CC BY
24УДК 633.367 (470.314)
ЭФФЕКТВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СМЕШАННЫХ ПОСЕВОВ ВО ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ
М. Н. Новиков, д.с.-х.н., В. Н. Баринов, к.с.-х.н., Л.И.Ермакова, Л.Д.Фролова
— Всероссийский НИИ органических удобрений и торфа
E-mail: novik@yandex.ru
Смешанные посевы однолетнего узколистного люпина с овсом, ячменем, кукурузой, райграсом и рапсом способствовали росту укосной и зерновой продуктивности в среднем на 26 - 67%, значительному увеличению выхода белка и снижению энергозатрат на полученную продукцию. Под их влиянием отмечалось угнетение развития сорняков до уровня неспособности к воспроизводству через семена. Сумма дохода от смешанных посевов с люпином составила от 6.42 до 14.29 тыс. руб/га. Доход от смешанных посевов с викой был ниже. Под смешанными посевами увеличилась до 40% корневая масса растений, содержание подвижного фосфора на 6-19%, не отмечено снижения обменного калия и влажности почвы.
Ключевые слова: смешанные посевы, люпин, вика, овёс, ячмень, кукуруза, райграс, рапс, урожай зерна и укосной массы, выход белка, энергозатраты, доход, плодородие почвы.
Понятие смешанные посевы включает совместный посев двух и более растений на одной площади. Часто смешанные посевы трактуют как гетерогенные посевы (от греческого heterogenes - неоднородный по составу).
Освоение смешанных посевов в сельском хозяйстве является одним из эффективных путей управления количеством и качеством растительной продукции, а также процессами оптимизации функционирования агроланд-шафтов.
Смешанные посевы во Владимирской области могут быть значительным резервом в повышении степени полезного использования растениями тепла, света, осадков, питательных веществ почвы и агротехнических приемов, что связано с относительно высокой устойчивостью их к стрессовым факторам среды и более полной реализацией биопотенциала фитокомпонентов.
При этом более продуктивны и экономически выгодны смешанные посевы с бобовым компонентом. Среди однолетних культур в качестве его можно использовать люпин, который обладает мощной, глубоко проникающей в почву, корневой системой, способностью накапливать большое количество симбиотического азота, усваивать из почвы труднодоступные соединения фосфора, калия и формировать урожай с содержанием белка в зеленой массе до 20 %, а в зерне - до 40 %. В составе смешанных посевов люпин является не только донором минерального питания растений, но и ведущим звеном, обеспечивающим получение полноценных, сбалансированных по белку кормов. Люпин также значительно снижает негативное воздействие не бобовых компонентов смеси на плодородие почв. За счет акцепторных растений (овес, ячмень, пшеница, кукуруза, райграс, рапс) в смешанных посевах с
люпином можно формировать высококачественные корма многоцелевого назначения.
Понятие эффективности возделывания смешанных посевов имеет многоплановую сущность, но наиболее вопросы, связанные с энерго- и ресурсосбережением, а также с оптимизацией экологии окружающей среды.
Цель исследования - изучение воздействия смешанных посевов люпина с овсом, ячменем, кукурузой, райграсом и рапсом на урожай, качество продукции, энерго- и материальные затраты, экономическую эффективность, плодородие почвы и окружающую среду.
Исследования проводили с 2002 по 2005гг. на опытном поле ГНУ ВНИИОУ. Почва дерново-подзолистая супесчаная, сформированная на двучленных флювиогляциальных отложениях. Пахотный горизонт характеризуется низким содержанием гумуса (1,1 - 1,3%), слабокислой реакцией среды (рНсол. 5,2 - 5,8, Нг - 0,9 - 1,3, S - 5,4 -8,1), средней обеспеченностью усвояемыми формами фосфора (11,6 - 12,8 мг/100г почвы) и калия ( 11,3 - 14,7 мг/г почвы). Рельеф - плакор с микропонижениями, имеющий небольшой ( до 0,5° ) уклон на северо - восток.
Климат умеренно влажный, умеренно континентальный, среднегодовое количество осадков составляет 526
- 650 мм, сумма активных температур
- 2000-2100оС, ГТК - 1,2 - 1,3.
В почву под опытами фоном вносили фосфоритную муку и хлористый калий из расчета по 40 кг действующего вещества на га. Посев культур проводили перекрестным способом. Сначала сеяли люпин и вику, затем другие культуры. В опытах использовали сорта: узколистный люпин - Кристалл; овёс
- Астор, Друг, Анастасия; ячмень - За-зерский; кукуруза - Катерина; райграс
- Московский 74; рапс яровой - Лугов-
ской; вика - Льговская. Полная норма высева люпина 1 млн., вики 2,5 млн., овса и ячменя 5 млн., кукурузы 80 тыс. райграса 4 млн., рапса 3 млн. всхожих семян на гектар. Величина опытной делянки 18 м2, повторность 4-х кратная.
В опытах предусматривался оптимальный подбор компонентов смешанных посевов по видам растений и нормам высева.
Изучали динамику формирования надземной и корневой массы [1, 2], уровни укосной и зерновой продуктивности посевов, их структуру и качественные показатели [3], величину симбиотической азотфиксации бобовых культур [4], развитие сегетальных видов растений [3, 5, 6], поражение посевов вредителями [7] и болезнями [8].
Расчетным методом определяли энергетическую [9, 10] и экономическую [11] эффективность возделывания смешанных посевов.
При расчете биоэнергетической эффективности принималось во внимание, что содержание энергии в 1 кг зерна люпина влажностью 14 % составляет 18,1 МДж; овса - 16,17; ячменя - 16,45; вики - 17,65; в 1 кг зер-носмесей люпин + овёс - 17,14; люпин + ячмень - 17,27, вика + овес - 16,93; в 1 кг сухой массы укосного урожая люпина, кукурузы, райграса, рапса и их смесей - 16,39 МДж.
Результаты показали, что по затратам энергии производство зерновой и укосной продукции более выгодно в смешанных посевах с люпином, чем с викой (табл. 1).
Ввиду того, что в смешанных посевах использовали повышенную норму высева семян, общие энергозатраты на их возделывание на 9 - 11 % были выше, чем на одновидовые посевы. Но из-за существенного приоритета продуктивности (27 - 66 %), энергозатраты на 1 ц продукции и 1 ц белка в сме-
№ 3-4 (73-74) 2015
g/iaduMipckiü ЗемдеШецТ)
1. Биоэнергетическая эффективность возделывания смешанных посевов с люпином и викой (2002 - 2005 гг.)
Виды смешанных посевов (продукция) пмшзате-ли* Урожай, ц/га Выход белка, ц'га Выход валовой энергии, ГДЖ'Та йеюзагмгы. ГДж Коэффициент энергетической эффективности
всего на 1 ц продукции на 1 ц белка
Люпин 100 % + овес 50 % (зерно) 1 38.0 9.4 65.1 18.4 0.48 1.96 3.5
2 22.9 4.8 39.3 16.6 0.2 3.46 2.4
Люпин 100 % + ячмень 50 % (зерно) 1 33.0 7.9 57.0 18.5 0.56 2.34 3.1
2 22.4 4.8 38.7 16.5 0.73 2.43 2.4
Люпин 100 % + овес 50 % (укос. урож. - сухое в-во) 1 66.0 7.9 108.2 19.0 0.29 2.40 5.7
2 46.0 5.3 75.4 17.2 0.37 3.24 4.4
Люпин 100 % + кукуруза 50 % (укос. урож. - сухое в-во) 1 69.0 7.6 113.1 20.6 0.30 2.71 6.3
2 40.0 5.6 65.6 18.1 0.45 3.23 3.6
Люпин 100 % + райграс 50 % (укос. урож. - сухое в-во) 1 94.0 11.9 154.1 17.3 0.18 1.45 8.9
2 58.0 7.8 96.1 15.8 0.20 2.02 6.1
Люпин 100 % + рапс 50 % (укос. урож. - сухое V •Алклллллл в-во) 1 90.0 8.9 147.5 17.5 0.19 1.97 8.4
2 61.0 6.5 100.0 16.1 0.24 2.48 6.2
Вика 50 % + овес 50 % (зерно) 1 21.3 4.7 36.1 17.2 0.81 3.66 2.1
2 18.4 3.2 31.2 17.0 0.92 5.3 1.8
* 1 - показатель смешанных посевов - - шшесдшщньщ показатель компонентов смешанных посевов
2. Влияние смешанных посевов люпина и вики с сортами овса на развитие сорняков с 1,0 м2 (2002- 2004 гг.)
Количество Масса
Вариант сорняков сорняков
штук % грамм %
1 2 3 4 5
1. Фон I люпин 75 % 592 100 244 100
2. Фон I + овес Астор 50 % 614 106 86 35
3. Фон I + овес Астор 25 % 684 115 106 43
4. Фон I 1 овес Друг 50 % 600 101 72 30
1 2 3 4 5
5. Фон I + овес Друг 25 % 456 77 94 38
6. Фон I + овес Анастасия 50 % 632 107 120 49
7. Фон I + овес Анастасия 25 % 652 110 160 66
8. Фон II - люпин 50 % 672 114 272 111
9. Фон II + овес Астор 50 % 416 70 48 20
10. Фон II + овес Астор 25 % 600 101 146 60
11. Фон II + овес Друг 50 % 392 66 70 29
12. Фон II + овес Друг 25 % 632 107 74 30
13. Фон II + овес Анастасия 50 % 720 122 76 31
14. Фон II + овес Анастасия 25 % 814 139 190 78
15. Фон III - вика 75 % 600 101 84 34
16. Фон III + овес Астор 50 % 376 64 30 12
17. Фон III + овес Астор 25 % 528 89 176 72
18. Фон III + овес Друг 50 % 264 45 32 13
19. Фон III + овес Друг 25 % 468 79 92 38
20. Фон III + овес Анастасия 50 % 344 58 70 29
21. Фон III + овес Анастасия 25 % 400 68 106 43
НСР05
шанных посевах были заметно ниже по сравнению с посевами компонентов смеси.
Важным показателем хозяйственной целесообразности смешанных посевов служит коэффициент энергетической эффективности их возделывания,
73 26
показывающий отношение накопления энергии урожаем к энергии затрат на ее получение. Все виды смешанных посевов с люпином имели более высокие коэффициенты энергетической эффективности. Разница с показателями одновидовых посевов составляла
23 - 75 %.
Смешанные посевы вики с овсом по сравнению с посевами люпина с овсом отличались пониженным накоплением валовой энергии, повышенными энергозатратами на 1 ц продукции и белка и относительно низким коэффициентом энергетической эффективности.
Посевы бобовых культур, в том числе и люпина , возделываемые в чистом виде, способствуют интенсивному развитию сегетальных видов растений (сорняков). Эту проблему часто решают путем применения гербицидов. Однако, согласно исследований И.П.Такунова и Т.Н.Слесаревой [12], из всех изученных и рекомендованных для применения в посевах люпина групп гербицидов только противозла-ковые не оказывают какого-либо отрицательного воздействия на растения люпина. Все остальные гербициды с действующими веществами ацетохло-ра, прометрина, симазина, тербутрина, имазетапира и ряда других рекомендованы к применению в дозах, граничащих с началом угнетения растений люпина, так как более низкие дозы не эффективны для сорняков, а более высокие - губительны для люпина. Более того, широкое применение химических средств защиты растений не только не ослабляет, а наоборот усиливает напряженность действия биотических стрессов в агроэкосистемах [13, 14].
В опытах ВНИИ люпина на серых лесных почвах [12] снижение массы сорных растений в смешанных посевах с нормой высева 1,0 и 1,25 млн. всхожих семян люпина и 3,75 млн. семян злаковой культуры, например с овсом составило 76,9 - 86,7% , с яровой пше-
ВлаЭимгрскт Земледелец*
№ 3-4 (73-74) 2015
3. Примерные показатели экономической эффективности смешанных посевов (2002 - 2005 гг.)
Прибавка Стои- Экономия затрат
Впд продукции урожая от мость на примене- на примене- Сумма
Виды смешанных смешанных дополнит ние ние средств дохода.
посевов посевов к ельного удобрений. защиты тыс.
среднесуммар- урожая. тыс, руб. растении, руб/га
ному урожаю тыс. руб. тыс, руо.
компонентов.
ц/га
Люппн 100 % + укосный
овес 50 % урожай (сух. в-во) 20.0 8.00 1.05 - 9.05
зерно 15.1 6.04 1.05 0.60 7.69
Люппн 75 % + зерно
ячмень 50 % 12.4 4.96 0.86 0.60 6.42
Люппн 100 % + укосный
кукуруза 50 % урожай (сух. в-во) 29.0 11.60 1.52 0.90 14.02
Люппн 100 % + укосный
райграс 50 % урожай (сух. в-во) 36.0 12.40 1.89 ■ 14.29
Люппн 100 % + укосный
рапс 50 % урожай (сух. в-во) 29.0 11.60 1.52 - 13.12
Вика 50 % + овес укосный
50 % урожай (сух. в-во) 10.0 4.00 0.53 - 4.53
зерно 2.9 1.16 0.15 0.60 1.91
4. Развитие корневой системы растений (Апах)в смешанных посевах люпина с овсом и ячменем (2002 - 2004 гг.)
Сухая Прибавка к Прибавка к
Вариант масса люпину акцепторным
корней, (фон I) растениям
ц/га ц/га % ц/га %
Фон I - люпин 100 % 27.4 - 100 - -
Фон I + овес 50 % 37.5 10.1 137 10.7 140
Фон I + ячмень 50 % 35.3 7.9 129 9.7 138
Фон II - люпин 75 % 25.3 -2.1 92 - -
Фон II + овес 50 % 35.0 1.6 128 8.2 131
Фон II + ячмень 50 % 33.2 5.8 121 6.4 130
Фон III - люпин 50 % 22.6 -5.2 82 - -
Фон III + овес 50 % 34.7 7.3 127 7.9 129
Фон III + ячмень 50 % 32.4 5.0 118 7.8 126
Фон IV - вика 50 % 18.6 -8.4 68 - -
Фон IV + овес 50 % 28.7 1.3 105 - -
Овес 100% 26.8 -0.6 98 - 100
Ячмень 100 % 25.6 -1.8 93 - 100
ницей 91,6 - 92,9% , с ячменем 90,8 - 93% . В наших опытах в смешанных посевах всех культур снижение засоренности посевов отмечалось в различной степени.
Характерно, что этот показатель зависел не только от акцепторных растений, но от их сортов и долевого содержания в смеси. Так, в смешанных посевах люпина с сортами овса, начиная с фазы цветения, отмечался более интенсивный рост растений, как овса, так и люпина.
Для люпина это в большей мере связано с увеличением густоты стояния растений, а для овса - с улучшением
азотного питания, положительный эффект которого, судя по развитию растений овса, начал проявляться с фазы кущения, достиг максимального эффекта в фазе цветения и сохранился до конца вегетации. Подобная закономерность отмечалась и в посевах с викой.
Кроме того, бобовые культуры способствовали лучшему развитию листового аппарата овса, формированию более мощной фотосинтезирующей поверхности посевов, повышая тем самым их конкурентную способность по отношению к сегетальным видам растений.
Под монокультурами и их смесями
развивались одни и те же сорные растения: торица, мокрец, пикульник, ромашка, вьюнок, лебеда, подорожник, хвощ, пастушья сумка. Способ возделывания люпина, вики и овса и сами эти культуры не оказали существенного влияния на видовой состав сорняков, но под пологом смешанных посевов с викой отмечалось достоверное снижение их количества (табл.2).
Эффект доминантной роли культурных растений за счет гетерогенных посевов отчетливо проявился на показателях развития сорняков. В среднем на 60 % снизилась их масса в посевах люпина с овсом, на 66 % - под викой и до 88 % - под смесями вики с овсом. Более интенсивно подавлялось развитие сорняков в смесях с нормой высева овса 50 %. Ослабленность развития многих сорняков выражалась в их низкорос-лости, слабой облиственности, замедленном прохождении фенофаз и неспособности к воспроизводству через семена. Их отрицательное воздействие на формирование урожая культурных растений не проявлялось, или было минимальным.
Положительный экономический эффект от смешанных посевов достигается не только оттого, что они по сравнению с одновидовыми посевами формируют более высокие урожаи, но и в связи с экономией затрат на применение удобрений и средств защиты растений. Примерные расчеты показали, что сумма дохода от изучаемых смешанных посевов с люпином составляет
№ 3-4 (73-74) 2015
$лаЭимгрскш Землейлод
от 6,42 до 14,29 тыс. руб /га (табл. 3).
Доход от укосного урожая смешанных посевов овса с люпином в 2 раза превосходил доход от посевов с викой, от урожая зерна - в 4 раза. Более высокие доходы достигаются при возделывании смешанных посевов с люпином и викой на зеленую массу.
Люпин - хорошая средообразующая культура, оказывающая положительное влияние на содержание гумуса, азота и усвояемого фосфора в почве, её физическое, химическое и фитоса-нитарное состояние [15]. Опыты, проведенные во ВНИИ люпина и ВНИИОУ, показали, что люпин за счет азотфикса-ции способен не только обеспечивать себя в полной мере, но и покрывать до 40 % и более потребности в азотном питании злакового компонента.
Одним из важнейших показателей плодородия почв служит содержание в них органического вещества, которое во многом зависит от накопления в почве корнепожнивных остатков. Наши исследования показали, что формирование повышенного урожая надземной массы смешанных посевов в сравнении с одновидовыми посевами компонентов адекватно связано с развитием корневой системы (табл. 4).
По воздействию на формирование корневой системы смешанные посевы люпина с овсом (вар. 8) превосходили смешанные посевы вики с овсом (вар. 11) на 22 %.
Во всех сочетаниях люпина с овсом и ячменем отмечено увеличение накопления в почве корневой массы. Более высокий эффект получен в вариантах с полной нормой высева люпина и половинными нормами овса и ячменя. По сравнению с чистыми посевами люпина прирост корневой системы составил 37 и 29 %, по сравнению с посевами овса и ячменя - 40 и 38 %. При этом приоритет в корненакоплении отмечался в смешанных посевах люпина с овсом.
Аналогичная закономерность в развитии корневой системы наблюдалась при возделывании смешанных посевов люпина с райграсом, рапсом и кукурузой. Меньше накапливалось корневой массы в посевах люпина с райграсом. В остальных смешанных посевах показатели корневой продуктивности были близки между собой и находились на уровне показателей смешанных посевов люпина с овсом.
Несмотря на формирование более высокого урожая по сравнению с монокультурами, смешанные посевы с люпином не оказали отрицательного влияния на питательный режим почвы. Наоборот, содержание подвижного фосфора по отношению к чистым по-
севам люпина в вариантах с фоном I возросло на 5 - 20 %, с фоном II - на 12 - 18 %, с фоном III - на 8 - 13 %. В вариантах с люпино-овсяными смесями по сравнению с чистым посевом овса содержание фосфора возросло в среднем на 6 % в посевах с райграсом - на 19% , рапсом - на 14 %. Судя по тому, что под смешанными посевами не отмечено снижения обменных форм калия, можно полагать, что они способствуют улучшению калийного питания растений.
О более экономном расходовании влаги смешанных посевов свидетельствуют показатели влажности почвы, которые во всех вариантах опыта были близки между собой. Несмотря на это, нужно отметить, что в сильно засушливые годы смешанные посевы быстрее реагируют на недостаток влаги, чем их компоненты в самостоятельных посевах.
Таким образом, согласно исследований на лёгких почвах Нечерноземной зоны более эффективны смешанные посевы с люпином, чем с викой. Они обеспечивали повышение урожайности на 27-66%, увеличение выхода белка, способствовали получению низко затратной высококачественной продукции (прибыль 6,42-14,29 тыс руб /га), энерго- и ресурсосбережение, улучшение плодородия почв и усиление доминантной роли культурных растений. В связи с ростом цен на энергоресурсы, удобрения и средства защиты растений положительная роль смешанных посевов с люпином в земледелии Нечерноземной зоны и Владимирской области будет возрастать.
ЛИТЕРАТУРА
1.Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. Изд. 5-е, дополненное и переработанное.- М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
2.Станков Н.З. Корневая система полевых культур - М.: Колос, 1964. - 360 с.
3.Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов А.М. Практикум по земледелию.
Изд. 2-е, переработанное и дополненное. - М.: Агропромиздат, 1987. -383 с.
4.Посыпанов Г.С. Методы изучения биологической фиксации азота воздуха
- М.: Агропромиздат, 1991. - 300 с.
5.Шептухов В.Н., Гафаров Р.Ш., Па-хаскири Т.В. и др. Атлас основных видов сорных растений России - М.: Колос, 2009. - 191 с.
б.Захаренко В.А., Груздев Г.С., Володин А.В. и др. Экономические пороги вредоносности сорных растений в посевах основных сельскохозяйственных культур (рекомендации).- М.: Агропро-миздат, 1989. - 25 с.
7.Брянцев Б.А. Сельскохозяйственная энтомология - М.: Колос, 1966. -342 с.
8.Хохряков М.К., Доброзракова Т.А., Степанов К.М. и др. Определитель болезней растений -М.: Колос,1966.-532 с.
9.Булаткин Г.А. Энергетическая эффективность примененения удобрений в агроценозах - Пущино: АН СССР, 1983.
- 48 с.
10. Никифоров А.Н., Токарев В.А., Борзенко В.А. и др. Методика энергетического анализа технических процессов в сельскохозяйственном производстве - М.: РАСХН, 1995. - 95 с.
11.Методические указания по определению экономической эффективности удобрений и других средств химизации, применяемых в сельском хозяйстве - М.: Колос, 1979. - 25 с.
12.Такунов И.П., СлесареваТ.Н. Безгербицидная ресурсосберегающая технология возделывания люпина и злаковых культур в смешанных посевах. Научно - практические рекомендации. - Брянск: Придесенье,2007.- 60 с.
13.Жученко А.А. Фундаментальные и прикладные научные приоритеты адаптивной интенсификации растениеводства в ХХ1 веке - Саратов,2000.-276 с.
14.Захаренко В.А. Экологическая оценка фитосанитарного состояния земледелия России // Агрохимия, 2005.- №5. - с.29 - 40.
15.Купцов Н.С., Такунов И.П. Люпин
- генетика, селекция, гетерогенные посевы - Брянск,Клинцы,2006. - 576 с.
M.N. Novikov, V.N. Barinov, L.I. Ermakova, L.D. Frolov
EFFEKTIVNOSTI USE OF MIXED CROPS IN THE VLADIMIR REGION Mixed crops of annual blue lupine with oat, barley, maize, ryegrass and rape contributed to the growth of mowing and grain productivity on average by 26 - 67% as well as to a significant increase in the protein yield and helped lower production energy costs. There was noted some inhibition of weeds development up to total incapability to reproduce under their influence. The income from intercropping with lupine ranged from 6.42 to 14.29 thousand rubles/ha. Income from intercropping with vetch was lower. Plants mass increased up to 40% under mixed cropping, content of mobile phosphorus - by 6-19% and there was not noted any decrease in potassium exchange and soil moisture.
Keywords: mixed crops, lupine, vetch, oats, barley, maize, ryegrass, canola, grain yield and harvest weight, protein yield, energy consumption, income, soil fertility.
ВлаЭимгрскт ЗемлеШец!)
№ 3-4 (73-74) 2015
