Оценка продуктивности многолетних растений при возделывании в совместных посевах в условиях Предбайкалья

Автор: Анатолян А.А., Мартемьянова А.А., Хуснидинов Ш.К.

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Статья в выпуске: 9, 2016 года.

Бесплатный доступ

В статье дана оценка продуктивности многолетних растений козлятника восточно-го, свербиги восточной, горца забайкальского в одновидовых агрофитоценозах при совмест-ном возделывании с кострецом безостым. На-блюдения проводились в 2013-2015 гг. на опытном поле Иркутского государственного аграрного университета на светло-серых лесных почвах на неудобренном фоне. Рас-смотрены морфобиологические показатели продуктивности многолетних растений: гус-тота травостоя, линейный рост. Отражены фитометрические показатели продуктивно-сти растений: площадь листьев, фотосин-тетический потенциал, чистая продуктив-ность фотосинтеза. Представлена продук-тивность многолетних растений (урожай-ность зеленой массы). Проведенные исследо-вания показали, что в совместных агрофито-ценозах (АФЦ) первого года жизни самая высо-кая численность стеблестоя отмечалась у костреца безостого с козлятником восточ-ным в широкорядных посевах. Бобовый компо-нент благоприятно влиял на рост и развитие костреца безостого. В АФЦ костреца безос-того со свербигой восточной и горцем забай-кальским второго года жизни злаковый компо-нент развивался хорошо, но так как он явля-ется виолентом, то негативно влиял на со-путствующие компоненты. Наблюдения пока-зали, что все изучаемые многолетние культу-ры - высокорослые растения. Наибольшая вы-сота линейного роста наблюдалась в совме-стных АФЦ второго года жизни в широкоряд- ных посевах. Изучаемые нами растения явля-ются представителями разных ботанических семейств и у каждого свои особенности строения и ветвления. Для формирования листовой поверхности растений оптималь-ные условия создавались в совместных посе-вах с шириной междурядий 45 и 60 см, так как уменьшается взаимное затенение листьев и это сопутствует поглощению наибольшего количества световой энергии за весь вегета-ционный период. Нами было выявлено, что ре-зервом повышения производства зеленых кор-мов являются совместные посевы многолет-них культур, которые позволят получать больше продукции с единицы площади без до-полнительных затрат.

Еще

Кострец безостый, коз-лятник восточный, свербига восточная, горец забайкальский, линейный рост, густота тра-востоя, совместные агрофитоценозы, пло-щадь листьев, фитометрические показатели, чистая продуктивность фотосинтеза, уро-жайность зеленой массы

Еще

Короткий адрес: https://sciup.org/14084793

IDR: 14084793

Текст научной статьи Оценка продуктивности многолетних растений при возделывании в совместных посевах в условиях Предбайкалья

Введение . В настоящее время в Иркутской области одним из главных вопросов сельского хозяйства является развитие животноводства.

Недостаток белка в рационе животных является серьезной проблемой кормовой базы, способствующей нерациональному использованию кормов.

В регионе ограничен набор высокопродуктивных, длительно функционирующих кормовых растений. Недостаточно изучены вопросы конструирования сложных агрофитоценозов (АФЦ), возделываемых на кормовые цели, на основе многолетних растений.

Разработка приемов и технологий возделывания многолетних растений, при которых создаются оптимальные условия для роста и развития растений в сложных АФЦ является актуальной проблемой.

Цель исследования : оценка влияний технологических способов совместного возделывания многолетних трав на показатели продуктивности растений.

В задачи исследования входили наблюдения за динамикой:

– морфобиологических показателей продуктивности растений (густота травостоя, линейный рост);

– фитометрических показателей продуктивности (площадь листьев, фотосинтетический потенциал (ФП) и чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ));

– продуктивности многолетних растений

(урожайность зеленой массы).

Объекты и методы исследования. Полевые исследования проводились на опытном поле кафедры агроэкологии, агрохимии, физиологии и защиты растений Иркутского ГАУ, на светлосерых лесных почвах на неудобренном фоне. Содержание гумуса – менее 3 %. Мощность гумусового слоя – 20–22 см. Сумма поглощенных оснований – 10–20 мг.-экв. на 100 г почвы. Степень насыщенности почв основаниями – 80–85 %. Содержание подвижного фосфора – 15–26 мг, калия – 10–15 мг, нитратного азота – 1,9 мг на 100 г почвы [6].

Объектом наблюдения являлись одновидовые и совместные АФЦ многолетних растений костреца безостого, козлятника восточного, свербиги восточной, горца забайкальского.

В совместных АФЦ компоненты смесей высевались раздельно «через рядок» с различной шириной междурядий: 15, 45, 60 см.

Схема опытов

Одновидовые: кострец безостый козлятник восточный свербига восточная горец забайкальский

Совместные:

кострец безостый + свербига восточная кострец безостый + козлятник восточный кострец безостый + горец забайкальский Изучаемые агрофитоценозы закладывались по чистому пару, обработанному по общепринятой технологии в регионе. Размер опытной делянки был 4 м2, повторность – четырехкратная, размещение делянок – последовательное. Норма высева – рекомендованная в зоне [6]. В совместных посевах норма высева уменьшалась в два раза.

В систему предпосевной обработки входило: ранневесеннее боронование в третьей декаде апреля, двукратная предпосевная культивация и прикатывание.

Посев экспериментальных культур проводился во второй декаде мая с одновременным прикатыванием. Заделка семян – на глубину 1,5–2 см. Способ посева – рядовой. Посев проводился СЗС-3,6.

В первый год жизни многолетние растения подвержены засорению. В связи с этим в течение вегетации проводилась двух-трехкратная междурядная обработка посевов. Культивация проводилась на глубину 2–3 см.

В целях предотвращения осеменения сорняков в середине вегетации в период массового колошения-цветения сорных растений проводилось подкашивание сорняков.

Во второй год жизни многолетние растения быстро растут и развиваются, в связи с этим междурядная обработка производилась по мере необходимости.

Наблюдения за динамикой густоты травостоя и высоты линейного роста многолетних растений проводились в течение всей вегетации: с июня по август.

Обработка экспериментальных данных проводилась по методике ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса [4] и Б.А. Доспехова [1], А.А. Ни-чипоровича [5] и М.К. Каюмова [2].

Результаты исследования и их обсуждение. При оценке продуктивности АФЦ большое значение имеют показатели плотности популяции и линейного роста растений.

Густота травостоя и линейный рост растения являются важнейшими морфологическими показателями растений, влияющими на формирование продуктивности АФЦ.

При сравнительном анализе густоты травостоя изучаемых растений отмечено, что козлятник восточный, горец забайкальский, свербига восточная и кострец безостый имеют высокую густоту травостоя (табл. 1).

В одновидовых посевах наивысшая густота травостоя изучаемых многолетних растений наблюдалась в середине вегетации.

Наиболее высокая численность стеблестоя в совместных АФЦ первого года жизни отмечалась в вариантах опыта с шириной междурядий 45 и 60 см.

Наивысшие показатели плотности травостоя отмечались в совместных АФЦ костреца безостого с козлятником восточным. У обоих компонентов наблюдалась высокая численность стеблестоя. Козлятник как бобовая культура благоприятно влиял на рост и развитие костреца безостого.

В вариантах опыта костреца безостого со свербигой восточной наблюдались наименьшие показатели густоты травостоя костреца безостого. Наблюдения показали, что свербига восточная формирует мощную прикорневую розетку листьев, которые располагаются на поверхности почвы, тем самым она захватывает свободное пространство междурядий и негативно влияет на кострец безостый.

Таблица 1

АФЦ	Ширина междурядий, см
	15			45			60
	Июнь	Июль	Август	Июнь	Июль	Август	Июнь	Июль	Август
Кострец +	144	140	280	216	560	400	244	480	580
козлятник	184	228	148	272	276	288	256	464	220
Кострец +	276	320	340	136	312	368	148	476	260
свербига	68	92	44	72	88	36	92	52	60
Кострец +	272	240	240	156	256	312	296	520	280
горец	160	188	148	276	152	148	184	148	180
Кострец	512	760	880	168	520	412	176	440	328
Козлятник	316	344	164	232	460	208	376	456	240
Свербига	132	128	112	92	56	52	92	48	60
Горец	228	208	116	160	136	276	80	128	164

Густота травостоя многолетних растений в одновидовых и совместных АФЦ 1-го года жизни, шт/м2

В вариантах опыта костреца безостого с горцем забайкальским в начале вегетации в первый год жизни наблюдалось негативное влияние со стороны горца на кострец безостый. У последнего густота травостоя была в два раза ниже, чем в одновидовых посевах. С увеличе- нием междурядий в середине вегетации все сравнялось и компоненты совместных АФЦ росли и развивались одновременно до конца вегетации.

Во второй год жизни густота травостоя в одновидовых АФЦ была ниже, чем в первый (табл. 2).

Таблица 2

АФЦ	Ширина междурядий, см
	15			45			60
	Июнь	Июль	Август	Июнь	Июль	Август	Июнь	Июль	Август
Кострец +	100	216	256	180	144	330	180	328	172
козлятник	80	40	52	180	112	60	256	148	64
Кострец +	184	192	168	200	168	80	100	312	132
свербига	32	40	32	32	40	40	80	28	28
Кострец +	244	232	192	154	196	88	136	364	208
горец	16	72	40	64	40	48	160	76	64
Кострец	340	480	400	272	104	96	260	392	296
Козлятник	160	144	76	148	116	56	200	188	292
Свербига	100	36	28	32	52	44	48	40	24
Горец	40	136	52	60	36	60	100	72	36

Густота травостоя многолетних растений в одновидовых и совместных АФЦ 2-го года жизни, шт/м2

Во всех вариантах опыта в совместных АФЦ с кострецом безостым густота травостоя козлятника восточного, свербиги восточной и горца забайкальского была ниже, чем в одновидовых посевах. Это свидетельствует о наличии нега- тивного влияния сопутствующих компонентов друг на друга.

В совместных АФЦ наибольшая густота травостоя костреца безостого наблюдалась в вариантах опыта с козлятником восточным в се- редине вегетации в широкорядных посевах.

В совместных АФЦ со свербигой восточной и горцем забайкальским во второй год жизни показатели густоты травостоя у многолетних растений были ниже, чем в первый год жизни. Злаковый компонент – кострец безостый негативно влиял на соседние культуры.

В первый год жизни многолетние растения в начале вегетации имели невысокий линейный рост. Линейный рост изучаемых растений был выше в одновидовых АФЦ, что свидетельствует о наличии в совместных АФЦ конкурентных взаимоотношений между сопутствующими компонентами (табл. 3).

Таблица 3

АФЦ	Ширина междурядий, см
	15			45			60
	Июнь	Июль	Август	Июнь	Июль	Август	Июнь	Июль	Август
Кострец +	26	32	52	19	30	44	28	40	76
козлятник	15	21	32	16	24	38	18	35	48
Кострец +	28	50	86	20	26	39	25	39	62
свербига	22	30	44	18	30	50	18	31	48
Кострец +	30	40	83	20	39	60	30	40	67
горец	17	41	75	20	40	68	22	54	95
Кострец	37	51	75	29	36	37	24	41	88
Козлятник	18	35	45	15	30	60	18	30	42
Свербига	22	38	48	25	35	52	18	35	50
Горец	24	52	68	26	34	69	24	42	90

Динамика линейного роста многолетних растений в одновидовых и совместных АФЦ 1-го года жизни, см

Кострец безостый, обладая виолентными свойствами, имел наибольшую скорость линейного роста. Он рос и развивался значительно быстрее сопутствующих компонентов совместных АФЦ.

Козлятник восточный, горец забайкальский и свербига восточная в начале вегетации росли и развивались медленнее сопутствующего компонента – костреца безостого. Однако, обладая патиентными свойствами выносливости, эти растения в середине и к концу вегетации интенсивно наращивали вегетативную массу и имели высокие показатели линейного роста.

Наибольшую высоту линейного роста многолетние растения имели в широкорядных посевах.

Во второй год жизни компоненты изучаемых АФЦ росли и развивались значительно быстрее (табл. 4).

Изучаемые растения являются высокорослыми травами. Высота линейного роста костреца безостого во второй год жизни достигала 145 см в совместных посевах с горцем забайкальским в конце вегетации в широкорядных АФЦ.

Наибольшая высота линейного роста козлятника восточного наблюдалась во второй год жизни в совместных АФЦ с кострецом безостым в середине и в конце вегетации в вариантах опыта с шириной междурядий 45 и 60 см. В АФЦ с широкорядным способом размещения компонентов прирост козлятника восточного был наивысшим и совпадал с фазой цветения.

Свербига восточная во второй год жизни отличалась высокой скоростью нарастания надземной вегетативной массы и ранним цветением. Высота линейного роста была значительно большей в совместных широкорядных АФЦ.

Таблица 4

АФЦ	Ширина междурядий, см
	15			45			60
	Июнь	Июль	Август	Июнь	Июль	Август	Июнь	Июль	Август
Кострец +	40	58	118	67	110	120	65	108	125
козлятник	70	75	80	58	80	95	65	75	95
Кострец +	87	105	125	63	78	175	86	105	130
свербига	71	110	135	113	120	140	122	135	160
Кострец +	69	78	135	98	108	145	80	110	115
горец	58	65	75	73	80	100	90	115	120
Кострец	57	80	103	70	95	100	67	103	105
Козлятник	60	78	87	50	70	80	67	93	90
Свербига	110	130	153	113	135	152	110	128	145
Горец	72	100	105	55	87	100	75	137	155

Динамика линейного роста многолетних растений в одновидовых и совместных АФЦ 2-го года жизни, см

Для горца забайкальского характерно рыхлое строение куста, который имеет огромную проективную поверхность. Во второй год жизни горец забайкальский рос и развивался быстро. К концу вегетации его линейный рост достигал до 155 см в одновидовых посевах 60 см междурядий.

В совместных АФЦ в начале вегетации горец забайкальский значительно отставал в скорости линейного роста от костреца безостого. К концу вегетации в широкорядных АФЦ линейный рост горца забайкальского был выше, чем сопутствующий компонент.

При оценке продуктивности растений важное место занимает определение интенсивности фотосинтеза, так как от него зависит нараста- ние общей биомассы, темпы их роста в высоту и толщину.

Процесс фотосинтеза является первичным источником формирования растительной биомассы. Важными показателями, характеризующими развитие фотосинтетического листового аппарата растений, являются площадь листового аппарата растения, их фотосинтетический потенциал (ФП) и чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) [3].

Анализ величины ассимиляционного аппарата растений показал, что изучаемые АФЦ в первый год функционирования имели большую площадь листьев (табл. 5).

Таблица 5

АФЦ	Площадь листьев, тыс. м²/га			ФП, млн (м²/га)/сут			ЧПФ, (г/м²)/сут
	Ширина междурядий, см
	15	45	60	15	45	60	15	45	60
Кострец	81,4	73,7	52,6	4,8	4,4	3,2	4,9	0,6	2,0
Козлятник	71,6	75,1	40,7	4,1	4,7	2,1	1,0	1,8	3,0
Свербига	85,9	83,4	87,2	3,8	4,4	3,7	1,3	1,9	3,4
Горец	40,9	61,8	57,8	2,5	3,8	3,1	1,7	0,5	1,5
Кострец + козлятник	54,3 37,4	47,6 69,3	62,5 41,1	3,3 2,2	3,0 4,8	3,7 2,8	0,4 0,7	1,4 1,2	1,5 2,8
Кострец + свербига	62,5 92,2	46,4 85,9	34,3 92,0	5,8 3,6	5,5 3,3	2,1 3,1	1,2 1,7	0,7 1,9	1,8 1,7
Кострец +	56,3	73,1	30,6	3,5	4,8	1,8	1,9	0,8	2,9

Фитометрические показатели продуктивности многолетних растений в одновидовых и совместных АФЦ 1-го года жизни

горец

51,8

70,9

59,2

3,8

5,2

3,6

0,9

0,6

1,5

Наибольший показатель листовой поверхности в первый год жизни наблюдался в совместных АФЦ костреца безостого со свербигой восточной при междурядьях 15 см, с горцем забайкальским при ширине междурядий 45 см.

Свербига восточная в первый год жизни имеет наибольшую площадь листовой поверхности по сравнению с другими растениями, так как в связи с биологическими особенностями в первый год жизни не образует генеративных побегов.

Исследования показали, что величина фотосинтетического потенциала (ФП) во всех вариантах опыта была высокой, более 2 млн (м2/га)/сут.

Наивысшим показателем ФП обладали совместные АФЦ костреца безостого со свербигой восточной и горцем забайкальским.

Из совместных АФЦ наибольшей величиной ЧПФ обладали кострец безостый с горцем забайкальским и козлятником восточным.

Во второй год жизни наблюдалось снижение фитометрических показателей изучаемых АФЦ (табл. 6).

Таблица 6

АФЦ	Площадь листьев, тыс. м²/га			ФП, млн (м²/га)/сут			ЧПФ, (г/м²)/сут
	Ширина междурядий, см
	15	45	60	15	45	60	15	45	60
Кострец	46,8	43,5	45,2	2,6	2,5	2,6	2,2	2,7	2,4
Козлятник	51,5	58,2	57,2	2,9	3,3	3,2	2,6	2,4	2,8
Свербига	83,3	71,3	78,3	4,7	4,1	4,5	4,3	4,2	5,9
Горец	57,3	62,8	107,2	5,3	5,0	6,1	3,8	4,5	4,3
Кострец + козлятник	34,6	59,2	64,4	2,0	3,4	3,7	2,1	2,8	3,3
Кострец + свербига	32,1	40,7	40,6	1,8	2,3	2,3	2,5	3,3	3,0
Кострец + горец	52,2	68,8	70,3	2,9	3,9	4,0	2,5	4,2	4,4

Фитометрические показатели продуктивности многолетних растений в одновидовых и совместных АФЦ 2-го года жизни

Во второй год жизни все АФЦ интенсивно росли и развивались. В середине вегетационного периода наблюдалось интенсивное цветение компонентов АФЦ, вследствие чего происходило снижение величины ассимиляционного аппарата.

Наибольшая площадь листьев наблюдалась в совместных АФЦ у костреца безостого с козлятником восточным и горцем забайкальским при междурядьях 45 и 60 см, со свербигой восточной при ширине междурядий 60 см.

Во второй год наибольший показатель ФП имели совместные АФЦ костреца безостого с горцем забайкальским (3,7–4,0 млн (м2/га)/сут), затем с козлятником восточным (3,4–3,7 млн (м2/га)/сут) и свербигой восточной (2,3–2,9 млн (м2/га)/сут).

Аналогичная ситуация во второй год наблюдалась и с показателем ЧПФ совместных АФЦ. Среди изучаемых растений наибольшей ЧПФ обладала свербига восточная, в среднем 4,8 (г/м2)/сут.

Продуктивность одновидовых АФЦ была намного выше, чем в совместных АФЦ, особенно в опытах с шириной междурядья 60 см.

Многолетние растения в одновидовых АФЦ при рядовом способе совместного размещения компонентов имели высокую продуктивность зеленой массы. Наиболее продуктивными являются чистые посевы свербиги восточной и горца забайкальского (табл. 7).

Таблица 7

АФЦ	Ширина междурядий, см			НСР 05
АФЦ	15	45	60	НСР 05
Кострец + козлятник	18,7	21,6	34,0	3,15
Кострец + свербига	15,2	16,6	20,6	3,89
Кострец + горец	14,7	21,7	49,5	3,25
Кострец безостый	15,1	18,0	23,1	3,70
Козлятник восточный	29,3	39,6	41,4	3,34
Свербига восточная	41,9	73,4	81,2	3,00
Горец забайкальский	20,5	31,2	43,8	3,17
НСР 05	1,69	1,29	1,45	–

Продуктивность зеленой массы многолетних растений в одновидовых и совместных АФЦ 2-го года жизни, т/га

В совместных АФЦ наиболее продуктивными являются посевы костреца безостого с горцем забайкальским и козлятником восточным в вариантах опыта с шириной междурядий 60 см.

С увеличением величины междурядий наблюдалось повышение урожайности зеленой массы во всех АФЦ.

Выводы. Наиболее высокая численность стеблестоя в совместных АФЦ первого года жизни отмечалась в вариантах опыта с шириной междурядий 45 и 60 см. Наивысшие показатели плотности травостоя отмечались в совместных АФЦ костреца безостого с козлятником восточным. У обоих компонентов наблюдалась высокая численность стеблестоя. Козлятник как бобовая культура благоприятно влиял на рост и развитие костреца безостого.

В совместных АФЦ костреца безостого со свербигой восточной и горцем забайкальским во второй год жизни показатели густоты травостоя у нетрадиционных многолетних культур были ниже, чем в первый год жизни. Злаковый компонент – кострец безостый негативно влиял на соседние культуры, но сам рос и развивался хорошо.

Изучаемые растения являются высокорослыми травами. Наибольшая высота линейного многолетних растений наблюдалась во второй год жизни в совместных АФЦ в середине и в конце вегетации, в вариантах опыта с шириной междурядий 45 и 60 см. В АФЦ с широкорядным способом размещения компонентов прирост растений был наивысшим и совпадал с фазой цветения.

В совместных АФЦ с широкорядным способом размещения компонентов создаются опти- мальные условия для формирования листовой поверхности растений. В связи с морфологическими особенностями строения и ветвления растений разных ботанических семейств в совместных АФЦ происходит рациональное пространственное вертикальное распределение листьев в травостое. Уменьшается взаимное затенение листьев, в течение всего вегетационного периода листья поглощают наибольшее количество световой энергии.

Совместные посевы являются резервом повышения производства зеленых кормов. Они позволяют получать больше продукции с единицы площади без существенных дополнительных затрат. Применение широкорядных совместных посевов позволяет растениями эффективнее использовать экологические условия внешней среды, что является одной из причин повышения их продуктивности.

Список литературы Оценка продуктивности многолетних растений при возделывании в совместных посевах в условиях Предбайкалья

Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки ре-зультатов исследований): учеб. для вузов. -5-е изд., перераб. и доп. -М.: Агропромиз-дат, 1985. -351 с.
Каюмов М.К. Програмирование продуктив-ности полевых культур: справочник. -2-е изд., перераб. и доп. -М.: Росагро-промиздат, 1989. -368 с.
Мартемьянова А.А. Конкуренция и ее ре-гулирование в агрофитоценозах многолет-них растений в условиях Предбайкалья. -Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2009. -164 с.
Методика полевых опытов с кормовыми культурами/ВНИИ кормов им. В.Р. Виль-ямса. -М.: Колос, 1971. -15 с.
Ничипорович А.А. Световое и углеродное питание растений (фотосинтез). -М.: Изд-во АН СССР, 1955. -287 с.
Хуснидинов Ш.К. Растениеводство Пред-байкалья: учеб. пособие. -Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2000. -462 с.

Статья научная