Научные основы формирования смешанных агроценозов  кормовых трав в горной зоне Центральной части Северного Кавказа (19.01.2009)

Автор: Тамахина Аида Яковлевна

- установление качественного состава биомассы агроценозов многолетних трав в смесях и в монокультурах;

- определение степени биогеохимической сбалансированности агроценозов трав в монокультуре и в смеси по азоту и зольным элементам;

- исследование сукцессионного процесса в агроценозах многолетних трав;

- оценка степени накопления агроценозами кормовых трав токсичных элементов и техногенных радионуклидов, изучение роли компонентов смеси в биоиндикации техногенного загрязнения;

- изучение почвенно-биотического комплекса как подсистемы агроценозов многолетних трав;

- энергетическая и социально-экономическая оценка эффективности агроценозов многолетних кормовых трав.

Научная новизна заключается в том, что на основе комплексных исследований впервые в горной и предгорной зонах Центральной части Северного Кавказа:

- разработаны принципы конструирования смешанных агроценозов широколистных кормовых трав;

- дано обоснование развития растениеводства в горной зоне путем его диверсификации, в частности с использованием многолетних лекарственно-кормовых трав, урожай которых имеет неограниченный рынок сбыта для последующего многоцелевого использования;

- разработана методика и предложен принцип оценки засухоустойчивости кормовых трав по степени и интенсивности суберизации корневой системы;

- исследован фитосанитарный статус и природоохранная роль многолетних кормовых трав в агрогеобиоценозах.

Исследования являются составной частью тематического плана НИР КБГСХА (шифр 06.01.0905, номер государственной регистрации 0120.0 802390).

Практическая значимость работы заключается в улучшении экономических показателей сельского хозяйства и повышении уровня занятости населения на 30-40% за счет создания в горной зоне Центральной части Северного Кавказа агроценозов кормовых трав многоцелевого использования с общей рентабельностью 240%, в т.ч. 60% от производства сенажа (по выходу молока). Внедрение в практику растениеводства горной зоны изученных кормовых трав будет способствовать укреплению кормовой базы за счет продления срока кормления ими животных до 10 месяцев в году.

Объект исследований – многолетние кормовые травы (девясил высокий, окопник шершавый, козлятник восточный, крапива двудомная).

Предмет исследований – агротехнические приемы, способствующие повышению продуктивности и качества агроценозов многолетних лекарственно-кормовых трав и получения экологически безопасной продукции.

Основные положения, выносимые на защиту:

1.Теоретическая концепция и количественные параметры оценки засухоустойчивости кормовых трав по степени и характеру суберизации корней при подборе видового состава для районов с неустойчивым увлажнением; эмпирические зависимости выживаемости растений и экологической стратегии видов в условиях почвенно-воздушной засухи от их коэффициента суберизации.

2.Обоснование оптимальной модели смешанного агроценоза многолетних широколистных трав, сконструированного с учетом их эколого-фитоценотических стратегий, вертикальной и горизонтальной структуры, сбалансированности по минеральным веществам.

3.Показатели продукционного процесса, эффективности размножения девясила высокого, окопника шершавого, крапивы двудомной и козлятника восточного в зависимости от условий выращивания; количественные показатели сукцессионного процесса в смешанных агроценозах.

4.Оценка фитосанитарного и микробиологического статуса кормовых трав.

5.Энергетическая и социально-экономическая оценка выращивания смешанных агроценозов лекарственно-кормовых трав в горной зоне Центральной части Северного Кавказа.

Методология исследований заключается в использовании методов полевого эксперимента с применением стандартных методик, приборов, оборудования и обработкой экспериментальных данных методами математической статистики.

Личный вклад автора заключается в постановке проблемы, определении цели и задач исследований, выборе методов, проведении полевых исследований и лабораторных анализов, обработке и анализе полученных данных, подготовке промежуточных и заключительных отчетов о научно-исследовательской работе, опубликовании научной монографии и статей.

Достоверность результатов подтверждается большим объемом экспериментальных данных, полученных в результате десятилетних опытов, достаточным объемом расчетных данных и полученных зависимостей, положительными результатами производственной проверки.

Апробация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований доложены на региональных и Всероссийских научно-практических конференциях (Нальчик, 2001, 2003, 2005, 2006, 2007, 2008, Орел, 2004, 2006, Троицк, 2007, Владикавказ, 2003, Ставрополь, 2003 и др.); на международных научно-практических конференциях и симпозиумах (Москва-Пущино, 2003, 2007, Владикавказ, 2004, 2006, 2007, 2008, Майкоп, 2005, Самара, 2005, 2006, 2007, Саратов, 2007 и др.).

Публикации. Основное содержание и результаты работы изложены в монографии «Оптимизация структуры агроценозов кормовых культур в горной зоне Центральной части Северного Кавказа», в 48 научных статьях, в т. ч. 10 - в рецензируемых ВАК журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству. Содержание работы изложено на 363 страницах, в т.ч. основного текста 270 страниц. Работа содержит 79 таблиц, 53 рисунка, 29 приложений. Список использованной литературы насчитывает 647 работ, в т.ч. 99 – на иностранных языках.

Автор глубоко признательна за помощь и поддержку доктору сельскохозяйственных наук профессору Жерукову Б.Х., за ценные советы при выборе научного направления исследований и оформлении диссертации, консультативную помощь по вопросам исследований - доктору сельскохозяйственных наук профессору Фисуну М.Н., доктору сельскохозяйственных наук профессору Шомахову Ю.А., доктору сельскохозяйственных наук профессору Кумахову В.И., доктору сельскохозяйственных наук профессору Шукаевой Ф.Ж.

Объекты, методика и условия проведения исследований

В качестве объектов исследований выделены многолетние широколистные травы (козлятник восточный, девясил высокий, окопник шершавый, крапива двудомная), а также травянистые растения различных экологических групп по отношению к условиям увлажнения в естественных фитоценозах предгорно-горной зоны Центральной части Северного Кавказа.

Предгорная зона Центральной части Северного Кавказа, находящаяся в высотном поясе 500-800 м над уровнем моря, характеризуется теплым и умеренно влажным климатом, горная зона - умеренно-теплым с неустойчивой обеспеченностью осадками, выраженным ветровым режимом, высокой степенью синергетической природной опасности (оползни, обвалы, осыпи, град, сели). Температурный и влажностный режимы 1999-2001 гг. были близки к средним многолетним значениям (9,3оС и 625 мм). 1998 г. был жарким и засушливым со среднегодовой температурой 10,9оС и суммой осадков 521 мм. За период исследований относительная влажность воздуха в течение вегетации была близка к среднему многолетнему значению (73%) в 1998 г., в 1999 г. – выше на 3, в 2000 г. – на 5, в 2001 г. – на 2%. В 2002-2007 гг. тепловой режим был близок к среднемноголетним значениям (8,3-8,4оС). В 2004, 2006 и 2007 гг. режим выпадения осадков был наиболее близким к среднемноголетним значениям (ГТК=1,8). В 2005-2006 г. количество осадков составило 523 мм (ГТК=1,0), в т. ч. за июль-август – 49 мм. В 2002 гг. осадков было на 11,7% выше среднемноголетнего значения, в 2003 г. – на 9,8% ниже.

Опыты проводились на серой лесной почве СХПК «Нальчикский», серой лесной и аллювиальной луговой почвах МУП СПК «Сукан-Суу». Серые лесные почвы опытных участков в пахотном слое (0-20 см) характеризовались средним содержанием гумуса (2,7-4,6%), средним (30-52 мг/кг) и повышенным (63-82 мг/кг) содержанием подвижного фосфора, высоким (76-92 мг/кг) и повышенным (98-105 мг/кг) содержанием обменного калия, слабощелочной (рНводн.=7,0-7,4) и близкой к нейтральной реакцией (рНводн.=6,9-7,0). Аллювиальная луговая почва опытного участка в пахотном слое (0-10 см) характеризовалась низким содержанием гумуса (2,4-3%), средним содержанием подвижного фосфора (64-72 мг/кг) и высоким – обменного калия (90-96 мг/кг), слабокислой реакцией (рНводн=6,0).

В процессе исследований реализованы следующие опыты.

Опыт 1. Заложен в 1998-2001 гг. на серой лесной почве предгорной и горной зон. Размер учетных делянок 25 м2. Способ посева широкорядный с междурядьями 70 см, повторность четырехкратная. Посев козлятника и крапивы - ранневесенний, девясила и окопника осенний. Проводили 2 укоса. Варианты опыта: 1.козлятник восточный (1 млн. шт./га) – посев 5.04.1998 г; 2.крапива двудомная (1 млн. шт./га) – посев 5.04.1998 г.; 3.девясил высокий (0,25 млн. шт./га) – посев 10.10.1998 г.; 4.окопник шершавый (0,1 млн. шт./га) – посев 10.10.1998 г. На участок с посевом крапивы двудомной ранней весной ежегодно вносили перепревший навоз из расчета 20 т/га 1 раз в 3 года.

Опыт 2. Оценка побегообразования и продуктивности козлятника восточного в зависимости от высоты скашивания и рельефа местности. Посев рядовой с междурядьями 30 см и нормой высева 2 млн. шт./га. Почва серая лесная. Варианты: 1 (участок на ровном рельефе), 2 (участок на склоне с углом в основании 32о).

Опыт 3. Механизмы приспособления к условиям засухи исследовали у 38 видов травянистых растений различных экологических групп по отношению к условиям увлажнения. Для исследования отбирали по 10 особей каждого вида в засушливые и особенно жаркие периоды года. Устанавливали связь между суберизацией корней, лигнификацией стеблей и выживаемостью трав. Учет проводили на 4-х постоянных площадках по 1 м2 в 2-3 срока в течение вегетации.

Опыт 4. Двухфакторный: оценка продуктивности смешанного агроценоза кормовых трав по сравнению с монокультурами в зависимости от типа почвы. Фактор А – тип почвы (серая лесная, аллювиальная луговая). Фактор В – тип агроценоза: 1.козлятник восточный в монокультуре, 2.девясил высокий в монокультуре; 3.окопник шершавый в монокультуре; 4.крапива двудомная в монокультуре, 5. смешанный агроценоз. Площадь посадок по 30 м2. Плантации были заложены весной 2002 г. путем посадки отрезков корневищ девясила и окопника с 2-3 почками, корневых отпрысков козлятника и крапивы в борозды на глубину 15 см с расстоянием в ряду 70 см и с междурядьями 70 см. Расположение систематическое. Соотношение компонентов смешанной посадки 1:1:1:1. Посадка произведена чередующимися полосами по 5 м. Укос растений проводился в конце июня и в начале августа. Повторность четырехкратная.

Конкурентоспособность кормовых трав в смешанных агроценозах определяли по продуктивности зеленой массы соседних компонентов полос. Повторность шестикратная. Фактор А – тип почвы (серая лесная, аллювиальная луговая). Фактор В – продуктивность парных смесей: 1) крапива двудомная + козлятник восточный; 2) козлятник восточный + девясил высокий; 3) девясил высокий + окопник шершавый.

Опыт 5. Однофакторный: влияние удобрений на продуктивность агроценозов, структуру урожая зеленой массы в полной смеси, конкурентоспособность компонентов в парных смесях. Почва – аллювиальная луговая. Повторность четырехкратная. Площадь делянок по 30 м2. Варианты опыта: 1.козлятник восточный в монокультуре, 2.крапива двудомная в монокультуре, 3.девясил высокий в монокультуре, 4.окопник шершавый в монокультуре, 5.систематическая посадка крапива – козлятник – девясил – окопник. Варианты внесения удобрений: 1. контроль (без удобрений), 2. перепревший навоз 20 т/га, 3. N60P60K60, 4. N60P120K60, 5. N60P120K120.

Оптимальные варианты удобрения смешанного агроценоза изучали в двухфакторном опыте: фактор А - вид удобрений, фактор В - тип агроценоза (смесь, монокультура). Повторность четырехкратная.


загрузка...