CC BY
23Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/42
УДК 631.4 https://doi.org/10.33619/2414-2948/42/20
AGRIS F07
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ, ВЫБЫВШИХ ИЗ АКТИВНОГО ОБОРОТА
©Карасева О. В., ORCID: 0000-0002-8377-6386, SPIN-код: 3563-1561, канд. с.-х. наук, Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель (ФГБНУВНИИМЗ), п. Эммаус, Россия, 2016vniimz-noo@list.ru ©Иванов Д. А., ORCID: 0000-0002-8123-3257, SPIN-код: 4779-8148, член-корр. РАН, д-р с.-х. наук, Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель (ФГБНУВНИИМЗ), п. Эммаус, Россия, 2016vniimz-noo@list.ru ©РублюкМ. В., ORCID: 0000-0001-5319-2614, SPIN-код: 6643-9977, канд. с.-х. наук, Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель (ФГБНУВНИИМЗ), п. Эммаус, Россия, 2016vniimz-noo@list.ru
THE USE OF CULTIVATED LAND RETIRED FROM ACTIVE ROTATION
©Karaseva O., ORCID: 0000-0002-8377-6386, SPIN-code: 3563-1561, Ph.D., All-Russian Research Institute of Reclaimed Lands, Emmaus, Russia, 2016vniimz-noo@list.ru ©Ivanov D., ORCID: 0000-0002-8123-3257, SPIN-code: 4779-8148, Corresponding Member
of the RAS, Dr. habil., All-Russian Research Institute of Reclaimed Lands, Emmaus, Russia, 2016vniimz-noo@list.ru ©Rublyuk M., ORCID: 0000-0001-5319-2614, SPIN-code: 6643-9977, Ph.D., All-Russian Research Institute of Reclaimed Lands, Emmaus, Russia, 2016vniimz-noo@list.ru
Аннотация. В работе описаны тренды эволюции показателей жизнедеятельности долгоживущего пятикомпонентного травостоя и агрохимических свойств почв под ним на выводном поле агроэкологического полигона ФГБНУ ВНИИМЗ, выявленные на основе долговременного мониторинга. Показан характер изменения урожайности сена, ботанического состава трав и агрохимических свойств почв при старении травостоя. Выявлено, что средняя урожайность сена по полигону за время наблюдений была менее 4 т/га, на склонах наблюдаются ее повышенные значения, особенно заметные в благоприятные по погодным условиям периоды. Показано, что за годы наблюдений отмечается устойчивая тенденция к снижению урожайности пятикомпонентной травосмеси. Приведены результаты статистического анализа зависимости урожайности сена от ботанического состава травостоя в разные годы. Регрессионный анализ показал, что в 20032005 гг. наблюдается этап заметного влияния пространственной вариабельности доли бобовых на урожай сена (r ~ 0,4), который повторился в 2007-2008 гг. (r = 0,58) и 20132014 гг. (r ~ 0,5). Если учесть динамику доли бобовых в травосмеси, то можно сказать, что падение продуктивности травостоя и потеря качества урожая — это ожидаемый факт, обусловленный объективными процессами естественной сукцессии агроценоза на залежах и снижения плодородия почв. Обоснованы оптимальные сроки эксплуатации многокомпонентных злакобобовых травостоев в пределах выводных полей и определены мероприятия по введению их в сельскохозяйственный оборот. Доказана эффективность применения мер по рекультивации посевов травосмеси на основе сидерации и промежуточных культур.
Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/42
Abstract. The paper describes trends in the evolution of vital signs of a long-lived five-component grass stand and agrochemical properties of soils under it at the reserve field of the agroecological testing ground of All-Russian Research Institute of Reclaimed Lands identified on the basis of long-term monitoring. The nature of changes in hay yield, botanical composition of herbs and agrochemical properties of the soil during aging of the stand is shown. It was revealed that the average yield of hay over the landfill during the observation period was less than 4 t/ha, its elevated values are observed on the slopes, especially noticeable in periods favorable under weather conditions. It has been shown that over the years of observations there has been a steady downward trend in the yield of the five-component grass mixture. The results of a statistical analysis of the dependence of hay yield on the botanical composition of the stand in different years are given. Regression analysis showed that in 2003-2005. there is a stage of noticeable influence of the spatial variability of the share of legumes on the hay yield (r ~ 0.4), which was repeated in 2007-2008. (r = 0.58) and 2013-2014 (r ~ 0.5). If we take into account the dynamics of the share of legumes in grass mixture, then we can say that the decline in productivity of grass and loss of crop quality is an expected fact due to objective processes of natural succession of agroecosystem on deposits and a decrease in soil fertility. The best terms of exploitation of multicomponent grain-legume grasses stand within the reserve fields are substantiated and measures for their introduction into agricultural rotation are determined. Proved the effectiveness of the measures for the reclamation of grass mixtures based on the culture and intermediate crops.
Ключевые слова: агромикроландшафт, залежь, органическое вещество, рекультивация, реконструкция, сидераты.
Keywords: agromicrolandscape, fallow soil, organic matter, reclamation, reconstruction, green manure.
Введение
На современном этапе развития агропромышленного комплекса нашей страны возникают вопросы трансформации (рекультивации) залежных земель в пашню в Нечерноземной зоне. За последние десятилетия особый урон нанесен ранее мелиорированным землям, перечеркнувший немалые усилия, затраченные на их окультуривание. Примерно 20-35% пашни, на которой прекращено антропогенное воздействие, находятся под многолетними травами, возраст которых свыше 12-15 лет. Вовлечение в активный оборот залежей, как на землях нормального увлажнения, так и в пределах осушаемых массивов позволит получить дополнительную продукцию растениеводства, в том числе в виде зеленых и объемистых кормов для животноводства.
Зарастание заброшенных полей, на которых последней культурой были кормовые многолетние травы, начинается с луговой стадии, сформированной культурными видами, которые постепенно замещаются дикими. На заброшенной территории на первом этапе формируется неустойчивое растительное сообщество, где резкая смена доминирующего видового состава происходит путем захвата необрабатываемой территории сорной растительностью. Чаще всего такие массивы используются под сенокосы, что препятствует внедрению в них древесных растений. Вопрос изучения трансформации растительности и почв пустошей в настоящее время весьма актуален, вследствие того, что они представляют собой значительный резерв сельскохозяйственных площадей, пригодных для сенокосно-пастбищного использования, а также для включения их в севооборот. Целью данной работы
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/42
явилось изложение результатов долговременного мониторинга состояния растительности и почв на выводном поле, занятом многокомпонентной злакобобовой травосмесью в пределах конечно-моренного холма.
Методика исследования
Полевые исследования проводились на агроландшафтном полигоне ФГБНУ ВНИИМЗ в 2003-2014 гг. Он расположен в пределах конечно-моренного холма с относительной высотой 15 м, состоящего из межхолмных депрессий (северной и южной), южного склона крутизной 3-5о, плоской вершины и северного склона крутизной 1-2о. Почвенный покров представлен вариацией-мозаикой дерново-подзолистых глееватых и глеевых почв, развивающихся на двучленных отложениях различной мощности. В пределах полигона выделено четыре типа элементарных геохимических ландшафтов, являющихся вариантами ландшафтно-полевого опыта: 1 — элювиально-аккумулятивный (Э-А) на вершине, где вместе с нисходящим током веществ наблюдается их аккумуляция в микропонижениях; 2 — элювиально-транзитный (Э-Т) в пределах верхних частей склонов, где наблюдается нисходящий ток веществ и их боковое перемещение; 3 — транзитный (Т) на склонах с боковым перемещением веществ; 4 — транзитно-аккумулятивный (Т-А) в наиболее пониженных частях полигона, где совмещено латеральное перемещение веществ и частичная их аккумуляция из грунтовых и намывных вод.
Почвообразующие породы на полигоне имеют ярко выраженный двучленный характер — на южном склоне холма средняя глубина морены превышает 1 м, на северном она залегает на глубину 0,5-0,6 м, а местами выходит на поверхность. Южный склон холма характеризуется господством песчаных и супесчаных почв, тогда как на северном — преобладают легкосуглинистые разности, что является генетической особенностью конечно-моренных гряд.
В элювиально-аккумулятивных микроландшафтах преобладают дерново-подзолистые слабооглеенные почвы, в элювиально-транзитных наблюдается более сложный почвенный покров, состоящий из дерново-подзолистых глеевых и глееватых почв. В транзитных микроландшафтах структура почвенного покрова состоит из трех компонентов: глеевой, глееватой и слабооглеенной почвы. Ниже по склону почвенный покров опять приобретает двухкомпонентный характер. Почвы агроэкологического стационара осушены регулярным гончарным дренажем с междренными расстояниями от 20 до 40 м.
Исследования проводились на выводном поле, пересекающем все основные микропозиции моренного холма и расположенном перпендикулярно дренажу. Ширина поля 7,2 м, длина — 1400 м. Площадь под травостоем около 1 га. Определение параметров травостоя и почв проводилось в 30-ти точках опробования, регулярно расположенных в пределах выводного поля на расстоянии 40 м друг от друга [1].
На выводном поле в 1996 г. высеяли пятикомпонентную травосмесь, состоящую из следующих видов и сортов многолетних трав:
1. Люцерна синегибридная Вега;
2. Клевер луговой ВИК 7;
3. Тимофеевка луговая ВИК 9;
4. Овсяница луговая ВИК 5;
5. Райграс пастбищный ВИК.
С 1997 г. эти посевы использовались для сенокошения без применения удобрений, обработки почвы и посева/посадки культурных растений.
Метеорологические условия за опытный период были различны. По степени
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/42
увлажнения характеристика вегетационного периода изменялась от острозасушливого (2010 и 2014 гг.) до избыточно влажного (2008 и 2012 гг.), но в основном условия для трав складывались благоприятно. Наши исследования охватывают период зрелости и старости травостоя — перехода выводного поля в залежь.
Результаты и обсуждение Средняя урожайность сена по полигону за время наблюдений была менее 4 т/га (Таблица 1). Анализ особенностей пространственного распределения среднемноголетних данных по урожайности сена показывает, что на склонах наблюдаются ее повышенные значения, особенно заметные в благоприятные по погодным условиям периоды.
Таблица 1.
ВЛИЯНИЕ АГРОЛАНДШАФТНЫХ УСЛОВИЙ НА УРОЖАЙ СЕНА ПЯТИКОМПОНЕНТНОЙ ТРАВОСМЕСИ, т/га
АМЛ Периоды наблюдений, годы Среднее
2003-2005 2006-2008 2009-2011 2012-2014
Т-Аю 4,76 3,68 5,55 2,34 4,08
Тю 5,89 4,69 6,19 2,48 4,82
Э-Тю 4,37 3,54 4,59 1,56 3,51
Э-А 4,67 2,58 4,66 2,08 3,49
Э-Тс 3,47 2,07 4,58 1,39 2,88
Тс 4,48 2,60 7,33 3,11 4,38
Т-Ас 3,96 2,56 5,16 2,82 3,63
Среднее 4,51 3,10 5,44 2,25 3,83
НСР0,05 1,00 1,26 1,77 0,92
За годы наблюдений отмечается устойчивая тенденция к снижению урожайности пятикомпонентной травосмеси. Исключением является период 2009-2011 гг. с наивысшей урожайностью сена, что обусловлено преобладанием в нем лет с оптимальными погодными условиями. В 2014 г. эдафические условия позволили в агрофитоценозе пятикомпонентной травосмеси сформировать урожайность только 1,83 т/га сена. Особенно понизилась урожайность сена на вариантах с господством элювиальных процессов — в верхних частях моренного холма.
Сравнение характера пространственных распределений продуктивностей по отдельным периодам показывает, что преобладание в периоде лет с оптимальными погодными условиями приводит к снижению достоверно подтвержденных значений вариабельности урожайности.
Проведенный анализ ботанического состава травостоя показал, что к 2006-2008 гг. произошло сильное внедрение в посев травосмеси аборигенных агрессивных сорняков, снижающих кормовую ценность и урожай культуры (Таблица 2). На вершине холма и в верхних частях склонов происходило более интенсивное выпадение бобовых, вследствие значительного подкисления почвенного раствора.
Растительность залежи, перед ее вовлечением в севооборот, была представлена: из злаковых: тимофеевкой луговой, мятликом луговым, ежой сборной; из бобовых - изредка встречались люцерна синегибридная и клевер луговой; из сорняков: пырей ползучий, одуванчик обыкновенный, бодяк полевой и множество других. В сене смеси многолетних трав доля злакового компонента составила более половины, пятую часть его составляли
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/42
внедрившиеся в посевы «агрессивные», конкурентоспособные сорняки. Изреженные, единичные растения люцерны уже не обеспечивали должного качества и количества получаемого сена. К 2014 г. началось самозарастание выводного поля сорной растительностью, практически в 2 раза повысилась ее масса в сене.
Таблица 2.
ДИНАМИКА ДОЛИ БОБОВЫХ В ПРЕДЕЛАХ АГРОЛАНДШАФТА В МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ТРАВОСМЕСИ, %
АМЛ Периоды наблюдений, годы Среднее
2003-2005 2006-2008 2009-2011 2012-2014
Т-Аю 67,7 47,1 57,1 46,3 54,6
Тю 51,9 50,6 47,2 27,1 44,2
Э-Тю 46,4 35,5 17,8 17,0 29,2
Э-А 47,6 25,3 37,0 29,2 34,8
Э-Тс 43,5 26,7 31,9 11,5 28,4
Тс 43,8 46,5 28,5 34,4 38,3
Т-Ас 44,8 31,7 41,2 22,1 35,0
Среднее 49,4 37,6 37,2 26,8 37,8
Характер процесса старения травостоя, совместно с динамикой погодных условий, определил наличие некоторой периодичности влияния доли бобовых в травосмеси на урожайность сена. Регрессионный анализ показал, что с 2003 по 2005 гг. наблюдается этап заметного влияния пространственной вариабельности доли бобовых на урожай сена (г ~ 0,4), который повторился в 2007-2008 гг. (г = 0,58) и в 2013-2014 гг. (г ~ 0,5). Если учесть динамику доли бобовых в травосмеси, то можно сказать, что падение продуктивности травостоя и потеря качества урожая — это ожидаемый факт, обусловленный объективными процессами естественной сукцессии агроценоза на залежах. Поэтому весьма уместно применение мер по рекультивации посева травосмеси.
На правильность принятого решения указывает и ухудшение агрохимических показателей почвы за годы использования сенокоса. Ежегодное отчуждение надземной массы травосмеси привело к потерям питательных веществ, особенно фосфора и калия, подкислению ППК, а восполнение затрат за счет опада, потерь при уборке и других источников было не достаточным (Таблица 3).
Таблица 3.
ВЛИЯНИЕ АГРОЛАНДШАФТНЫХ УСЛОВИЙ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЫ
Показатель Год Агромикроландшафт ы
Т-Аю Тю Э-Тю Э-А Э-Тс Тс Т-Ас
рН (KCl) 1998 5,89 5,81 5,74 5,22 5,54 6,13 6,37
2012 5,47 6,04 5,32 5,16 4,83 5,43 5,49
Hr мг- 1998 2,08 2,13 2,55 2,37 2,33 1,74 1,49
экв/100 г 2012 1,77 1,57 2,37 2,49 3,20 2,49 2,48
Р2О5 мг/100 г 1998 60,5 62,4 61,0 37,5 28,9 55,3 35,1
2012 33,0 47,6 25,8 27,3 12,2 21,5 19,5
К2О мг/100 г 1998 18,6 15,4 24,4 19,7 16,3 14,2 8,4
2012 9,3 10,1 8,8 9,2 6,9 6,4 6,8
Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/42
Признанным способом рекультивации залежных земель считается использование сидеральных культур, запахиваемых в почву с целью ее обогащения элементами питания, так как по их содержанию культуры-сидераты близки к отходам животноводства [2-4]. Учитывая современные условия сельскохозяйственного производства без использования навоза, компостов, торфа и т. д., пополнение органического вещества почвы возможно за счет зеленого удобрения. В опыте в качестве приема рекультивации залежи было принято решение применения сидерации однолетними крестоцветными культурами.
Трудно переоценить значение зеленого удобрения в увеличении урожайности последующих культур, поскольку оно является источником главного носителя плодородия почвы — органического вещества. Равномерное распределение в верхних слоях почвы сидератной массы возделываемых культур служат хорошей пищей для бактерий, грибов и других почвенных микроорганизмов. Промежуточные культуры — эффективное средство борьбы с сорняками; быстрое наращивание надземной массы сидерата приводит к тому, что сорняки попадают под мощный покров растений, в условия сильного затенения и к концу вегетации в большинстве своем выпадают [3].
Использование трехгодичной сидерации однолетних крестоцветных культур, как предшественника для озимой ржи, позволило получить в 2018 г в среднем 32,5 ц/га зерна (Таблица 4).
Таблица 4.
ВЛИЯНИЕ АГРОМИКРОЛАНДШАФТНЫХ УСЛОВИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ КУЛЬТУР, 2015-2018 гг. (ц/га)
Вариант Урожайность сидеральных культур, ц, 'га СВ Урожайность
АМЛ рапс яровой, 2015 г. горчица, 2016 г. горчица, 2017 г. озимой ржи, 2018 г., ц/га
Т-Аю 68,0 19,1 29,6 25,7
Тю 53,0 34,4 39,5 30,9
Э-Тю 70,1 47,4 38,9 34,5
Э-А 69,9 37,1 50,2 35,4
Э-Тс 85,2 26,9 36,2 31,9
Тс 71,3 24,6 46,6 35,7
Т-Ас 99,6 25,3 39,6 33,1
Среднее 73,9 30,7 40,1 32,5
В заключении следует отметить, что вовлечение в активный оборот залежей на осушаемых землях позволяет получать значительное количество дешевых зеленых и сидеральных удобрений, повысить экологическую устойчивость агроландшафтов. Наш опыт рекультивации обладает рядом преимуществ: простотой применения с использованием обычной сельскохозяйственной техники и технологии, экономичностью и доступностью средств исполнения.
Список литературы:
1. Иванов Д. А., Корнеева Е. М., Салихов Р. А. и др. Создание ландшафтного полигона нового поколения // Земледелие. 1999. №6. С. 15-16.
2. Рабинович Г. Ю. Биотехнологическая продукция ВНИИМЗ в основе рекультивационных мероприятий на залежных землях гумидной зоны // Рекультивация и использование залежных земель в Нечерноземной зоне России: теория и практика: Сб. матер.
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №5. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/42
Междун. научно-практ. конфер. ГНУ ВНИИМЗ Россельхозакадемии, г. Тверь, ноябрь 2012 г. Тверь. 2012. С. 173-177.
3. Анисимова Т. Ю. Агромелиоративные приемы повышения плодородия склоновых пахотных почв Центрального Нечерноземья // Рекультивация и использование залежных земель в Нечерноземной зоне России: теория и практика: сб. матер. междун. научно-практ. конфер. ГНУ ВНИИМЗ Россельхозакадемии, г. Тверь, ноябрь 2012 г. Тверь: Твер. гос. ун-т, 2012. С. 125 -129.
4. Лошаков В. Г. Эффективность совместного использования севооборота и удобрений // Плодородие. 2016. №2 (89). С. 37-41.
References:
1. Ivanov, D. A., Korneyeva, Ye. M., & Salikhov, R. A. (1999). Sozdaniye landshaftnogo poligona novogo pokoleniya [Creating a new generation of landfill landscape]. Zemledeliye, (6). 1516.
2. Rabinovich, G. Yu. (2012). Biotekhnologicheskaya produktsiya VNIIMZ v osnove rekul'tivatsionnykh meropriyatii na zalezhnykh zemlyakh gumidnoi zony. [Biotechnological products of VNIIMZ at the basis of remediation activities on fallow lands of the humid zone]. In: Rekul 'tivatsiya I ispol'zovaniye zalezhnykh zemel' v Nechernozemnoy zone Rossii: teoriya i praktika. In: Sb. Mater. Mezhdun. nauchno-prakt. konfer. GNU VNIIMZ Rossel 'khozakademii, g. Tver', noyabr' 2012 g. Tver, 173-177.
3. Anisimova, T. Yu. (2012). Agromeliorativnye priemy povysheniya plodorodiya sklonovykh pakhotnykh pochv Tsentral'nogo Nechernozem'ya. [Agromeliorative methods of increasing the fertility of the sloping arable soils of the Central Non-Black Earth Region]. In: Rekul'tivatsiya i ispol'zovaniye zalezhnykh zemel' v Nechernozemnoi zone Rossii: teoriya i praktika. Sb. mater. Mezhdun. nauchno-prakt. konfer. GNU VNIIMZ Rossel 'khozakademii, g. Tver', noyabr' 2012 g. Tver, 125-129.
4. Loshakov, V. G. (2016). Effektivnost' sovmestnogo ispol'zovaniya sevooborota i udobrenii [The effectiveness of the joint use of crop rotation and fertilizers]. Plodorodiye, 2(89), 37-41.
Работа поступила Принята к публикации
в редакцию 12.04.2019 г. 17.04.2019 г.
Ссылка для цитирования:
Карасева О. В., Иванов Д. А., Рублюк М. В. Использование сельскохозяйственных угодий, выбывших из активного оборота // Бюллетень науки и практики. 2019. Т. 5. №5. С. 153-159. https://doi.org/10.33619/2414-2948/42/20.
Cite as (APA):
Karaseva, O., Ivanov, D., & Rublyuk, M. (2019). The Use of Cultivated Land Retired From Active Rotation. Bulletin of Science and Practice, 5(5), 153-159. https://doi.org/10.33619/2414-2948/42/20. (in Russian).
