CC BY
56
УДК 631.67:631.82:633.262 А.В. Комиссаров
ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ И УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ КОСТРЕЦА БЕЗОСТОГО В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
Ключевые слова: орошение, удобрения, многолетние травы, урожайность, качество корма, чернозём типичный, свойства почвы, гидротермический коэффициент Селянинова, водно-балансовая станция, поливная норма, экономическая эффективность.
Введение
Стабильное обеспечение населения России мясом и молоком отечественного производства может быть достигнуто при объемах кормопроизводства на мелиорируемых землях на уровне не менее 3040% от общей потребности в кормах, что обеспечивается путём внедрения инновационных технологий и адаптивно-ландшафтной системы земледелия [1].
По состоянию на 01.01.2011 года в Республике Башкортостан имеется около 35 тыс. га орошаемых земель сельскохозяйственного назначения. В структуре посевных площадей наибольшую долю (около 60%) занимают многолетние травы и естественные кормовые угодья.
Урожайность сена многолетних трав на орошаемых землях Республики Башкортостан за последние 5 лет составляла в среднем 21 ц/га. Этот невысокий показатель объясняется наличием на орошаемых землях старовозрастных травостоев, уменьшением количества вносимых минеральных удобрений, нарушением режима орошения и технологии возделывания многолетних трав.
Цель исследований — изучение влияния орошения и удобрений на урожайность костреца безостого. Задачи исследований: выявить оптимальную оросительную норму, потенциально возможную урожайность и продуктивное долголетие костреца безостого, оценить качество сена и определить экономическую эффективность производства сена в зависимости от возраста травостоя, применения орошения и удобрений.
Объекты и методы
Опыты были заложены в 2001 г. на территории водно-балансовой станции (ВБС) Управления по мониторингу мелиорируемых земель (УММЗ) ФГУ Управление «Башмелиоводхоз» по схеме:
Вариант 1 — контроль (без орошения, без удобрений).
Вариант 2 — рекомендуемая доза удобрений ^20Р120К90, без орошения.
Вариант 3 — орошение, без удобрений.
Вариант 4 — рекомендуемая доза удобрений ^20Р120К90, с орошением [2].
Площадь учетной делянки — 50 м2. По-вторность четырехкратная. Размещение вариантов в опытах систематическое. Кострец безостый был посеян в июне 2000 г. Удобрения вносились в виде аммофоса, хлористого калия и мочевины весной под боронование. Фенологические наблюдения и определение влажности почвы проводили по фазам роста и развития растения в течение вегетационного периода. Поливы дождеванием производились при снижении влажности расчётного слоя почвы не ниже 65% от наименьшей влагоёмкости (НВ). Учёт урожая проводили сплошным способом с обработкой результатов методом дисперсионного анализа. Агрофизические и агрохимические свойства почв определялись в лабораторных условиях, а водно-физические — в полевых условиях по общепринятым методикам.
Почвы опытного участка представлены черноземами типичными легкоглинистыми, имеющими хорошую структуру и оптимальную водопрочность (содержание агрономических ценных агрегатов от 0,25 до 3 мг составляет 21,8%). Агрохимические свойства почвы в горизонте А1 (0-35 см) следующие: содержание гумуса — 8%, рН=6,6, сумма поглощенных оснований — 53,5 мгэкв/100 г почвы, уровень обеспеченности легкогидролизуемым азотом — 19,6, подвижным фосфором — 2,84, обменным калием — 13,5 мг/100 г почвы.
22
Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 8 (82), 2011
Водно-физические свойства почвы опытного участка для слоя 0-50 см имеют следующие характеристики: плотность сложения — 1,13 г/см3, наименьшая вла-гоемкость — 31,4%, полная влагоемкость — 45,2% от массы почвы.
ВБС расположена в южной лесостепной зоне республики. Климат района континентальный, с продолжительной холодной зимой и теплым летом. По данным метеостанции Уфа-Дёма (близлежащей к ВБС), среднегодовая температура составляет +3,2°С. Максимум температур приходится на июль (+20,1°С), а минимум — на январь (-15,0°С). Средняя многолетняя годовая сумма осадков достигает 610 мм, из которых 298 мм выпадает в вегетационный период. Число дней с температурами выше +5°С составляет 175 дней, выше +10°С — 139 и выше +15°С — 90 дней. Сумма положительных температур воздуха за вегетационный период составляет 2535оС, активных температур выше + 10°С — 2243°С, эффективных температур выше +10°С — 873°С.
Результаты и их обсуждение
Метеорологические условия в годы проведения опытов (2001-2010 гг.) представлены в таблице 1.
За годы исследований наиболее засушливым по гидротермическому коэффициенту Селянинова (ГТК) в целом за весь вегетационный период оказался 2010 г., а наиболее влажным — 2002 г. За десятилетний период наблюдений только три года (2002, 2005, 2006) имели значения ГТК выше среднемноголетних, остальные семь лет, в том числе четыре последних — ниже среднемноголетних. Кроме того, сумма активных температур воздуха за все годы наблюдений была выше средне-многолетнего значения. Это свидетельствует об аридизации климата в зоне исследований.
Для поддержания влажности почвы в оптимальных пределах (в интервале между наименьшей влагоёмкостъю и влажностью разрыва капилляров) в слое 0-50 см проводились поливы нормой от 300 до 700 м3/га в зависимости от предполивной влажности почвы [3]. Величина оросительной нормы в разные годы исследований колебалась от 900 до 3900 м3/га и зависела от складывающихся метеорологических условий вегетационного периода (табл. 2).
В годы проведения опытов весеннее отрастание многолетних трав наблюдалось
во второй — третьей декаде апреля, через 3-10 дней после схода снежного покрова. Первый укос проводился в третьей декаде июня, второй — в третьей декаде августа.
Обобщенные результаты учета урожайности многолетних трав свидетельствуют о важной роли орошения и применения минеральных удобрений в повышении продуктивности сеяных сенокосов (табл. 3).
Эффект от внесения рекомендуемой дозы минеральных удобрений выражен в большей степени, чем от орошения. Эта тенденция наблюдалась во все годы исследований, за исключением 2004 и 2010 гг., когда внесенные удобрения из-за малого количества осадков в мае-июне были плохо усвоены почвой. Максимальная прибавка урожайности от удобрений на богаре (102%) была получена в 2005 г., когда после внесения удобрений выпало большое количество атмосферных осадков. В среднем за весь период исследований на варианте 2 была получена прибавка 1,85 т/га сена, а на варианте 3 — 1,09 т/га.
Урожайность многолетних трав при совместном применении орошения и удобрений значительно превосходит урожайность, полученную на вариантах при раздельном их применении (табл. 3). Таким образом, орошение создает предпосылки для более эффективного использования удобрений, а удобрения, в свою очередь, способствуют более продуктивному использованию поливной воды. Максимальная урожайность на варианте 4 была достигнута на пятый год пользования травостоем и составила 11,02 т/га сена.
Во все годы исследований и на всех вариантах опытов урожайность сена многолетних трав первого укоса в 1,3-5,7 раза превышает урожайность сена многолетних трав второго укоса (табл. 3). В среднем за годы исследований доля урожая первого укоса составила по вариантам опыта от 62 до 70% от всего урожая за вегетацию. Это связано с тем, что высота травостоя перед первым укосом составляла по вариантам опыта от 87 до 103 см, а перед вторым укосом — от 29 до 46 см. И если перед первым укосом кострец безостый находился в фазе начала цветения, то перед вторым укосом он достигал лишь фазы выхода в трубку. Вероятно, это объясняется биологическими особенностями костреца безостого, для которого характерно максимальное формирование биомассы в первой половине вегетационного периода.
Условия тепло- и влагообеспеченности в период вегетации многолетних трав
Год Дата схода снежного покрова Дата перехода ч/з Сумма температур воздуха выше +10°С Сумма осадков при температуре воздуха выше +5°С Сумма осадков при температуре воздуха выше +10°С ГТК
по периодам 4" по периодам 4" по периодам 4" по периодам 4"
+5иС весна/осень + 10°С весна/осень 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
2001 24.04 15.04/08.10 21.04/27.09 1008 1168 286 2462 152 74 54 280 152 74 28 254 1,50 0,63 0,98 1,03
2002 18.04 15.04/05.10 21.04/30.09 848 1133 336 2317 217 92 59 368 217 92 33 342 2,56 0,81 0,98 1,48
2003 17.04 17.04/08.10 05.05/28.09 821 1257 339 2417 217 59 12 288 188 59 8 255 2,29 0,47 0,24 1,06
2004 28.04 28.04/02.10 29.04/19.09 1019 1127 357 2503 71 128 73 272 71 128 40 239 0,70 1,14 1,12 0,95
2005 21.04 15.04/28.10 22.04/20.09 972 1261 287 2464 130 114 47 291 130 1 14 28 272 1,34 0,90 0,98 1,10
2006 13.04 11.04/30.09 03.05/16.09 895 1173 251 2319 162 94 70 326 135 94 58 287 1,51 0,80 2,31 1,24
2007 21.04 19.04/10.10 09.05/01.10 876 1240 384 2500 194 71 36 301 111 71 35 217 1,27 0,57 0,91 0,87
2008 19.04 19.04/01.10 27.04/23.09 866 1243 169 2278 93 114 83 290 73 99 16 188 0,80 0,80 0,95 0,83
2009 26.04 24.04/02.10 27.04/20.09 930 992 489 2411 50 55 78 183 50 55 75 180 0,54 0,55 1,53 0,75
2010 15.04 10.04/01.10 21.04/30.09 951 1568 439 2958 54 62 31 147 50 62 31 143 0,53 0,39 0,71 0,48
Средне многолетнее 17.04/09.10 03.05/19.09 891 1112 240 2243 113 117 68 298 95 117 33 245 1,07 1,05 1,38 1,09
Примечание. 1-й период — от начала вегетации до первого укоса, 2-й период — от первого до второго укоса, 3-й период — от второго укоса до конца вегетации; 4 — весь период вегетации.
Таблица 2
Величина оросительной нормы и распределение поливов в годы опытов
Годы опытов Оросительная норма, м3/га Количество поливов/поливная норма, м3/га
до первого укоса от первого до второго укоса
2001 900 - 3/300
2002 900 - 3/300
2003 900 - 3/300
2004 1200 2/300 2/300
2005 1200 1/300 3/300
2006 900 1/300 2/300
2007 900 - 3/300
2008 1200 1/300 3/300
2009 1200 2/300 2/300
2010 3900 2/300 1/500, 4/700
Эффект от орошения особенно проявлялся на урожае второго укоса, когда почвенная и атмосферная засуха сильно угнетали растения, произрастающие на богаре. Так, второй укос 2010 г. характеризовался прибавкой от орошения на 285%, а второй укос 2004 г. — всего на 12%. При этом в 2004 г. на контрольном варианте наблюдалась самая высокая за все годы опытов урожайность второго укоса. Межукосные периоды соответствующих лет характеризовались в 2010 г. как острозасушливые (ГТК — 0,39; осадки — 62 мм), в 2004 г. — как влажные (ГТК — 1,14; осадки — 128 мм).
Урожайность на контрольных вариантах находилась в прямой зависимости от выпадающих атмосферных осадков и возраста травостоя. В 2003 г. была достигнута максимальная урожайность, которая составила 6,34 т/га (за два укоса) при 276 мм выпавших за вегетационный период осадков. Минимальная урожайность была в 2010 г., где соответствующие показатели составили 0,94 т/га и 116 мм. В результате 10-летнего пользования травостой оказался сильно изреженным. На неорошаемом участке его густота составляла: перед первым укосом — 140 шт/м2, перед вторым укосом — 98 шт/м2, что в 4-5 раз меньше, чем в первые годы пользования травостоем.
Снижение урожайности на орошаемом варианте в 2002 г. по сравнению с 2001 и 2003 гг. связано со значительным недобором тепла в вегетационный период. Так, сумма эффективных температур воздуха в 2002 г. за период от весеннего отрастания до второго укоса составила всего 531°С при среднемноголетних значениях — 873°С.
В первые пять лет пользования травостоем (2001-2005 гг.) получена наибольшая прибавка сена: от применения орошения — 1,21 т/га, от применения удобрений — 2,83, от совместного применения орошения и удобрений — 4,42 т/га. В последующие пять лет (2006-2010 гг.) действие удобрений и орошения на изрежен-ном травостое ослабевает, а прибавка составляет, соответственно, 0,98; 1,34 и 2,21 т/га. Кроме того, качество сена старовозрастного травостоя — 2-й и 3-й класс уступает качеству сена молодого травостоя — 1-й класс.
Применение орошения и удобрений позволило получить сено более высокого качества, по сравнению с контрольным вариантом. Так, на контрольном варианте содержание сырого протеина и кормовых единиц (к.е.) составляло в среднем 11,6% сухого вещества и 0,60 к.е., на варианте 2 — 12,7% и 0,60 к.е., на варианте 3 — 12,2% и 0,63 к.е., на варианте 4 — 13,1% и 0,65 к.е. соответственно.
Химический анализ корма показал увеличение содержания фосфора и калия в образцах сена, взятых с удобренных вариантов. Так, если на контрольном варианте содержание фосфора в сене составляет 0,2%, калия 0,96, то на удобренном варианте на богаре — 0,22 и 1,09%, а на удобренном варианте с орошением — 0,27 и 1,11% соответственно. Содержание нитратов в сене на удобренных вариантах возрастало до 400-600 мг/кг (контрольный вариант — 200-300 мг/кг), но не превышало ПДК (1000 мг/кг).
Расчет экономической эффективности производства сена показал, что орошение и удобрение рекомендуемой дозой молодых травостоев рентабельно (табл. 4).
Урожайность сена многолетних трав, т/га
Годы Варианты НСР05*
контроль удобрения без орошения /прибавка, % орошение без удобрений /прибавка, % орошение с удобрениями /прибавка, %
1-й укос 2-й укос всего 1-й укос 2-й укос всего 1-й укос 2-й укос всего 1-й укос 2-й укос всего
2001 4,49 1,24 5,73 - - - 4,49/0 2,62/111 7,11/24 - - - 0,37
2002 4,21 1,52 5,73 5,04/20 2,43/60 7,47/30 4,21/0 2,11/39 6,32/10 5,04/20 3,18/109 8,24/44 0,27
2003 4,44 1,90 6,34 7,2363 2,65/39 9,88/56 4,44/0 2,71/43 7,15/13 7,23/63 3,03/59 10,23/61 0,15
2004 2,75 2,07 4,82 3,63/32 2,67/30 6,30/31 4,19/52 2,31/12 6,50/35 7,18/161 2,83/37 10,01/108 0,45
2005 3,37 1,33 4,70 6,71/99 2,80/110 9,51/102 3,97/18 2,31/74 6,28/34 7,33/118 3,69/177 11,02/134 0,59
2006 2,45 1,32 3,77 3,41/39 2,23/69 5,64/50 3,32/36 2,10/59 5,43/44 3,75/53 2,37/80 6,12/62 0,38
2007 2,81 1,27 4,08 4,12/47 1,73/36 5,85/43 2,81/0 2,07/63 4,88/20 4,12/47 2,71/113 6,83/67 0,41
2008 2,35 0,99 3,34 3,48/48 1,35/36 4,83/45 2,73/16 1,71/73 4,44/33 3,86/64 2,24/126 6,10/83 0,29
2009 1,90 0,63 2,53 2,53/33 1,25/98 3,78/49 2,02/6 1,12/78 3,14/24 3,02/59 1,61/156 4,63/83 0,15
2010 0,80 0,14 0,94 1,02/28 0,22/36 1,24/32 1,10/38 0,54/285 1,64/74 1,31/64 0,71/407 2,02/115 0,08
Среднее за 2001-2005 гг. 3,85 1,61 5,46 5,65/47 2,64/64 8,29/52 4,26/11 2,41/50 6,67 /22 6,69/74 3,19/98 9,88/81
Среднее за 2006-2010 гг. 2,06 0,87 2,93 2,91/41 1,36/56 4,27/46 2,39/16 1,52/75 3,91/33 3,21/56 1,93/122 5,14/75
Среднее за 2001-2010 гг. 2,96 1,24 4,20 4,13/39 1,92/55 6,05/44 3,33/13 1,96/58 5,29/26 4,76/60 2,48/100 7,24/72
* НСР05, т/га — приведена для урожайности в сумме за два укоса.
Примечание. 1. В числителе показатели молодого травостоя (2001-2005 гг.), в знаменателе показатели старовозрастного травостоя (2006-2010 гг.). 2. Продуктивность травостоев снижена на величину потерь при уборке (20%).
Таблица 4
Экономическая эффективность производства сена
Варианты
Показатели контроль удобрения без орошения орошение без удобрений орошение с удобрениями
Урожайность, т/га сухого вещества 3,63 1,95 5,50 2,83 4,43 2,60 6,56 3,41
Продуктивность, т к.е/га 2,35 1,07 3,58 1,56 3,01 1,51 4,59 2,08
Стоимость продукции, тыс. руб/га 9,64 4,39 14,68 6,39 12,35 6,19 18,82 8,53
Ежегодные затраты, тыс. руб/га 4,82 3,28 12,10 11,20 9,11 8,62 16,81 15,39
Условный чистый доход, 4,82 2,58 3,12 2,01
тыс. руб/га 1,11 -4,81 -2,43 -6,86
Себестоимость 100 к.е., 205 338 303 366
руб. 306 718 570 740
Рентабельность, % 100 34 21 34 12
Однако ввиду высоких затрат на электроэнергию при механической водоподаче и высокой стоимости вносимых минеральных удобрений на вариантах с орошением и удобрением получен меньший чистый доход, чем на контрольном варианте (табл. 4). Орошение и удобрение расчетной дозой старовозрастных травостоев оказались экономически нецелесообразными.
Выводы
1. В южной лесостепи Республики Башкортостан при возделывании костреца безостого на типичных черноземах величина оросительной нормы колеблется от 900 до 3900 м3/га и зависит от складывающихся погодных условий.
2. Оптимизация водного режима почвы и внесение удобрений дозой ^20Р120К90 на молодых кострецовых травостоях позво-
ляют получить до 11 т/га сена высокого качества.
3. Длительное использование (более 56 лет) костреца безостого приводит к значительному снижению урожайности и ухудшению питательной ценности корма.
Библиографический список
1. Проект Концепции федеральной целевой программы «Развитие мелиорации сельскохозяйственных земель России на период до 2020 года» / / http//www.mcx.ru/documents/document /show/14284.77.htm.
2. Рекомендации по эффективному использованию орошаемых земель Башкирской АССР. - Уфа, 1984. - 150 с.
3. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге / А.А. Роде. — Л.: Гидроме-теоиздат, 1965. — 286 с.
+ + +
