Актуальность проблемы. Нечерноземная зона России по почвенно-климатическим ресурсам наиболее соответствует ведению товарного, молочного и мясного животноводства. Однако, несмотря на высокий генетический потенциал молочной и мясной продуктивности районированных пород крупного рогатого скота, достичь его полной реализации при сложившихся технологиях содержания и кормления животных практически невозможно. Главным сдерживающим фактором в продуктивности животных является слабость кормовой базы, ее несоответствие уже созданному генетическому потенциалу продуктивности.
Незначительные площади посевов энтомофильных сельскохозяйственных культур (клевера, люцерна, гречиха, сады и др.) не обеспечивают сбалансированного конвейера медоносной базы для пчеловодства и нарушают стабильность его развития. Об этом свидетельствует снижение численности пчелиных семей в России с 4711 тыс. в 1992 г. до 3309 тыс. в 2002 г., главным образом, за счет пасек общественных хозяйств, сбор меда которых был адаптирован к посевной базе.
Расширение посевов энтомофильных культур медоносного и кормового использования явится важным фактором интенсификации кормопроизводства, позволит пчеловодству стать неотъемлемой, составной частью сельскохозяйственного производства.
Стратегическим направлением успешного развития полевого кормопроизводства является расширение посевов высокопродуктивных культур, особенно бобовых (Шпаков A.C., Савченко И.В., Якушев Д.В., 2001).
Биологизация включает более полное использование видового и сортового разнообразия культивируемых растений. Одной из таких культур должен стать донник белый (Melilotus albus L.). В нашей стране культура донника получила распространение в 1930-1935 годах, а затем площади под ним сократились. Как двулетнее растение он не был признан пригодным для тра-
вопольной системы земледелия, тогда как именно двулетность донника является его положительным свойством. Он доступен для широкого внедрения в севообороты с одногодичным использованием, а, следовательно, быстрым прохождением по полям севооборота.
Донник обладает широким ареалом распространения в естественной природе, высокой адаптивностью применительно к почвенно-климатическим условиям, урожайностью зеленой массы и семян, медопро-дуктивностью.
На выводных из севооборота полях заслуживает внимания возделывание таких нетрадиционных культур, как свербига восточная (Bunias orientalis L.), козлятник восточный (Galega orientalis L.) и сильфия пронзеннолистная (Silphium perfoliatum L.).
Главным преимуществом новых культур, по сравнению с традиционными, является их долголетие (12 и более лет), высокая продуктивность, питательная ценность, медопродуктивность, урожайность семян и технологичность семеноводства.
Все это обосновывает актуальность исследований по совершенствованию технологий возделывания и использованию данных культур.
Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка научных основ возделывания и многоцелевого использования донника белого, свербиги, козлятника восточного и сильфии пронзеннолистной в условиях лесостепной зоны в интересах ведущих отраслей сельскохозяйственного производства.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
• изучение продуктивности зернового севооборота с чистым, занятым донниковым и донниковым отавно-сидеральным паром;
• определение влияния возделывания донника белого на: качество зерна озимой и яровой пшеницы; структуру и плотность почвы; содержание продуктивной влаги в почве; пораженность корневыми гнилями растений яровой пшеницы;
8
• определение выноса основных элементов из почвы культурами севооборота и баланса гумуса;
• определение энергетической и экономической эффективности культур севооборота с донником белым;
• изучение влияния покровных культур, способов посева и норм высева на продуктивность донника белого;
• установление влияния инокуляции семян донника белого ризоторфи-ном и внесение микроэлементов на его продуктивность;
• изучение кормовой и семенной продуктивности сортов донника белого из коллекции ВИР;
• изучение медоносной, кормовой, питательной и семенной продуктивности свербиги восточной в зависимости от агротехнических приемов;
• изучение закономерностей формирования урожайности и изменение химического состава травостоя козлятника восточного при скашивании в более поздние фазы вегетации;
• изучение медоносной и кормовой ценности сильфии пронзеннолистной.
Научная новизна. На основе многолетних исследований разработаны теоретические и практические основы возделывания и многоцелевого использования донника белого, свербиги восточной, козлятника восточного, сильфии пронзеннолистной в интересах кормопроизводства, животноводства и пчеловодства.
Результаты исследований являются научной базой для широкомасштабного введения донника белого в биологизированные полевые севообороты с короткой ротацией.
• Впервые научно обоснована многофункциональная роль донника белого в решении важных задач сельскохозяйственного производства: в увеличении производства и качества кормов; в улучшении медоносной базы; в обогащении почвы органическим веществом и биологическим азотом; в
улучшении фитосанитарного состояния посевов и физико-химических свойств почв.
• Впервые экспериментально доказана высокая эффективность культивирования свербиги восточной, козлятника восточного и сильфии пронзен-нолистной в агрофитоценозах медоносно-кормового назначения. Получены данные о закономерностях формирования урожайности зеленой массы, нек-тарной и семенной продуктивности в зависимости от агротехнических приемов возделывания.
• Показана экономическая целесообразность использования донника белого, свербиги восточной, козлятника восточного, сильфии пронзенноли-стной на кормовые цели в середину цветения, с целью укрепления экономики ведущих отраслей сельскохозяйственного производства.
Практическая ценность работы и реализация результатов исследований. Разработана продуктивно-устойчивая модель трехпольного севооборота с занятым донниковым и отавно-сидеральным паром, с положительным балансом азота и гумуса. Важнейшими адаптивными факторами донника белого являются структурообразование, рекультивация почв, подверженных техногенным нагрузкам, влагонакопительная, фитосанитарная роль, повышение качества и урожайности последующих культур севооборота. Высокая устойчивая по годам урожайность зеленой и сухой массы, энергетическая и протеиновая ценность донника белого позволит сельскохозяйственным предприятиям обрести экономическую устойчивость.
Возделывание свербиги, козлятника восточного и сильфии пронзенно-листной на выводных полях обеспечивает, независимо от погодных условий, высокую медопродуктивность, урожайность зеленой и сухой массы, питательную ценность, снижает уровень антропогенной нагрузки, повышает экономическую эффективность.
Результаты исследований внедрены в ОНО ОПХ «Алешинское» Рыб-новского района Рязанской области.
10
За разработку концепции комплексного использования сеяных агрофи-тоценозов автору, в составе творческого коллектива, присуждена «Золотая медаль» и Диплом I степени на Российской агропромышленной выставке «Золотая осень» 2003 г.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на заседаниях ученого совета Научно-исследовательского института пчеловодства в 2001-2004 гг., на секции пчеловодства в РАСХН в 2003 г.; на Международных научно-практических конференциях «Интермед» 2001-2004 гг., на координационных совещаниях и конференциях Москва ВВЦ-2002-2003 гг.
По материалам диссертации опубликовано 55 работ. Издана в 2003 г. монография «Комплексное использование донника белого в адаптивной интенсификации растениеводства».
Основные положения, выносимые на защиту:
• Теоретическое обоснование эффективности широкого возделывания донника белого в зерновом севообороте.
• Комплексная оценка возделывания донника белого в посевах с различными покровными культурами и в чистом беспокровном посеве.
• Комплексная оценка возделывания донника белого в зависимости от способа посева и норм высева.
• Продуктивность и питательная ценность донника белого в зависимости от срока скашивания.
• Нектаропродуктивность донника белого в зависимости от срока скашивания.
• Кормовая и семенная продуктивность сортов донника белого из коллекции ВИР.
• Нектарная, кормовая, питательная и семенная продуктивность свербиги восточной в зависимости от агротехнических приемов.
11
• Нектарная, кормовая продуктивность и питательная ценность козлятника восточного и сильфии пронзеннолистной в зависимости от сроков скашивания.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 398 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 13 глав, выводов и предложений производству, содержит 4 рисунка, 4 фотографии, 84 таблицы, 77 приложений. Список литературы включает 365 наименований, в том числе 43 на иностранном языке.
12
Глава I. РОЛЬ ЭНТОМОФИЛЬНЫХ КУЛЬТУР В ПОВЫШЕНИИ
УСТОЙЧИВОСТИ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
1.1. Перспективы развития пчеловодства в лесостепной зоне
Пчеловодство является неотъемлемой составной частью агропромышленного комплекса России. Пчел разводят для производства меда, воска, маточного молочка, прополиса, пыльцы, перги, пчелиного яда, которые обладают лечебными и диетическими свойствами, широко используются в косметике и парфюмерии.
Мед, на долю которого приходится 85-90% общего объема пчеловодческой продукции, относится к ценнейшим продуктам питания, обладает лечебными и диетическими свойствами. Из-за высокого содержания легкоусвояемых углеводов, наличия витаминов, ферментов, незаменимых аминокислот он представляет собой уникальный питательный продукт и является хорошим стимулятором при физической и умственной усталости.
Воск идет на изготовление вощины, используемой на пасеках для отстройки сотов пчелами, служит сырьем более чем в 50 отраслях промышленности, находит широкое применение в медицине и косметике.
Во всем мире растет спрос на биологически активные продукты пчеловодства (БАЛЛ) - маточное молочко, пыльцу, прополис и пчелиный яд, которые являются эффективными натуральными лекарственными средствами и используются в качестве добавок к пище.
Однако, самое большое народнохозяйственное значение принадлежит пчеловодству, как фактору, обеспечивающему опыление около 150 видов эн-томофильных сельскохозяйственных культур (гречиха, подсолнечник, рапс, плодовые и кормовые, в т.ч. семенники клевера, люцерны и др.), которые занимают в России около 9 млн. га. При этом не только повышается урожай-
13
ность опыляемых растений, но и улучшается качество их семян и плодов. По самой скромной оценке, стоимость дополнительного урожая, получаемого ежегодно благодаря пчелоопылению, составляет около 10 млрд. руб., что в несколько раз превосходит стоимость прямой продукции пчеловодства.
Россия входит в пятерку стран с развитым пчеловодством и занимает второе место в мире по количеству пчелиных семей!
В пчеловодстве России за последнее десятилетие наметились негативные тенденции. Резко сократилось число пчелиных семей и производство меда. Так за период 1992-2002 гг. численность пчелиных семей в стране сократилась с 4711,0 тыс. до 3409,4 тыс. или на 27,6%, в основном за счет ликвидации пасек общественного сектора. Из общего числа семей в личных хозяйствах населения содержится 2924,1 тыс., что составляет 86,0%. За год прирост составил 9,2 тыс. семей.
Таблица 1
Численность пчелиных семей по категориям хозяйства (на 1 января 2003 г.)
Категория хозяйств Число семей пчел, тыс. Увеличение (+), сокращение (-)
на начало года на конец года тыс. %
Сельскохозяйственные предприятия 444,3 403,3 -41,0 -9,0
в т.ч. с.-х. кооперативы 162,0 146,7 -15,3 -0,0
Крестьянские (фермерские) хозяйства 80,8 81,9 +1,1 +1,0
Личные хозяйства 2914,9 2924,1 +9,2 +1,0
Сельскохозяйственные предприятия имеют 403,3 тыс. (12,0%) семей, крестьянские (фермерские) - 81,9 тыс. (2,4%) семей. Если в частном секторе численность пчелиных семей за десятилетие практически оставалась стабильной и в последние годы наметился рост, то в бывших совхозах и колхо-
14
зах количество пчелосемей сократилось более чем в 3 раза, что явилось результатом их реформирования, отсутствия государственной поддержки и низкой результативности из-за комплекса причин, одна из которых - слабая медоносная база.
Таблица 2
Динамика численности пчелиных семей по экономическим районам РФ, тыс.
Экономический район
Число пчелиных семей
1992 г. 2001г.
2002 г.
2002 г., в % к
1992 г. 2001 г
Северный 23,0 16,3 17,2 74,5 105,5
Северо-Западный 133,7 86,1 84,5 63,2 98,1
Центральный 579,2 436,3 401,6 69,3 92,0
Волго-Вятский 373,0 270,5 246,8 66,0 91,2
Центрально-Черноземный 413,0 400,9 365,7 88,5 91,2
Поволжский 368,0 343,2 365,4 64,3 106,5
Северо-Кавказский 907,5 747,5 755,6 93,3 101,1
Уральский 609,7 531,4 564,8 92,6 106,3
Западно-Сибирский 421,1 282,8 280,2 66,5 99,1
Восточно-Сибирский 161,0 136,6 138,0 85,7 101,0
Дальневосточный 470,3 134,0 134,1 28,5 100,1
Калининградская обл. 50,5 55,8 55,5 109,9 99,5
ВСЕГО 4711,0 3441,4 3409,4 72,4 99,1
Тенденция сокращения численности пчелиных семей в целом по России (табл.2) продолжается. В то же время в отдельных экономических регионах в 2002 г. она увеличилась: в Северном, Поволжском, Уральском, Северо-Кавказском, Восточно-Сибирском.
15
Производство меда и продуктивность семей пчел по экономическим районам РФ (2001-2002 гг.)
Таблица 3
Экономический 2001 г. 2002 г.
район всего, на 1 семью, всего, на 1 семью,
т кг т кг
Северный 227 15,3 175 10,7
Северо-Западный 1060 11,9 1371 15,9
Центральный 6938 15,4 6251 14,3
Волго-Вятский 3640 13,8 3115 11,5
Центрально-Черноземный 5388 12,5 5146 12,8
Поволжский 6524 19,2 5521 16,1
Северо-Кавказский 10073 13,3 10132 13,5
Уральский 6666 12,6 6428 12,1
Западно-Сибирский 4829 16,3 4733 16,7
Восточно-Сибирский 29089 14,8 2186 16,0
Дальневосточный 4121 32,8 3823 28,5
Калининградская обл. 1107 20,0 514 9,2
ВСЕГО 52659 15,3 49395 14,5
Производство товарного меда составляет около 50 тыс. тонн в год с незначительными колебаниями на протяжении последних 10 лет. Несмотря на сокращение количества пчелиных семей во всех категориях хозяйств, уровень производства товарного меда удерживается за счет пасек приусадебного сектора, на которых уровень продуктивности почти в 2 раза выше по сравнению с общественными пасеками.
Наивысшая продуктивность семей пчел в Северном экономическом районе отмечалась в Вологодской области - 14,5 кг; в Северо-Западном - в Новгородской области - 20,5 кг; в Центральном - в Костромской области -20,8 кг; в Волго-Вятском - в республике Марий-Эл - 14.8 кг; в Центрально-
16
Черноземном - в Воронежской области - 16,9 кг; в Поволжском - в Вологодской области - 30,7 кг; в Северо-Кавказском - в Ставропольском крае - 17,7 кг; в Уральском - в Республике Башкортостан - 15,8 кг; в Западно-Сибирском - в Омской области - 35,9 кг; в Восточно-Сибирском - в Иркутской области — 20,3 кг; в Дальневосточном экономическом районе - в Приморском крае - 35,4 кг.
Крайне низкая продуктивность пчелиных семей по товарному меду в 2002 г. отмечалась в Московской области - 5,5 кг на 1 семью, Липецкой - 5,1 кг, во Владимирской - 6,4 кг.
В условиях перехода на рыночные отношения коллективным хозяйствам стало невыгодно высевать медоносы только для медосбора. Существенно сокращены площади энтомофильных культур двойного использования (люцерна, клевер, гречиха и др.).
Значительно ухудшились условия медосбора и под действием таких факторов, как обмеление рек, эрозия почв, урбанизация, строительство, разработка недр и т.д. В последние годы все больше земель выходит из сельскохозяйственного оборота.
Чрезвычайный ущерб пчеловодству наносит применение инсектицидов, проявляющийся не только в полной гибели отдельных пчелиных семей, но, главным образом, в ослаблении силы семей и снижении их количества. Высокотоксичны для пчел применяемые в хозяйствах хлорорганические и фосфорсодержащие соединения. Не исключается опасность попадания этих веществ в продукты пчеловодства.
Концепцией развития пчеловодства в России до 2010 года предусмотрено увеличение количества пчелиных семей до 7 млн. и доведение производства товарного меда до 133 тыс.тонн/год.
В целях сокращения дальнейшего падения отрасли пчеловодства необходимо в районах интенсивного земледелия расширять посевы энтомофильных культур многоцелевого использования.
17
1.2. Обоснование видового состава энтомофильных культур на пашне для медоносно-кормового использования
Нерегулируемые рыночные условия последнего десятилетия привели к тому, что в большинстве хозяйств растениеводство, как отрасль, приняло однобокий характер зернового направления. В силу ряда причин пропашные: картофель, овощи, сахарная свекла - во многих хозяйствах не возделываются. Резко уменьшилась доля многолетних трав, особенно клевера и люцерны.
Необходимо признать, что на смену плодосменной системе земледелия с широким набором культур современные сельскохозяйственные предприятия практически перешли на зернопаровую систему земледелия и в большей части к классической трехполке конца XVIII века: чистый пар - озимые зерновые - яровые зерновые. Так в Рязанской области на долю чистого пара за последние годы приходится 30% и более от площади пашни.
Несмотря на устойчивое производство зерна пшеницы при паровой системе земледелия, ее нельзя считать прогрессивной, так как она ведет к форсированной минерализации гумуса. В настоящее время почти повсеместно отмечается отрицательный баланс гумуса, а минерализованный азот в паровом поле уходит за пределы корневой зоны, попадает в грунтовые воды и теряется безвозвратно.
По обобщенным данным МСХ Российской Федерации и научных учреждений Россельхозакадемии ежегодная потеря минерализованного гумуса в чистом пару составляет от 2,0 до 2,2%, под пропашными - от 1,4-2,0 до 2,5-3,5%, под зерновыми - от 0,5 до 1,0%. Противоэрозионная устойчивость зер-нопаровых севооборотов резко снижена: талые воды, а также ливневые осадки в летний период, приводят к физическим потерям гумуса в паровом поле. Сельскохозяйственные угодья ежегодно теряют 1,5 млрд. тонн плодородного слоя, а прирост эродированных земель составляет 1,5 млн.га. Ухудшается фитосанитарное состояние посевов сельскохозяйственных культур, угро- |
