CC BY
32
(Russ. ed.: Himel'blau D. Prikladnoe nelinejnoe programmirovanie. Moscow: Mir, 1975: 534)
УДК 631.5/633.2 DOI 10.24411/0131-5226-2018-10019
МОДЕЛИ ПРОДУКТИВНОСТИ ТИМОФЕЕВКИ ЛУГОВОЙ В ОРГАНИЧЕСКОМ СЕВООБОРОТЕ
Д.А. Максимов, канд. техн. наук; С.В. Чугунов
А.Н. Перекопский, канд. техн. наук;
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства» (ИАЭП), Санкт-Петербург, Россия
В статье представлены результаты полевых исследований продуктивности тимофеевки луговой на опытном поле органического севооборота. Цель исследований - получение экспериментальных данных и разработка моделей продуктивности многолетних трав на примере тимофеевки луговой в зависимости от способа посева и нормы высева. Для посева многолетних трав рассмотрены сплошной рядовой, узкорядный, полосный и разбросно-рядовой способы. Выбраны три способа посева тимофеевки луговой: широкорядный однострочный, широкорядный двустрочный и рядовой. Посев произведен при двух нормах высева: 5 и 10кг/га. Факторы, контролируемые при исследованиях: количество, высота и масса стеблей на одном квадратном метре. Разработана методика проведения исследований. Результатами исследований стали графические и математические зависимости продуктивности растений от способа и нормы высева. При рядовом способе посева зеленая масса на 20-60% больше, чем у широкорядного способа посева, максимальная урожайность (0,43 кг/м2) достигнута при рядовом способе посева и норме высева 10 кг/га. При широкорядном двустрочном способе сева получено самое большое количество растений (360 шт.), что на 20-30% превышает показатели рядового и широкорядного однострочного способа сева. Высота стеблей оказалась больше в случае рядового посева и составляла 0,62 м и существенно не зависела от нормы высева. В графическом виде представлены зависимости высоты растений от густоты стояния растений при разных способах посева. Высота растений тимофеевки луговой обратно пропорциональна густоте стояния растений при норме высева 10кг/га.
Ключевые слова: органический севооборот, многолетние травы, продуктивность.
Для цитирования: Д.А. Максимов, А.Н. Перекопский, С.В. Чугунов. Модели продуктивности тимофеевки луговой в органическом севообороте // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. № 1 (94). С. 123-128.
MODELS OF TIMOTHY PRODUCTIVITY IN ORGANIC CROP ROTATION
D.A. Maksimov, Cand. Sc. (Engineering); S.V. Chugunov
A. N. Perekopskii, Cand. Sc. (Engineering;
Federal State Budget Scientific Institution "Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production" (IEEP), Saint Petersburg, Russia
123
The article presents the results of field studies of timothy productivity on the experimental field in organic crop rotation. The research aim was to obtain experimental data and to develop productivity models for perennial grasses by the example of timothy depending on the seeding patterns and rate. Several patterns of perennial grass seeding were considered and three ones were chosen for the experiment: broad-row with one line, broad-row with two lines and drill seeding. Two seeding rates were applied - 5 and 10 kg / ha. Factors controlled in the experiment were the number, height and mass of stems per one square meter. Special methodology for conducting the study was developed. The outputs of the study were graphic and mathematical dependences of the crop productivity on the seeding pattern and rate. Drill seeding demonstrated 20-60% bigger green mass than the broad-row seeding; the maximum yield (0.43 kg / m2) was registered for the drill seeding at the rate of 10 kg / ha. In the case of broad-row seeding with two lines, the biggest number of plants (360 pieces) was obtained that exceeded the drill seeding and broad-row seeing with one line by 20-30%. The height of stems was bigger in the case of drill seeding - it amounted to 0.62 m and was not significantly dependent on the seeding rate. The paper presents the graphical dependences of the plant height on the density of plant stands sown with different seeding methods. The height of timothy plants was found to be inversely proportional to the plant stand density at a seeding rate of 10 kg / ha.
Keywords: organic crop rotation, perennial grasses, productivity.
Введение
Производство органической
сельскохозяйственной продукции - это перспективное направление сельского хозяйства Северо-Западного региона РФ для мелкотоварных производителей, требующее использования современных,
биологизированных агротехнологий,
построенных на основе синтеза последних достижений биологической и инженерной науки, адаптированных к местным условиям. В чистом виде активная биологизация сельскохозяйственного производства
реализуется в хозяйствах, производящих органическую продукцию, которые функционируют согласно четким регламентам без использования
синтетических удобрений и пестицидов [ 1].
Специализация сельхозпредприятий по производству органической продукции предусматривает размещение как семенников многолетних трав так и трав на заготовку кормов в полях севооборота, где вносят органические удобрения под пропашные культуры, ведется
агротехническая борьба с сорняками [2-4].
Для посева многолетних трав и травосмесей применяют сплошной рядовой
(13-17 см), узкорядный (6,5-7,5 см), перекрестный, полосный, межрядковый и разбросно-рядовой способы [5, 6].
Рядовой способ посева трав на семена наиболее часто используется, где растения хорошо кустятся, формируют много генеративных побегов, хорошо освещаются. В случае посева семенников без дальнейшего химического способа борьбы с сорняками необходимо изыскивать другие способы как борьбы с сорняками, так и по уходу в междурядьях. К тому же за широкорядными посевами удобнее ухаживать и значительно проще обеспечить их сортовыми семенами. Ширина междурядий может изменяться от 45 до 70 см. Обеспечить широкорядный способ посева представляется возможным пропашными овощными сеялками типа СО, СУПН, СУПО и др. одно-, двух- и трехстрочными сошниками [7, 8].
Исходя из этого была определена цель исследований - получение
экспериментальных данных и разработка на их основе моделей технологических процессов возделывания многолетних трав на примере тимофеевки луговой в зависимости от способа посева в полевом
севообороте, ориентированном на производство органической продукции, необходимых для построения
биологизированных агротехнологий в растениеводстве.
Материал и методы В соответствии с целью поставлены следующие задачи: определить количество, высоту и массу стеблей; провести сравнение урожайности зеленой массы многолетних трав (тимофеевки луговой Ленинградская 204) в зависимости от способа посева и нормы высева; на основе исследований получить математические модели
урожайности зеленой массы многолетних трав в зависимости от способа посева и нормы высева.
Опытное поле ИАЭП
биологизированного севооборота [1] представляет собой участок размером 44*34,5 метров и разделено на три равные части. На каждом участке применен свой способ посева (рис. 1) [6]:
на первом - широкорядный однострочный с междурядьем 0,7 м,
на втором - широкорядный двустрочный с расстоянием между двумя полосками 0,055 м и расстоянием до центров соседних полосок 0,7м,
на третьем - рядовой посев семян тимофеевки луговой рядками с расстоянием между ними 0,17м.
_т
1 2
12 12
Рис. 1. Различные способы посева семян трав
Срок посева - 04 июля 2017г. Посев произведен при двух нормах высева 5кг/га (цифра 1 на рис. 1) и 10кг/га (цифра 2 на рис. 1).
Факторы, контролируемые при исследованиях.
- количество стеблей, шт/м2
- высота стеблей, м
- масса стеблей, кг/м2.
Для определения количества стеблей при рядовом посеве используется рамка размером 1*1м. Рамка укладывается на посев по диагонали к направлению высева, для широкорядных посевов замеряется длина рядка, равная 1,42 м. После этого стебли срезаются на высоте 8 см, укладываются на пленку и считаются. Данная операция производится на всех восьми рядках в трех повторностях на расстоянии 5, 22 и 39 метров от начала поля, как и в случаях по определению высоты растений и массы растений с одного квадратного метра. После этого находится среднее значение.
Для определения высоты стеблей при рядовом посеве используется та же рамка, для широкорядных посевов также замеряется длина рядка, равная 1,42 м. Далее замеряется высота стеблей от земли до верхушки в 5 точках, находится среднее значение.
Для определения массы стеблей они срезаются на высоте 8 см от поверхности поля, укладываются на весы и взвешиваются.
Срок проведения опыта - 25 сентября 2017г.
Результаты и обсуждение
Графически нарастание зеленой массы от способа посева при различной норме высева в опытах представлено на рис. 2. При рядовом способе посева зеленая масса на 2060% больше чем у широкорядного способа посева. Максимальная урожайность (0,43 кг/м2) достигнута при рядовом способе посева и норме высева 10 кг/га.
Рис. 3. Изменение количества стеблей в зависимости от способа посева и нормы высева
Высота стеблей (рис. 4) оказалась больше в случае рядового посева и составляла 0,62 м и существенно не зависела от нормы высева.
Рис. 4. Изменение высоты стеблей в зависимости от способа посева и нормы высева
На рис. 5 в графическом виде представлены зависимости высоты растений (у, м) от густоты стояния растений (х, млн шт/га). Математическая модель представлена в следующем виде:
У=0,0231х2-0,243х+1,047,
(1)
Рис. 2. Нарастание зеленой массы в зависимости от способа посева и нормы высева
Количество стеблей в зависимости от способа посева и нормы высева представлено на рис. 3. Из рисунка следует, что при широкорядном двустрочном способе сева самое большое количество растений (360 шт.), что на 20-30% превышает показатели рядового и широкорядного однострочного способа сева.
Густота стояния растений, млн. ж/га
Рис. 5. Зависимость высоты растений от густоты стояния растений при норме высева 10кг/га
На рис. представлены растений (у,
6 в графическом виде зависимости урожайности ц/га) от густоты стояния
растений (х, млн шт/га). Математическая модель представлена в следующем виде:
(2)
У=-41,3х2+264,6х-384,3,
Рис.6. Зависимость урожайности зеленой массы от густоты стояния растений при норме высева 5кг/га
Математическая модель зависимости высоты растений (х, м) от густоты растений (у, млн шт/га) при норме высева 5кг/га выглядит следующим образом: У=-0,502х2+3,094х-4,122, (3)
Выводы
По литературным данным и ранее проведенным исследованиям предложено
использовать три способа посева тимофеевки луговой: широкорядный однострочный, широкорядный двустрочный и рядовой при норме высева 5 и 10кг/га.
Исследования продуктивности растений тимофеевки луговой от способа и нормы высева проведены в 2017 году. При рядовом способе посева масса зеленой массы на 2060% больше чем у широкорядного способа посева. При широкорядном двустрочном способе сева самое большое количество растений (360 шт.), что на 20-30% превышает показатели рядового и широкорядного однострочного способа сева. Высота стеблей оказалась больше в случае рядового посева, составила 0,62 м и существенно не зависела от нормы высева.
Высота растений тимофеевки луговой обратно пропорциональна густоте стояния растений при норме высева 10кг/га.
Полученные математические модели урожайности зеленой массы многолетних трав в зависимости от способа посева и нормы высева будут использованы для разработки моделей технологических процессов возделывания многолетних трав в биологизированном севообороте.
Задачами на 2018 год предусматривается дальнейшее проведение полевых
исследований с целью накопления статистических данных и уточнения математических моделей при разработке технологических процессов возделывания многолетних трав.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Выявить закономерности изменения энергетических параметров рабочих органов машин для перспективной системы обработки почвы. Разработать модели технологических процессов возделывания сельскохозяйственных культур в полевом севообороте органического земледелия. [Электронный ресурс] Отчет о НИР, 2017. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32461186 (дата обращения: 23.03.2018)
2. Донских Н.А. Кормопроизводство -актуальные проблемы и перспективы его развития на современном этапе // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2015. № 39. С. 5457.
3. Иванов А.Е., Митрофанов Н.М., Эрк Ф.Н. Механизация производства семян многолетних трав. Л.: Колос, 1981. 192 с.
4. Шить И.С., Могильницкий В.М., Перекопский А.Н. Рекомендации по производству семян многолетних трав в условиях Ленинградской области. СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2006. 92с.
5. Перекопский АН., Шить И.С. Технологические особенности посева и ухода за семенниками трав в системе органического земледелия // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2016. № 88. С. 110 - 115.
6. Перекопский А.Н., Чугунов С.В. Варианты технологии посева семенников трав в органическом севообороте // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2017. №
91. С. 126-132.
7. Перекопский А.Н., Николаева С.Ф., Филиппова М.А. Технологические особенности производства семян трав в ЗАО «Волховское» Ленинградской области // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2017. №
92. С. 126-132.
8. Донских Н.А., Перекопский А.Н. Агротехнические особенности посева многолетних злаковых трав на семена // Технологии и технические средства 127
механизированного производства продукции 92.С.98-103. растениеводства и животноводства. 2017. №
REFERENCES
1. Research report "To identify the variation patterns of energy parameters of the working tools of machines for a promising soil tillage system. To develop models of technological processes of farm crops cultivation in the field crop rotation of organic farming". 2017. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=32461186 (accessed: 23.03.2018)
2. Donskih N.A. Kormoproizvodstvo -aktual'nye problemy i perspektivy ego razvitiya na sovremennom ehtape [Feed production: current actual problems and prospects of its development]. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015; 39: 54-57.
3. Ivanov A.E., Mitrofanov N.M., Erk F.N. Mekhanizaciya proizvodstva semyan mnogoletnih trav [Mechanization of perennial grass seed production]. Leningrad: Kolos, 1981: 192.
4. Shit' IS., Mogil'nickij V.M., Perekopskij A.N. Rekomendacii po proizvodstvu semyan mnogoletnih trav v usloviyah Leningradskoj oblasti [Recommendations for the production of perennial grass seeds under conditions of Leningrad Region]. Saint Petersburg: GNU SZNIIMESH Rossel'hozakademii, 2006: 92.
5. Perekopskij A.N., SHit' IS. Tekhnologicheskie osobennosti poseva i uhoda za semennikami trav v sisteme organicheskogo zemledeliya [Technological features of sawing
and cultivation of grass seed breeding plants in the system of organic farming]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2016; 88: 110 - 115.
6. Perekopskij A.N., Chugunov S.V. Varianty tekhnologii poseva semennikov trav v organicheskom sevooborote [Options of grass seed sowing technology in organic crop rotation]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2017; 91: 126-132.
7. Perekopskij A.N., Nikolaeva S.F., Filippova M.A. Tekhnologicheskie osobennosti proizvodstva semyan trav v ZAO «Volhovskoe» Leningradskoj oblasti [Technological features of grass seed production in ZAO "Volkhovskoye", Leningrad Region]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2017; 92: 126-132.
8. Donskih N.A., Perekopskij A.N. Agrotekhnicheskie osobennosti poseva mnogoletnih zlakovyh trav na semena [Agricultural features of sowing perennial grasses for seeds]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2017; 92: 98-103.
