CC BY
19
Нанзат ММ... Хунай-оол 0.0. Влияние регуляторов роста на продуктивность зеленой массы
Средняя урожайность зеленой массы люцерны, т/га (2009-2010 гг)
20-!------------------------------
a 18---------------------------
Ь 14----
О
>| 12----
$ 10----
о
а>
о- 0
О 2---------------------1111111---
О -I--,---,.................................,
1 Контроль б/у 2.Полив по 3 Полив в фазе
всходам ветвление
Рис 3.
В среднем за два года (табл. 3 и рис 3) прибавка к контролю от регуляторов роста в фазе по всходам составила 4 т/га или 32,41 %. Наибольший урожай зеленой массы люцерны составил при поливе в фазе ветвления 17,83 т/га, прибавки зеленой массы составили 5,49 т/га или 44,49 %, а на контроле получено 12,34 т/га.
Таблща 4
Экономическая эффективность, т/га
Экономическая оценка результатов исследований показала высокую эффективность применения регуляторов роста растений. На вариантах с применением регулятора роста получен наибольший доход с гектара, наиболее низкая себестоимость продукции и наибольший уровень рентабельности. Урожайность зеленой массы люцерны повысилась от 12,34 до 17,83 т/га при применении регулятора роста. Соответственно наивысшая рентабельность у третьего варианта, и она составила 62,1 %.
Заключение. На светло-каштановых почвах при поливе гуматом калия люцерна сформировала в среднем за два года на контроле 12,34 т/га зеленой массы, а в фазе ветвления составила - 16,34 т/га, а по всходам 17,83 т/га зеленой массы люцерны. Наиболее экономии-чески эффективным оказался третий вариант, т.е. с гуматом калия в фазе ветвлении 17,83 т/га зеленой массы люцерны (62,1 %). Установлено, что применение гумата калия повышает урожай и улучшает качество зеленой массы люцерны при низких затратах труда.
Литература
1. Андреев Н.Г. Луговое и полевое кормопроизводство. - М.: Колос., ВО «Агропромиздат». 1989
2. Гончарев П.Л., Лубенец П.А. Биологические аспекты возделывания люцерны. - Новосибирск: Наука (Сиб. отд-ние), 1985.
3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта/ Б.А. Доспехов //5-е изд., доп. и перераб. - М.: Агропромиздат, 1985.-351 с.
4. Назын-оол O.A., Нанзат М.Д., Дубровский Н.Г., Монгуш С.Д. Учебное пособие. Методика полевого опыта. - Кызыл.: Типография КЦО «Аныяк», 2007. - 72 с.
5. Денисов Е.П., Коломиец О.И. Перспективные кормовые культуры для сухостепной зоны/Денисов Е.П., Марс A.M., Уполовников Д.А.// Кормопроизводство, 2011, № 1, с. 15-16.
Показатели Варианты
1 2 3
1. Урожайность, т/га 12,34 16,34 17,83
Стоимость продукции с 1 га, тыс. руб 14,800 19,608 21,396
2. Производственные затраты с 1 га, тыс.руб. 9,800 12,400 13,196
3. Себестоимость с 1 га, тыс.руб. 0,794 0,759 0,740
4. Чистый доход с 1 га, тыс.руб. 5,000 7,208 8,200
5. Рентабельность, % 51,0 58,1 62,1
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ЗАЛЕЖНЫХ ЭКОСИСТЕМ В ПЕРИОД ВТОРИЧНЫХ СУКЦЕССИЙ В СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЕ РЕСПУБЛИКИ ХАКАСИЯ
//. 1. Егунова
Хакасский государственный университет, Абакан
Ecological condition of long-fallow ecosystems in secondary succession period in arid steppe zone
N.A. Egunova
В статье сообщается о состоянии залежных экосистем в период восстановительных процессов под влиянием антропогенной нагрузки.
Ключевые слова: почва, слой, гумус, травостой, залежь, экосистема, структура, запасы, элемент, состав, биомасса.
In article it is informed on a condition of long-fallow ecosystems in regenerative processes under the influence of anthropogenous loading.
Keywords: Soil, bed, humus, herbage, ecosystem, fallow, structure, inventory, element, composition, biomass.
Очень часто восстановление залежных экосистем прерывается на субклимаксовых стадиях. Человеком они могут использоваться под сенокошение, пастьбы скота, создание зон рекреации и в других целях. В случае вывода их из сельскохозяйственного оборота в них начинаются восстановительные
(демутационные) сукцессии, ведущие вначале к обновлению и увеличению биологического разнообразия, с последующей инвазией видов, не характерных для данной экосистемы. Проходя через ряд восстановительных стадий они превращаются в новую экосистему, относящуюся либо к степи, либо к более влажному лугово-степному сообществу [1]. В Республике Хакасия широко используются в качестве пастбищных угодий, территории залежных земель. Пастбища по залежам наибольшие площади занимают в Алтайском, Ширинском и Усть-Абаканском районах. В настоящее время они находятся на разных стадиях восстановления. Все залежные участки требуют улучшения качества почв, состава растительного покрова и повышения урожайности.
Цель и задачи исследования. Работа выполнена в целях установления современного экологического состояния залежных экосистем, используемых в качестве пастбищных угодий в жестких условиях климата. В задачи исследований входило: определить видовой состав растительных сообществ, вертикальную структуру травостоя, урожай зелёной и сухой массы растений, выявить содержание минеральных элементов в биомассе растений, изучить современный уровень главных показателей почвенного плодородия.
Объекты и методы исследования. Опытные участки были установлены на залежах 4-5™ летнего возраста и в возрасте более 15 лет. Залежная экосистема 4-5™ летнего возраста находится в стадии восстановления и характеризуется разнотравно-полынным
фитоценозом. На залежи в возрасте более 15 лет доминируют степные злаки. Для изучения видового состава, структуры растений и урожайности использовался метод пробной площадки размером ЮХЮм. При описании морфологических признаков почв применён профильный метод. Взятие проб в стенках почвенного разреза выполнено металлическим прямоугольником с длиной наружных сторон в 25 см. Разделение на фракции подземных частей растений произведено методом декантации. В растительных образцах определено содержание Са, К, М^, Ы, Р. В почвенных пробах изучены главные
агрохимические показатели плодородия: реакция почвенного раствора, содержание гумуса и питательных веществ, ёмкость катионного обмена и состав катионов. Также нами рассмотрены физические свойства: гранулометрический состав, плотность сложения и структурное состояние почв.
Результаты исследований и их обсуждение. Залежь 4-5™ летнего возраста пребывает в начальной бурьянистой стадии восстановления. Травостой на ней сформирован слабо. Среди растений доминируют одно- и двулетние полыни. В разнотравье преобладает мезофитная
растительность. Из семейства бобовых встречается люцерна серповидная, из злаковых - пырей. Процентное соотношение травостоя по весу следующее: разнотравно-полынные виды составляют 80%, злаки 13%, бобовые 7%. Максимальное число видов за сезон на площади 100 м2 - 10-14 видов. Вертикальная структура травостоя состоит из четырёх ярусов (табл.1).
Таблица 1
Структура травостоя бурьянистой залежи
TJpedcmaeumeiiu
Artemisia scoparia, Artemisia frigita Artemisia glauca, Agropyron repens Erysimum cheiranthoides Medicago falcate Lappula echinata Gilib
Convolvulus Fischeranus, Schutellaria scordiifolia
Первый ярус высотой 50-70 см. составили полыни метельчатая и холодная. Во второй ярус вошли полынь серая, пырей ползучий, желтушник левкойный. В третьем ярусе присутствуют люцерна серповидная и липучка ежевидная. Самые низкие растения вьюнок Фишера и шлемник скордиелистный сформировали четвёртый ярус. Общее проективное покрытие (ОПП) восстанавливающей залежи составляет 50-60%. Задернованность 3%. По хозяйственному значению можно выделить группы растений в соотношении видов: кормовые -56%; лекарственные - 7%; сорные -25%; ядовитые - 12%. Урожай зелёной массы составляет 12-15 ц/га. Масса сена максимально достигает 5-6 ц/га.
На полынно-злаковой залежи преобладающими видами растений являются полыни и злаковые. Видовая насыщенность от 11 до 21 видов на 100м2 . Основу травостоя (до 60%) составляют злаки: колосняк ветвистый, пырей ползучий, костер безостый, тонконог гребенчатый, ковыль-волосатик, овсяница валезий-
Ярус Высота,
см
I 50-70
II 30-40
III 15-25
IV До 15
екая. В разнотравье кроме полыней присутствуют представители из семейства сложноцветных, гвоздичных, бобовых и другие виды. Структура травостоя четырёхъярусная (табл.2).
Таблица 2
Структура травостоя полынно-злаковой залежи
Ярус I
Егунова Н.А. Экологическое состояние залежных экосистем в период вторичных сукцессий в сухостепной зоне Республики Хакасия _
составляет 74%. Лекарственных и медоносных растений почти на 1/3 меньше, чем кормовых (21%). 5% занято сорняками. ОПП фонового травостоя - 60-70%. Урожай зелёной массы достигает 17-24 ц/га, сухой -15 - 18 ц/га.
Химические элементы, входящие, с одной стороны, в состав растений и с другой - в состав почвы, представляют собой то общее, что образует целостность биогеоценоза. Раскрытию связей между растениями и почвой в последнее время уделяется большое внимание. Накоплен обширный материал по минеральному обмену в агроценозах. Представляет инте-рес исследование обмена минеральных элементов и в разновозрастных залежных экосистемах, на которых в ходе сукцессии происходит постепенная смена растительных сообществ, приближающихся на конечной стадии к естественным зональным фитоценозам.
Специфика малого биологического круговорота минеральных элементов определяется общим накоплением биомассы, её структурой, количеством ежегодно поступающего опада, флористическим составом сообщества и избирательной способностью поглощать те или иные элементы. Содержание минеральных элементов в растениях изучены в трёх блоках растительного сообщества: в фитомассе (ф), в корнях (к) и мортмассе (мм). Полученные данные отражены ниже в таблице 3.
III
Высота, см 60-80
30-50
15-25
IV
До 10
Представители Leymus ramosus, Bromus inermis Leyss, Koeleria cristata Stipa capilata, Artemisia frigita, Artemisia vulgaris, Festuca valesiaca Aster alpinus L. Agropyron repens, Poa botryoides Melilotus officinalis Tragopogon radiala Fisch
Dianthus versicolor Fisch, Cleistogenes sguarrosa
В состав первого яруса вошли рыхлодерновинные злаки высотой в пределах 60 - 80 см. Структуру второго яруса составили более низкие растения из полыней и злаков. Третий ярус характеризуется разнообразными видами растений. Самые низкие растения гвоздика разноцветная и змеёвка растопыренная сформировали четвёртый ярус. Наибольшая группа кормовых растений и
Таблица 3
Содержание минеральных элементов в биомассе залежных сообществ,%
Растительное сообщество, стадия Сумма элементов, % Са% Mg% N% Р% К%
сукцессии
Разнотравно-полынный фитоценоз, Ф 4,34 1,62 0,48 1,41 0,31 0,52
восстановительная стадия,4-5 лет к 2,81 1,04 0,21 1,08 0,23 0,25
мм 4,50 1,58 0,72 1,18 0,39 0,63
Полынно-злаковый фитоценоз, ф 3,58 1,06 0,59 1,49 0,18 0,26
рыхлодерновинная стадия, более 15 лет к 2,54 0,69 0,12 1,02 0,38 0,33
мм 4,42 1,16 0,55 1,64 0,71 0,46
Сумма минеральных элементов, накапливаемая фитомассой на залежах, варьирует в пределах 3,58% - 4,34%. Максимальное поглощение минеральных элементов наблюдалось на полынной залежи. Эта экосистема находится в восстановительной стадии. Она является первой после забрасывания пашни в залежь и для неё характерно обильное произрастание сорных растений, поглощающих в огромных количествах минеральные элементы. Если рассматривать поглощение фитомассой отдельных элементов, то ведущая роль на обеих залежах принадлежит азоту, который является главным веществом питания растений
в процессах их роста. Его максимальное количество на полынно-злаковой залежи достигает 1,49%. Высокое поглощение азота обусловлено богатым видовым разнообразием сообщества, а также способностью избирательно поглощать отдельные элементы. Следующим, наиболее поглощаемым элементом после азота, является кальций. Его максимальное количество обнаружено в фитомассе на бурьянистой залежи (в среднем -1,62%). Меньше других элементов питания накапливается фосфор. Минимальное содержание данного элемента выявлено в фитомассе рыхлодерновинной залежи (0,26%).
Сумма минеральных элементов в корневой массе на бурьянистой залежи наиболее высокая в сравнении с залежью старшего возраста. В элементном составе преобладают кальций и азот. В процентном отношении фосфора в корнях на бурьянистой залежи накапливается в среднем до 0,23%, калия - 0,25%. На полынно -злаковой залежи таких элементов накапливается немногим больше.
Сумма минеральных элементов в мортмассе выше, чем в живой надземной фитомассе или корнях. Это связано с регулярным поступлением новых порций отмерших растительных остатков в мортмассу. Общей особенностью минерального состава мортмассы следует считать увеличение азота до 1,64%. В заключение необходимо заметить, что для залежных растительных сообществ характерен азотно-кальциевый тип химизма обмена. Максимальное количество элементов накапливается в мортмассе.
В формировании почвенного покрова на залежах участвуют дерновый процесс, а также процессы миграции и аккумуляции карбонатов. Более изреженный растительный покров, меньшее поступление в почву растительных остатков и менее благоприятные условия их гумификации определяют в зоне сухой степи ослабленное развитие дернового процесса. Поскольку морфологические признаки почв являются главными диагностическими показателями, по которым почву относят к определенной классификационной единице, то их установление послужит дальнейшим уточнением диагноза и уровня плодородия почв. Согласно «Классификации и диагностики почв России» (2004), почвы на объектах исследования именуются как чернозёмы текстурно-карбонатные (тёмно-каштановые) [2]. По содержанию гумуса они подразделяются на средне- и малогумусированные виды. В профиле почв прослеживаются следующие общие морфологические признаки: верхний гумусовый горизонт Ри (А) серо-корич-невого цвета с рыжеватым оттенком
Статистические характеристики содержг
мощностью до 13-22 см, среднесуглинистого гранулометрического состава, комковато-поро-шистой структуры с карбонатными образованиями в виде мучнистой присыпки. Переходный горизонт Аи (АВ) коричневого цвета, аналогичного грансостава с мелко-комковатой структурой, с наличием карбонатных образований в виде нитей псевдомицелия, выцветов и карбонатной плесени. В ниже расположенном горизонте САТ1 (Вк) окраска становится более светлой, гранулометрический состав представлен лёгким суглинком, структура плитчато-комковатая, или плитчато-ореховатая, карбонатные образования в виде псевдомицелия, белоглазки, иногда с образованием карбонатной запёки. Горизонт отличается высокой плотностью. Последующий за карбонатным горизонтом САТ2 (ВС) менее уплотнён жёлто-коричневого цвета, легкосуглинистого гран-состава с крупно-плитчатой или призмовидной структурой и карбонатными образованиями в виде мучнистой присыпки. Почвообразующей породой служат элювиально-делювиальные отложения палево-желтого цвета. Гранулометрический состав выражен лёгким суглинком. На глубине одного метра присутствуют включения из щебня и дресвы в объёме 5-10%. В материалах почвенной съёмки за 2001 год, выполненной ОАО «СибНиИПИ землеустройства и мелиорации земель», сообщается, что почвенный покров территории подвергнут процессам эрозии в слабой и нередко в средней степени [3].
По результатам статистической обработки в почвах на бурьянистой залежи среднее содержание гумуса в самом верхнем слое составляет 2,76%. Вниз по профилю происходит резкое снижение гумуса. Запасы гумуса в слое 0-30 см составляют 85 т/га. Такое содержание гумуса следует считать низким [4]. На глубине 40-50 см количество гумуса снижается до 1,09%. Величина стандартного отклонения незначительная. Коэффициент изменчивости с глубиной увеличивается (табл.4).
Таблица 4
ш гумуса в почве на бурьянистой залежи
Глубина, см п л; тт -х тах л; V, %
5-15 3 2,56-2,96 2,76 0,01 0,10 4
20-30 3 1,43-217 1,85 0,12 0,35 19
40-50 3 1,05-1,12 1,09 0,01 0,1 9
Почвы на полынно-злаковой залежи гумуса равным 3,46%, а запасы гумуса в слое 0-характеризуются более высоким содержанием 30 см составляют 110 т/га и соответствуют
Егунова Н.А. Экологическое состояние залежных экосистем в период вторичных сукцессий в сухостепной зоне Республики Хакасия_
средним показаниям [4]. В слоях 40-50см, Коэффициент вариации изменяется в пределах показатель гумуса уменьшается в 3 раза. от низких до средних значений (табл.5).
Таблица 5
Статистические характеристики содержания гумуса в почве на полынно-злаковой залежи
Глубина, см п д: min - х max д: S2 V, %
5-15 3 3,23-3,61 3,46 0,04 0,20 6
20-30 3 2,14-2,71 2,47 0,09 0,29 12
40-50 3 1,03-1,20 1,13 0,01 0,1 9
Исследуемые нами почвы в слое 0-15 см обладают слабощелочной реакцией почвенного раствора. Показания рН колеблются от 7,8 до 8,0. В карбонатном горизонте рН - щелочной. Степень обеспеченности фосфором средняя (1,6-2,4 мг на 100 г почвы), калием средняя и высокая (22,9 - 55,9 мг на 100 г почвы). С глубиной количество питательных элементов снижается.
Ёмкость катионного обмена (ЕКО) в почвах на залежах имеет разные показания. Соответственно содержанию гумуса наиболее высокая величина ЕКО, равна 37,4 мг-экв на 100 г почвы. Данная величина выявлена на полынно-злаковой залежи. В составе обменных катионов доминируют кальций и магний. Максимальная сумма обменных катионов в почве на бурьянистой залежи составляет 29,6 мг-экв на 100 г почвы.
В профиле почв горизонты отличаются по гранулометрическому составу. Гумусовые горизонты характеризуются как среднесугли-нистые. Во фракционном составе преобладают средний и мелкий песок и крупная пыль. Нижние горизонты представлены лёгким суглинком. В составе фракций доминируют мелкий и средний песок.
Плотность сложения почвы в растительном слое на бурьянистой залежи варьирует от до 1,09 до 1,16 г/см3. С глубиной она довольно резко увеличивается (1,66г/см3). На почве формирующей площадь полынно-злаковой залежи плотность сложения изменяется в пределах 1,12 - 1,22 г/см3. Вниз по профилю плотность сложения также увеличивается.
С научной точки зрения, важным показателем при оценке плодородия почвы является её структура. По мнению ряда авторов, агрономическое значение структуры имеет несколько аспектов. Хорошая, достаточно крупная и прочная зернистая или комковатая структура почвы обеспечивает невысокий объёмный вес верхней части профиля, значительную пористость и большие запасы доступной для растений влаги. Как показали исследования, количество агроно-миически ценных агрегатов размером 0,25-10 мм немногим превышает 60
%. Это хорошее структурное состояние почвы. Но ниже этого показания следует удовлетворительная оценка. Фактор структурности, рассчитанный по результатам механического анализа, показал, что почвы обладают достаточно хорошей способностью к оструктуриванию [5]. Наиболее высокие коэффициенты структурности в почвах рыхлодерновинной залежи.
Таким образом, по результатам проведенного исследования выявлено, что главными экологическими типами растительных сообществ на бурья-нистых залежах являются мезофиты и мезоксе-рофиты со стержневым и корневищным побегообразованием. На дерновинных залежах наибольший процент среди экогрупп составили ксерофиты. Хозяйственное значение растительных залежей старшего возраста превышает по качеству и количеству кормовые группы растений. Растительность залежных экосистем характеризуется азотно-кальциевым типом питания.
Почвенный покров выражен чернозёмом текстурно-карбонатным среднесуглинистой разновидности. По содержанию гумуса почвы разделяются на мало- и среднегумусные виды. Реакция почвенного раствора в растительном слое слабощелочная. Почвы характеризуются повышенной плотностью и потенциальной способностью к оструктуриванию.
Литература
1. Миронычева-Токарева, Н.П. и др. Восстановление распаханных степей на каштановых почвах Убсунурской котловины / Н.П. Миронычева-Токарева и др., Почвы Сибири: генезис, география, экология и рациональное использование: мат-лы конф. поев. 100-летию Р. В. Ковалёва 1-4декабря 2007г., - Новосибирск: Изд. Новосиб. гос. ун-т, 2007. - С. 112-114
2. Классификация и диагностика почв России / Авторы и составители: Л.Л.Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И Лебеде-ва, М.И. Герасимова. - Смоленск: Ойкумена, 2004. - 342 с.
3. Крупномасштабное почвенное обследование в границах земель ГПЗ «Московское» Усть-Абаканского района Республики Хакасия: технич. отчет. - Абакан:
2001.-80 с.
4. Гришина Л.А. Гумусообразование и гумусное состоя-ние почв./Л.А. Гришина.-М.: Изд-во МГУ, 1986.-244с.
5. Ганжара, Н.Ф. Практикум по почвоведению/ Н.Ф. Ганжара, Б.А. Борисов, Р.Ф. Байбеков. - М.: Агроконсал,
2002. - 280 с.
