ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

На правах рукопису

КВІТКО Генріх Павлович

УДК 633.31:631.583 (477)

НАУКОВЕ ОБГРУНТУВАННЯ І РОЗРОБКА ІНТЕНСИВНИХ АГРОТЕХНІЧНИХ ПРИЙОМІВ ПІДВИЩЕННЯ КОРМОВОЇ ПРОДУКТИВНОСТІ ЛЮЦЕРНИ В ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.12 - кормовиробництво і луківництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора

сільськогосподарських наук

Київ - 1999

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті кормів Української академії аграрної наук

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

БОГОВІН Анатолій Власович, Інститут землеробства УААН, завідувач лабораторєю луківництва;

доктор сільськогосподарських наук, професор

ЗІНЧЕНКО Олександр Іванович, Уманська державна сільськогосподарська академія, завідувач кафедрою рослинництва

доктор сільськогосподарських наук,

МАЩАК Ярослав Іванович, Інститут землеробства і біології тварин західного регіону УААН, заступник директора з наукової роботи.

Провідна установа: Білоцерківський державний сільськогоспо-дарський університет.

Захист відбудеться “19 “ травня 1999 року на засіданні Спеціалізованої вченої ради

Д 27.361.01 при Інституті землеробства УААН за адресою:

255205, смт. Чабани Києво-Святошинського р-ну Київської обл, Інститут землеробства УААН, на ім’я вченого секретаря Спецради

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту.

Відзиви на автореферат у двох примірниках, завірених печаткою, просимо надсилати на ім’я вченого секретаря Спецради.

Автореферат розіслано “16" квітня 1999 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук Кравченко Л.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Люцерна, як високоврожайна і високобілкова кормова культура займає провідне місце в кормовиробництві європейських країн і в цілому світі.

Грунтово-кліматичні умови Лісостепу України сприяють біологічним можливостям потенціального росту кормової продуктивності. Проте, на початок наших досліджень урожайність люцерни була низькою і нестабільною, внаслідок чого площа посіву її скоротилась в три рази.

В зв’язку з цим, актуальною проблемою являється теоретичне обгрунтування інтенсивних прийомів стійкого підвищення урожайності і поліпшення кормової якості люцерни, яка сприятиме розширенню посівних площ і в свою чергу відіграватиме провідну роль у вирішенні кормового білку на Україні.

Зв’язок роботи з науковими програмами. Багаторічні, систематичні наукові дослідження проводились протягом 1966-1997 рр. відповідно загальносоюзних науково-технічних програм 02.02./1971-1975 рр./, 0.Ц.041 /1981-1985 рр./, 051.04 /1986-1990 рр./,постанови ДКНТ при Раді Міністрів СРСР №193 від 14.03.1990 р. та республіканських програм “Агрокомплекс” РН.051.05.Ц. /1986-1990 рр./, “Корми і кормовий білок” завдання 03.01 /1991-1995 рр./, “Продовольство-95”, завдання ДКНТ 225/1400 від 07.12.1992 р. 3.01.08/76.

Мета і задачі досліджень. Мета досліджень полягала в науковому обгрунтуванні оптимальних агроекологічних умов росту і розвитку люцерни в перший рік життя і розробці технологічних прийомів для стійкого підвищення урожайності, встановлення на цій основі кількісної величини азотофіксації та дії біологічного азоту на продуктивність окремих культур і ланок кормових сівозмін.

Для досягнення поставленої мети передбачали виконання таких завдань:

- вивчити особливості росту і розвитку люцерни в перший рік життя в весняних і літніх безпокривних і підпокривних посівах з ранніми і пізніми ярими культурами;

- дослідити залежність між агроекологічними умовами росту і розвитку люцерни в перший рік життя і продуктивністю в послідуючі роки використання травостою;

- знайти ефективний спосіб хімічної боротьби з бур’янами при весняному безпокривному посіві люцерни;

- визначити оптимальне співвідношення норм висіву люцерни з ранніми зерновими, капустяними і пізніми ярими культурами, яке забезпечує високу продуктивність в послідуючі роки використання травостою;

- визначити оптимальний режим скошування при багаторічному використанні травостою;

- вивчити вплив органічних і мінеральних добрив на продуктивність і якість корму із люцерни;

- вивчити мінливість хімічного складу люцерни за фазами росту і розвитку, залежно від агроекологічних умов вирощування;

- визначити величину симбіотичної азотофіксації люцерни та вплив біологічного азоту на підвищення урожайності окремих культур та ланок кормових сівозмін;

- провести біоенергетичну оцінку нових технологічних прийомів вирощування люцерни на кормові цілі.

Наукова новизна. Вперше визначений біологічний показник росту і розвитку люцерни в рік посіву, який гарантує формування максимальну кормову продуктивність в послідуючі роки використання травостою.

Вперше доведено перевагу внесення органічних добрив в кормових сівозмінах безпосередньо під люцерну безпокривного посіву в порівнянні із внесенням їх під просапні культури.

Винайдена нова синергетична суміш гербіцидів, яка забезпечує знищення 90-95% одно- і дводольних бур’янів при весняних безпокривних посівах і формування двох укосів люцерни в перший рік життя.

Вперше встановлене оптимальне співвідношення норм висіву люцерни з ранніми ярими зерновими, капустяними і пізніми ярими культурами, яке забезпечує ярий тип розвитку люцерни.

Удосконалені режими багаторічного використання травостою люцерни для максимального виробництва кормового білку, в залежності від агроекологічних умов вирощування.

Визначена величина симбіотичної азотофіксації люцерни в залежності від умов вирощування та вплив біологічного азоту на підвищення продуктивності окремих ланок кормових сівозмін.

Удосконалена методика оцінки продуктивності люцерни в кормових сівозмінах, в залежності від агроекологічних умов вирощування в перший рік життя.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблена нова, ресурсозберігаюча інтенсивна технологія вирощування люцерни на кормові цілі, яка забезпечує максимальне використання біокліматичного потенціалу.

Інтенсивна, ресурсозберігаюча, екологічно безпечна технологія вирощування люцерни забезпечує підвищення збору кормових одиниць на 33-53%, перетравного протеїну на 40-60%, зменшення енерговитрат на 1 центнер кормових одиниць на 26-35% в порівнянні з посівом під покрив ячменю.

Згідно державної комплексної НТП “Агрокомплекс”, інтенсивна технологія вирощування люцерни на корм на основі весняних і літніх безпокривних посівів, розроблена автором, впроваджувалась в 1986-1990 рр. на площі 202,2 тис. гектарів, що сприяло розширенню площі посіву люцерни і підвищенню її продуктивності.

Рекомендації, книги автора, які включають основні положення дисертації, використовуються на курсах підвищення кваліфікації керівників і спеціалістів господарств та навчання студентів в сільськогосподарських вузах.

Особистий внесок здобувача. Здобувач на протязі 25 років був основним розробником і керівником тематики наукових досліджень по удосконаленню технології вирощування люцерни на кормові цілі в Україні.

Автор був безпосереднім виконавцем експериментальної частини дисертаційної роботи, ідеї та розробки опублікованих в наукових працях із співавторами, в дисертаційній роботі не використовував.

Впровадження розробок у виробництво здійснювалось на основі запропонованих здобувачем рекомендацій.

Апробація результатів дисертації. Основні результати наукових досліджень по темі дисертації систематично доповідались і отримали підтримку та схвалення на Всесоюзних координаційно-методичних нарадах, які проводились за період 1977-1990 рр. в Москві, Волгограді, Вінниці, Алма-Аті, Жодіно, Умані, Ленінграді, Краснодарі; на республіканських координаційно-методичних нарадах, науково-практичних конференціях і семінарах з питань інтенсифікації польового кормовиробництва, збільшення виробництва кормового білка, ресурсозберігаючих технологіях вирощування люцерни /Київ 1972, 1982-1983; Вінниця 1975, 1981, 1985, 1988, 1989, 1993; Хмельницький 1978; Асканія-Нова 1973, 1984; Черкаси 1986, 1987; Рівне 1988; Чернігів 1988.

Результати багаторічних досліджень доповідались на Всеукраїнській /міжнародній/ конференції “Корми і кормовий білок; /Вінниця, 1994/, на міжнародній науково-практичній конференції “Україна в світових земельних, продовольчих, кормових ресурсах і економічних відносинах”, Вінниця, 1995 р., на п’ятому міжнародному конгресі по дослідженню листкового протеїну в Ростові- на-Дону, Росі.я, 1996 р. Матеріали дисертаційної роботи демонструвались на ВДНГ СРСР та України, де автор нагороджений дипломом другого ступеня в 1988 р.

Публікації. По темі дисертації опубліковано 89 наукових праць. Основні положення і висновки дисертації увійшли складовими до 20 монографій, книг і довідників, висвітлені в 35 роботах в наукових журналах і збірниках, в 15 збірниках матеріалів, тезах конференцій і симпозіумів, в 2 авторських свідоцтвах.

Дисертаційна робота виконана в Інституті кормів УААН за результатами 25 річних систематичних наукових досліджень у лабораторіях технології вирощування кормових культур та спеціалізованих кормових сівозмін протягом 1974-1997 рр., та у відділі кормовиробництва колишньої Київської дослідної станції тваринництва “Терезине” в 1965-1974 рр. під керівництвом і безпосередній участі автора.

Обсяг і структура дисертації Дисертація у вигляді рукопису викладена на 260 сторінках рукописного тексту. Вона складається із вступу, девяти розділів, висновків, пропозицій виробництву, списку використаної літератури, що включає 436 назв, в т.ч. 25 іноземних авторів і додатку. Експериментальний матеріал представлений в 116 таблицях. В додатку вміщені відомості про авторські свідоцтва, довідки про впровадження наукових розробок та інші.

1. ІСТОРІЯ ТА СТАН ЛЮЦЕРНОСІЯННЯ В УКРАЇНІ НА ПОЧАТОК ДОСЛІДЖЕНЬ

Подано короткий аналітичний огляд стану люцерносіяння в Україні в дореволюційний період та в радянські часи до початку наших досліджень. Швидкий ріст площ посіву люцерни в післявоєнний період супроводжувався грубим порушенням агротехнічних умов, які не враховували біологічних особливостей росту і розвитку культури, внаслідок чого урожайність її була низькою і нестабільною.

В 50-60-х роках травопільна система землеробства була гостро засуджена соціально-економічним укладом, що привело до скорочення площ посіву багаторічних трав, в т.ч. і люцерни, в три рази. В свою чергу цей захід привів до різкого спаду продуктивності тваринництва із-за гострого дефіциту кормового білку.

Між тим, світова практика кормовиробництва свідчила, що люцерна є найбільш врожайною бобовою культурою і відіграє вирішальну роль у виробництві високобілкових кормів, що дало підставу довгострокового вивчення біології культури при створенні різних агроекологічних умов і розробки надійних агротехнічних прийомів підвищення кормової продуктивності.

2.АГРОКЛІМАТИЧНІ УМОВИ І МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Польові і лабораторно-польові дослідження проведені на типових для зони Лісостепу чорноземних вилугуваних малогумусних грунтах з вмістом гумусу в орному шарі 3,8-4,4% і рН (сол.) 6,0-6,4 та сірих лісових середньосуглинистих грунтах, з вмістом гумусу 1,9-2,4% і РН (сол.) 4,9-5,3, Нr –3,5-3,8, S – 12,9-13,6 мг.екв/100 г грунту, V- 75-80%, гідролізуємого азоту (за Корнфілдом) – 7-10 мг, рухомого фосфору і обмінного калію (за Чіріковим) відповідно 10-12 і 12-14 мг на 100 г грунту.

В середньому за вегетаційний період за 1966-1975 рр. опадів випало на 13 мм більше норми (314 мм). Посушливими були 1967 і 1973 рр., коли за вегетацію випало 88,5 і 70% опадів. Більш вологими були 1969,1970, 1971, 1974 роки.

Сума позитивних температур в середньому за вегетаційний період була вищою за норму (2700° С) на 59° С. В середньому погодні умови були сприятливими для росту і розвитку люцерни.

В дослідженнях 1975-1997 років сприятливі погодні умови для росту і розвитку рослин в період вегетації спостерігались протягом 17 років. За вегетаційний період опадів випало в середньому більше норми (359 мм) на 60 мм. Менше від норми випало опадів в 22% років – 1979 р. (75%), 1981 р. (80%), 1986 р. (83%), 1992 р. (85%), 1994 р. (79%) при ГТК 1,03.

Середньорічна температура повітря становила 7,2° С, що на 0,3° вище норми. В літні місяці червень, липень і серпень середньомісячна температура повітря була меншою від норми відповідно на –0,4; -0,8; -0,2° С. Сума позитивних температур за вегетаційний період була меншою від норми була на 50° С і складала 2650° С. Гідротермічний коефіцієнт в середньому за 1975-1997 рр. складав 1,58, тобто гідротермічні умови були оптимальними.

Вегетаційний період з сумою температур вище 10° С в середньому складав 170 днів, або на 12 днів був довший від багаторічних даних.

Зимовий період в середньому характеризувався за умовами температурного режиму значною нестабільністю. В середньому температура повітря в грудні була вищою на 2, 0° С, в січні і лютому відповідно на +0,8 і +0,1 ° С. Найбільш низька температура повітря за останнє півстоліття відмічено 9 січня 1987 р. – 33,5° С. Найнижча температура поверхні грунту відмічена в лютому 1967 р. (- 33° С), в грудні 1970 р. (-32° С), в січні 1972 р. (-38° С), в березні 1987 р. (-32° С), в листопаді 1980 р. (-20° С). Абсолютний максимум глибини промерзання грунту відмічений в березні 1979 р. (99 см), в грудні 1978 (109 см). Відчутна зміна погодно-кліматичних умов, за роки проведення досліджень, в цілому сприяла біології росту і розвитку люцерни, як багаторічної і багатоукісної культури.

В основу методів досліджень, направлених на розкриття можливостей стійкого підвищення врожайності люцерни покладений польовий дослід.

За 30 років проведено 48 польових, 12 лабораторно-польових і 2 стаціонарних довгострокових дослідів, за загальноприйнятими методиками. Розмір облікових ділянок в тимчасових польових дослідах складав 25 і 50 м2 при чотириразовій, а в стаціонарних 100 м2 при триразовій повторності. Лабораторно-польові досліди проводилися на площі 1-5 м2 при 4-6 разовій повторності. Розміщення ділянок систематичне в два яруси. На сірих опідзолених грунтах за рік, або в рік посіву восени вносили вапнякові добрива у вигляді дефекату 8-10 т/га, або вапнякового борошна із розрахунку 3,5-4 т/га.

Основний і перепосівний обробіток грунту загальноприйнятий для Лісостепу. Висівали люцерну посівну та ранні і пізні ярі культури районованих сортів. Посів люцерни проводили сівалкою “Саксонія” в агрегаті з трактором Т-25. Зернові культури збирали комбайном “Сампо-500”. Облік урожаю вегетативної маси кормових культур здійснювали шляхом скошування травостою косаркою КС-2,1 в агрегаті з трактором Т-25 та послідуючим зважуванням з облікової площі.

Якість і поживність корму визначали за даними аналізів хімічного складу, абсолютно сухої речовини вегетативної маси і зерна, визначеної за схемою загального зоотехнічного аналізу. В сухій речовині корму визначали вміст азоту, сирої клітковини, сирого жиру, сирої золи та безазотистих екстрактивних речовин. Крім цих показників визначали вміст в кормі фосфору, кальцію, калію, магнію та інших мікроелементів. На протязі вегетації люцерни визначали вміст каротину. Амінокислотний склад корму визначався на аналізаторі “Амінохром”. Всі хімічні аналізи проводились за прийнятими методиками.

Всього за роки досліджень проаналізовано більше 1640 рослинних зразків корму за схемою загально зоотехнічного аналізу з визначенням більше 17 тис. показників хімічного складу.

Біоенергетичну ефективність окремих технологічних прийомів та технологій вирощування люцерни проводили за методикою ВАСГНІЛ на основі технологічних карт при виробничій перевірці технологій. Виробнича перевірка інтенсивної ресурсозберігаючої технології вирощування люцерни здійснювалась в господарствах Київської, Вінницької областей. Статистичну обробку результатів досліджень виконували методами дисперсійного корелятивного та регресивного аналізів, у обчислювальному центрі УААН та з використанням персонального комп’ютера ІВК РС АТ.

Застосовані в дослідах методики забезпечили високу точність і достовірність результатів.

3.АГРОЕКОЛОГІЧНІ УМОВИ РОСТУ І РОЗВИТКУ ЛЮЦЕРНИ В АГРОФІТОЦЕНОЗАХ ПЕРШОГО РОКУ ЖИТТЯ

Біологічною особливістю люцерни є дуже повільний початковий ріст і розвиток. На чистих від бур’янів площах, при весняному безпокривному посіві сходи з’являються в середньому через 15,8+-6,2 днів і залежить від температурного режиму , про що свідчить тісна пряма кореляційна залежність (r = +0,87+0,12). На 8-10 день після появи сходів з пазухи сім’ядольних листочків з’являється первинний прапорцевий листок, а наступний трійчатий листок з’являється через 7-8 днів.

Через 25-28 днів вегетації утворюється 4-5 трійчатих листків при висоті рослин 8,6+1,4 см. Після появи 6-7 трійчатих листків люцерна переходить до фази утворення стебла і гілкування. Середньодобовий лінійний приріст до фази утворення стебел складає 0,53 см.

Інтенсивний ріст люцерни спостерігається від фази стеблування і гілкування до цвітіння, коли середньодобовий лінійний приріст складає 1,2+0,1 см.

Фази цвітіння люцерна весняного безпокривного посіву досягає через 71+7 днів з сумою температур 1106+77° С і сумою світлових годин 1150+116.

Після першого укосу на початку цвітіння, люцерна весняного безпокривного посіву другий раз досягає фази бутонізації – початку цвітіння через 54+4 днів, для чого необхідна сума температур 979+42° С при середній тривалості дня 15,1 годин. Встановлено, що при скороченні денного освітлення до 12-13 годин ріст і розвиток люцерни сильно уповільнюється і вона не досягає фази цвітіння.

Тому в умовах Лісостепу оптимальні агроекологічні умови для росту і розвитку люцерни створюються при літніх строках посіву в третій декаді липня. До припинення вегетації за цих умов сума температур складатиме 900-950° С, люцерна досягає фази бутонізації. Коренева система проникає на глибину 1,4+0,2 м, кількість пагінців на одну рослину складає 5,0+1,0 шт., діаметр “коронки” досягає 4-7 мм, що завжди гарантує добру перезимівлю рослин.

При весняних безпокривних посівах люцерна з перших днів росту і розвитку знаходиться в складних взаємовідносинах з бур’янами, як особливої групи рослинності, що історично сформувались в результаті діяльності людини.

Люцерна першого року життя чистих посівів не має спеціалізованих бур’янів. В посівах переважає змішаний тип забур’яненості. Кількість бур’янів (310-670 шт/м2) перевищує густоту рослин люцерни.

Як однодольні, так і дводольні бур’яни значно перевершують люцерну за темпами росту і розвитку. Через 60 днів після сходів люцерни висота рослин дводольних бур’янів складає 80-90 см, однодольних – 60-80 см. Бур’яни знаходяться в фазі дозрівання насіння. Люцерна знаходиться в фазі 6-7 трійчатих листків, іноді в фазі стеблування. Із бур’янів і люцерни формується вегетативна маса 260-270 ц/га, в якій частка люцерни складає 23-35%.

Біомасою бур’янів з 1 га виноситься в середньому така кількість поживних речовин, кг/га: азоту 74-88; фосфору 7,5-9,0; калію 45-55; кальцію 38-45; магнію 20-25 кг/га.

Висока забур’яненість в дослідах 1975-1978 рр. знижувала урожай зеленої маси люцерни на 89-126 ц/га порівняно з ділянками ручної прополки. У зв’язку з цим недобір урожаю зеленої маси з розрахунку на 1 ц біомаси бур’янів (коефіцієнт депресії врожайності) в двох дослідах складав 0,52-0,61 ц.

Основним показником, що характеризує шкоду бур’янів є зниження врожайності внаслідок їх конкуренції з люцерною за світло, вологу, елементи живлення. Тому ефективність боротьби з бур’янами на весняних безпокривних посівах люцерни безперечна. Допосівне внесення бакової суміші ептаму 2-4 кг/га з ленацилом 0,6-0,8 кг/га не знижує густоту сходів люцерни і сприяє зменшенню забур’яненості на 96,4% порівняно з контролем.

В середньому за 21 рік досліджень при весняних безпокривних посівах із застосуванням ефективних гербіцидів формувався урожай зеленої маси за два укоси 235±9 ц/га, з виходом 56,5±2,7 ц/га сухої речовини та 10,0 ц/га сирого протеїну.

Урожайність зеленої маси в незначній мірі залежить від умов вологозабезпеченості (r = + 0,385+0,233). Тільки в екстремальних умовах вологозабезпеченості, які спостерігались в 1979 р., урожайність зеленої маси знижувалась в 2,9 разів (табл. 1).

Таблиця 1

Урожайність зеленої маси і вихід поживних речовин при весняному безпокривному посіву люцерни в перший рік життя

Роки | Урожай зеленої маси, ц/га | Вихід, ц/га | Опади за вегетацію, мм

1-й укіс | 2-й

укіс | за два укоси | сухої речовини | сирого протеїну

1969* | 182 | 86 | 268 | 66,5 | 12,4 | 377

1971* | 192 | 101 | 293 | 73,5 | 13,4 | 350

1974* | 157 | 100 | 257 | 62,3 | 9,3 | 554

1975 | 101 | 120 | 221 | 55,4 | 9,5 | 418

1976 | 142 | 68 | 210 | 47,0 | 8,1 | 422

1977 | 117 | 129 | 246 | 62,1 | 9,6 | 485

1978 | 122 | 129 | 251 | 79,2 | 12,4 | 451

1979 | 40 | 42 | 82 | 25,3 | 4,6 | 199

1981 | 148 | 75 | 224 | 54,4 | 8,0 | 225

1982 | 98 | 119 | 217 | 39,8 | 7,4 | 326

1983 | 139 | 116 | 255 | 55,4 | 11,5 | 366

1984 | 132 | 160 | 292 | 71,2 | 12,1 | 262

1985 | 119 | 85 | 204 | 56,2 | 9,6 | 388

1986 | 80 | 159 | 239 | 59,3 | 12,7 | 250

1987 | 181 | 59 | 240 | 57,4 | 9,5 | 340

1988 | 72 | 140 | 212 | 42,8 | 6,5 | 320

1989 | 85 | 99 | 184 | 40,9 | 7,2 | 564

1990 | 102 | 182 | 284 | 69,3 | 13,0 | 272

1991 | 200 | 127 | 327 | 70,4 | 15,0 | 533

1995 | 156 | 65 | 221 | 50,4 | 8,8 | 438

1996 | 117 | 86 | 203 | 47,7 | 9,2 | 377

Середнє | 128 | 107 | 235 | 56,5 | 10,0 | 377

Коефіцієнт варіації, % | 34,3 | 33,1 | 16,5 | 20,3 | 36,4 | 31,2

·

Ріст і розвиток люцерни в підпокривних посівах суттєво відрізняється від безпокривних і, в першу чергу, обумовлюється біологічними особливостями покривних культур.

Серед ранніх зернових найбільш швидкорослими є ячмінь і овес. Починаючи з фази виходу в трубку, яка настає через 25-30 днів від сходів, спостерігається інтенсивний лінійний ріс і розвиток ячменю і вівса. Середньодобовий приріст головного стебла до фази колосіння складає 3 + 0,6 см. Висота рослин ячменю в фазу колосіння досягає 81 + 17 см, листкова поверхня 40,6 м2/га. Починаючи з фази кущіння ранніх злакових освітленість рослин люцерни зменшується на 4-6%, а з фази колосіння на 17-20% протягом 40-45 днів.

Найбільш сприятливі умови для росту і розвитку люцерни створюються при посіві з пізніми ярими культурами кукурудзою на зелений корм та просом на зерно. Повільний початковий ріст і розвиток пізніх ярих культур на протязі 30-35 днів забезпечує майже таку ж освітленість рослин люцерни, як в безпокривних посівах. Температура грунту в шарі 0-5 см на 2-3° С вища, ніж під покривом ячменю і вико-вівсяної сумішки. Значно кращі умови вологозабезпеченості при посіві люцерни з пізніми ярими культурами. На період збирання покривних культур продуктивна волога в шарі грунту 10-40 см складала в 1976-1978 рр. під покривом ячменю 19,2 + 13,6, кукурудзи на зелений корм 38,4 + 19,3, весняного безпокривного посіву 42,1 + 12,8 мм.

Умови освітлення, температурний режим, вологозабезпеченість, тривалість підпокривного періоду, під різними ярими культурами, суттєво впливають на ріст і розвиток люцерни в перший рік життя (табл.2).

Таблиця 2.

Вплив покривних культур на ріст і розвиток люцерни в перший рік життя

Покривні культури | Років дослід-жень | Днів під покри-вом | Фаза розвитку в період збирання | Етап органо-генезу | Висота рослин люцер-ни, см | Маса* г

Ячмінь на зерно | 14 | 84+10 | 4-5 листків | ІІ | 10,4+1,2 | 1,2

Вико - овес на зелений корм | 10 | 61 +8 | 5-7 листків | ІІ | 12,1+ 1,8 | 2,3

Горох на зерно | 4 | 80+3 | стеблу-вання | У | 20,7+2,1 | 16,1

Кукурудза на зелений корм | 12 | 60+4 | початок цвітіння | УІІІ | 36,0+ 3,8 | 29,0

* Суха маса 50 рослин.

З урожаєм покривних культур виноситься значна кількість легкодоступних поживних речовин, що також негативно впливає на ріст і розвиток люцерни. За 5 років досліджень з урожаєм ячменю винос поживних речовин в середньому складав (кг/га): азоту 102±8; фосфору 32±4; калію 36±5; кальцію 28±3; магнію 7±0,5, а з урожаєм вико-вівсяної сумішки відповідно 115±12, 24±3, 65±4,48±4, 23±2 кг/га. З урожаєм кукурудзи на зелений корм винос поживних речовин був меншим і складав (кг/га): азоту 94±6, фосфору 12±5, калію 28±3, кальцію 30±2.

За 30 років фенологічних спостережень не було жодного випадку, коли б після збирання ячменю на зерно люцерна в рік посіву досягала фази бутонізації. В той час, як конюшина лучна за сприятливих умов вологозабезпечення в осінній період досягає фази цвітіння.

Люцерна першого року життя, незважаючи на низьку конкурентну здатність з однорічними культурами, негативно впливає на їх ріст і розвиток.

Посів люцерни під покрив ячменю зменшує урожай зерна на 3,0 ц/га, або на 7,8%. Особливо чутлива до підсіву люцерни кукурудза, яка знижує урожай зеленої маси на 27,4%.

Урожайність вико-вівсяної сумішки з підсівом люцерни в першій ротації кормової сівозміни за 1976-1982 рр. була меншою на 9,9% порівняно з урожайністю без підсіву. Чутливі до підсіву люцерни також озиме жито і пшениця на зелений корм, де урожайність знижується на 17,5 і 13,6% в порівнянні з підсівом конюшини лучної.

Лабораторним дослідом встановлено сильну інгібіторну дію водяної витяжки корінців люцерни першого року життя на початковий ріст корінців і проростків ячменю і пшениці. Висота проростків пшениці і ячменю при посіві у водяну витяжку з корінців люцерни зменшувалась у 2,2 разів порівняно з проростанням на дистильованій воді.

У 1987-1991 рр. проведені польові досліди по визначенню оптимальної густоти ярих зернових (жито, ячмінь, овес), капустяних (суріпиця, ріпак, гірчиця біла, редька олійна) і пізніх ярих (кукурудза, просо кормове, суданська трава, сорго цукрове та пайза на зелений корм), за яких люцерна в рік посіву досягала б фази розвитку - цвітіння.

Результати дослідів показали, що у сумісних посівах початок фази цвітіння у люцерни настає через 68-70 днів після сходів при висіві ярих капустяних і зернових культур з нормою 1,0 і 2,0 млн/га схожих насінин. Люцерна досягає висоти 61±6 см, питома вага зеленої маси в сумішках складає 2,8-6,2%. Ярі зернові досягають фази молочно-воскової стиглості, а капустяні - побуріння стручків.

При сумісних посівах з ранніми ярими культурами люцерна через 60-70 днів після першого укосу формує другий укіс у фазі бутонізації з урожайністю 96±8 ц/га зеленої маси виходом 20,5 ц/га кормових одиниць і 3,45 ц/га перетравного протеїну.

При сумісному посіві з пізніми ярими культурами оптимальна густота посіву, яка забезпечує цвітіння люцерни в першому укосі складає для кукурудзи і сорго цукрового 250 тис/га, а норма висіву для суданської трави і пайзи 1,0 млн/га, проса кормового 2,5 млн/га схожих насінин.

Фаза цвітіння люцерни у сумісних посівах з пізніми ярими культурами настає через 60-64 днів після сходів, при середній висоті рослин 54±3 см і питомій вазі її в сумішках 0,6-1,2%. Після першого укосу сумішок люцерна добре розвивається і до припинення осінньої вегетації досягає фази розвитку – початок бутонізації, що гарантує добру перезимівлю рослин.

4. ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ УРОЖАЮ ТА ЗБІР ПОЖИВНИХ РЕЧОВИН ІЗ ЛЮЦЕРНИ ДРУГОГО ТА ТРЕТЬОГО РОКІВ ЖИТТЯ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД АГРОЕКОЛОГІЧНИХ УМОВ РОСТУ І РОЗВИТКУ В РІК ПОСІВУ

Рівень урожайності, його якість, вихід поживних речовин на другий і третій роки життя люцерни знаходяться в прямій залежності від агроекологічних умов росту і розвитку її в агрофітоценозах першого року.

Ярий тип розвитку люцерни, зумовлений кращими умовами освітлення, вологозабезпеченості, режиму живлення в безпокривних і сумісних посівах, сприяє більшій та рівномірній густоті травостою, більшій висоті рослин, що гарантує значне підвищення урожайності вегетативної маси, підвищенню вмісту протеїну, що гарантує стійке збільшення виходу поживних речовин, в порівнянні з посівом під покрив ячменю на зерно, де люцерна розвивалась за озимим типом (табл. 3).

В середньому за 15 років безпокривний посів люцерни із застосуванням гербіцидів на другий рік життя забезпечує середню урожайність вегетативної маси 545±85 ц/га та збір сухої речовини 122±17 ц/га, що відповідно на 67,2 і 64,8% більше від показників посіву під покрив ячменю на зерно.

На третій рік життя безпокривний весняний посів перевершує посів під покрив ячменю на зерно за збором сухої речовини на 38,0%, за збором сирого протеїну на 41,3%.

Польовими дослідженнями 1987-1995 рр. доведено, що при нормах висіву ранніх ярих зернових 1-2 млн/га схожих насінин, урожайність вегетативної маси люцерни на другий рік життя істотно не знижується і складає при сумісному посіві з житом ярим 95,5%, а з ячменем 94,9% порівняно з безпокривним посівом. На третій рік життя урожайність зеленої маси люцерни із сумісних і безпокривних посівів практично однакова.

Достовірно встановлено, що за ярого типу розвитку максимальна продуктивність люцерни забезпечується на другий рік життя, а за озимого на третій. Середньодобовий приріст сухої речовини і сирого протеїну у люцерни другого року життя при посіві під покрив ячменю на зерно складає відповідно 29 і 4,9 кг/га, а на третій рік життя - 42 і 8,2 кг/га. При весняному безпокривному посіві ці показники складають відповідно 70 і 14, 2 та 58 і 11,6 кг/га. Сумісні посіви люцерни з ранніми зерновими і капустяними на другий рік життя забезпечують середньодобовий приріст сухої речовини і сирого протеїну 57 - 58 та 11,5 - 11,6 кг/га, а на третій рік відповідно 53 -55 і 10,7 - 11,0 кг/га.

Таблиця 3

Урожайність зеленої маси і збір сухої речовини люцерни на другий рік життя при весняному безпокривному і підпокривному посіві під ячмінь, ц/га

Роки | Кількість опадів за квітень – серпень,мм | Безпокривний весняний посів | Посів під покрив ячменю на зерно | Приріст від безпокривного посіву

зеле-ної маси | сухої речо-вини | зеле-ної маси | сухої речо-вини | зеле-ної маси | сухої речо-вини

1976 | 312 | 614 | 137 | 406 | 91 | 208 | 46

1977 | 471 | 474 | 107 | 265 | 60 | 209 | 47

1978 | 399 | 662 | 156 | 368 | 87 | 294 | 69

1979 | 268 | 458 | 124 | 288 | 62 | 230 | 62

1980 | 506 | 496 | 113 | 320 | 73 | 176 | 40

1982 | 426 | 499 | 109 | 251 | 55 | 248 | 54

1984 | 287 | 455 | 91 | 287 | 58 | 168 | 33

1986 | 289 | 647 | 137 | 336 | 74 | 311 | 63

1987 | 356 | 685 | 128 | 384 | 72 | 301 | 56

1988 | 431 | 528 | 109 | 330 | 68 | 198 | 41

1991 | 585 | 568 | 118 | 389 | 81 | 179 | 37

19922 | 256 | 416 | 104 | 248 | 61 | 168 | 43

1994 | 249 | 514 | 119 | 282 | 69 | 232 | 50

1996 | 467 | 578 | 133 | 357 | 83 | 221 | 50

1997 | 515 | 595 | 144 | 446 | 109 | 149 | 35

Середнє | 388 +108 | 545+85 | 122+17 | 326+63 | 74+12 | 219+48 | 48+10

Коефіці-єнт варі-ації, % |

27,8 |

15,6 |

14,8 |

19,3 |

16,2 |

21,9 |

20,8

В сумі за два роки використання травостою люцерни при посіві під покрив ячменю одержано 142,2 ц/га сухої речовини і 27,43 ц/га сирого протеїну. Сумісні посіви люцерни з кукурудзою на зелений корм, з ранніми зерновими і капустяними, де агроекологічними умовами забезпечується ярий тип розвитку збір сухої речовини підвищується на 24 - 33,7%, а протеїну - на 29,4 -41,6%. Безпокривні літні і весняні посіви забезпечують збільшення збору сухої речовини на 34,2-53,4%, протеїну на 40,1-59,8%, порівняно з посівом під покрив ячменю, де люцерна в рік посіву розвивається за озимим типом.

В середньому за 16 років досліджень при посіві люцерни під покрив ячменю на зерно збір кормових одиниць в перший рік життя складає 50,4 ц/га з вмістом 2,5 ц/га перетравного протеїну. Менший збір кормових одиниць одержано при посіві люцерни під покрив вико-вівса - 44,1 ц/га, при весняному безпокривному посіві - 45,2, та посіві жита озимого як проміжної культури - 42,3 ц/га. Проте збір перетравного протеїну в цих варіантах більший в 2-3 рази. Значно більший збір кормових одиниць і перетравного протеїну забезпечують сумісні посіви люцерни з ранніми зерновими і капустяними. Завдяки формуванню другого укосу люцерни збір кормових одиниць в цих варіантах збільшується на 29,3-58,3%, а перетравного протеїну в 3,6- 4 рази.

Зведені дані польових дослідів за 1966-1996 рр. переконливо свідчать про значну перевагу ланок сівозміни де люцерна висівалась безпокривно, або сумісно з ранніми зерновими і капустяними культурами (табл. 4).

Біоенергетична оцінка ланок кормових сівозмін показує, що посів люцерни під покрив ячменю з послідуючим дворічним використанням травостою потребує найбільшої кількості сукупної енергії - 54,6 ГДж/га при найменшому зборі валової і обмінної енергії відповідно 362,9 і 205,1 ГДж/га. Тому коефіцієнт енергетичної ефективності в цій ланці кормової сівозміни складає 3,75, тоді як в безпокривних і сумісних посівах цей показник значно вищий 5,32 - 5,69.

5. ВПЛИВ АГРОКЛІМАТИЧНИХ УМОВ І АГРОТЕХНІЧНИХ ПРИЙОМІВ ВИРОЩУВАННЯ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ І ЯКІСТЬ УРОЖАЮ ЛЮЦЕРНИ

Умови вологозабезпечення, як найбільш мінливого елемента погоди, в незначній мірі впливають на формування урожаю люцерни другого року життя. Коефіцієнт варіації кількості опадів за вегетацію складає 27,8%, в той час, як коефіцієнт варіації урожайності зеленої маси при безпокривному і підпокривному посівах значно менше і рівняється відповідно 15,6 і 19,3%.

10-ти річні дослідження показують, що вміст поживних речовин у вегетативній масі люцерни у великій мірі залежить від умов вологозабезпечення. За недостатньої вологозабезпеченості, при ГТК 0,5-0,8 у зеленій масі достовірно підвищується вміст сухої речовини, клітковини, БЕР, кальцію та зменшується вміст золи і протеїну, порівняно з роками достатнього вологозабезпечення при ГТК 1,1-1,8. Пояснюється це явище, в першу чергу, не біохімічними процесами, а зміною облистяності рослин.

Агроекологічні умови росту люцерни в рік посіву, які забезпечують ярий тип розвитку, суттєво впливають на поліпшення якості корму на другий рік життя. При цьому у вегетативній масі підвищується вміст протеїну, незамінних амінокислот, каротину, золи та знижується вміст клітковини. Результати досліджень дають можливість стверджувати про значно кращі умови азотофіксації на другий рік життя люцерни при безпокривних і сумісних посівах, про що свідчать дані вмісту аспарагінової кислоти в рослинах, як основної органічної азотовмісної сполуки в період максимальної симбіотичної азотофіксації. Вміст аспарагінової кислоти в

Таблиця 4

Збір кормових одиниць і перетравного протеїну в ланках

кормових сівозмін, в залежності від способу посіву люцерни,

ц/га (зведені дані польових дослідів за період 1966-1996 рр.)

Ланки сівозмін |

Збір за три роки | % проти контролю | Вміст

перет

кор-мо-вих оди-ниць | перетравного про-теї-ну | кор-мо-вих оди-ниць | Перетравного про-теї-ну | равного протеї-ну в 1 кормо-вій оди

ниці, г

Ячмінь на зерно – люцерна

2 роки (контроль) | 167,0 | 23,9 | 100,0 | 100,0 | 143

Вико-овес на зелений корм -

Люцерна 2 роки | 181,7 | 30,4 | 108,8 | 127,2 | 167

Кукурудза на зелений корм

Люцерна 2 роки | 192,6 | 32,6 | 115,3 | 136,4 | 169

Озиме жито на зелений корм

Люцерна 2 роки | 198,7 | 36,1 | 119,0 | 151,0 | 181

Ярі капустяні на сінаж –

Люцерна 2 роки | 221,1 | 40,1 | 132,4 | 167,8 | 181

Ранні зернові на зерносінаж – люцерна 2 роки | 234,9 | 39,4 | 140,7 | 164,8 | 168

Люцерна весняного посіву із застосуванням гербіцидів на 3 роки | 223,5 | 42,1 | 133,8 | 176,2 | 188

рослинах люцерни в період початку цвітіння при безпокривному і сумісному посівах на 45,8%, а в стеблах на 86,5% вищий порівняно з посівом під покрив ячменю.

Перетравність протеїну зеленої маси люцерни безпокривного посіву на 10% вища, ніж підпокривного, внаслідок чого збільшується вміст обмінної енергії на 0,20 МДж/кг сухої речовини.

Викладено експериментальний матеріал шести польових дослідів, проведених у 1981-1989 рр., по обгрунтуванню оптимальних норм висіву люцерни залежно від способу посіву. Максимальна продуктивність люцерни за два роки використання травостою при безпокривних посівах забезпечується при нормі висіву 6-8 млн/га насінин, в сумісних посівах з ранніми і пізніми ярими культурами при висіві 8-10 млн/га. Підпокривні посіви при нормах висіву 10-12 млн/га насінин забезпечують максимальну продуктивність, яка значно поступається безпокривному посіву з нормою висіву 6 млн/га насінин.

6. ВПЛИВ СТРОКІВ ЗБИРАННЯ НА КОРМОВУ ПРОДУКТИВНІСТЬ ЛЮЦЕРНИ

За період вегетації в кожному укосі люцерни в значній мірі змінюється вміст основних поживних речовин. За період активного росту люцерни від фази стеблування до фази цвітіння протягом 30 днів вегетації в першому укосі вміст протеїну на суху речовину знижується 24,3 до 19,0%, вміст каротину - з 282 до 163 мг/кг, зменшується також вміст жиру і золи. Вміст клітковини за цей періодзбільшується з 22,8 до 33,6%. Зміна хімічного складу за період вегетації відбувається в основному за рахунок зменшення облистяності рослин з 60 до 35%. Встановлені кореляційні зв’язки між вмістом основних поживних речовин і кількістю днів вегетації від стеблування до цвітіння. Виведені регресійні моделі дозволяють з високою достовірністю прогнозувати вміст сухої речовини, сирого протеїну, клітковини, жиру, БЕР в листках і стеблах люцерни в першому укосі, який забезпечує 50-60% загального збору поживних речовин.

Приведені матеріали довгострокових досліджень семи польових дослідів, проведених в 1968-1972,