CC BY
83
Агрономия
сырой клетчатки в сухом веществе [4, 5].
Как показал биохимический анализ, зеленая масса тритикале имеет высокую кормовую ценность до начала колошения. Период оптимального сочетания урожайности и качества корма составил 19 дней. По содержанию сырой клетчатки, ОЭ и сырого протеина в сухом веществе корм соответствует потребностям дойного стада с продуктивностью выше 4000 кг молока в год. При этом более 10 МДж/кг сухого вещества ОЭ имели сорта Цекад 90, Привада, Доктрина 110, Антей и Гермес (рис. 1). У сортов Ставропольское 5, Антей, Привада и Цекад 90 в сухом веществе содержалось более 14 % сырого протеина (рис. 2).
Выводы.
1. Перезимовка озимой тритикале в Среднем Предуралье изменяется от 43 до 64 %, урожайность сухого вещества — от 4,31 до 5,97 т/га, что доказывает возможность ее выращивания в регионе.
2. Из семи изучаемых сортов наибольшую урожайность зеленой (23,2 и 23,3) и сухой массы (5,97 и 5,81 т/га) формируют сорта Привада и Доктрина 110.
3. По комплексу признаков (урожайность, содержание ОЭ и сырого белка) перспективный для возделывания в чистом виде является сорт Привада. Сорт Доктрина 110 имеет более продолжительный оптимальный режим скашивания, но в связи с низким протеиновым качеством может быть рекомендован как компонент в смесях с озимой викой.
4. Скашивание озимой тритикале Привада на зеленую массу целесообразно проводить до начала колошения. Содержание сырой клетчатки к этому времени еще не превышает 26-28%, КОЭ более 10 МДж/кг, сырого протеина более 14 % абсолютно сухого вещества.
Концентрация обменной энергии, МДж/кг на а.с.в.
Рисунок 1
Концентрация обменной энергии, содержание сырой клетчатки в сухом веществе озимой
тритикале (среднее за 2007-2009 гг.)
2015
1843
2Ц1
1Д|43 1,99
■ !срок скашивания ■ II срок скашивания ■ III срок скашивания
Рисунок 2
Содержание сырого протеина, % на абсолютно сухое вещество (среднее за 2007-2009 гг.)
Литература
1. Комаров Н. М. Поспелова Л. С., Соколенко Н. И. и др. Тритикале — важный резерв кормового поля // Кормопроизводство.
2002. № 4. С. 16-18.
2. Зезин Н. Н., Потапова Г. Н. Перспективы озимой тритикале на Среднем Урале // Нива Урала. 2006. № 8. С. 6-7.
3. Ткаченко И. В., Коршунов П. В. Перспективы использования тритикале в рационах свиней // Нива Урала. 2006. № 8. С. 8-9.
4. Фицев А. И. Способы заготовки и использования энергонасыщенных высокопротеиновых кормов // Зоотехния. 2004. № 1. С. 11-14.
5. Григорьев Н. Г., Скоробогатов Н. Н., Косолапов В. М. Об определении питательности кормов // Кормопроизводство.
2008. № 9. С. 19-21.
способы определения строения (сложения) пахотного слоя
р. К. ТУГУЗ,
кандидат экономических наук, доцент, директор ГНУ «Адыгейский НИИСХ» Россельхозакадемии
385064, г. Майкоп, п/о Подгорный, ул. Ленина, д. 48
Ключевые слова: структура почвы, плодородие почвы, структурные агрегаты, плотность почвы, общая и некапиллярная пористость, объемная масса.
Keywords: soil structure, fertility of soil, structural units, soil density, the general and not capillary, volume weight.
Структура почвы — это важнейший показатель физического состояния плодородия почвы. Она определяет ее водные, физикомеханические и технологические свойства и водно-гидрологические константы и вообще строение пахотного слоя [4].
По классификации С. А. Захарова, по форме различают следующие типы
структуры: глыбистая, комковатая, орехо-ватая, зернистая, столбчатая, призматическая, плитчатая, пластинчатая, листоватая, чешуйчатая.
Образование структурных агрегатов в почве, по М. А. Качинскому, происходит в результате взаимного осаждения (коагуляции) коллоидов и коагуляции коллоидов под
влиянием электролитов. Однако эти процессы проявляются на фоне более общих физико-механических, физико-химических и биологических факторов структурообра-зования.
Большое значение имеет механическое разделение почвенной массы на структурные отдельности (комки). В природных
о
Агрономия
условиях оно происходит под воздействием корневых систем растений, жизнедеятельности биоты почвы, под влиянием периодических промораживания и оттаивания, увлажнения и высушивания почвы, а в обрабатываемых почвах и под воздействием почвообрабатывающих орудий.
Влияние растительности на образование структуры обусловлено степенью развития корневой системы. Так, многолетние травы с мощной корневой системой оказывают большее влияние на процесс структурообразования, чем однолетние культуры. Процесс образования структуры под действием растений проходит в два этапа: расчленение корневой системой почвенной массы на структурные отдельности и агрегатирование их продуктами разложения корневых выделений и остатков.
Сменяющиеся промерзание и оттаивание оптимально увлажненной почвы положительно влияют на образование структурных агрегатов и разрыхление почвы. Эффект промораживания — оттаивания основан на разновременном замерзании и оттаивании воды, находящейся в некапиллярных и капиллярных порах.
Механические факторы структуроо-бразования особенно сильно проявляются в процессе обработки почвы. При работе почвообрабатывающих орудий наибольшее количество макроагрегатов образуется в физически спелой (в состоянии оптимальной влажности структурообразования) почве.
Значение физико-химических факторов в образовании почвенной структуры обусловливается, с одной стороны, характером воздействия катионов на почвенные коллоиды, с другой — взаимодействием самих коллоидов, их природой. Так, водо-прочность структуры возрастает при необратимой коагуляции коллоидов катионами двух- и трехвалентных элементов (Са2+, Мд2+, Fe3+, А13+). Одновалентные катионы, наоборот, уменьшают водопроч-ность структуры вследствие обратимой коагуляции коллоидов.
Действие химических факторов струк-турообразования проявляется, в частности, при смене восстановительных процессов окислительными в почвах с временным избыточным увлажнением. По данным Н. А. Качинского, структура почвы, возникшая с помощью химических факторов, как правило, неводопрочная.
Структура почвы непосредственно определяет параметры строения пахотного слоя. Соотношение в почве с ненарушенным сложением объемов твердой фазы, капиллярной и некапиллярной пористости называют строением. Капиллярная пористость агрегатов в структурной почве дополняется некапиллярной пористостью межагрегатных промежутков, что в сумме составляет общую пористость [1].
Один из показателей строения пахотного слоя — плотность почвы. Это отношение массы к объему почвы ненарушенного сложения. При оптимальной плотности почвы складываются наиболее благоприятные условия для роста растений. В естественных условиях под действием уплотнения и разрыхления в почве наступает
равновесное состояние между твердои фазой и пористостью, называемое равновесной плотностью. Структурная почва имеет наименьший интервал значений между оптимальной и равновесной плотностью, а в хорошо окультуренных почвах их величины могут совпадать, как, например, в черноземах.
Параметры оценки структурного состояния почвы, по С. И. Долгову и П. У. Бахтину, следующие: отличная структура — более 70 % водопрочных макроагрегатов, хорошая — 70-55, удовлетворительная — 55-40, неудовлетворительная — 40-20, плохая — менее 20 %.
В обрабатываемых почвах структура находится в динамическом состоянии. С одной стороны, в почве протекают процессы структурообразования в результате механических, физико-химических и биологических факторов, с другой стороны, почвенные агрегаты постоянно разрушаются. Все многообразие причин, отрицательно воздействующих на структуру почвы, можно объединить в группы, одноименные факторам образования агрегатов.
Механические причины — разрушение структуры при воздействии на почву сельскохозяйственных орудий, движителей, ветра, дождя, выпаса скота и др.
Физико-химические причины — разрушение структуры в результате обменных реакций катионов. Так, ионы Н+ и NH4+, содержащиеся в дождевой воде, при взаимодействии с почвой вытесняют из нее ионы кальция и магния, которые в условиях промывного водного режима могут вымываться за пределы пахотного слоя.
Аналогично на почвенный поглощающий комплекс влияют ионы минеральных удобрений, продуктов жизнедеятельности корневой системы и других содержащихся в почве соединений. В результате коагуляционные силы, склеивающие почвенные частицы в агрегаты, ослабляются; агрегаты переходят в раздельно-частичное состояние.
Биологические причины — разрушительная деятельность почвенных микроорганизмов, минерализующих органическое вещество почвы как источник питания и энергии. Поскольку почвенные частицы склеены преимущественно органическими коллоидами, агрегаты разрушаются. Развитию процесса минерализации органического вещества способствуют механическая обработка почвы, внесение извести и минеральных удобрений. Поэтому в земледелии необходимо предусматривать меры по восстановлению структуры почвы [1].
Существуют несколько методов определения строения (сложения) почвы: по массе (пикнометрический метод), по плотности (по Н. И. Качинскому), по разности плотности почвы и твердой фазы почвы, по разности порозностей и т. д.
Пикнометрический метод позволяет значительно быстрее определить строение почвы, но дает менее точные результаты в сравнении с методом насыщения в цилиндрах [3].
Устанавливается масса пикнометра с почвой и водой (МПВ) и масса пикнометра с водой (МВ), а разность между ними
представляет массу абсолютно сухой почвы (М) в пикнометре за вычетом массы воды (М1), содержащейся в данном объеме почвы, когда все поры заполнены водой: МПВ - МВ = М - М1.
Плотность твердой фазы почвы обозначим d, воды — d1 и объем твердой фазы почвы, равный объему воды, — ^г. Известно, что масса тела равна произведению объема на его плотность: М = V1d; М1 = V1d1.
Подставив эти значения в приведенные выше равенства, получим МПВ - МВ = Vтd - Vтd1, отсюда МПВ - МВ = Vт(d - d1).
Таким образом,
V = М пв — Мв
й — й
Так как плотность воды ^1) при температуре 4°С равна 1 г/см3, то формула для определения объема твердой фазы почвы примет вид
М ПВ М В <і -1
Общую пористость (Робщ) определяют как разность между объемом почвы и объемом, занимаемым твердой фазой почвы ^1):
р = V — V.
р
общ
V - V
____т
V
•100
Как капиллярную пористость (Рк) определяют по известным значениям капиллярной влагоемкости ^К) и массы абсолютно сухой почвы (М) по соотношению
р = МЕк .100
V
(%),
поскольку капиллярная влагоемкость есть доля (часть) массы почвы.
Разница между общей (Робщ) и капиллярной (Рк) пористостью представляет некапиллярную пористость.
Р = Р — Р
1 НК 1 общ 1 К
Процентное соотношение объемов, занимаемых твердой фазой почвы и капиллярными и некапиллярными порами, характеризует строение пахотного слоя почвы.
Зная объем (V) и массу (М) абсолютно сухой почвы, взятой для анализа, а также массу пустого пикнометра (МПП) и массу его с почвой (МП), можно рассчитать плотность почвы ^0) и влажность почвы в момент взятия образца ^0):
й 0 = MW0 = (Мп — Мпп )—М 0 V 0 М ;
Порозность почвы (объем почвенных пор в почвенном образце по отношению к объему всего образца), по Н. И. Качинскому, определяется по данным плотности почвы и твердой фазы почвы по формуле:
П = 1 - Я
я.
или
П = 1 - Яа-
ар я
(%).
Агрономия
Rb - плотность почвы;
Rs - плотность твердой фазы почвы. Порозность агрегата — объем пор в отдельном агрегате в отношении к объему агрегата:
Raгр — плотность агрегата.
Порозность межагрегатная — объем почвенных пор в почвенном образце между почвенными агрегатами
П межагр. П П агр.
разность между общей пористостью и порозностью и порозностью агрегатной.
Метод определения сложения почвы по агрегатному составу и плотности. Агрофизическое состояние обрабатываемой почвы характеризуется следующими взаимосвязанными и взаимодополняемыми показателями: структура, плотность, сложение.
Водопрочность структуры слитых черноземов, которыми в основном представлены пахотные земли (территория республики Адыгея и прилегающие районы Краснодарского края), в зависимости от погодных условий и агротехники колеблется между хорошими и отличными значениями благодаря сочетанию высокого содержания физической глины (почти 80 %) с хорошей гумусированностью (более 4,5 %). Вместе с тем, эти благоприятные факторы часто являются причиной неблагоприятного агрегатного состояния.
В земледелии принята следующая классификация структурных агрегатов по величине: глыбистая структура — комки более 10 мм, макроструктура — от 0,25 до 10, микроструктура — менее 0,25 мм. Отличительная особенность слитых черноземов — большая доля глыбистых отдельностей (от 20 до 85 % в зависимости, в основном, от влажности почвы при ее обработке) при незначительных (не более 5%) наличии микроструктурных частиц [1, 3].
Для обрабатываемых слитых черноземов характерна дифференциация по плотности, значения которой следующие: в посевном слое (0-10 см) — 0,95-1,11 г/см3; в средней части (10-25 см) — 1,191,35 г/см3; в нижней (25-40 см) — 1,231,40 г/см3. Размах значений связан с погодными условиями отдельных лет и влажностью почвы при ее обработке. Приведенные величины (сами по себе) критических значений не превышают, однако в сочетании с варьирующим агрегатным составом часто обуславливают неблагоприятное сложение всех или отдельных частей пахотного слоя. Так, из-за большой рыхлости посевного слоя полевая всхожесть может снижаться до 50%, величина и соотношение капиллярной пористости с некапиллярной часто бывает причиной значительного изреживания посевов за период вегетации во влажные годы. Перечисленное не способствует формированию высокоэффективных интенсивных и одновременно ресурсосберегающих технологий.
Изложенные факты убедительно свидетельствуют, что при решении вопроса обработки слитых черноземов необходимо одновременное определение
14
структурно-агрегатного состава, плотности и строения почвы. Последнее является наиболее затратным по времени, что и обусловило необходимость разработки предлагаемого метода.
Предлагаемый метод определения (сложения) почвы отличается тем, что общая и некапиллярная пористость (пороз-ность) рассчитываются по результатам определения агрегатного состава и плотности (объемной массы).
Преимущества данного метода:
1. Большая производительность и меньший срок получения результата (до 4-х дней, что важно при диагностике на предмет выбора глубины обработки и целесообразности допустимости ее проведения на текущий момент);
2. При агрофизической оценке агроприемов важен комплексный учет показателей.
При использовании предложенного способа отпадает необходимость в применении специальных методов определения
строения (сложения) почвы. Обычно определяют: 1) плотность (чаще всего), затем 2) агрегатный состав (реже), 3) водопрочность (еще реже), а сложение (из-за трудоемкости) определяется очень редко.
Метод определения (сложения) почвы применяется в научных исследованиях и при диагностике.
Расчет общей пористости (порозности) (Робщ, %):
р % = Р/ / V
общ ’ общ ' (%)
Расчет некапиллярной пористости (Рнк,%):
Кбщ = 10,8
ln(l00x) + р ,% = р/ /XXV
1
1п(100х)
(%).
Расчет капиллярной пористости (Рк, %):
Рисунок 1.
Расчет общей (Робщ) и некапиллярной (Рнк) пористости по результатам определения
структуры и плотности почвы. РОбщ и рНк — общая и некапиллярная пористость при плотности почвы 1,00 г/см3,
V — фактическая плотность; I = 2,718.
Таблица 1
Результаты апробации нового способа определения пористости почвы
Данные других исследований Пористость общая по новому методу, % (Р)** Ри/Р
Вариант обработки почвы Плотность, г/см3 Пористость общая, % (Ри)
Чернозем обыкновенный, Среднее Поволжье, Г. И. Казаков (2008)
вспашка 1,97 1,11 56,9 56,3 1,01
плоскорезная обработка 1,68 1,174 55,9 53,6 1,04
мелкая обработка дисками 1,90 1,14 н. д. 54,6 -
без осенней обработки 1,96 1,116 54,6 53,8 1,01
Примечание: 1) структура, плотность и пористость в среднем по севообороту; 2) н. д. — нет данных.
Чернозем выщелоченный сильноуплотненный, Краснодарский край, В.М. Кильдюшкин (2005)
вспашка, 25-27 см 2,80 1,19 54,2 55,5 0,98
чизельная обработка на 40 см 2,73 1,22 53,6 53,9 0,99
Безотвальная на 1214 см 2,75 1,25 52,2 52,6 0,99
* — средневзвешенный диаметр всех (в т.ч. агрономически не ценных агрегатов). ** — рассчитано по приведенным в публикациях данным.
www.m-avu. пагоб. ги
P = P
К общ
(%)
PL = 10,0
ln (10x )+
0,8
ln (10x )_
/ Обозначения:
общ — общая пористость при V = 1,0 г/см3, V — плотность сложения (объемная масса) почвы,
I = 2,718 (основание натурального логарифма),
х — корень квадратный из средневзвешенного диаметра (в мм) всех агрегатов (включая > 10,0 мм и < 0,25 мм).
Примечание: При расчете средневзвешенного диаметра агрегатов для фракции>10,0 мм берется значение 11,0 мм; для фракции < 0,25 мм — 0,13 мм, для фракции 10...5 мм — 7,5 мм; для фракции 5...3 мм — 4 мм; для фракции 3...2 мм — 2,5 мм; для фракции 2...1 мм — 1,5 мм; для фракции 1,0-0,5 мм — 0,75; для фракции
0,5...0,25 мм — 0,38 мм.
Исследования А. Г. Дояренко, Д. И. Бурова, В. П. Гордиенко [2] и других авторов по изучению строения почвы методом насыщенных колонок свидетельствует о следующем: по мере увеличения размеров структурных агрегатов общая и некапиллярная пористости увеличиваются, а капиллярная пористость уменьшается. Указанное увеличение при графическом изображении (см. диаграмму) напоминает логарифмическую функцию, что стимулировало поиск
Агрономия
формулы, связывающее строение почвы с ее агрегатным составом и плотностью.
В микроструктурном или состоящем только из первичных частиц почвах некапиллярная пористость практически отсутствует, а общая представлена капиллярной пористостью. Агрофизический и математический смысл члена (10х) в формуле определения некапиллярной пористости заключается в том, что при размере микроагрегатов < 0,1мм названная пористость маловероятна, а удесятеренная величина дает 1,0 (логарифм единицы равен нулю). В формуле для определения общей пористости взято (100х) - 100 х 0,01= 1, хотя в действительности капиллярная пористость полностью исчезает.
Коэффициенты в формулах (10,8 и 10,0), поправки и
1п (100х) 1п(10х)
необходимость брать корень квадратный из средневзвешенного диаметра агрегатов установлены в процессе согласования результатов расчета с фактическими данными, полученными в исследованиях Адыгейского НИИСХ. Апробация на данных других научно-исследовательских учреждений представлена в таблице 1 и свидетельствует о высокой сходимости результатов — отклонения не превысили 4-х процентов.
Основные направления воспроизводства структуры почвы в земледелии приведены далее.
1. Обогащение почвы органическим веществом как основным источником
образования гумуса и энергии для микроорганизмов. Этого достигают применением органических удобрений (навоз, торф, ком-посты, птичий помет, солома, сидераты, сапропель), посевом многолетних трав (травосеяние), которые оставляют после себя большое количество растительных и корневых остатков. Минеральные удобрения, повышая урожайность возделываемых культур, косвенно влияют на поступление в почву органического вещества за счет увеличения массы растительных и корневых остатков.
2. Пополнение почвенных запасов кальция и магния как основных элементов структурообразования с помощью известкования кислых и гипсования засоленных почв.
3. Сокращение числа проходов по полям сельскохозяйственной техники, особенно тяжеловесной, путем использования ресурсосберегающих технологий выращивания растений.
4. Защита почвы от водной эрозии и дефляции с помощью регулирования стока воды и скорости ветра в приземном слое.
5.Создание наиболее благоприятных условий для окислительновосстановительных процессов в почвах избыточного и недостаточного увлажнения с помощью проведения водных мелиорации— осушения и орошения.
6. Создание прочной структуры верхнего слоя почвы за счет внесения на его поверхность искусственных экологически безопасных структурообразователей.
Литература
1. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. / под. ред. академиков РАСХН В. И. Кирюшина и А. Л. Иванова. М. : Росформагротех, 2005. 784 с.
2. Баздырев Г. И., Сафонов А. Ф. Земледелие с основами почвоведения и агрохимии. М. : КолосС, 2009. 415 с.
3. Васильев И. П., Туликов А. М., Баздырев Г. И. и др. Практикум по земледелию. М. : КолосС, 2005. 424 с.
ОСОБЕННОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ фестулолиума в разные годы жизни В условиях центрального черноземья
Д. И. ЩЕДРИНА,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
В. Н. ОБРАЗЦОВ,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,
О. В. ДМИТРИЕВА, аспирант,
В. В. КОНДРАТОВ, аспирант, Воронежский ГАУ
394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, д. 1; тел. (473) 253-86-51
Ключевые слова: фестулолиум, способы посева, фазы вегетации, семенная продуктивность, перезимовка, многолетние травы.
Keywords: festulolium, methods of sowing, the phase of vegetation, seed productivity, wintering, perennial grasses.
Значительную часть кормов получают за счет злаковых трав, которые широко распространенны на природных угодьях и в травосеянии. Сдерживающим фактором оптимизации структуры посевов кормовых культур, улучшения естественных и создания орошаемых сенокосов и пастбищ является дефицит семян многолетних трав.
В настоящее время потребность в семенах многолетних трав удовлетворяется на 50 %. При этом доля импортных семян в общем объеме их использования достигает около 30 % [4].
Одной из главных причин снижения эффективности семеноводства является ликвидация его системы в стране, которая
ранее базировалась на стройной организации этой отрасли. В настоящие время необходимо возродить некогда налаженную систему семеноводства. Разработка технологий возделывания отечественных сортов многолетних трав на семена должна быть направлена на обеспечение полной реализации био-
