CC BY
9
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК 332.234.4:631.1
ОСВОЕНИЕ ДОЛГОЛЕТНЕЙ ЗАЛЕЖИ ПОД СЕЯНЫЕ ЗЛАКОВЫЕ ТРАВЫ ПРИ ПРЯМОЙ ЗАПАШКЕ КУСТАРНИКОВОЙ И ЛЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ
DEVELOPMENT OF A LONG-TERM DEPOSIT FOR UNDERGROUND CEREAL HERBS WITH A DIRECT PLANT OF BRUSH AND FOREST VEGETATION
А.С. Овчинников1, член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
В.В. Бородычев2, академик РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.В. Шуравилин3, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н.А. Семенов4, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник
A.S. Ovchinnikov, V.V. Borodychev, A.V. Shuravilin, N.A. Semyonov
1 Волгоградский государственный аграрный университет 2 Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова (Волгоградский филиал) 3Агроинженерный департамент Аграрно-технологического института Российского университета дружбы народов, г. Москва 4Всероссийский научно-исследовательский институт кормов им. В.Р. Вильямса,
Московская область, г. Лобня
1 Volgograd State Agrarian University
2Volgograd Branch of All-Russia Research Institute of hydraulic engineering and land reclamation
named after A. N. Kostyakov
3Agroengineering department of the Agrarian-Technological Institute of the Russian University of
Peoples' Friendship,
4All-Russian Scientific Research Institute of Forage named after V.R. Williams
Приведены результаты многолетних исследований по урожайности сеяных злаковых трав, концентрации питательных веществ и биохимическому составу корма, а также по развитию корневой системы и минерализации биомассы дернины, поросли ивы, мелколесья берёзы и осины после её прямой запашки в дерново-подзолистую почву. Изучен химический состав запаханной биомассы. Установлено, что запашка биомассы дернины луга и древесно-кустарниковой растительности заметно повышает содержание органической массы за счёт её поступления от надземной и корневой системы растений в гумусовый горизонт почвы. Изучено формирование урожайности многолетних трав. Дана её сравнительная оценка в зависимости от вида биомассы и удобрений. Минеральные удобрения заметно повышали урожайность травостоев. На удобряемом фоне наибольшая урожайность была получена при заделке мелколесья осины, а наименьшая - при заделке поросли ивы. Показана динамика концентрации биогенных элементов питания растений (N, P, K, Са) и их накопление в надземной части сеяного злакового травостоя в условиях естественного плодородия и внесения минеральных удобрений в зависимости от вида биомассы. Выявлено, что наиболее благоприятные условия для поглощения азота и калия без удобрений создаются при заделке мелколесья осины. На фоне N^-удобрений наибольшее поглощение азота отмечалось при заделке поросли ивы, а калия - при заделке мелколесья осины. Поглощение фосфора злаковым травостоем по годам исследований заметно снижается. На шестой-седьмой годы жизни трав необходимо внесение фосфорных удобрений. Изучены наиболее важные биохимические показатели корма: сырой протеин (СП), сырая клетчатка (CK), сырой жир (СЖ) и сырая зола (СЗ). Наибольшее содержание биохимических веществ получено на фоне внесения удобрений. Наибольшее накопление золы, клетчатки и протеина отмечалось при заделке берёзы и осины соответственно на не удобряемом и удобряемом фонах. Содержание жира составило в среднем 194,4 кг/га СВ на не удобряемом фоне и 292,0 кг/га
СВ на фоне внесения азотно-калийных удобрений. Существенное повышение содержания жира за счёт внесения удобрений отмечалось при заделке осины. В целом, травянистый корм (в пересчёте на сено) по содержанию сырого протеина соответствует второму и третьему классам, а по содержанию сырой клетчатки - первому и второму классам. Выявлено, что степень минерализации запаханной биомассы зависела от её вида и минеральных удобрений. На конец шестого года жизни (октябрь 2013 г.) без удобрений степень разложения поросли ивы составляла 65 %, мелколесья берёзы - 69 % и осины - 88 %. При внесении ^К-удобрений степень минерализации запаханной биомассы возросла до 78, 82 и 93 % соответственно. В наибольшей степени минерализуется органическая масса осины, которая полностью разлагается за шесть лет возделывания сеяных злаковых трав.
The results of long-term studies on the yield of sown grass grasses, the concentration of nutrients and the biochemical composition of fodder, as well as on the development of the root system and mineralization of the sod biomass, willow, birch and aspen after its direct primer in sod-podzolic soil are presented. The chemical composition of the plowed biomass was studied. It has been established that the smell of biomass of the turf of the meadow and tree-shrub vegetation significantly increases the organic matter content due to its intake from the aboveground and root system of plants in the humus horizon of the soil. Formation of productivity of perennial grasses is studied. Its comparative estimation is given depending on the type of biomass and fertilizers. Mineral fertilizers markedly increased the yield of grass stands. On the fertilized background, the highest yield was obtained with the embankment of aspen wood, and the lowest -with the imposition of willow trees. The dynamics of nutrient plant nutrient concentrations (N, P, K, Ca) is shown and their accumulation in the above-ground part of the sown grass grassland under conditions of natural fertility and mineral fertilization, depending on the type of biomass. It was revealed that the most favorable conditions for the absorption of nitrogen and potassium without fertilizers are created when embedding fine ashes of aspen. Against the backdrop of N, К fertilizers, the greatest nitrogen uptake was noted with the imbedding of willow seedlings, and potassium - with the imposition of aspen wood. Absorption of phosphorus by a grassy grass stand by year of study is markedly reduced. On the sixth-seventh years of life of herbs it is necessary to introduce phosphorus fertilizers. The most important biochemical indices of feed were studied: crude protein (SP), crude fiber (SK), crude fat (SZ) and crude ash (NW). The greatest content of biochemical substances was obtained against the background of fertilization. The greatest accumulation of ash, fiber and protein was noted when birch and aspen were closed, respectively, on non-fertilized and fertilized backgrounds. The fat content averaged 194.4 kg / ha of CB on a non-fertilized background and 292.0 kg / ha SW on the background of nitrogen-potassium fertilizer application. A significant increase in the fat content due to the application of fertilizers was noted when the aspen was closed. In general, herbaceous food (in terms of hay) for raw protein content corresponds to the second and third classes, and the content of raw fiber - the first and second classes. It was revealed that the degree of mineralization of the plowed biomass depended on its species and mineral fertilizers. At the end of the sixth year of life (October 2013) without fertilizers, the degree of decomposition of willow rose was 65%, birches of 69% and 88% of aspen. With the introduction of N, К fertilizers, the degree of mineralization of the plowed biomass increased to 78, 82 and 93%, respectively. The organic mass of aspen is the most mineralized, which completely decomposes in six years of cultivation of sowing grasses
Ключевые слова: почва, залежь, запашка биомассы, поросль ивы, мелколесье берёзы и осины, злаковые травы, урожайность, потребление, биохимический состав, минеральные удобрения, корневая система, степень минерализации.
Key words: soil, fallow, biomass, willow cover, birch and aspen woodlands, grasses, productivity, consumption, biochemical composition, mineral fertilizers, root system, degree of mineralization.
Введение. В Российской Федерации свыше 42 млн га пашни не используется в сельскохозяйственном производстве, в том числе около 5 млн га, занятых древесно-кустарниковой растительностью [2]. Вывод пашни из сельскохозяйственного оборота является следствием её в той или иной степени деградации. Одним из способов сохранения пашни и вовлечения закустаренных залежей в сельскохозяйственный оборот является их освоение под сенокосы и пастбища. Одним из технологических процессов освоения этих
земель является их прямая запашка с дальнейшим использованием под многолетние сеяные травы. Поэтому разработка научно-обоснованной технологии по освоению выбывшей пашни в луговые угодья и установление её эффективности при возделывании сеяных злаковых трав является актуальной проблемой и имеет важное значение.
Ранее выполненными исследованиями установлены некоторые закономерности формирования естественных и сеяных агрофитоценозов при освоении залежных земель. Большой вклад в разработку этой проблемы внесли ведущие учёные [3, 5, 8, 10, 9, 11, 12, 13]. Ими были установлены некоторые закономерности формирования естественных и сеяных агрофитоценозов при освоении залежных земель, их урожайность, концентрация питательных веществ в травостое, а также биохимический состав корма. В некоторых работах отмечается изменение баланса питательных веществ при возделывании сеяных злаковых трав в первые годы после запашки биомассы древесно-кустарниковой растительности, а также анализируются обуславливающие их причины [1, 14]. Однако, процесс освоения залежных земель при их прямой запашке изучен недостаточно. Также неполно рассмотрены процессы разложения и степень минерализации древесно-кустарниковой растительности после её запашки.
Материалы и методы. Основной целью исследований являлось изучение продуктивности сеяных злаковых травостоев на среднесуглинистых дерново-подзолистых почвах при освоении залежей с кустарниковой и лесной растительностью в зависимости от её вида и удобрений в условиях Центрального района Нечернозёмной зоны России.
Исследования проводились путём моделирования в лизиметрах с монолитами дерново-подзолистой средне- и тяжелосуглинистой почвы ненарушенного сложения мощностью 70, 130 и 200 см и площадью 0,25; 0,5 и 0,8 м2, расположенных на Центральной экспериментальной базе ГНУ ВНИИ кормов имени В.Р. Вильямса Московской области [7]. В лизиметрических исследованиях с периода его закладки (август 2006 г.) фосфорные удобрения были внесены только один раз в дозе 60 кг/га д.в. под урожай трав 2007 г. в сочетании с ^0К60. Под урожай 2008 и 2009 гг. ежегодно было внесено по 45 кг/га д.в. К,К-удобрений, в последующие 2010-2014 гг. вносилось азота и калия под каждый укос по 45 кг/га, а в сумме за год - по 90 кг/га. Опыты с заделкой различной биомассы начаты в 2006 г. В ходе исследований определялся запас органической массы на основных (закустаренных или заросших крупнотравьем) видах залежных земель (бывшей пашни) и содержание в них элементов питания. При этом были проведены следующие работы: удалён прежний пахотный слой в лизиметрах, уложен (вручную) новый пахотный слой почвы, который был взят на залежном участке, примыкающем к пашне и размещён в лизиметры взамен удалённого. Отобраны типичные образцы поросли кустарника (ива), древесной растительности (осина, берёза). Вся растительная биомасса была вручную размещена в нижней части пахотного слоя почвы (на глубине 18-23 см). Уложенная биомасса не измельчалась «в щепу» и по длине соответствовала размеру (длине или диаметру) лизиметра. После укладки биомассы вручную насыпалась почва, которая периодически уплотнялась (с её подсыпкой вплоть до осенних заморозков 2006 г. по мере её усадки). Весной 2007 г. по мере очередной усадки снова осуществляли подсыпку почвы с одновременным уплотнением. В лизиметрах (май 2007 г.) был проведён посев райграса однолетнего сорта Рапид в качестве предварительной культуры. В 2008 г. райграс однолетний высевали в качестве покровной культуры, а под его покров проводили посев многолетних трав. Высевался райграс сорта Рапид (нормой 8 кг/га), а затем высевалась злаковая травосмесь (ежа сборная с нормой высева 6 кг/га, овсяница луговая - 6 кг/га и тимофеевка луговая - 4 кг/га). Исследования по изучению продуктивности сеяных злаковых трав на долголетней залежи продолжались до 2014 г.
Опыт заложен по двухфакторной схеме в трёхкратной повторности (таблица 1) по методике Б.А Доспехова [4]. Исследования проводились с использованием общепринятых и современных методик. Учёт урожайности проводили путём ручного срезания на высоте трав 4-5 см. Содержание питательных веществ в надземной массе травостоя определялась следующими методами: общий азот - фотометрическим методом индофенольной зелени, фосфор - фотометрическим ванадо-молибдатным методом, калий и кальций - на пламенном фотометре. Химический состав зелёного корма определяли: сырой протеин (СП) - расчётным методом; сырую клетчатку (СК) - методом Ганнеберга и Штомана, сырую золу (СЗ) - сухим озолением, сырой жир (СЖ) - по Рушковскому.
Осенью 2013 г. по каждому варианту опыта были взяты монолиты почвы для определения степени минерализации заложенной биомассы. Степень разложения биомассы определялась по разности массы, заложенной в 2006 г. и 2013 г., в заделанном слое (18-23 см) почвы в воздушно-сухом (в/с) состоянии и при пересчёте на абсолютно-сухую (а/с) массу. Исследования проводились в соответствии с методическими указаниями по луговодству [6].
Таблица 1 - Схема опыта в 2011-2014 гг.
Номер варианта Вариант опыта
Вид биомассы (фактор А) Удобрения (фактор В)
1 Консервация пашни: Контроль Без удобрений
2 С удобрениями
3 Дернина луга Без удобрений
4 С удобрениями
5 Долголетняя залежь с порослью ивы Без удобрений
6 С удобрениями
7 Долголетняя залежь с мелколесьем берёзы Без удобрений
8 С удобрениями
9 Долголетняя залежь с мелколесьем осины Без удобрений
10 С удобрениями
Результаты. Вместе с заделанной органической биомассой в 2006 г. в почву поступило Кбщ, Р205 и К2О соответственно 125, 175 и 254 кг/га от заделанной дернины, 134 кг/га, 71 и 101 кг/га от поросли ивы, 301 кг/га, 163 и 167 кг/га от мелколесья берёзы и 344 кг/га, 132 и 222 кг/га от мелколесья осины. В целом, заделка биомассы заметно повышала содержание органической массы и обогащала почву питательными элементами, что сказывалось также на урожайности трав.
Урожайность злаковых травостоев по годам исследований (2011-2014 гг.) изменялась в зависимости от погодных условий, вида заделанной биомассы и удобрений (таблица 2). Так, в 2011 г. урожайность была значительно ниже, чем в другие годы, что является следствием природного фактора (экстремальные погодные условия) и соответствующей реакцией торможения ростовых процессов трав на эти условия. По заделанной древесно-кустарниковой биомассе недобор в этот год составил 30-36 %. Внесение удобрений способствовало снижению потерь в среднем на 34 %. Наиболее высокая урожайность сеяных трав получена в 2012 и 2013 годы, отличавшиеся более высокой влагообеспеченностью и благоприятным тепловым режимом. В 2012 г. урожайность трав без внесения удобрений изменялась в пределах 3,52-5,42 т/га соответственно при запашке биомассы осины и дернины луга, а на фоне удобрений - в пределах 7,23-9,27 т/га (при заделке поросли ивы и мелколесья осины).
***** ИЗВЕСТИЯ ***** № 3 (47), 2017
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Таблица 2 - Урожайность сеяных злаковых трав за 2011-2014 гг., _т/га сухого вещества (СВ)_
№ варианта Вариант опыта Годы исследований Среднее за 2011-2014гг
Травостой (фактор А) Удобрения (фактор В) 2011 2012 2013 201 4
1 Консервация пашни: контроль Без уд. 4,38 5,20 5,17 4,56 4,83
2 Ж 5,46 8,28 9,74 8,62 8,03
3 Дернина луга Без. уд. 4,59 5,42 4,67 4,74 4,86
4 Ж 6,04 7,78 9,13 8,57 7,88
5 Поросль ивы Без уд. 4,15 4,42 5,38 4,64 4,65
6 Ж 5,77 7,23 7,62 7,46 7,02
7 Мелколесье берёзы Без уд. 4,08 4,53 6,78 6,68 5,52
8 Ж 6,01 7,50 7,51 7,34 7,09
9 Мелколесье осины Без уд. 3,07 3,52 4,76 6,57 4,48
10 Ж 6,69 9,27 9,24 8,93 8,54
НСР05 по ( )актору 0,71 0,82 0,66 0,63 0,79
НСР05 по ф )актору В 0,84 0,96 0,73 0,68 0,87
НСР05 по взаимодействию факторов А и В 0,92 1,05 0,88 0,85 0,94
В 2013 г. показатели урожайности злаковых трав на неудобряемом фоне изменялись от 4,67 т/га при заделке дернины луга до 6,78 т/га в варианте с заделкой мелколесья берёзы. На фоне внесения удобрений показатели урожайности трав увеличивались до 7,519,74 т/га соответственно в варианте с заделкой берёзы и в контроле (пашня). Заметное снижение урожайности злаковых трав отмечалось в тёплом и сухом 2014 г. (на 7-й год жизни травостоя). В вариантах без удобрений урожайность злаковых трав была наименьшей в контроле и составила 4,56 т/га, а наибольшая - в варианте с мелколесьем берёзы и достигла 6,68 т/га. На фоне внесения удобрений урожайность увеличивалась в 1,1-1,9 раза. При этом, наименьшая урожайность трав получена в варианте с мелколесьем берёзы (7,34 т/га) а наибольшая - в варианте с мелколесьем осины (8,93 т/га).
В среднем за 4 года урожайность трав без внесения удобрений изменялась в пределах 4,48-5,52 т/га. В контроле и при заделке дернины она была примерно одинаковой. На фоне заделки биомассы осины, ивы и берёзы урожайность трав без удобрений соответственно составляла 4,48; 4,65 и 5,52 т/га. Следовательно, без внесения удобрений наиболее низкая урожайность трав была получена на фоне заделки осины и была меньше контроля на 11,8 %. Более высокая урожайность обеспечивалась при заделке берёзы, которая превышала контроль на 14,3 %. На фоне внесения удобрений урожайность трав изменялась в пределах 7,02-8,54 т/га и была выше, чем на неудобряемом фоне в 1,3-2 раза. При этом, наименьшая урожайность злаковых трав получена на фоне заделки ивы и была ниже контроля на 12,6 %. При заделке осины получена наиболее высокая урожайность, которая превышала удобряемый контроль на 0,51 т/га или на 6,4 %. В целом, влияние удобрений ослабевает по мере возрастания степени минерализации заделанной биомассы и усиления вследствие этого степени доступности высвобождающихся в процессе разложения элементов питания.
В зависимости от вида биомассы и удобрений изменялась также концентрация и потребление питательных веществ сеяными злаковыми травостоями (таблица 3). Установлено, что снижение концентрации азота в заделанной биомассе происходит в следующей последовательности: осина - ива - берёза на неудобряемом фоне, а на фоне внесения удобрений концентрация азота была примерно одинаковой и составляла 1,85-1,86 %. При этом, на пашне концентрация азота составляла 1,36-1,84 % соответственно на неудобряемом и удобряемом фонах, а на дернине луга - 1,17 и 1,57 % соответственно. Следовательно, минеральные удобрения способствовали увеличению концентрацию азота в 1,34-1,53
5
раза. В целом, наиболее оптимальные условия для поглощения азота злаковыми травами как по годам, так и в среднем за четыре года, создаются при заделке мелколесья осины, а наименее благоприятные - при заделке мелколесья берёзы. В последнем случае не удобряемый злаковый травостой ещё в 2012 году «подкармливался» не использованным полностью азотом в разложившейся на 65 % биомассе берёзы.
Таблица 3 - Концентрация N Р, К, Са в надземной массе не удобряемых и удобряемых _ злаковых трав по годам и в среднем за годы исследований, % СВ_
№ варианта Вариант опыта Год исследований Показатели
ез удобрений На фоне удобрений
N Р2О5 К2О СаО N Р2О5 К2О СаО
1-2 Консервация пашни: контроль 2011 1,25 0,93 2,70 1,01 2,48 0,83 3,67 0,91
2012 1,54 0,83 2,46 0,98 2,07 0,69 3,15 0,77
2013 1,65 0,92 2,34 1,05 1,71 0,53 3,16 0,95
2014 0,99 0,43 1,59 0,74 1,10 0,24 2,10 0,49
Среднее 1,36 0,78 2,27 0,94 1,84 0,57 3,02 0,78
3-4 Дернина луга 2011 1,37 0,82 2,42 1,04 2,43 0,77 3,19 0,90
2012 1,35 0,80 2,45 0,90 1,46 0,72 3,02 0,83
2013 1,44 0,83 2,74 1,36 1,76 0,56 3,44 0,97
2014 0,53 0,39 1,22 0,63 0,64 0,33 1,69 0,49
Среднее 1,17 0,71 2,21 0,98 1,57 0,59 2,83 0,80
5-6 Залежь с порослью: ивы 2011 1,50 О,97 2,79 1,23 2,75 0,83 3,55 1,02
2012 1,51 0,86 2,41 1,24 1,99 0,66 3,11 0,67
2013 1,61 0,81 2,34 1,66 1,83 0,55 4,08 1,24
2014 0,61 0,41 1,16 0,74 0,88 0,26 1,55 0,47
Среднее 1,31 0,76 2,17 1,22 1,86 0,57 3,07 0,85
7-8 Залежь с мелколесьем: березы 2011 1,38 0,98 2,47 1,17 2,65 0,78 3,20 0,92
2012 1,52 0,86 2,28 0,95 2,14 0,66 2,93 0,72
2013 1,50 0,86 2,51 1,65 1,84 0,68 3,60 0,86
2014 0,46 0,33 1,01 0,62 0,78 0,32 1,75 0,61
Среднее 1,21 0,76 2,07 1,10 1,85 0,61 2,87 0,78
9-10 Залежь с мелколесьем: осины 2011 1,58 0,95 2,93 1,50 2,69 0,80 3,70 1,01
2012 1,59 0,96 2,74 1,35 1,85 0,72 3,13 0,77
2013 1,66 0,88 2,68 1,67 2,07 0,59 3,52 0,97
2014 0,52 0,34 1,38 0,63 0,81 0,28 2,85 0,53
Среднее 1,34 0,78 2,43 1,29 1,85 0,60 3,30 0,82
НСР05 2011 0,15 0,07 0,24 0,18 0,22 0,06 0,38 0,16
2012 0,12 0,06 0,19 0,14 0,18 0,05 0,30 0,13
2013 0,10 0,08 0,16 0,21 0,15 0,07 0,26 0,19
2014 0,08 0,06 0,14 0,17 0,12 0,06 0,22 0,15
Среднее 0,12 0,07 0,21 0,16 0,18 0,06 0,34 0,14
Наиболее высокое содержание (концентрация) в злаковых травостоях фосфора, калия и кальция в среднем за 4 года было зафиксировано при заделке мелколесья осины, а наименьшее - при заделке берёзы на неудобряемом фоне. При внесении минеральных удобрений наибольшая концентрация Р2О5 отмечалась при заделке берёзы, а наименьшая - на пашне и при заделке ивы. Содержание К2О было наибольшим в варианте с заделкой осины и наименьшим - при заделке дернины луга. Концентрация СаО была наибольшей при заделке ивы, а наименьшей - в контроле и при заделке берёзы.
Следует отметить, что содержание фосфора и кальция в травостоях было выше в вариантах без удобрений. На наш взгляд, этот факт можно объяснить тем, что внесение только азота и калия способствовало ускорению ростовых процессов надземной части
злаковых трав и, вследствие этого, корневая система «не успевала» перехватывать фосфаты почвы; поэтому на неудобряемом фоне корни (в поисках пищи) энергичнее усваивали подвижные формы почвенного фосфора.
Исследования показали, что в контроле (пашня) без внесения удобрений в 2013 г. концентрация фосфора в растениях стала на 43 % выше, чем при внесении удобрений, т.е. произошло резкое обеднение почвы подвижным фосфором и, следовательно, уже в 2013 г. необходимо было внесение фосфорных удобрений, так как вынос Р205 с урожаем также резко увеличился. Эта тенденция характерна и по остальным вариантам опыта, не только для фосфора, но и для кальция.
Динамика содержания элементов питания в сеяных злаковых многолетних травах по отношению к контролю (пашня - 100 %) показывает значительное снижение концентрации азота и фосфора в травостоях от первого года исследований к четвёртому. Следует отметить, что на удобряемом и неудобряемом фонах содержание калия и кальция было наиболее высоким в первый (2011 г.) и третий годы исследований, на второй год их содержание снижалось, а на четвёртый - достигало своего минимума. Без внесения удобрений по вариантам опыта содержание фосфора и калия относительно контроля почти не изменялось, тогда как содержание кальция всегда значительно его превышало. При внесении удобрений концентрация Р205 и СаО по отношению к контролю (пашня) при заделке биомассы увеличивалась примерно на 10%, а содержание К20 изменялось незначительно.
Содержание N Р, К, Са по видам заделанной биомассы на удобряемых травостоях незначительно изменялось в зависимости от вида заделанной биомассы и по N в среднем варьировало от 1,6 до 1,9 %, по Р2О5 - от 0,6 до 0,7 %, по К2О при заделке берёзы, осины и ивы оно составляло соответственно 2,87; 3,30 и 3,07 % и по СаО соответственно - 0,78; 0,82 и 0,85 %.
В неудобряемых травостоях в среднем содержание азота снижалось в такой последовательности (в %): осина - 1,34, ива - 1,31, берёза - 1,21. Максимальное количество фосфора (без внесения удобрений) в травостое накапливалось при заделке осины -в среднем 0,78 %, а минимум - по дернине луга (в среднем 0,71 %). Концентрация калия и кальция, соответственно, снижались в следующем порядке (в %) при заделке: осины - 2,43 и 1,29, ивы - 2,17 и 1,22, берёзы - 2,07 и 1,10 %.
В целом, самая низкая эффективность удобрений отмечается по потреблению фосфора и кальция, а наибольшая по потреблению азота и калия в связи с тем, что в почву вносились только азотные и калийные удобрения. Наиболее высокая эффективность удобрений по сравнению с контролем отмечалась в варианте с заделкой осины по всем биогенным элементам, кроме кальция.
В зависимости от вида биомассы и удобрений изменялось качество корма, содержание в нем биогенных элементов и безазотистых веществ. Результаты исследований по содержанию биохимических веществ в корме (таблица 4) показали, что в среднем за 2011-2014 гг. наиболее высокие значения были получены в благоприятных по погодным условиям 2012 и 2013 гг., а меньшие - в 2011 и 2014 гг. в засушливые вегетационные периоды. Из полученных данных следует, что в среднем за 4 года накопление золы в надземной массе травостоя по вариантам изменялось от 387 до 481 кг/га СВ на неудобряемом фоне и от 576 до 639 кг/га СВ на фоне внесения удобрений. За счёт внесения удобрений накопление золы в корме возросло на 20-54 %. На не удобряемом фоне наибольшие показатели накопления золы в корме характерны для варианта с заделкой биомассы берёзы, а на фоне удобрений - при заделке осины (639 кг/га СВ). В целом, на не удобряемом травостое накопление сырой золы снижается (в % от контроля) в такой последовательности при заделке: берёзы - 106, ивы - 102, осины - 95 и дернины луга - 88 %. На удобряемом фоне эти показатели составляли 108, 105, 100 и 99
% соответственно при заделке: осины, ивы, дернины и берёзы. При этом, накопление золы в % СВ изменялось в пределах 8,2-9,4 % и 7,6-8,7 % соответственно на неудобря-емом и удобряемом фонах. Отмечено, что внесение удобрений приводило к снижению накопления золы в % СВ во всех вариантах.
Таблица 4 - Накопление золы, клетчатки, жира и протеина в надземной массе
неудобряемых и удобряемых злаковых трав по годам __и в среднем за годы исследований, кг/га СВ_
Вариант опыта Год исследований Показатели
Без удобрений На фоне удобрений
зола клетчатка жир протеин зола клетчатка жир протеин
Пашня: контроль 2011 364 1187 157 317 493 1398 267 819
2012 462 1471 242 469 690 2622 422 975
2013 596 2014 280 524 825 2862 405 1036
2014 389 1237 166 551 390 1266 146 427
Среднее 453 1477 211 465 599 2037 310 814
Дернина луга 2011 368 1213 173 389 521 1696 273 916
2012 378 1535 191 346 662 2226 339 897
2013 426 1236 232 420 807 2583 363 999
2014 377 1328 142 333 395 1290 177 478
Среднее 387 1328 184 372 576 1949 288 822
Залежь с порослью ивы 2011 371 1086 180 363 587 1521 294 977
2012 426 1017 193 392 582 1897 261 831
2013 508 1342 227 540 792 2102 324 869
2014 374 1208 150 378 468 1541 175 439
Среднее 420 1163 187 418 607 1765 263 779
Залежь с мелколесье м березы 2011 327 1081 150 304 506 1635 249 948
2012 433 1358 183 405 648 2125 291 925
2013 658 1741 262 637 722 2151 318 863
2014 508 1787 177 548 430 1509 177 469
Среднее 481 1492 193 473 576 1855 259 801
Залежь с мелколесье м осины 2011 341 719 142 301 609 1863 333 1105
2012 331 842 219 324 741 2791 442 1014
2013 463 1167 232 494 807 2763 404 1196
2014 526 1853 197 493 400 1411 180 457
Среднее 415 1145 197 403 639 2207 340 943
НСР05 2011 14,8 59 9,4 25 19,2 78 13,6 31
2012 17,5 68 12,2 33 26,3 89 21,4 37
2013 18,3 71 20,3 38 30,4 96 25,6 49
2014 13,6 57 10,6 31 17,9 80,7 14,9 42
Среднее 15,1 62,7 12,1 30,7 23,4 84,9 17,8 38,7
Накопление клетчатки в среднем за 4 года изменялось в пределах 1145-1492 кг/га СВ и 1765-2207 кг/га СВ соответственно без удобрений и при внесении минеральных удобрений. При этом, накопление клетчатки за счёт внесения удобрений увеличилось на 25-93%. Наибольшая эффективность от минеральных удобрений было получена при заделке берёзы. Накопление сырой клетчатки в заделанной биомассе заметно изменялось и составило в % к контролю (100 %): по берёзе - 103, дернине - 94, осине - 82 и иве - 81 % на не удобряемом фоне и по осине - 112, дернине - 100, берёзе - 98 и иве -94 % на удобряемом фоне. Расчёты накопления клетчатки (в % СВ) свидетельствуют о том, что на неудобряемом фоне её значения по вариантам изменялись от 25,0 до 30,3 %, а на удобряемом - от 25,0 до 26,1 %.
Накопление жира в среднем за 4 года по вариантам опыта составило 194,4 кг/га СВ на неудобряемом фоне и 292,0 кг/га СВ на фоне внесения удобрений. Внесение удобрений повышало накопление жира в среднем в 1,5 раза. Существенное повышение накопления жира за счёт внесения удобрений (на 72,6 %) отмечалось при заделке осины. По отношению к контролю (пашня, 100 %) накопление жира в травостоях без внесения удобрений снижалось при заделке дернины и биомассы из древесно-кустарниковой растительности на 4-10 %, а на фоне внесения удобрений - на 2-9 %, за исключением биомассы осины, где показатели жира увеличились на 13 %. Полученные данные по накоплению жира (в % СВ) по вариантам опыта изменялись от 3,5 до 4,7 % и от 3,6 до 4,0 % соответственно без внесения и с внесением удобрений.
Накопление сырого протеина в корме травостоя в среднем за 4 года изменялось в пределах от 372 до 473 кг/га СВ на неудобряемом фоне и от 779 до 943 кг/га СВ при внесении удобрений. Следовательно, внесение удобрений повышало накопление протеина в среднем в 1,95 раза. При этом, наибольший эффект от удобрений по накоплению протеина в корме был получен в варианте с заделкой биомассы осины. По отношению к контролю (пашня, 100%) накопление сырого протеина на неудобряемом фоне снижалось на 7-16% при заделке дернины, ивы и осины и несущественно повышалось при заделке берёзы. На фоне внесения удобрений накопление протеина по отношению к контролю заметно изменялось лишь на фоне заделанной биомассы осины, где его содержание составляло 115 %. Накопление протеина в % сухого вещества на не удобряемом фоне изменялось в пределах 7,7-9,6 %, а на фоне внесения удобрений от 10,6 до 11,5 %. Эти данные показывают, что внесение удобрений заметно повышает накопление сырого протеина.
Таким образом, результаты четырёхлетних исследований показали, что наиболее высокие энергетически важные биохимические показатели корма для животных на неудобряемом фоне отмечались при заделке мелколесья берёзы и составляли 481 кг/га по золе, 1492 кг/га по клетчатке и 473 кг/га по протеину. Однако содержание жира было наибольшим в контроле и при заделке осины. На фоне внесения удобрений наибольшее содержание биохимических показателей в корме животных наблюдалось при заделке осины (в среднем): золы - 639 кг/га, клетчатки - 2207 кг/га, сырого жира - 340 кг/га и протеина - 943 кг/га. Полученный корм для животных в годы исследований во всех вариантах по биохимическим показателям соответствовал зоотехническим требованиям. В соответствии с Г0СТ-10243-2000, сено из злаковых трав для первого класса должно содержать: 12 % сырого протеина и 30 % сырой клетчатки, для второго - соответственно 10 и 32 %, а для третьего - 8 % протеина и 33 % клетчатки. В наших исследованиях травянистый корм (в пересчёте на сено) по содержанию сырого протеина (СП) соответствует второму и третьему классам, а по содержанию сырой клетчатки - первому и второму классам качества.
Спустя 7 лет после закладки опыта (октябрь 2013 г.) была определена степень минерализации органической биомассы. Установлено, что наибольшая степень разложения древесно-кустарниковой растительности (таблица 5) отмечалась при заделке осины (88 % без внесения удобрений и 93 % на фоне удобрений). Наименьшая степень разложения (65 %) отмечена при заделке ивы без удобрений, а на фоне удобрений она увеличилась до 78 %. Заделанная дернина луга полностью минерализовалась на четвёртый год. Внесение удобрений способствовало ускорению минерализации древесно-кустарниковой растительности (ивы и берёзы) на 13 %. На темпы минерализации биомассы осины, начиная с 5-го года её заделки удобрения, влияли менее значительно, чем при заделке берёзы и особенно - поросли ивы.
***** ИЗВЕСТИЯ ***** № 3 (47), 2017
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Таблица 5 - Степень минерализации заделанной в почву разновозрастной травянистой и кустарниково-древесной залежи, %
№ Вариант опыта Без удобрений На фоне удобрений
1 Дернина луга 100 100
2 Порось ивы 65 78
3 Мелколсье берёзы 69 82
4 Мелколесье осины 88 93
Заключение. Урожайность сеяных злаковых трав в среднем за 4 года (2011-2014 гг.) изменялась в зависимости от погодных условий вегетационного периода, вида заделанной биомассы и минеральных удобрений. Без внесения удобрений наибольшая урожайность получена при заделке мелколесья берёзы - 5,52 т/га (или больше чем на контроле - пашня - на 14,3 %), а наименьшая - при заделке мелколесья осины (на 0,35 т/га меньше контроля или на 7,9 %). На фоне минеральных удобрений урожайность травостоя возрастала в 1,1-2,0 раза. При этом наибольшая урожайность была получена при заделке мелколесья осины (8,54 т/га, что больше контроля на 6,4 %) а наименьшая - при заделке поросли ивы - 7,02 т/га (меньше контроля на 12,6 %).
Поглощение элементов питания сеяным злаковым травостоем зависит от вида биомассы и удобрений. Как по годам исследований, так и в среднем за четыре года (2011-2014 гг.) наиболее благоприятные условия для поглощения азота и калия без удобрений создаются при заделке мелколесья осины, а наименее благоприятные - при заделке мелколесья берёзы. На фоне К,К- удобрений наибольшее поглощение азота отмечалось при заделке поросли ивы, а калия - при заделке мелколесья осины. Минеральные удобрения способствовали повышению поглощение азота на 34-53 %, а калия - на 28-41 %. Поглощение фосфора злаковым травостоем по годам исследований заметно снизилось. На шестой-седьмой годы жизни трав (2013-2014 гг.) при резком обеднении почвы подвижным Р2О5 необходимо внесение фосфорных удобрений (даже при временно избыточном его содержании в почве).
В среднем за годы исследований (2011-2014 гг.) накопление золы в надземной массе злакового травостоя изменялось от 387 до 639 кг/га СВ, а накопление клетчатки -от 1145 до 2207 кг/га СВ. Удобрения повышали содержание этих веществ. Наибольшее накопление золы и клетчатки отмечалось при заделке берёзы и осины. Накопление жира в среднем по вариантам составляло от 194,4 до 292,0 кг/га СВ. Внесение удобрений способствовало повышению накопления жира в 1,5 раза. Наибольшее его содержание отмечалось при заделке осины. Накопление сырого протеина в травостое изменялось от 372 до 943 кг/га СВ. Внесение удобрений повышало накопление протеина в среднем в 2 раза. Наибольший эффект от удобрений по накоплению протеина в корме был получен в варианте с заделкой биомассы осины.
Степень минерализации заделанной биомассы зависела от её вида и минеральных удобрений. На конец шестого года жизни без удобрений злакового травостоя (октябрь 2013 г.) степень разложения поросли ивы составляла 65 %, мелколесья берёзы -69 % и осины - 88 %. При внесении К,К-удобрений степень минерализации заделанной биомассы возросла до 78; 82 и 93 % соответственно. Внесение К,К-удобрений повышало степень минерализации биомассы ивы и берёзы на 19-20 %, а осины - на 6%. В наибольшей степени минерализуется органическая масса осины, которая фактически полностью разлагается за 6 лет возделывания сеяных злаковых трав.
При возделывании сеяных злаковых трав на дерново-подзолистых почвах долголетних залежей более 6 лет жизни и при минерализации основной массы заделанной в почву древесно-кустарниковой растительности (более 90-95 %), рекультивируемые земли можно вводить в более интенсивно используемое сельскохозяйственное производство (то есть в пашню).
Библиографический список
1. Влияние запаханной древесно-кустарниковой растительности на инфильтрационный сток и потери питательных веществ [Текст]/ А.В. Шуравилин, Н.А. Семенов, Н.А. Муромцев, Е.А. Акутнева // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. - 2010. - №12. - С. 82-87.
2. Государственный (национальный) доклад о состоянии и использовании земель в Российской Федерации в 2015 году [Текст].
3. Гинтовт, И.А. Коренное улучшение закустаренных земель [Текст] / И.А. Гинтовт, К.И. Преображенский. - М.: Россельхозиздат, 1985. - С. 166.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта [Текст]/ Б.А. Доспехов. - М.: Агропромиз-дат, 1985. - 351 с.
5. Кулаков В.А. Эффективность разных технологий улучшения закустаренных кормовых угодий [Текст]/ В.А. Кулаков; М.Ф. Щербаков; Р.Р. Каримов //Материалы Международной научно-практической конференции, посвященные 95-летию основания Кировской лугоболот-ной станции. - Киров, 2013. - С. 198-203.
6. Кутузова, А.А. Многовариантные технологии освоения залежных земель под пастбища и сенокосы в Нечернозёмной зоне России [Текст]: рекомендации / А.А. Кутузова, Д.М.Тебердиев, Д.Н. Лебедев. - М., 2005. - 29 с.
7. Лизиметрические исследования в луговодстве [Текст] / Н.А. Семенов, Н.А. Муромцев, Г. А. Сабитов, Б. И. Коротков. - М., 2005. - 498 с.
8. Лукьянов, А.Д. Способы освоения закустаренных земель [Текст] / А.Д. Лукьянов, В.К. Пятковский. - М.: Колос, 1979. - С. 95.
9. Оливье, Адико Япо Ив. Освоение закустаренных земель по результатам моделирования в лизиметрах [Текст]/Адико Япо Ив Оливье, Н.А. Семенов, А.В. Шуравилин // Вестник РУДН, Серия «Агрономия и животноводство». - 2017. - №1. Том 12.- С. 58-65.
10. Преображенский К.И. Культуртехнические работы на закустаренных землях Нечерноземной зоны РСФСР [Текст] /К.И. Преображенский. - Лениград: Колос, 1983. - C. 117.
11. Семенов, Н.А. Влияние удобрений и запаханной биомассы на урожайность сеяных трав и содержание в них питательных веществ [Текст] / Н.А. Семенов, А.В. Шуравилин, С.А. Койка // Теоретич. и прикладные проблемы агропромышленного комплекса. - 2014. - № 3. - С. 26-28.
12. Семенов, Н.А. Проблемы реставрации залежных земель в лесной зоне России [Текст] / Н.А. Семенов, А.В. Шуравилин, Э.С. Анж и др. // Вестник Российского университета дружбы народов. - Серия «Агрономия и животноводство». - 2014. -№ 3. - С. 35-41.
13. Семенов, Н.А. Оценка негативного влияния запаханной биомассы залежных земель в процессе их рекультивации на урожайность сеяных травостоев [Текст] / Н.А. Семенов, Н.А. Муромцев, П.Н. Балабко // Научные основы повышения эффективности с.-х. производства в современных условиях: тр. науч.-практ. конференции. - Калуга: ГНУ Калужский НИИСХ РАСХН, 2014. - С. 88-93.
14. Федорова, Л.Д. Влияние удобрений на урожай трав и агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы сенокоса длительного пользования [Текст] : автореф. дис. кандидата с.-х. наук / Л.Д. Федорова. - М., 1966. - 19 с.
Reference
1. Vliyanie zapahannoj drevesno-kustarnikovoj rastitel'nosti na infil'tracionnyj stok i poteri pitatel'nyh veschestv [Tekst]/ A. V. Shuravilin, N. A. Semenov, N. A. Muromcev, E. A. Akutneva // Zemleustrojstvo, kadastr i monitoring zemel'. - 2010. - №12. - S. 82-87.
2. Gosudarstvennyj (nacional'nyj) doklad o sostoyanii i ispol'zovanii zemel' v Rossijskoj Federacii v 2015 godu [Tekst].
3. Gintovt, I. A. Korennoe uluchshenie zakustarennyh zemel' [Tekst] / I. A. Gintovt, K. I. Preobrazhenskij. - M.: Rossel'hozizdat, 1985. - S. 166.
4. Dospehov B. A. Metodika polevogo opyta [Tekst]/ B. A. Dospehov. - M.: Agropromizdat, 1985. - 351 s.
5. Kulakov V. A. [Tekst]/ V. A. Kulakov; M. F. Scherbakov; R. R. Karimov // }ffektivnost' raznyh tehnologij uluchsheniya zakustarennyh kormovyh ugodij: sbornik nauchnyh trudov. - Materi-aly Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvyaschennye 95 - letiyu osnovaniya Ki-rovskoj lugobolotnoj stancii. - Kirov, 2013. - S. 198-203.
6. Kutuzova, A. A. Mnogovariantnye tehnologii osvoeniya zalezhnyh zemel' pod pastbischa i senokosy v Nechernozjomnoj zone Rossii [Tekst]: rekomendacii / A. A. Kutuzova, D. M. Teberdiev, D. N. Lebedev. - M., 2005. - 29 s.
7. Lizimetricheskie issledovaniya v lugovodstve [Tekst] / N. A. Semenov, N. A. Muromcev, G. A. Sabitov, B. I. Korotkov. - M., 2005. - 498 s.
8. Luk'yanov, A. D. Sposoby osvoeniya zakustarennyh zemel' [Tekst] / A. D. Luk'yanov, V. K. Pyatkovskij. - M.: Kolos, 1979. - S. 95.
9. Oliv'e, Adiko Yapo Iv. Osvoenie zakustarennyh zemel' po rezul'tatam modelirovaniya v liz-imetrah [Tekst]/Adiko Yapo Iv Oliv'e, N. A. Semenov, A. V. Shuravilin // Vestnik RUDN, Seriya "Agronomiya i zhivotnovodstvo". - 2017. - №1. Tom 12. -- S. 58-65.
10. Preobrazhenskij K. I. Kul'turtehnicheskie raboty na zakustarennyh zemlyah Necherno-zemnoj zony RSFSR [Tekst] /K. I. Preobrazhenskij. - Lenigrad: Kolos, 1983. - C. 117.
11. Semenov, N. A. Vliyanie udobrenij i zapahannoj biomassy na urozhajnost' seyanyh trav i soderzhanie v nih pitatel'nyh veschestv [Tekst] / N. A. Semenov, A. V. Shuravilin, S. A. Kojka // Te-oretich. i prikladnye problemy agropromyshlennogo kompleksa. - 2014. - № 3. - S. 26-28.
12. Semenov, N. A. Problemy restavracii zalezhnyh zemel' v lesnoj zone Rossii [Tekst] / N. A. Semenov, A. V. Shuravilin, Je. S. Anzh i dr. // Vestnik Rossijskogo universiteta druzhby narodov. -Seriya "Agronomiya i zhivotnovodstvo". - 2014. -№ 3. - S. 35-41.
13. Semenov, N. A. Ocenka negativnogo vliyaniya zapahannoj biomassy zalezhnyh zemel' v processe ih rekul'tivacii na urozhajnost' seyanyh travostoev [Tekst] / N.A. Semenov, N.A. Muromcev, P. N. Balabko // Nauchnye osnovy povysheniya ]ffektivnosti s.-h. proizvodstva v sovremennyh usloviyah: tr. nauch. - prakt. konferencii. - Kaluga: GNU Kaluzhskij NIISX RASXN, 2014. - S. 8893.
14. Fedorova, L.D. Vliyanie udobrenij na urozhaj trav i agrohimicheskie svojstva dernovo-podzolistoj pochvy senokosa dlitel'nogo pol'zovaniya [Tekst] : avtoref. dis. kandidata s.-h. n/ L.D. Fedorova. - M., 1966. - 19 s.
E-mail: [email protected]
