потенциал агроэкосистем; в-третьих, интенсифицировать продукционный процесс, т.е. обеспечить рост средней величины продуктивности агроэкосистем; в-четвёртых, увеличить длительность их функционирования или ускорить производственные циклы. Всё названное может реально достигаться благодаря росту наукоёмкости технологий.
Определено, что стабильность урожайности растений и севооборотов, а также производства продукции резко снижается при ухудшении экономической ситуации, особенно у культур интенсивного типа, при этом уменьшается биологическое и технологическое многообразие в агроэкосистемах. Уточнены уравнения, описывающие пути уменьшения экологических последствий деятельности консументов в агроэкосистемах и повышения стабильности и величины экономической и энергетической эффективности продукционного процесса в них.
Исследовано влияние различных факторов на эффективность инвазии подсеваемых видов в разные травостои, на формирование симбиотического аппарата бобовых и симбиотическую азотфиксацию.
Предложена методика оценки экологически безопасного уровня нагрузки животных на пастбища по соотношению съедобной массы к продуктивности поедаемых видов в фитоценозе.
Изучено влияние подсева клевера лугового и люцерны изменчивой, различных минеральных удобрений, поверхностного и коренного улучшения травостоев и орошения на качество корма, агрохимические свойства почвы и баланс минеральных питательных веществ и энергии в системе "антропогенный фактор - почва - растения - урожай", а также на загрязненность вертикального водного стока.
Основные положения, выносимые на защиту:
- использование закона А.Л.Чижевского о количественной компенсации в биосферных функциях позволяет стабилизировать производство кормов в крупных и фермерских хозяйствах,
- биологическое, технологическое многообразие, севообороты, использование разных элементов ландшафта и подбор адаптированных к ним травостоев и культур позволяет стабилизировать продукционный процесс в агроэкосистемах, в частности производство кормов;
- продуктивное долголетие многолетних травостоев можно продлить на основе усиления биологической азотфиксации путём подсева клевера лугового и люцерны изменчивой, улучшением фосфорно-калийного питания, известкованием и омоложением травостоев;
- экономическая ситуация определяет стабильность сельскохозяйственного производства, его экономическую эффективность, а также востребованность приёмов его интенсификации, экологизации и стабилизации;
- экологизация, стабилизация и интенсификация продукционного процесса в агроэкосистемах определяются его энергетической эффективностью и достигаются благодаря росту наукоемкости производства, когда в совокупных затратах возрастает доля расходов на развитие науки и техники;
- антропогенные воздействия в виде подсева трав, коренного и поверхностного улучшения травостоев, орошения, удобрения, известкования, обработки почвы, интенсивность пастьбы влияют не только на продуктивность, состав фитоценоза, качество продукции, энергетическую и экономическую эффективность производства кормов, но и на агрохимические свойства, микробиологическую активность почвы, баланс питательных веществ и энергии в системе "антропогенный фактор - почва - фитоценоз - урожай", а также на качества фильтрационной воды (вертикальный сток);
- уменьшить экологические последствия в пастбищных экосистемах и предотвратить их деградацию можно путём увеличения и стабилизации их продуктивности при соответствующей оптимизации пастбищной нагрузки и коэффициента использования корма;
- оптимизация сроков, совершенствование технологий заготовки и хранения сена позволяют снизить потери питательных веществ и улучшить его качество и тем самым повысить эффективность орошения и удобрения;
- повышение экономической эффективности кормопроизводства и приёмов его интенсификации достигается через снижение диспаритета цен и повышение энергетической эффективности производства на основе роста наукоёмкости технологий.
Практическая значимость исследования. Установлены зависимости урожайности, ботанического состава травостоя, качества продукции, баланса энергии и минеральных питательных веществ в агроэкосистемах, плодородия почвы от орошения, удобрений, известкования, поверхностного и коренного улучшения луга, подсева клеверов, выпаса овец.
Были разработаны севообороты с высокой товарностью растениеводства и продуктивностью 3400-4400 кормовых единиц с 1 га. Определено, что наибольшую продуктивность (32-42 ГДж/га обменной энергии, 650-700 кг/га сырого протеина) обеспечивает набор травосмесей, состоящий из раннеспелого (клевер луговой двуукосный + ежа сборная) и позднеспелого (клевер одноукосный + тимофеевка луговая) травостоев. При этом на верхнем плато рекомендуется возделывать две травосмеси, на южном склоне - раннеспелый, а на северном и нижнем плато - позднеспелый травостой. Установлено, что варьирование продуктивности по годам всего сложного агроландшафта в 1,32 раза меньше, чем в среднем у отдельных из его элементов. В условиях диспаритета цен в пользу промышленных товаров продуктивное долголетие травостоев можно продлить без внесения азотных удобрений с помощью подсева клевера лугового и люцерны изменчивой, производимого во влажный год после первого укоса, особенно на фоне весеннего внесения фосфорно-калийных удобрений.
На основе полученных математических моделей можно прогнозировать экономическую эффективность удобрений, орошения, подсева и выпаса скота, с учётом экологических последствий.
Даны рекомендации по уменьшению потерь при заготовке и хранению сена и оптимизации использования пастбищ в зависимости от их продуктивности и рассчитана эффективность разных оросительных систем.
Результаты исследований подтверждены опытом кормопроизводства ГПЗ "Заря Подмосковья", в Крестьянском хозяйстве Темирсултанова и других хозяйствах Московской, Ярославской и Орловской областей.
Реализация результатов исследований. Научные разработки внедрены автором в хозяйствах Московской, Ярославской, Орловской областях.
Результаты исследований вошли в рекомендации:
- методические рекомендации для создания кормовой базы (на примере ГПЗ Заря Подмосковья Московской области, учхоза МСХА Дружба и фермерских хозяйств Переславского района Ярославской области). Переяславль-Залесский, 1995;
- оптимизация набора травосмесей с целью обеспечения стабильного производства кормов. М., Доклады МСХА, 1996;
- эффективность разных способов повышения старовозрастных травостоев. Материалы конференции Биологизация и экологизация земледелия. Орел, ОГАУ, 1999;
- использованы при написании 10 методических рекомендаций, 4 монографий и 4 учебных пособий для студентов ВУЗов.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных, научно-практических конференциях и совещаниях, включая:
- научные конференции МСХА (1990-2007 гг.); ре спубликанские семинары (1995-2008 гг.), объединённое научно-техническое совещание учёных и специалистов МСХА, ГПЗ "Заря Подмосковья" и учхоза МСХА "Дружба" - Москва, 1996; Международная конференция "Биологизация и экологизация земледелия", Орёл, 1999; Всероссийские конференции "Экологические аспекты по возделыванию с.-х. культур в фермерских хозяйствах", Переяславль-Залесский, 1995, 1998; научные конференции МГПУ, 1996 - 2008 гг.;
- Международная научно-практическая конференция Проблемы экологии и безопасности жизнедеятельности, Москва, 1995-2008гг.
П убликац ии. По материалам диссертационной работы опубликовано 72 работы (79,2 усл . п. л.), в т.ч . 4 монографии, 4 учебных пособия, 15 статей в журналах из списка ВАК.
Структура и объем диссертации. Дис сертация состоит из введения, десяти глав, выводов, предложений производству, списка литературы и приложений. Работа изложена на 304 страницах, содержит 84 таблицы, 6 рисунков, 7 глав и 17 приложений . Список использованной литературы представлен 308 наименованиями отечественных и зарубежных авторов.
В основу диссертации положены данные экспериментальных исследований, полученных автором самостоятельно и в совместных исследованиях с д.с.-х.н. В.А.Тюльдюковым, д.с.-х.н. Н.В.Парахиным, к.с.-х.н. Г.С.Маркиным, д.с.-х.н. И. В. Кобозевым, к.с.-х.н. Н.Л.Латифовым, д. мед.н. В. М. Волковым.
Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам ОНИЛ технологии и механизации орошения кафедры луговодства МСХА за оказанную техническую помощь в проведении исследований. 75% объёма работы по сбору и обобщению результатов исследований выполнено автором.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В главе 1 - УПути стабилизации и экологизации повышения продуктивности агороэкосистем (обзор литературы)Ф изложены основные положения интенсификации кормопроизводства на основе концепции предотвращения критических ситуаций в агроэкосистемах, учения В.И.Вернадского и его последователей о биосфере и ноогенезе. Дан анализ состояния изученности проблемы экологически безопасной и стабильной интенсификации сельского хозяйства, кормопроизводства в частности.
В главе 2 - "Цель, задачи, методика и условия проведения исследований" указывается, что в основу диссертации положен анализ развития кормопроизводства в Орловской области, в ГПЗ "3аря Подмосковья" Московской области, АО им. Ленина, учхоз Дружба, Переславского р-на Ярославской области и в других предприятиях за 1981-2007 гг. Основная часть полевых опытов проведена на землях учхоза "Дружба" и крестьянском хозяйстве УФроловаФ и УЭльхаФ Переславского района Ярославской области. Проведены в течение 15 лет опыты по определению эффективности продления продуктивного долголетия разных сеяных бобово-злаковых травостоев на основе подсева бобовых, злаковых трав и внесения удобрений, по оптимизации набора травосмесей с учётом адаптации их к элементам агроландшафта. Проведён 12-летний опыт по поверхностному улучшению естественного травостоя и рациональному пастбищному их использованию. Поставлен 7-летний опыт по влиянию коренного улучшения естественного луга, внесения на нём фосфорно-калийных и разных форм азотных удобрений, извести. Кроме того, в 1996-2008 гг. осуществлено изучение разработанного 6-польного севооборота, как в полевом опыте, так и в крестьянском хозяйстве. Помимо этих опытов были проведены исследования динамики продуктивности, естественных и сеяных травостоев в зависимости от расположения их на рельефе, подсева бобовых, поставлены 3-4-летние опыты по повышению эффективности подсева бобовых трав в старовозрастные травостои, по орошению, удобрению культурных пастбищ, кукурузы и кормовой свёклы. Часть схем основных производственных и полевых опытов представлено в соответствующих таблицах и раскрывается по тексту реферата. При выборе схемы опытов руководствовались рекомендациями И.С.Шатилова, ВНИИ кормов и кафедры луговодства МСХА.
Исследования проведены по общепринятым методикам, утвержденным ВИУА, ЦИНАО, ВНИИ кормов, ВИЖ. Данные по продуктивности травостоев обработаны методом дисперсионного анализа. В исследованиях применены методы системного анализа с использованием математического алгоритмирования (Кобозев И.В . 1995). Основные опыты проведены на серых лесных оподзоленных среднесуглинистых почвах .
Содержание гумуса (по Тюрину) в слое 0-20 см - 1,8-2,6%, подвижного фосфора (по Кирсанову) - 120-145 мг Р2О5 на 1 к г почвы, обменного калия (по Масловой) - 122-177 мг К2О на 1 кг почвы, рН - 5,8-6,3. Сумма поглощённых оснований - 12,5-13,4 мг/экв. на 100 г почвы, ёмкость поглощения - 14,8-15,1, степень насыщенности основаниями - 84-89 %.
Вегетационный период 1990 г. был влажным и прохладным, с пониженной солнечной активностью. Вегетационный период 1991 г. можно отнести к среднему, с повышенной температурой и относительно хорошей влагообеспеченностью, особенно в июне-августе 1992, 1995 и 1999 гг. характеризовались острой засушливостью, осадков выпадало на 45-57% меньше нормы, средняя температура воздуха в 1,15 раза была больше, чем по средним многолетним данным. Эти годы отмечались повышенной солнечной активностью. Вегетационный период 1993 и 2000 гг. был яркой противоположностью 1992 и 1995 гг., а в 1994 и 1997 гг. был близок к среднемноголетним данным.
В главе 3 - "Пути стабилизации развития кормопроизводства и функционирования агроэкосистем" дан подробный анализ действия закона в агроэкосистемах разного уровня (от опытного участка до области) А.Л.Чижевского о количественной компенсации.
На основе этого закона кафедрой луговодства предложена формула (1) определения коэффициента варьирования Кв урожайности фитоценозов и севооборотов во времени. Используя эту формулу, нами произведена оценка стабильности продукционного процесса в агроэкосистемах (отдельная культура, севооборот, травостой, набор травосмесей, агроландшафт, хозяйство, область).
, (1)
где - средняя продуктивность за t лет; У(t) - урожайность в каждом году; Q(t) - отрицательное отклонение урожайности за t лет, P(t) - положительное отклонение урожайности в каждом конкретном году от средней урожайности.
Повышение адаптивного потенциала агроэкосистемы на уровне хозяйства, области, региона достигается увеличением биологического и технологического разнообразия в ней. За счёт подбора культур в севообороте и набора технологий производства кормов резко уменьшается коэффициент варьирования по сравнению со среднеарифметическим коэффициентом варьирования в среднем по культуре (таблица 1 и 2).
При этом роль севооборота в стабилизации продукционного процесса без орошения выше, чем при орошении и удобрении, т.е. при экстенсивном ведении хозяйства необходимость его многоотраслевой структуры и севооборотов увеличивается. Однако, как свидетельствуют результаты исследований, при ухудшении экономической ситуации хозяйства постепенно переходят на монокультуру, поскольку происходит снижение величины и стабильности урожаев, хотя и высокопродуктивных, но энергоёмких культур (кукуруза, корнеплоды). При этом происходит отказ от производства ряда видов продукции (травяная мука, корнеплоды, кукурузный силос, сено искусственной досушки и др.). В результате происходит дестабилизация всего производства (таблица 2). Это подтвердил и анализ развития кормопроизводства и растениеводства Орловской области за 1981-1998 гг.
Таблица 1. - Средняя урожайность сельскохозяйственных культур и показатели производственной деятельности, а также коэффициент их варьирования по годам в ГПЗ "Заря Подмосковья" в зависимости
от экономической ситуации
Культура и показатель | А. 1986-1991 гг. | Б. 1992-1996 гг. | Отношение Б к А, % | |||
У | Kв, % | У | Kв, % | |||
Внесено, кг/га N:P:K | 109:61:92 | 37:26:30 | ||||
Фондообеспеченность, | 484 | 1,7 | 283 | 6,2 | 58 | 306 |
Рентабельность производства, % | 25,9 | 15,9 | 14,7 | 45,0 | 57 | 283 |
Доход, тыс. руб. в ценах 1987 г. | 3757,4 | 11,1 | 1756,8 | 28,0 | 47 | 252 |
Сбор кормовых единиц, т/га | ||||||
Зерновые | 5,0 | 2,8 | 3,85 | 11,2 | 77 | 400 |
Кукуруза на силос | 10,20 | 6,6 | 2,99 | 23,7 | 29 | 359 |
Корнеплоды | 11,00 | 8,5 | 5,07 | 25,9 | 46 | 305 |
Однолетние травы на зеленую массу | 4,67 | 3,0 | 2,83 | 15,7 | 61 | 523 |
Многолетние травы на сено | 5,41 | 2,0 | 4,36 | 6,3 | 81 | 315 |
Многолетние травы на зеленую массу | 6,24 | 3,1 | 4,65 | 12,5 | 75 | 403 |
Продуктивность 1 га пашни, Kb с | 6,19 | 2,5 | 3,58 | 10,3 | 58 | 412 |
Среднеарифметический Kb к | - | 4,3 | - | 15,9 | 370 | |
Эффект от севооборота и различной реакции культур на ритмы среды (Kb к : Kb с) | 4,3:2,5=1,7 | 15,9:10,3=1,6 | - | - | ||
Примечание: Урожайность (У, в т/га в корм. ед), коэффициент варьирования (Кв, %).
Вне севооборота урожайность каждой культуры и энергетическая эффективность её возделывания уменьшается. В результате колебания коэффициента энергетической эффективности возделывания каждой культуры увеличиваются, т.е . производственные процессы становятся менее стабильными, а экологические последствия более навязчивыми, что и является причиной деградации агроэкосистем при монокультуре (таблица 3). Это особенно заметно на зерновых и кукурузе.
Таблица 2. - Объём производства кормов и его коэффициент варьирования
в ГПЗ "Заря Подмосковья" в разные периоды
Вид корма | С. 1983-1995гг. | B. 1996-2007гг. | В : С | |||
ВП, т | Кв, % | ВП, т | Кв, % | ВП, т : | Кв, % | |
Сенаж | 4433 | 7,2 | 7224 | 10,2 | 167 | 142 |
Силос | 6374 | 7,7 | 1092 | 21,0 | 17 | 272 |
Сено | 6258 | 2,0 | 4082 | 36,1 | 65 | 1800 |
Травяная мука | 832 | 42,2 | - | - | - | |
Зерно | 3549 | 10,8 | 1137 | 45,0 | 32 | 417 |
Всего | 21344 | 2,9 | 13540 | 6,1 | 63 | 210 |
А. Кв по всему хозяйству | - | 2,9 | - | 6,1 | - | 210 |
Б. Среднеарифметическое значение Кв по дельным видам кормов | 14,0 | 28,1 | 201 | |||
Эффект мозаичности технологий Б : А | 4,9 | 4,6 | 94 | |||
Примечание: Производство кормов (ВП, т корм. ед.), коэффициент варьирования (Кв, %).
На основе этого нами разработан и экспериментально обоснован и освоен на практике севооборот для растениеводческого фермерского хозяйства со следующим чередованием культур: озимая пшеница с подсевом весной травосмеси клевер + тимофеевка - травы 1-го пользования на зеленую массу; травы 2-го года пользования на сено, картофель поздний - картофель среднеспелый (30 т/га навоза) - картофель ранний. В первую ротацию сбор кормовых единиц в производственных условиях составил 3,4 т/га, а в полевом опыте - 4,1 т/га. В этом севообороте учтены биологические особенности всех культур, возможности азотфиксации, зелёного удобрения, очистки полей от болезней и стабилизация продуктивности за счёт многолетнего травостоя с преобладанием в 1-й год клевера. Исследования показали, что в хозяйствах очень важно иметь травостои разных сроков созревания (таблица 4).
В результате этого коэффициент варьирования продуктивности всего сложного ландшафта в 1,32 раза меньше, чем в среднем у отдельного из его элементов (таблица 5).
Таким образом, в условиях кризиса и дефицита средств интенсификации продукционного процесса для его стабилизации необходимо использовать все пути достижения мозаичной структуры агроэкосистем, не разрушая их на обособленные фитоценозы и разрозненные хозяйства. Особая роль при этом отводится многолетним травостоям, особенно бобовым и бобово-злаковым.
Таблица 3. - Коэффициент варьирования коэффициента энергетической эффективности) производства кормов при возделывании культур в севообороте и бессменных посевах
Культура | Севооборот | Бессменные посевы | ||||||
без удобрений | c NPK | без удобрений | с NPK | |||||
1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |
Ячмень на монокорм | 12,5 | 12,3 | 14,6 | 14,5 | 18,4 | 18,3 | 19,1 | 21,2 |
Мн. травы | 9,8 | 9,5 | 11,5 | 11,8 | 9,9 | 10,1 | 11,1 | 12,6 |
Оз. пшеница | 13,8 | 14,0 | 15,2 | 16,8 | 21,4 | 28,8 | 29,4 | 35,6 |
Кукуруза на силос | 19,8 | 19,8 | 23,4 | 23,4 | 25,6 | 29,5 | 31,6 | 38,7 |
Одн. травы | 14,5 | 19,5 | 16,8 | 16,8 | 17,3 | 18,4 | 18,8 | 24,2 |
В среднем по культуре: | ||||||||
а) в севообороте (А) | 11,7 | 11,7 | 14,0 | 16,7 | - | - | ||
б) в монокультуре (Б) | - | - | - | 18,5 | 21,0 | 22,0 | 26,5 | |
Кв по севообороту (С) | 8,3 | 8,0 | 10,4 | 9,5 | - | - | ||
Эффект от севооборота, Б : С | 2,2 | 2,6 | 2,1 | 2,8 | - | - | ||
в том числе: | ||||||||
а) от разнотипности реакции культур на экзогенн ые ритмы, | 64 | 60 | 62 | 64 | - | - | ||
б) от замкнутости биогеохимического цикла в севообороте | 36 | 40 | 38 | 36 | ". - | -. Ч | ||
Отрицательное действие бессменности посевов на стабильность эффективности возделывания культуры в среднем (Б: А) | - | - | - | - | 1,6 | 1,8 | 1,6 | 1,6 |
Примечание: Исходные данные получены с овместно с И.B.Koбозевым, Г.С.Мар киным и Н.В.Парахиным. Еф - прибавка энергии в урожае; Ет - затраты энергии. Коэффициент варьирования (Кв, %), коэффициент энергетической эффективности (η = Еф : Ет), (графа 1 - в 1-й ротации; 2 - во второй; полевой стационарный опыт в среднем за 1996-2008 гг. ГПЗ "Заря Подмосковья").
На основе анализа производственной деятельности хозяйств и результатов полевых опытов выявлено, что орошение, внесение удобрений, улучшение технической оснащённости хозяйств и другие факторы интенсификации продукционного процесса в агроэкосистемах обеспечивают одновременно его стабилизацию.
Таблица 4. - Продуктивность травостоев вне севооборота
и коэффициент её варьирования
Травостой | Сухое вещество | Сырой белок | Содержание белка, % сух. в-ва | ||
т/га | Кв, % | кг/га | Кв, % | ||
Тимофеевка луговая + др. | 3,7 | 10,8 | 58,4 | 12,9 | 15,83 |
Ежа сборная + др. | 3,4 | 9,7 | 512 | 8,6 | 15,9 |
В среднем по агроэкосистеме из двух травостоев | 3,5 | 9,3 | 548 | 10,1 | 15,52 |
Эффект от набора травосмесей | - | 1, | 10 - | 1,06 | - |
Примечание: Коэффициент варьирования (Кв, %) в среднем за 14 лет (1995-2007гг.)
Таблица 5. - Урожайность сухого вещества естественного травостоя
и коэффициент её варьирования в зависимости от расположения
на рельефе в среднем за 5 лет (2003-2007гг.)
Показатель | Экспозиция на рельефе | В среднем по рельефу | ||||
плато с-з | склон ю-з | низинный уг | склон с-з | плато ю-в | ||
Урожай ность, т/га | 3,50 | 1,99 | 5,71 | 2,52 | 3,61 | 3,47 |
Коэффи циент варь ирования, % | 13,4 | 14,4 | 2,0 | 8,2 | 12,2 | 10 |
Примечание: Урожайность сухого вещества (У, т/га), коэффициент варьирования
(Кв, %)
В главе 4 - "Подбор клеверо-злаковых травосмесей с целью увеличения и стабилизации производства кормов" - приведены результаты исследований по формированию бобово-злаковых травостоев разных сроков созревания на принципах фитоценотической комплементарности их компонентов и обеспечения наилучшего развития симбиотического аппарата клевера лугового в травосмесях.
Исследования показали, что наибольшую урожайность сухого вещества (3,47 т/га) и высокую её стабильность (Кв=10%) обеспечивает набор клеверо-злаковых травосмесей разного возраста, состоящий из двух травостоев: клевер луговой одноукосный 1 + тимофеевка луговая и клевер двуукосный 2 + ежа сборная (таблица 5).
При этом ранняя травосмесь (клевер двуукосный в смеси с ежой сборной) благодаря раннему отрастанию и лучшему использованию запасов почвенной влаги, накопленной в осенне-весенний период, в острозасушливые годы обеспечивала сбор сухого вещества на 75-82% больший, чем позднеспелая клеверо-тимофеечная смесь. Наименьшее содержание клетчатки, самую высокую белковость и энергетическую ценность имело сухое вещество травосмеси клевер двуукосный + тимофеевка луговая, затем клевер одноукосный + тимофеевка и клевер двуукосный + ежа сборная (таблица 6).
Таблица 6. - Содержание и сбор сырого протеина
и обменной энергии в сухом веществе разных травосмесей
Травосмеси | 1-я закладка, | 2-я закладка, | ||
сП : | ОЭ | сП | ОЭ | |
1. Клевер 1 + тимофеевка | 18,2 635 | 9,80 34,1 | 19,3 655 | 9,85 33,4 |
2. Клевер 2 + тимофеевка | 18,8 651 | 9,91 34,4 | 20,2 626 | 10,00 31,0 |
3. Клевер 1 + ежа | 17,4 540 | 9,61 29,9 | 18,6 610 | 9,57 31,5 |
4. Клевер 2 + ежа | 17,2 679 | 9,42 37,2 | 18,2 694 | 9,76 37,3 |
В среднем по 1 + 4 | 17,7 657 | 9,57 35,6 | 18,7 674 | 9,83 35,4 |
Примечание: Содержание сырого протеина над чертой (сП, %), сбор сырого протеина под чертой (сП, кг/га), обменной энергии над чертой по содержанию сырого протеина (ОЭ, МДж/кг), по сбору сырого протеина обменная энергия под чертой (ОЭ, ГДж/га).
Максимальную величину и стабильность сбора сырого протеина обеспечивает возделывание сразу двух травосмесей: раннеспелой - клевер двуукосный + ежа сборная и позднеспелой - клевер одноукосный + тимофеевка луговая (таблица 6). Наиболее оптимальные отношения между бобовым и злаковым компонентом складываются в клеверо-тимофеечных смесях; в смеси с ежой лучше высевать клевер двуукосный, а не одноукосный. Ежа сборная быстрее тимофеевки вытесняет из травостоев клевер, особенно позднеспелый одноукосный.
В клеверо-ежовых смесях отмечается худшее формирование симбиотического аппарата клевера, чем в клеверо-тимофеечных (таблица 7).
Исследования показали, что для стабилизации и усиления продукционного процесса в агроэкосистемах состав травостоев должен быть адаптирован к рельефу, с учётом эллипсоидного и сегментарного его строения.
Таблица 7. - Формирование симбиотического аппарата клеверов в разных травосмесях
Травосмеси | 1-я закладка, | 2-я закладка, | ||||
N | М | m | N | М | m | |
1. Клевер 1 + тимофеевка | 20,2 | 187 | 9,31 | 31,8 | 346 | 10,05 |
2. Клевер 2 + тимофеевка | 20,1 | 155 | 9,29 | 33,2 | 376 | 10,58 |
3. Клевер 1 + ежа | 18,4 | 152 | 8,34 | 27,3 | 294 | 9,85 |
4. Клевер 2 + ежа | 18,6 | 186 | 9,26 | 30,3 | 315 | 9,28 |
Примечание: В среднем за 2 укоса; N - число активных клубеньков, млн./га,
M - их масса, кг/га; m - масса 1000 шт., г).
При этом верхнее плато засеивали двумя указанными смесями (ранней и позднеспелой); южный склон - клевером двуукосным в смеси с ежой сборной; северный склон и нижнее плато - клевером луговым одноукосным с тимофеевкой луговой. В этом случае средний урожай по такой мозаичной агроэкосистеме составляет 4,14 т/га сухого вещества, при коэффициенте её варьирования по годам 15,1%. Наибольшую урожайность и самую её высокую стабильность обеспечивают угодья, расположенные в основании склонов на нижнем плато.
В главе 5 - "Способы продления продуктивного долголетия многолетних травостоев" сравнива ются различные технологии повышения продуктивности бобово-злаковых травосмесей после выпадения из них бобового компонента.
Исследования показали, что подсев клевера в травостои лучше всего проводить после 1-го раннего укоса во влажные годы . Наиболее гарантированный эффект от этого мероприятия получается при осуществлении полива после подсева, в таком случае содержание клевера можно увеличить на 30-50%, а урожайность - на 0,37-1,39 т/га сухого вещества. Подсев клевера в травосмеси, осуществленный на 3-й год их использования после 1-го укоса во влажном 1993 г., существенно повышал его содержание в травосмесях, особенно на фоне внесения фосфорно-калийных удобрений. Подсев клевера в клеверо-тимофеечную смесь удавался лучше, чем в клеверо-ежовую. Фосфорно-калийные удобрения способствовали сохранению бобовых в травостоях, а азотные - их вытеснению, последнее особенно ярко выражено в травосмесях с ежой сборной.
Подсев клевера лугового и внесение РК, особенно при их совместном применении, спо собствовали развитию более мощно го и активного симбиотического аппарата бобовых в травостоях, который имел её участие в клеверо-тимофеечной смеси, чем в клеверо-ежовой. По сравнению с фосфорно-калийным фоном внесение а зотных удобрений, усиливая рост злаков, ухудшало формирование клубеньков на корнях клевера лугового, особенно в смеси с ежой сборной (таблица 8 ).
Таблица 8. - Влияние удо брений и под сева клевера на количество активных клубеньков
Вариант | Клевер 1 + тимофеевка | Клевер 2 + ежа | ||||
N | M | m | N | M | m | |
Контроль | 2,4 | 30 | 1 2,5 | 2,0 | 24 | 12,0 |
Подсев после 1-го укоса в 1996 г. | 17,3 | 201 | 11,6 | - | - | - |
Р60К90 до в 1996 г. без подсева | 9,5 | 108 | 11,4 | 5,2 | 69 | 18,3 |
РК +подсев клевера | 32,9 | 480 | 14,6 | 29,5 | 404 | 13, 7 |
N68 +в 1996 г. + N68 в 1997 г. | 1,1 | 58 | 4,5 | 1,0 | 4 | 4,0 |
Примечание: Количество (N, млн. шт./га), общую массу (М, кг/га), размер (m, г/1000 шт.).
Концентрация сырого протеина и обменной энергии в сухом веще стве травостоев увеличивала сь при подсеве клевера и внесении фосфорно-калийных удобрений, но наиболее мощным фактором повышения этих показателей является внесение минерального азота (таблица 9). Содержание клетчатки снижалось при повышении концентрации сырого протеина.
Подсев клевера даже без удобрений существенно увеличивал сбор сухого вещества, сырого протеина и обменной энергии, особенно при внесении РК и на клеверо-тимофеечной смеси (таблица 9, 10). А зотные удобрения дали существенную прибавку продуктивности травостоев, о собенно травосмеси с ежой сборной. На 1 кг N внесённо го на фоне одноразового применения Р60K90 прибавка су хого вещества составила 15-20 кг, сырого протеина - 3,90-5,73 кг, ОЭ - 169-221 МДж. Подсев клевера способствовал продлению продуктивного долголетия травостоев, однако он довольно быстро (через 1-2 года) выпадает из травостоя. Поэтому в 1996 г. решили начать сравнение улучшения травостоев путём подсева клеверо-злаковых травосмесей и траво смесей с включением фитоценотического устойчивого сорта люцерны изменчивой Вега 87 (схема опыта приведена в таблице 10).
Таблица 9. - Влияние 1-го улучшения травостоев 5-го года пользования на содержание и сбор сырого проте ина и обменной энергии в сухом веще стве
Вариант | Клевер 1 + тимофеевка | Клевер 2 + ежа | ||
сП, % кг/га | ОЭ, МДж/кг ГДж/га | сП, % кг/га | ОЭ, МДж/кг ГДж/га | |
Контроль | 1 6,2 6 23 | 9,53 36,7 | 1 5,7 650 | 9,18 37,9 |
Подсев клевера | 1 7,2 764 | 9,64 42,8 | 1 6,6 739 | 9,44 42,0 |
Подсев клевера на фо не Р60K90 | 18,0 872 | 9,73 47,2 | 16,9 859 | 9,61 48,8 |
Р60K90+N68+ N68 | 18,9 994 | 10,02 52,8 | 1 9,0 1077 | 9,86 55,8 |
Примечание: Содержание сырого протеина над чертой (сП, %), сбор сырого протеина под чертой (сП, кг/га), обменной энергии по содержанию над чертой (ОЭ, МДж/кг), по сбору сырого протеина под чертой (ОЭ, ГДж/га). В среднем за 5 лет за 2003-2007гг, над чертой - средневзвешенное содержание , под чертой - сбор с 1 га .
Исследования пока зали, что наибольший и более длительный эффект получается, если под севать не клевера, а их смесь с люцерной изменчивой "Вега 87", что особенно сильно проявилось в острозасушливый 1999 г. Этот приём в целом, несмотря на его однократность, оказался более эффективным, чем ежегодное внесение N68. При этом подсев люцерны повышал стабильность урожайности по годам, увеличивая в её формировании долю 2-го укоса . Люцерна в травостоях сохраняется более длительное время, чем клевер луговой. Люцерна засухоустойчивее и в то же время очень хорошо реагирует на улучшение водного режима.
Подсев бобовых трав и внесение фосфорно-калийных удобрений усиливали биологическую азотфиксацию, благодаря чему повышался баланс азота в системе "почва - растение - урожай". Азотные удобрения, увеличивая вынос этого элемента с урожаем, снижали величину биологической азотфиксации. В среднем при под севе клевера в травостои чистая прибавка связанного биологического азота за год составила 128 кг/га, что на 49 кг больше, чем без подсева, при внесе нии Р60К90 до и подсеве эта величина поднималась до 154 кг/га N в год. Ежегодный вынос Р2О5 травостоем составил 21-31 кг/га, калия 91-132 кг/га. Травостой с ежой сборной потреблял больше ука занных элементов и азота, чем клеверо-тимофеечная смесь, особенно при внесении азотных удобрений на фоне фосфорно-калийных.
В главе 6 - "Разработка экологически безопасных технологий повышения продуктивности и использования кормовых культур" приведены результаты 7-летнего опыта по эффективности применения извести, фосфорно-калийных и разных форм азотных удобрений естественного луга при коренном улучшении, так и без него (таблица 11).
Исследования показали, что коренное улуч шение с посевом клеверо-злаковой травосмеси (клевер луговой - 30% + овсяница луг овая 20 % + тимофеевка луг овая 2 0% + кострец безостый 20% + ежа сборная 10%) приносило ощутимый результат только в первые годы (прибавка 1,5-2,0 т/га сухого вещества и 250-300 кг/га сырого белка), в среднем же за 7 лет после коренного улучшения без использования других факторов интенсификации продукционного процесса сбор сухого вещества увеличивал ся на 0,86 т/га, а сырого белка - на 124 кг/га.
Внесение удобрений резко увеличивало продуктивность естественного луга, а ещё в большей степени улучшенного сеяного . Известкование и внесение N90P60K120 (при использовании аммиачной селитры) ув еличивало сбор сухого вещества на естественном луге с 1,94 до 6,10 т/га, а сырого протеина с 249 до 889 кг/га. Однако применение более кислой формы азотных удобрений (сульфат аммония) дало худшие результаты, чем применение аммиачной селитры. Известкование несколько снижает действие физиологической и гидролитической кислотности удобрений, но не в полной мере.
Наибольший эффект по всем показателям получен при применении всех факторов интенсификации. Прибавка сухого вещества от коренного улучшения,
внесения извести и применения N (аммиачной селитры на фоне РК) составила 5,46 т/га сухого вещества, а сырого белка 860 кг/га в среднем за год . При применении же вместо аммиачной селитры сульфата аммония прибавка сухого вещества составила 4,73 т/га, а сырого протеина 746 кг/га.
По исследованиям И .В. Кобозева (1997), Н.Н. Лазарева (2004), кислые формы азотных удобрений (NH4Cl, (NH4)2SO4) сп особствуют усилению конкурентоспособности низкопродуктивных аcцидоустойчивых видов и популяций, характеризующих ся пониженной активностью нитратредуктазной системы и приспособленных к произрастанию в условиях накопления в почве недоокисленных веществ и дефицита в ней нитратов (луговика дернистого, белоуса торчащего).
Известкование и коренное улучшение повышало коэффициент использования азотных удобрений. Внесение удобрений, извести и коренное улучшение в определённой степени способствовали увеличению содержания гумуса в почве и её микробиологической активности, однако при применении
Таблица 10. - Дина мика урожайности сухого вещества много летних травостоев в зави симости от способа продления их продуктивного долголетия
Вариант | 1991 г. | 1992 г. | 1993 г. | 1994 г. | 1995 г. | 1996 г. | 1997 г. | 1998 г. | 1999 г. | В среднем | Кв , % | ||||||
1. Клевер луговой одноук осный (Яросл авский Я) + тимофеевка лу говая (Ярославская 1) | |||||||||||||||||
1 .1. Контроль | 4,69 | 1,02 | 4,73 | 3,90 | 2,92 | 3,31 | 3,27 | 3,85 | 2,00 | 3,30 | 13,4 | ||||||
1.2 а. Подсев клевера после 1-го укоса в 1993 г. и в 1996 г" клевера с тимофеевкой | 4,69 | 1,02 | 5,00 | 4,94 | 3,37 | 4,68 | 5,29 | 5,16 | 2,80 | 4,11 | 13,9 | ||||||
1.2б. То же , что и 1.2а , но в 1996 г. клевер + люцерна (Вега 87) + тимофеевка | 4,69 | 1,02 | 5,00 | 4,94 | 3,37 | 4,71 | 6,17 | 6,01 | 4,89 | 4,53 | 11,5 | ||||||
1.3. P60К90 в 1993 г. | 4,69 | 1,02 | 5,11 | 4,36 | Вариант исключен | - | - | - | - | ||||||||
1. 4. Подсев трав по варианту 1. 2б на фоне P60К90 | 4,69 | 1,02 | 5,21 | 5,32 | 4,04 | 5,23 | 6,46 | 6,37 | 5,15 | 4,83 | 10,9 | ||||||
1.5. P60К90N68 в 1993 и 1996 г. в остальные годы | 4,69 | 1,02 | 6,24 | 5,42 | 4,18 | 5,69 | 6,09 | 5,99 | 3,35 | 4,74 | 13,4 | ||||||
2. Клевер луговой двууко сный (В ИК-7) + ежа c6op ная ВИК-61 | |||||||||||||||||
21 . Контроль | 5,09 | 1,86 | 4,91 | 4,46 | 3,02 | 3,42 | 3,62 | 4,02 | 2,50 | 3,66 | 11, 7 | ||||||
2.2а. Подсев клевера после 1-го укоса в 1993 и в 1996 гг. с ежой | 5,09 | 1,86 | 5,19 | 4,84 | 3,40 | 4,73 | 5,44 | 5,07 | 2,92 | 4,28 | 12,1 | ||||||
2.2б. См.2.2а в 1996 г. кле вер + люцерна + ежа | 5,09 | 1,86 | 5,19 | 5,04 | 2,40 | 4,75 | 5,67 | 5,81 | 4,88 | 4,52 | 11,8 | ||||||
2.3 . P60К90 в 1993 г. | 5,09 | 1,86 | 5,29 | 5,77 | Вариант ис ключён | - | - | - | - | ||||||||
2.4 . См. 2.2б на фоне P60К90 | 5,09 | 1,86 | 5,40 | 5,77 | 4,09 | 5,11 | 6,41 | 6,20 | 5,01 | 4,99 | 9,0 | ||||||
2.5. См. 1.5 | 5,09 | 1,86 | 6,55 | 6,05 | 4,28 | 6,34 | 6 ,31 | 6,32 | 3,83 | 5,18 | 10,9 | ||||||
НСР05 | 0,35 | 0,26 | 0,26 | 0,30 | 0,27 | 0,31 | 0,24 | 0,26 | 0 ,27 | 0 ,19 | |||||||
Примечание: Кв, % - коэффициент варьирования продуктивности по годам за 9-летний пе риод. Урожайность сухого вещества (т/га).
Таблица 11. - Действие известкования, коренного улучшения и семилетнего применения удобрений на продуктивность травостоя и свойства серой ле сной почвы
Пока затели | Есте ственн ый травостой | Травостой после ко ренного улучше ния | ||||||
0 | PK | PKNaa | PKNa | 0 | PK | PKNaa | PKNa | |
Сре днегодовые | ||||||||
Сбор сухого в-ва, т/га | 1,94 2,90 | 3,00 - | 5,31 6,10 | 4,30 5,48 | 2,80 4,26 | 3,14 - | 6,19 7,40 | 5,10 6,67 |
НСР05 | 0,15 | 0,11 | ||||||
Сбор сырого белка кг/га | 249,3 374,4 | 387,0 - | 760,4 889,4 | 612,3 785,3 | 373,5 573,8 | 420,0 - | 900,0 1109,3 | 738,5 995,8 |
Вынос N урожаем, кг/га | 39,9 59,9 | 61,9 - | 121,7 142,3 | 98,0 125,6 | 59,8 91,8 | 68,5 - | 144,0 177,5 | 118,2 159,3 |
Содержание сП в сухом в еществе, % | 12,85 12,91 | 12,90 - | 14,32 15,58 | 14,24 14,33 | 13,34 13,47 | 13,63 - | 14,54 14,99 | 14,48 14,93 |
Коэффициент использования азотных удобрений, % | - - | - - | 66,4 67,1 | 40,1 48,6 | - - | - - | 83,9 85,6 | 55,2 56,3 |
Свойства почвы в 2004 г. (в слое 0-30 см) | ||||||||
Недоокисленные вещества (01H KМпO4 за сутки, мг-экв/100 г | 68,2 56,1 | 63,1 - | 84,6 66,7 | 88,4 70,1 | 48,6 42,3 | 45,9 - | 65,4 51,1 | 80,1 64,5 |
Количество микроорганизмов, тыс. клеток/г | 2700 3250 | 2750 - | 2900 3150 | 2650 2850 | 2950 150 | 3010 - | 3600 3850 | 2760 2850 |
Выделение О2 мкл/г и по Ва(ОН)2 | 3,35 3,60 | 3,40 - | 3,66 3,85 | 3,10 3,45 | 4,16 4,25 | 4,24 - | 4,45 4,62 | 3,28 3,61 |
Гумус, % | 2,81 2,89 | 2,84 - | 2,86 2,86 | 2,71 2,83 | 2,78 2,89 | 2,93 - | 2,99 3,02 | 2,90 2,96 |
Нг, мг.экв/100 г почвы | 1,30 1,10 | 1,08 - | 1,66 1,20 | 1,90 1,35 | 1,30 0,98 | 1,10 - | 1,62 1,16 | 1,75 1,44 |
рНKCl | 5,86 6,02 | 6,10 - | 5,80 6,00 | 5,20 5,80 | 6,20 6,40 | 6,10 - | 5,90 6,15 | 5,30 5,80 |
РК - Р60К120; N - 60+30 кг/га; Naa - NH4NO3; Na - (NH4)2SO4 | ||||||||
Примечание: совместно с И.В.Кобозевым. Опыт заложен в 1993 г., над чертой - без извести, под чертой - с известью (т/га) в среднем за 1998-2004гг.
сульфата аммония эти агроприемы действовали слабее, чем при исполь зовании аммиачной селитры (таблица 11) .
В условиях Нечернозёмной зоны орошение должно обязатель но сопровождаться внесением удобрений. Наибольшая урожайность отмечена при режиме увлажнении 75-80% НВ с внесением NPK (таблица 1 2).
Таблица 12. - Влияние режимов орошения и минеральн ых удобрений на уро жайность зелёной массы трав
Удобрения | Без полива | Предполи вной уровень влажности почвы 0-40 см (% НВ) в слое | |||
60-65 | 65-70 | 70-75 | 75-80 | ||
Без удобрений | 8,9 | 13,7 | 19,0 | 21,2 | 19,2 |
P90K100N65 | 19,8 | 30,2 | 33,7 | 37,5 | 43,8 |
Примечание: НСР05 - 0,9 5 т/га, урожайность зеленой массы (т/га)
При таком сочетании обеспечивается наиболее равномерное поступление пастбищного корма по циклам стравливания, одновременно при этом улучшается качество корма, в нём увеличивается содержание протеина и каротина (таблица 13). Однако при этом содержание сухого вещества в траве снижается. Например, в засушливом 1999 г . при орошении 75-80% НВ и внесении N РК оно снизилось в целом с 25,7% до 19% (в 1,35 раза ).
Таблица 13. - Изменение качества сухого вещества трав в зависимости от режимов орошения и удобрения (2006г.)
Цикл стра-вли-вания | Сухое вещест-во, т/га | Каро-тин, мг/кг | Про-теин, мг/кг | Жир, % | Клет-чатка, % | Р2О5, % | К2О, % | Na, % | Ca, % | Mg, % |
Без удобрений и орошения | ||||||||||
1 | 0,3 | 183,5 | 10,62 | 3,7 | 24,0 | 0,50 | 1,9 | 0,10 | 0,53 | 0,32 |
2 | 0,5 | 218,0 | 9,92 | 5,9 | 25,1 | 0,31 | 2,2 | 0,06 | 0,30 | 0,68 |
3 | 0,3 | 194,0 | 12,0 | 5,2 | 25,1 | 0,31 | 2,1 | 0,02 | 0,55 | 0,43 |
4 | 0,5 | 183,0 | 10,7 | 5,1 | 26,1 | 0,26 | 2,3 | 0,03 | 0,50 | 0,43 |
5 | 0,4 | 194,0 | 10,0 | 4,8 | 24,9 | 0,37 | 1,0 | 0,02 | 0,53 | 0,58 |
75-80% НВ без удобрений | ||||||||||
1 | 0,3 | 169,3 | 10,08 | 4,3 | 23,4 | 0,38 | 2,2 | 0,05 | 0,27 | 0,60 |
2 | 0,6 | 214,0 | 14,78 | 6,1 | 24,9 | 0,53 | 2,2 | 0,05 | 0,62 | 0,58 |
3 | 0,7 | 169,0 | 10,8 | 4,7 | 24,1 | 0,33 | 2,1 | 0,03 | 0,87 | 0,46 |
4 | 0,7 | 214,0 | 12,2 | 4,2 | 22,8 | 0,32 | 2,0 | 0,06 | 1,19 | 0,49 |
5 | 0,5 | 241,0 | 15,0 | 5,9 | 17,9 | 0,35 | 1,7 | 0,01 | 1,45 | 0,47 |
75-80% НВ + NPK | ||||||||||
1 | 0,4 | 252,9 | 17,28 | 5,2 | 22,0 | 0,41 | 3,9 | 0,10 | 0,44 | 0,27 |
2 | 0,8 | 328,0 | 15,69 | 5,6 | 23,3 | 0,28 | 3,4 | 0,06 | 0,45 | 0,41 |
3 | 1,2 | 210,0 | 14,5 | 5,6 | 23,8 | 0,29 | 2,3 | 0,10 | 0,59 | 0,43 |
4 | 0,0 | 289,0 | 14,4 | 5,4 | 20,1 | 0,36 | 2,2 | 0,10 | 0,50 | 0,37 |
5 | 2,0 | 376,0 | 14,5 | 7,5 | 20,8 | 0,37 | 2,1 | 0,18 | 0,75 | 0,37 |
Одновременно были проведены и сследования по влиянию расчётных доз минеральных удобрений и 60 т/га жидкого навоза крупного рогатого скота и их сочетания на урожайность кукурузы на силос и кормовой свёклы по схеме, представленной в таблице 14.
Исследования проведены в севообороте: яровые с подсевом трав, многолетние травы на сено и выпас - 5 лет, озимая пше ница - пропашные культуры - 3 года . Причём в звене пропашных культур чередовались кукуруза, картофель и свекла по схеме: (0,5 поля кукурузы + 0,5 свёкла) - (0,5 картофель + 0,5 кукуруза) - (0,5 кукуруза + 0,5 картофель). Севооборот разработан совместно с проф. И.В.Кобозевым на принципах, предложенных Г.В.Благовещенским, учитывающих конечные цели и продуктивность животных. Такой севооборот позволяет с каждого гектара получить 20-25 т товарного картофеля и 4400 корм. ед., обеспечивая при этом круглогодичное кормление животных с оптимальным рационом без покупки кормов на стороне.
Во всех вариантах опыта были проведены по два вегетационных полива нормой 300-350 м3/га в наиболее засушливые периоды вегетации кормовых культур. Как показали результаты, такая оросительная норма не полностью удовлетворяет потребность кормовых культур в продуктивной влаге.
Наши исследования (2003) показали, что наиболее высокие урожаи были получены при внесении жидкого навоза и добавки к нему минеральных азотных удобрений (таблица 14).
Таблица 14. - Урожайность кормовых культур и коэффициент ее варьирования в зависимости от вне сения ра зличных видов удобрений.
Культуры | Без удобрений | Минеральные удобрения | Жидкий навоз 60 т/га ве сной | Жидкий навоз 60 т/га + минеральное удобрение |
Кукуруза НСР05=6,0 т/га | 26,15 5,2 | 42,40 0,7 | 48,74 0,7 | 52,35 0,2 |
Свёкла НСР05=10,0 т/га | 30,22 7,2 | 40,68 7,2 | 52,95 5,9 | 52,52 0,2 |
Примечание: Урожайность кормовых культур над чертой (У, т/га), коэффициент варьирования под чертой (Кв, %), в среднем за 2005-2008гг.
В среднесухом году оросительная норма под кукурузу и кормовую свёклу составляет по расчёту 1000-1500 м3/га, а многолетние травы - 1500-2000 м3/га.
В условиях дефицита влаги уменьшается облиственность, увеличивается число генеративных побегов, ускоряется старение растений, ухудшается азотфиксация и потребление элементов питания. Всё это, в конечном счёте, ведёт к снижению урожайности и кормовой ценности многолетних трав. При этом установлено, что устранение указанного дефицита в большинстве случаев, в первую очередь, изменяет биохимический состав растений, а затем уже урожайность, что и определяет возможность улучшения качества продукции (таблица 15).
Таблица 15. - Эффективность орошения и удобрений клевера в зависимости от срока уборки.
Показатель | Без орошения | 85-100% НВ в слое 0-30 см | ||||||
Без удобрений | Р100К60 | Без удобрений | Р100К60 | |||||
1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |
Урожайность сена, т/га сухого вещества | 3,4 | 3,2 | 4,8 | 3,7 | 5,7 | 4,8 | 7,1 | 6,3 |
Содержание в сухом веществе сП в % | 14,0 | 11,0 | 14,6 | 12,1 | 15,0 | 12,1 | 17,1 | 15,6 |
Каротина, мг/кг | 40 | 38 | 45 | 40 | 48 | 45 | 50 | 49 |
Сырой клетчатки, % | 28,5 | 35,3 | 31,4 | 34,8 | 22,0 | 33,4 | 29,0 | 33,2 |
игнина, % | 5,3 | 8,7 | 5,3 | 8,5 | 4,5 | 8,6 | 4,7 | 8,3 |
Коэффициент одревеснения | 54,3 | 59,0 | 49,0 | 58,7 | 48,1 | 59,0 | 47,9 | 57,9 |
Содержание незаменимых кислот, г в 1 кг сухого вещества | ||||||||
изин | 6,1 | 5,3 | 7,4 | 6,6 | 6,4 | 6,0 | 8,0 | 5,9 |
Метионин | 3,5 | 2,0 | 3,1 | 2,3 | 3,3 | 2,3 | 3,9 | 2,4 |
Триптофан | 4,2 | 3,1 | 4,6 | 3,2 | 3,9 | 3,5 | 5,5 | 3,3 |
Фенилаланин | 5,7 | 4,1 | 5,5 | 4,3 | 5,8 | 4,4 | 6,6 | 5,1 |
Гистидин | 3,8 | 3,5 | 4,6 | 3,6 | 4,8 | 3,4 | 4,8 | 4,0 |
Аргинин | 6,0 | 4,5 | 5,0 | 4,5 | 6,1 | 5,6 | 7,6 | 5,8 |
ейцины | 13,9 | 11,0 | 14,1 | 13,2 | 15,1 | 13,0 | 18,2 | 13,8 |
Треонин | 5,2 | 4,2 | 6,7 | 4,5 | 6,8 | 4,7 | 7,5 | 5,1 |
Валин | 5,7 | 5,0 | 6,5 | 5,1 | 6,5 | 5,1 | 7,3 | 5,6 |
Примечание: Ярославская область учхоз "Дружба", в среднем за 2005-2008 гг., графа 1 - бутонизация, 2 - полное цветение
Указанные закономерности характерны как для естественных, так и сеяных бобовых, бобово-злаковых и злаковых травостоев, причём практически во всех зонах. Однако уровень влияния на качество корма того или иного приёма зависит от погодных и зональных почвенно-климатических условий.
При возделывании клевера лугового в Ярославской области наибольшее влияние на содержание белка, аминокислот, каротина и других веществ оказывают удобрения, особенно фосфорно-калийные, затем известкование.
Однако, благодаря повышению содержания сырого протеина и увеличению в надземной массе доли листьев в целом при внесении удобрений и при орошении, концентрация незаменимых аминокислот в сухом веществе возрастала в 1,2-1,4 раза. При этом повышается растворимость белка, что обеспечивает улучшение его переваримости (таблица 15).
Следует отметить, что антропогенные приёмы, нивелируя колебания условий внешней среды и оптимизируя их в определённой степени, способствуют стабилизации качества продукции, что очень важно для производства. Однако эффективность этих приёмов, например, орошения и внесения удобрений, резко падает при запаздывании в использовании травостоев при неблагоприятных условиях вегетации (таблица 15).
В любой экосистеме деятельность консумента и других живых организмов связана с экологическими последствиями, которую можно описать формулой (2), выведенной И.В.Кобозевым, Э.Э, Темирсултановым (1997).
Еэп=N*eп*(1-2)-*Эб*Кст=N*eп*(1-2)-(Е0+ΔЕ)*Кст, (2)
где Еэп - энергетическое выражение экологических последствий; N - численность консумента (животных), eп - удельное его потребление; - коэффициент полезного использования продуктов фотосинтеза; Эб - производство энергий фитоценозом; К - коэффициент стабильности Эб во времени; Кст=1-Кв; Эб=(Е0+ΔЕ); Е0 - природная продуктивность фитоценоза, ΔЕ - увеличение продуктивности за счёт антропогенных факторов, Кв - коэффициент варьирования.
С целью экспериментальной проверки этой формулы в течение 10 лет (1999-2008 гг.) проведены полевые опыты в хозяйстве "Эльха" Переславского района Ярославской области. В качестве объекта взяты пастбища на суходоле. Средняя урожайность их в 1999-2008 гг. составила 8,2 т/га зелёной массы. Поедаемые виды трав составили примерно 70%, коэффициент поедаемости 0,6. Пастбищный период составил 120 суток. Овцы романовской породы выпасались на пастбищах. В каждом варианте угодий паслось 4 головы. Нагрузку регулировали продолжительностью нахождения овец на пастбище. Размер делянки 100 м, повторность 4-х кратная. Схема опыта представлена (таблица 16).
Таблица 16. - Поедаемость и продуктивность естественны пастбищ
в зависимости от технологии их содержания и использования.
Нагрузка на пастбище, гол./га | Коэффициент поедаемости травы, % | Урожайность травостоя, т/га | Непоедаемых видов в травостое, % | Кв урожайности за 10 лет, % | |||
в среднем за 10 лет | в | в среднем за 10 лет | в | в среднем за 10 лет | в | ||
0 | 0 | 0 | 5,1 | 4,6 | 7,1 | 63 | 17 |
3 | 52 38 | 44 32 | 7,1 11,2 | 6,8 7,9 | 26,3 24,3 | 35 18 | 14 16 |
7 | 62 53 | 58 48 | 8,2 15,9 | 10,7 16,8 | 22,1 18,0 | 22 14 | 13 14 |
10 | 77 78 | 66 72 | 7,9 16,4 | 9,1 17,3 | 20,0 11,0 | 25 12 | 18 12 |
14 | 82 84 | 80 73 | 6,4 16,0 | 4,1 17,5 | 33,0 10,0 | 28 13 | 23 13 |
HCP05 частных | 2,8 | 8,4 | 0,20 | 1,8 | - | - | - |
Нагрузка | 1,9 | 6,1 | 0,15 | 1,0 | - | - | - |
Подсев + CaCo3 + PK | 0,5 | 1,5 | 0,03 | 0,5 | - | - | - |
Примечание: над чертой - контроль, под чертой - дискование + подсев + известь+РК, в среднем за 1999-2008гг.
Исследования показали, что коэффициент поедаемости травостоя и его урожайность зависела от нагрузки на пастбища и технологии их содержания (таблица 16).
Где естественные пастбища не использовались, травостой начал быстро переходить на плотнокустовую стадию дерновообразовательного процесса. В нём преобладающее место стали занимать непоедаемые виды и плотнокустовые растения: белоус торчащий, луговик дернистый, появился зверобой - ядовитое растение. Поверхность луга покрылась кочками, образовался неразложившийся растительный войлок, луг зарос кустарником - берёзой, при этом рНKCl почвенного раствора снизился с 5,4 до 4,9. Таким образом, подтверждено положение о том, что неиспользование кормовых угодий снижает их продуктивность. Если же учесть, что доля непоедаемых трав возросла с 30 до 63, то продуктивность луга снизилась в 3,4 раза и даже больше. При этом для повышения продуктивности пастбищ понадобилось бы коренное их улучшение, энергетические затраты на осуществление которого составили бы более 40 ГДж/га.
Оптимальная нагрузка в наших опытах на естественных пастбищах без их улучшения составила 7 голов/овец на 1 га. В этом случае наблюдалась наиболее стабильная урожайность, которая, по сути дела, оставалась на прежнем уровне, хотя коэффициент поедаемости и доля в травостое поедаемых видов несколько возросла. Как снижение, так и увеличение нагрузки на пастбища уменьшало их продуктивность и её стабильность, при этом в травостое увеличивалась доля непоедаемых видов. При чрезмерной нагрузке поедаемость травостоя была выше, чем содержание в нём поедаемых видов, т.е. животное из-за дефицита кормов начинали поедать луговые сорняки и даже ядовитые растения, практически полностью уничтожая хорошо поедаемые виды (овсяница, тимофеевка, клевер, лядвенец и др.). Последнее вело к деградации естественных неулучшенных пастбищ, их урожайность снизилась до 4,1 т/га зелёной массы, в травостое массовое развитие получили одуванчик, подорожники, спорыш (горец птичий) и местами лапчатка гусиная. При этом уменьшилась стабильность продуктивности пастбищ. Таким образом, в данном случае возникла необходимость снижения поголовья овец (нагрузки на пастбища) или коренного улучшения кормового угодья.
Повышение продуктивности пастбищ и коэффициента поедаемости травы за счёт подсева трав на фоне внесения извести и РK позволило даже при увеличенном в 2 раза поголовье овец избежать существенных экологических последствий пастьбы. Анализ результатов опыта показал, что при оптимизации пастбищной нагрузки можно использовать соотношение съеденной массы к урожайности поедаемых видов. Оптимум этого соотношения находится в пределах 80-90%. Если это соотношение меньше 70% или больше 100%, то ярко выражена деградация фитоценоза.
В указанной главе с помощью математических формул и ссылок на экспериментальные данные доказано, что стабилизация, экологизация и интенсификация производства, в частности кормов, - взаимосвязанные и одновременные процессы. Они базируются на опережающем росте наукоёмкости технологий, обеспечивающей увеличение биологического и технологического многообразия в агроэкосистемах, повышение их адаптивного потенциала, замкнутость и ускорение производственных процессов.
В разделе 6.5 УВлияние минеральных удобрений на содержание катионов и анионов внутрипочвенного водостокаФ приведены данные по влиянию бессменного возделывания пропашных культур, многолетних, севооборота, известкования, коренного улучшения луга, длительного применения минеральных удобрений и подсева многолетних бобовых трав на содержание NO3; NH+; PO4- - - во внутрипочвенном водном стоке в осенний период. Экспериментально доказано, что возделывание многолетних трав, внедрение севооборота, известкование, замена минерального азота на биологический путём периодического подсева в травостой клевера лугового и люцерны изменчивой уменьшают загрязненность почв и почвенно-грунтовых вод, в первую очередь нитратами.
В главе 7 - "Энергетическая и экономическая эффективность разных способов увеличения продуктивного долголетия многолетних травостоев. Роль экономического фактора в стабилизации кормопроизводства" - дана не только энергетическая, но и экономическая оценка орошения и удобрения трав, причём разными машинами, а также возделыванию бобово-злаковых травосмесей и продления их продуктивного долголетия с помощью подсева клевера лугового. При этом получено, что без внесения удобрений и подсева клевера возделывание клеверо-тимофеечной смеси за 4 года дало прибавку обменной энергии в размере 119,7 ГДж/га, а клеверо-ежовой - 131,4 ГДж/га. При внесении P60K90+N68 эти показатели увеличились на 12,6 и 17,5 ГДж/га. С учётом изменения плодородия почвы прибавка энергии в контроле на тимофеечном травостое составила 105,0 ГДж/га, а при внесении РK - 130 ГДж/га, однако из-за диспаритета цен последний приём оказался экономически невыгодным. В варианте подсев клевера на фоне P60K90 дополнительно получено на клеверо-тимофеечной травосмеси 14,7 ГДж/га, а клеверо-ежовом - 12,6 ГДж/га, с учётом же изменения и плодородия почвы эта прибавка составила 44,8 ГД ж/га.
В условиях сложившегося на начало 2003 года диспаритета цен в пользу техногенной энергии наиболее экономически целесообразным приёмом является возделывание бобово-злаковых трав с подсевом бобовых через 3-4 года. Из-за диспаритета цен энергетически эффективные приёмы (внесение удобрений и орошение) становятся экономически невыгодными.
На основе полевых опытов и обобщения производственных результатов сделан вывод, что при товарных отношениях получение прибыли является обязательным условием интенсификации продукционного процесса в агроэкосистемах. В свою очередь интенсификация производства кормов является единственным перспективным приёмом увеличения экономической эффективности и экологической безопасности ведения сельского хозяйства, в частности кормопроизводства.
Получение экономического эффекта в агроэкосистемах тесно связано с рыночной конъюнктурой и зависит от динамики цен на техногенную энергию и получаемую продукцию, что описывается формулой 3.
Пр=Цт(η:γ-h-1)ет⋅Sk⋅Цт, (3)
где Пр - прибыль, η - коэффициент энергетической эффективности использования техногенной энергии; ет - удельные затраты последней на единицу площади Sk, Цт - цена техногенной энергии, h - коэффициент экологических последствий использования техногенной энергии; γ - коэффициент диспаритета цен; γ=Цт:Цт; Цф - цена энергии в сельскохозяйственной продукции; =fеi/ ефиз; h=ефиз/еi; ет=еi+ефиз; еi - энергия, затраченная на развитие науки и техники; ефиз - энергия, расходуемая в физических процессах (удобрения, горючее и т.д.).
Таким образом, чтобы увеличить прибыль и обеспечить экологическую безопасность производства необходимо уменьшить диспаритет цен, повысить η уменьшить h, и соблюсти неравенства <(h+1) и >(h+1), что достигается за счёт роста наукоёмкости технологи, при котором ei→et, а eфиз→0, т.е. в структуре совокупных затрат, увеличивается доля расходов на развитие науки и техники. В современных условиях диспаритет цен достиг 3 и даже больше, hmin=1, следовательно, для обеспечения прибыльности коэффициент энергетической эффективности производства или приёма его интенсификации должен быть больше 4, что в производственных условиях Нечернозёмной зоны пока трудно достижимо. Поэтому необходимо уменьшить диспаритет цен, желательно через уменьшение цен на техногенные энергоносители.
На примере АО им. Ленина Ярославской области ещё раз показано, что при экономическом кризисе теряется возможность технологического многообразия, в результате чего разрушаются севообороты и дестабилизируется кормопроизводство с переводом его на более низкий энергетический уровень.
ВЫВОДЫ
1. Устойчивое функционирование агроэкосистем базируется на придании им мозаичной функциональной структуры и достигается несколькими путями: во-первых, введением биологического многообразия в виде разных агрофитоценозов и севооборотов с культурами, имеющими разнотипную реакцию на экзогенные ритмы и обеспечивают более замкнутый биогеохимический круговорот; во-вторых, расширением пространства; в-третьих, набором технологий, адаптированных к элементам ландшафта и другим природным факторам, а также к социально-экономическим условиям.
2. Севообороты должны строиться на биосферном принципе замкнутости биохимических циклов так, чтобы предшествующая культура создавала условия роста и развития для последующей и рационально использовала недоиспользованные ресурсы. При этом после замыкающей культуры должны следовать восстанавливающие фитоценозы - многолетние травы. Средняя величина и стабильность продуктивности и коэффициента энергетической эффективности севооборота и всего агроландшафта всегда выше, чем по подбору бессменных посевов или отдельных элементов рельефа. Эта разница особенно заметно проявляется в условиях экстенсивного ведения хозяйства, а также при экономическом кризисе, при котором развал агроэкосистем на мелкие разрозненные хозяйства наиболее опасен, так как он связан с распадом замкнутых производственных и биогеохимических циклов, потерей энергии и информации, уменьшением интенсивности производства, а также с его дестабилизацией и необходимостью увеличения размера страховых фондов, что снижает его экономичность и рентабельность.
3. Толерантность того или иного вида и сорта растений к бессменному посеву можно оценить по степени снижения их продуктивности по сравнению с бессменном возделывании при севообороте за 1-й и 2-й ротации. Для этого используем формулу: , где Кт.м. - коэффициент толерантности культуры к бессменному возделыванию, УС.1 и УС.2 - средняя продуктивность её в севообороте за 1-ю и 2-ю ротацию, УМ.1 иУМ.2 - то же при возделывании её в бессменных посевах за те же периоды. Наименьшая толерантность к бессменному возделыванию отмечена у озимой пшеницы, причём в отличие от кормовых растений, скашиваемых на зелёный корм, сенаж, силос, сено и монокорм, она снижает ся при внесении NPK.
4. Разработан и экспериментально проверен севооборот (зерновые, травы, картофель 3 сроков уборки), обеспечивающий в 1-й ротации при внесении 30 т/га навоза продуктивность в размере 3400-4060 кормовых единиц с 1 га, с коэффициентом её варьирования по годам 4,5 - 4,7%, что 1,2-1,5 раза меньше, чем средняя арифметическое его значение по каждой отдельной культуре.
5.Стабильно сть и в еличина урожайно сти культур и севооборотов увеличивает ся при орошении, внесении удобр ений, оптими зации стру ктуры фитоцено зов и по севных площадей, она резко снижается в годы экономического кризиса, особенно у культур интен сивного типа (кукуруза, корнеплоды). Из-за диспаритета цен в пользу техногенных энергоносителей эффективные, экологически безопасные агроприёмы по интенсификации продукционного процесса могут ока заться экономически невыгодными и невостребованными.
6. Многолетние траво стои, особенно бобово-злаковые, и естественные кормовые угодья обеспечивают наиболее стабильное и энергетически выгодное производство кормов . По величине и стабильности урожаев угодья располага ются в следующем порядке: низинный луг, верхнее плато, склоны . Урожайность многолетних трав зависит от расположения участка на рельефе. Варьирование по годам продуктивности всего сложного агроландшафта в 1 ,3 раза меньше, чем в среднем у отдельного из его элементов.
7. Наибольшую среднюю продуктивности (37-42 ГДж/га обменной энергии, 660-700 кг/га сырого протеина) обеспечивает набор из травосмесей состоящий из раннеспелого (клевер луговой двуукосный + ежа сборная и позднеспелого (клевер луговой двуукосный + тимофеевка) травостоев. При этом на верхнем плоту рекомендуется возделывать 2 травосмеси, а на южном склоне - раннеспелый травостой, на северной же экспозиции и нижнем плоту - позднеспелую смесь. Многолетние травы, особенно злаковые характеризуются высоким адаптивным потенциалом. После неблагоприятных условий они быстро восстанавливает свою продуктивность. Раннеспелая смесь клевер двуукосный + ежа сборная была более устойчива к засухе, чем клевер одноукосный + тимофеевка.
8. Внесение удобрений, особенно в сочетании с орошением, известкованием и улучшением состава фитоценозов является решающим фактором стабили зации и интенсификации продукционного про цесса в агроэкосистемах и развития кормопроизводства. При этом следует иметь в виду, что применение высоких доз кислых удобрений ухудшает агрохимические свойства почвы и состав фитоценозов, требует более частого известкования . А зотные удобрения, особенно кислые, снижают биологическую азотфиксацию; фосфорно-калийные удобрения, известкование и коренное улучшение с посевом бобово-злаковой смеси усиливают её.
9. Орошение, внесение удобрений, подсев бобовых трав улучшает биохимический состав сухого вещества кормов, повышая концентрацию в нём сырого белка, незаменимых аминокислот и каротина и снижая содержание клетчатки. При этом запаздывание с уборкой и нарушение технологий заготовки и хранения кормов ведёт к потере ука занных преимуществ стабилизации проду кционного процесса в агроэкосистемах, увели чивая потери питательных веществ и энергии. Наиболее радикальным способом уменьшения потерь при заготовке сена является технол огия досушивания ма ссы активным вентилированием в дневные часы.
1 0. Для снижения экологических последствий деятельности человека в агроэкосистемах необходимо уменьшить потери и затраты энергии при заготовке, переработке, транспортировки, хранении, реализации и потреблении продуктов фитосинтеза, увеличить продуктивность агроэкосистем и уменьшить эго колебания, а также отрегулировать численность консументов. Все это достигается через увеличение наукоемкости технологий, ускорение производственных циклов и внедрение достижений науки и техники.
11. Увеличение продуктивности без усиления эксплуатации угодий сменяется деградацией последних, переводом веществ из биогеохимического цикла в геологический, к смене более продуктивной растительности на менее продуктивную. В Нечерноземной зоне на лугах это выражено распространением плотнокустовых видов, сорных и ядовитых растений и мелколесья. Чрезмерно интенсивная эксплуатация продуцирующей части агроэкосистемы также ведет к ее деградации и ухудшению условий ее функционирования. Повышение продуктивности пастбищ и коэффицента поедаемости травы за счет подсева трав на фоне внесения извести и РК позволило даже при увеличенном в 2 раза поголовье овец избежать существенных отрицательных последствий пастьбы. Оптимизацию пастбищной нагрузки можно осуществить путем определения соотношения съеденной животными массы и массы поедаемых видов, оптимум которого находится в пределах 80-90%. Если это соотношение меньше 70% и более 100%, то деградация фитоценоза становится ярко выраженной.
12. В условиях диспаритета цен в пользу промышленных товаров продуктивное долголетие многолетних травостоев можно продлить без внесения азотных удобрений путем подсева клевера лугового и люцерны изменчивой, производимого при орошении или во влажный год после 1-го укоса при незначительном их содержании (менее 10%) в фитоценозе. Наилучшие результаты такой подсев дает на фоне внесения фосфорно-калийных удобрений и известкования. Эти факторы увеличивает содержание в травостое клевера лугового и люцерны изменчивой, усиливают симбиотическую азотфиксацию. Дополнительная прибавка от этих факторов по сырому протеину составила 422-523 кг/га, а по обменной энергии с учетом увеличения плодородия почвы - 44,8 ГДж/га. Подсев клевера лугового дал несколько больший эффект на клеверо-тимофеечной травосмеси, а внесение азотных удобрений (N68+ N68 на фоне P60K90) - на травостое с включением ежи сборной. В целом внесение - P60K90N68 давало дополнительную прибавку сырого протеина 763 - 915 кг/га, а обменной энергии с учетом сохранения плодородия почвы - 23,9 ГДж/га. Включение люцерны изменчивой в подсеваемую травосмесь позволяет стабилизировать и увеличить продуктивность травостоев на более длительное время (3-5 лет).
13. Возделывание бобово-злаковых травостоев, особенно с внесением фосфорно-калийных удобрений и подсевом трав, позволяет стабилизировать плодородие почвы и увеличить в ней содержание гумуса и общего азота. Баланс доступных растениям питательных веществ в системе лудобрение - почва - растение - урожай показал, что вынос их с урожаем сопровождается гораздо меньшим снижением, а внесение - более низким увеличением содержания их в почве. За счет гомеостаза живых экосистем увеличение потребления того или иного элемента усиливает адсорбционные процессы, период его из неусвояемых форм в усвояемые, а внесение удобрений действует, как правило, в обратном направлении. Для стабилизации и повышения продуктивности кормовых угодий требуется антропогенная подпитка их энергией и веществом, соответствующая потребностям фитоценоза.
1 4. Бессменное возделывание пропашных культур и многолетних трав, особенно при внесении высоких доз минеральных удобрений приводит к загрязнению почв и почвенно-грунтовых вод катионами и анионами, в первую очередь нитратами. Севооборот, возделывание многолетних трав, при известковании, замене минерального азота подсевом бобовых трав предотвращают это загрязнение и являются факторами экологизации кормопроизводства.
15. Для обеспечения экономической эффективности и экологической безопасности производства необходимо снизить коэффициент диспаритета цен сложившийся в пользу техногенных энергоносителей в ущерб сельскохозяйственной продукции, либо повысить коэффициент эффективного использования техногенной энергии так, чтобы он был минимум в 2 раза больше коэффициента диспаритета цен. Однако в 2003г. в России на основании этого коэффициент диспаритета цен в пользу техногенных энергоносителей достиг по подсчетам 3-4; по итогам наблюдения для обеспечения безубыточной и экологически безопасной интенсификации кормопроизводства коэффициент энергетической её окупаемости должен составлять 6-8, что редко бывает даже на многолетних травах. Очевидна необходимость снижения диспаритета цен или дотации для сельскохозяйственного производства.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В условиях Нечернозёмной зоны России производство кормов можно увеличить и стабилизировать за счёт возделывания бобово-злаковых траво смесей разных сроков созревания, использования мозаичности агроландшафтов, рационального построения севооборотов и создания технологического и биологического многообразия в агроэкосистемах (хозяйствах).
2. На верхних плато местности рекомендуется во зделывать одновременно две травосмеси: "клевер луговой одноукосный + тимофе евка луговая" и "клевер луговой двуукосный + ежа сборная", на южных склонах - раннеспелый клеверо-ежовый травостой; на север ном и нижнем плато - позднеспелый клеверо-тимофеечный.
3. В сложившейся экономической ситуации наиболее эффективно увеличение продуктивного долголетнего травостоя путём подсева бобовых видов (клевера лугового и люцерны изменчивой), проводимого при орошении или во влажные годы после 1-го укоса на фоне внесения фосфорно-калийных удобрений при выпадении из фитоценозов бобовых.
4 . Коренное и поверхностное улучшение лугов в Нечернозёмной зоне должно сопровождаться оптимизацией водного режима в сочетании с внесением удобрений и извести. Повышение продуктивности травостоев должно сопровождаться совершенствованием сроков и технологий заготовки кормов, а на пастбищах оптимальным увеличением пастбищной нагрузки.
5. Стабилизация, экологически безопасная и экономически эффективная интенсификация производства обеспечивается за счёт роста наукоёмкости технологий и снижения диспаритета цен на тех ногенные энергоносители и сельскохозяйственную продукци ю.
Список основных работ, опубликованных по теме диссертации
1. Темирсултанов, Э.Э. Продуктивность кормового севооборота при использовании расчетных систем удобрений на серой лесной почве [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов, В.Г. Стадник// Интенсификация кормопроизводства в Нечерноземной зоны РФ. Ярославль, 1989. - С. 49-51.
2. Темирсултанов, Э.Э. Урожайность и качество зеленой массы кукурузы на силос при различных системах удобрений на серой лесной почве [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов, В.Г. Стадник// Интесификация кормопроизводства Нечерноземной зоны РФ. Ярославль, 1990. - С. 41-43
3. Темирсултанов, Э.Э. Эффективность расчетных систем удобрений в полевом севообороте на серой лесной почве [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов, Т.Б. Шалов// Сб. материалов межвузовской научно-практической конференции Молодые ученые вуза - сельскохозяйственному производству. Ярославль, 1990. - С. 110-112.
4. Темирсултанов, Э.Э. Изучение возможности экологически безопасного применения удобрений и гербицидов в посевах кормовых культур. [Текст]: статья/ Темирсултанов Э.Э.// Сб. материалов межвузовской научно-практической конференции Молодые ученые вуза - сельскохозяйственному производству. Ярославль, 1990. - С. 35-40.
5. Кобозев, И.В. Агротехнические способы снижения неравномерности урожаев кормовых культур. [Текст]: рекомендация/ И.В. Кобозев, Э.Э. Темирсултанов, Н.Л. Латифов// М.:ТСХА, 1992.- 32с.
6. Темирсултанов, Э.Э. Приемы увеличения производства кормов на основе создания и рационального использования многолетних травостоев. [Текст]: рекомендация/ И.В. Кобозев, Э.Э. Темирсултанов// М.:ТСХА, 1995.- 44с.
7. Кобозев, И.В. Этот трудный путь в ноосферу [Текст]: монография/ И.В. Кобозев, Н.В. Парахин, Э.Э. Темирсултанов// М.:МИФИ, 1995. - 186 с.
8. Темирсултанов, Э.Э. Экологические основы поливного режима при возделывании кормовых культур [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// V Всероссийская научно-практическая конференция Перспективы и проблемы развития аграрного производства. Переяславль-Залесский, 1995. - С. 15-18.
9. Темирсултанов, Э.Э. Экологические аспекты совершенствования технологии производства кормов в фермерских хозяйствах [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// III Всероссийская научно-практическая конференция Исследования ученых - аграрному производству. Переяславль-Залесский, 1996. - С. 4-7.
10. Тюльдюков, В.А. Оптимизация набора травосмесей с целью обеспечения стабильности производства кормов [Текст]: статья/ В.А. Тюльдюков, И.В. Кобозев, Э.Э. Темирсултанов// Доклады ТСХА. - 1996. - №2. - С. 18-23.
11. Кобозев, И.В. Разработка новых ресурсосберегающих технологий обработки почвы [Текст]: статья/ И.В. Кобозев, Э.А. Цвирко, Э.Э. Темирсултанов// Известие ТСХА. - 1996. - №2. - С. 40-45.
12. Кобозев, И.В. Действие в агроэкосистемах закона А.Л. Чижевского о количественной компенсации и стабилизация производства в фермерских и крупных хозяйствах [Текст]: статья/ И.В. Кобозев, Э.Э. Темирсултанов, Г.С. Маркин// Известие ТСХА. - 1996. - №1. - С. 27-31.
13. Темирсултанов, Э.Э. Действие в агроэкосистемах закона А.Л. Чижевского о количественной компенсации и стабилизация производства фермерских и крупных хозяйствах [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов, И.В. Кобозев, Г.С. Маркин// Изв. ТСХА. - 1996. Ц №1. - С. 27-32.
14. Темирсултанов, Э.Э. Подсев клевера лугового и внесение удобрений как средство повышения энергетической эффективности возделывания многолетних трав [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Сб. Материалов IV Международной конференции . Биологический азот в растениеводстве. Орел, 1996. - С. 13-17.
15. Темирсултанов, Э.Э. Ноогенез как составная часть космогенеза и основа сельскохозяйственного производства [Текст]: монография/ Э.Э. Темирсултанов, И.В. Кобозев// - М.: МИФИ, 1998. - 203 с.
16. Темирсултанов, Э.Э. Информационно-энергетические принципы экологизации сельскохозяйственного производства и их реализация в технологиях производства [Текст]: монография/ Э.Э. Темирсултанов, И.В. Кобозев// - М.: МИФИ, 1998. - 209 с.
17. Парахин, Н.В. Действие в агроэкосистемах закона А.Л. Чижевского о квантитативной компенсации и стабилизации производство кормов в фермерских и крупных хозяйствах в биосферных функциях [Текст]: статья/ Н.В. Парахин, И.В. Кобозев, Э.Э. Темирсултанов// Сб. материалов IV Международной конференции Биологизация земледелия. Орел, 1999. - С. 21-26.
18. Темирсултанов, Э.Э. Эффективность разных способов повышения продуктивности старовозрастных травостоев [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Сб. материалов IV Международной конференции Биологизация земледелия. Орел, 1999. - С. 3-6.
19. Темирсултанов, Э.Э. Увеличение видовой и популяционной разнокачественности естественных травостоев, произрастающих на разных элементах ландшафта и использование ее в практических целях [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Сб. материалов IV Международной конференции Биологизация земледелия. Орел, 1999. - С. 24-28.
20. Темирсултанов, Э.Э. Влияние интенсивности выпаса на состояние естественных пастбищ [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Доклады ТСХА. - 2002. - №274. - С. 301-304.
21. Темирсултанов, Э.Э. Продуктивность агрофитоценозов в зависимости от обогащения их бобовым компонентом и внесение удобрений [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Кормопроизводство. - 2002. - №9. - С. 8-12.
22. Темирсултанов, Э.Э. Факторы улучшения качества кормов [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Кормопроизводство. - 2002. - №9. С. 31-32
23. Темирсултанов, Э.Э. Значение клевера для зерновых в агроэкосистемах [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Зерновое хозяйство. - 2002. - №7. - С. 21-22.
24. Темирсултанов, Э.Э. Использование зерновых культур, как покровных для клевера ползучего [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Зерновое хозяйство. - 2002. - №1. - С. 20-22.
25. Темирсултанов, Э.Э. Баланс питательных веществ в бобово-злаковых травостоях [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Земледелие. - 2002. - №5. С. 20-22.
26. Темирсултанов, Э.Э. Способы повышения продуктивности бобово-злаковых травостоев [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Земледелие. - 2002. - №5. - С. 26-27.
27. Темирсултанов, Э.Э. Влияние сроков уборки кукурузы на урожайность и качество зеленой массы [Текст]: статья/ Темирсултанов// Изв. ТСХА. - 2002. - №7. - С. 19-25.
28. Темирсултанов, Э.Э. Эффективность орошения и удобрений при возделывании кормовых культур [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Мелиорация и водное хозяйство. - 2002. - №6. - С. 18-20.
29. Темирсултанов, Э.Э. Экологические проблемы в системах содержания и кормления КРС в условиях рыночных отношений [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Сб. материалов Международной научно-практической конференции Проблема экологии и жизнедеятельности в XXI в.. - 2002. - С. 40-45.
30. Темирсултанов, Э.Э. Кормление коров по сбалансированным рационам [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов, Р.А. Шундулаев, Н.П. Буряков// Зоотехния. - 2003. - №2. - С. 10-13.
31. Темирсултанов, Э.Э. Экономические обоснования повышения продуктивности бобово-злаковых трав в хозяйствах Московской и Ярославской областей [Текст]: статья/Э.Э. Темирсултанов, Р.А. Шундулаев, Л.И. Волгин// Свиноводство. - 2003. - №2. - С. 27-29.
32. Темирсултанов, Э.Э. Влияние антропогенных факторов на качество вертикального внутрипочвенного водостока [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Сб. материалов Международной научно-практической конференции Проблема экологии и жизнедеятельности в XXI в.. - 2003. - С. 138-141.
33. Темирсултанов, Э.Э. Проведение исследований и разработка энергоресурсосберегающих технологий производства семян трав, заготовка кормов в Центральной Нечерноземной зоне Российской Федерации и их хранения [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов, И.В. Кобозев// Доклады ТСХА. - 2003. - №7. - С. 18-24.
34. Темирсултанов, Э.Э. Обеспечение устойчивости кормопроизводства и повышения продуктивности коров в Московской области [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов, Н.П. Буряков// Зоотехния. - 2004. Ц №4. - С. 9-11.
35. Темирсултанов, Э.Э. Технологии и средства механизации сельского хозяйства в кормовом севообороте [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Естественные и технические науки. - 2004. - №2. - С. 164-165.
36. Темирсултанов, Э.Э. Пути стабилизации развития технологических процессов с/х производства и функционирования агроэкосистем [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Естественные и технические науки. - 2004. - №3. - С. 96-97.
37. Темирсултанов, Э.Э. Влияние орошения дождевальными шлейфами на почву и урожайность кормовых культур [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Естественные и технические науки. - 2004. - №3. - С. 194-198.
38. Темирсултанов, Э.Э. Организация труда при орошении дождевальными шлейфами в кормовом севообороте [Текст]: статья/ Темирсултанов Э.Э.// Естественные и технические науки. - 2004. - №3. - С. 199-202.
39. Темирсултанов, Э.Э. Повышение интеллектуальности систем при проектировании технологических процессов кормопроизводства [Текст]: статья/ Темирсултанов Э.Э.//Естественные и технические науки. - 2004. - №3. - С. 93-96.
40. Темирсултанов, Э.Э. Особенности дождевальных шлейфов при орошении кормовых культур [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов, С.В. Крутов// Проблемы экономики. - 2005. - №3. - С. 103-105.
41. Темирсултанов, Э.Э. Экономическая эффективность применения дождевальных шлейфов, их серийное производство и перспективы его развития в кормовом севообороте [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Проблемы экономики. - 2005. - №4. - С. 28-32.
42. Темирсултанов, Э.Э. Ресурсноэнергосберегающие технологии в семеноводстве многолетних трав с использованием модернизированной базы с.х. техники. техники. [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов, В.Н. Пряхин// Сб. материалов Международной научно-практической конференции Проблемы экономической безопасности и природопользования -2005- №6 - С. 27-34.
43. Карапетян, М.А. Расчет алгоритмов управления различных уровней исполнительной системы МТА при заготовке кормов [Текст]: статья/ М.А. Карапетян, Э.Э. Темирсултанов// Механизация и электрофикация сельского хозяйства. - 2005. - №6 - С. 45-48.
44. Темирсултанов, Э.Э. Применение метода динамического прогнозирования при возделывании многолетних трав. [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Сб. материалов Международной научно-практической конференции Проблемы экономической безопасности и природопользования -2005- С. 138-142.
45. Темирсултанов, Э.Э. Разработка новых ресурсосберегающих экологически безопасных технологий обработки почвы с использованием конструктивно-разработанной с.х. техники. [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Сб. материалов Международной научно-практической конференции Проблемы экологической безопасности и природопользования -2006- С. 124-128.
46. Темирсултанов, Э.Э. Расчет алгоритмов получения кормов [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Механизация и электрофикация сельского хозяйства. - 2006. - №8. - С. 25-27.
47. Темирсултанов, Э.Э. Мозаичность технологий и структуры агроэкосистем как основа стабилизации и интенсификации продукционного процесса с использованием базой с.х. техники. [Текст]: статья/ Сб. материалов Международной научно-практической конференции Проблемы экономической безопасности и природопользования -2006- №6 - С. 183-191.
48. Темирсултанов, Э.Э. Применение современных технологий в кормопроизводстве [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Механизация и электрофикация сельского хозяйства. - 2008. - №7. - С. 48-49.
49. Темирсултанов, Э.Э. Эколого-технологические основы повышения продуктивности культурных биогеофитоценозов с целью обеспечения стабильного производства кормов в условиях Нечерноземной зоны РФ. [Текст]: монография/ Э.Э. Темирсултанов// - М.: Академия, 2008.- 68 с.
50. Темирсултанов, Э.Э. Повышение и стабилизация продуктивности долголетних культурных сенокосов и пастбищ, создаваемых на пахотных землях [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов, В.Н. Пряхин// Вестник Российского университета дружбы народов. - 2008. - №2. - С. 61-64.
51. Темирсултанов, Э.Э. Экологическая информационная база повышения продуктивности биогеофитоценозов с целью обеспечения стабильного производства кормов в условиях Нечерноземной зоны РФ [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов, В.Н. Пряхин// Вестник Российского университета дружбы народов. - 2008. - №2. - С. 5-9.
52. Темирсултанов, Э.Э. Использование ресурсосберегающих технологий при заготовке кормов с использованием солнечных коллекторов. [Текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов// Профессиональное образование. Столица. -2008- №7 - С. 64-66.
53. Темирсултанов, Э.Э. Пути экологизации орошения и применения удобрений [текст]: статья/ Э.Э. Темирсултанов, В.Н. Пряхин // Вестник Российского университета дружбы народов. - 2009. - №1. - С. 32-41.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству