CC BY
71
Освоение кормовых севооборотов - основа эффективного использования орошаемых земель на Южном Урале
Я.З. Каипов, к.с.-х.н., Х.М. Сафин, д.с.-х.н., Г.Х. Япаров, к.с.-х.н., соискатель, Башкирский
ниисх
На Южном Урале пока не сложилась рациональная система размещения кормовых культур по природным зонам. Мало внимания уделяли организации кормовых севооборотов, часть из
них за последние 10—15 лет была утеряна. Вследствие этого происходит снижение продуктивности кормовых площадей.
Производство кормов в регионе имеет тенденцию к снижению: на условную голову по Челябинской, Оренбургской и Курганской областям, Республике Башкортостан не превышает 18—20 ц к.е., при годовой потребности 34—35 ц [5, 8].
Среди основных объективных факторов, приводящих к уменьшению производительной силы сельскохозяйственных земель, называется усиление засушливости климата. По мнению В.А. Рожкова [7], к усилению засушливости приводит глобальное потепление климата. А ухудшение агрофизических свойств обрабатываемых почв усугубляет вредное воздействие засух [6].
В связи с этим возрастает актуальность проблемы орошения земель. На начало 1991 г. в России имелось 6,2 млн. га орошаемых земель. Продуктивность орошаемого гектара в целом по стране составляла 4,2—4,6 тыс. к.е., что в засушливые годы было в 4—5 раз больше, чем на богаре, а в зоне избыточного увлажнения — в 1,4—2 раза выше, чем в естественных условиях. За 10 с небольшим лет площадь орошаемой пашни сильно сократилась. В 2005 г. в России насчитывалось 4,5 млн. га орошаемых земель, уменьшилась их эффективность. Основной причиной резкого снижения продуктивности мелиорируемых земель является необеспеченность почв минеральным питанием. Внесение минеральных удобрений на протяжении последних 10 лет составляет 1,3—1,6 млн. т, что в 7—8 раз меньше, чем было в 1991 г. [4].
В 1980—1990 гг. Республика Башкортостан имела 145—152 тыс. га земель регулярного орошения. Занимая всего 2,4—2,6% площади пашни, они обеспечивали гарантированное производство 20% грубых и сочных кормов, 90% овощей. Однако в последние годы площади мелиорируемых земель значительно сократились. В настоящее время площадь орошаемых земель в Башкортостане составляет около 70 тыс. га. Их кормовая продуктивность продолжает оставаться низкой
— в пределах 2,5—2,7 тыс. к.е. с 1 га, что не намного выше по сравнению с богарным кормопроизводством [1].
Известно, что плодородие почвы в значительной степени определяется возделываемыми культурами. Монокультура, как правило, способствует истощению почвы. Даже в условиях севооборота, если в нем чередуются только однолетние растения, происходит ухудшение физических свойств почвы и обеднение ее гумусом. В настоящее время в Зауралье распространены преимущественно полевые зернопаровые и зернопаропропашные севообороты с преобладанием зерновых культур. Многолетними исследованиями в Башкортостане установлено, что применение таких севооборотов даже при ежегодном внесении навоза дозой в 5 т/га и минеральных удобрений приводит к значительному снижению содержания гумуса в почве. В то же время введение севооборотов с многолетними травами двух-трех и более лет использования способствует значительному восстановлению многих параметров почвенного плодородия, в том числе и стабилизации содержания в почве гумуса [1].
В регионах с высокой распаханностью сельскохозяйственных угодий и испытывающих дефицит естественных сенокосов и пастбищ (что в полной мере относится и к степному Зауралью Башкортостана) основным источником зеленых кормов должен стать севооборот с высокой степенью насыщения многолетними травами — до 65—70% [1], а в интенсификации кормопроизводства на орошаемых землях решающее значение имеет доведение удельного веса многолетних трав в структуре посевов кормовых культур до 70—75% [2]. ВНИИОЗ разработана структура посевных площадей для орошаемых земель РФ, в которой доля многолетних трав по зонам изменяется от 25 до 80% [3].
Многогранные исследования по изучению кормовых севооборотов на орошаемых землях и на богаре были проведены в ОПХ «Абзели-ловское» Башкирского НИИСХ (1993—2000 гг.). Климатические условия и рельеф опытного поля — типичные для степной зоны Южного Урала. Ландшафт опытного поля представлен предгорной степью, рельеф — равнинный. Почва
— чернозем выщелоченный тяжелого гранулометрического состава. Климат — резко континентальный, засушливый. Были изучены 5 кормовых севооборотов.
Кормовая продуктивность пашни в 7-польном лугопастбищном севообороте (1—5 — многолетние травы, 6 — ячмень, пожнивно рапс на зеленую массу; 7 — вика+овес, поукосно суданская трава на зеленую массу, сено) оказалась значительно выше по сравнению с монокультурой многолетних трав. Выход сухого вещества корма в среднем за годы исследований при орошении на фоне полного минерального удобрения составил 78,3 ц/га, а в бессменном травостое многолетних трав — 53,8 ц, что на 31% меньше первого. Основной причиной уменьшения продуктивности монокультуры многолетних трав явилось заметное снижение урожайности травостоя по мере увеличения их возраста, начиная с 4—5 годов жизни.
Полевые опыты на базе ОПХ «Баймакское» Башкирского НИИСХ (2001—2005 гг.) подтвердили вышеприведенную закономерность. Геоморфология опытного поля и климат — аналогичные с таковыми для ОПХ «Абзелиловское», почва — чернозем обыкновенный. Многолетние травы, представленные в лугопастбищном севообороте травосмесью люцерны с кострецом безостым, максимальную урожайность имели во второй год жизни. Если урожайность в данном возрасте принять за 100%, то в третьем году жизни урожайность многолетнего травостоя на неудобренном фоне при орошении составила 74, четвертом — 69, пятом — 58%. В условиях применения расчетных доз удобрений на фоне орошения урожайность по мере старения травостоев снижалась значительно в более медленном темпе, чем без удобрения. Од-
нако и здесь в пятилетнем возрасте травы имели всего 78% урожайности от уровня второго года жизни (табл. 1).
В богарных условиях снижение урожайности многолетних трав по мере увеличения их возраста произошло более резко. К пятому году урожайность сухого вещества травостоя в варианте без удобрения составила всего 32% от урожайности многолетних трав второго года жизни. Даже в удобренном варианте травы в пятом году жизни сформировали всего 49% урожайности.
Кроме многолетних трав в формировании средней урожайности единицы площади пашни участвовали культуры полевого периода лугопастбищного севооборота: ячмень с пожнивным рапсом и вико-овсяная смесь с поукосной суданской травой. За 2001—2005 гг. средневзвешенная по севообороту урожайность сухого вещества кормовой массы при орошении и расчетных дозах удобрений составила 96 ц/га. Наибольшую долю в формировании средневзвешенной по севообороту урожайности СВ имело звено многолетних трав — 104%. Доля участия полевого звена из однолетних культур значительно отстает из-за их меньшей урожайности (табл. 2). Как среднегодовая продуктивность звена многолетних трав (100 ц/га), так и суммарная средневзвешенная по лугопастбищному севообороту урожайность СВ (96 ц/га) превышают среднегодовую урожайность бессменного травостоя многолетних трав. Это свидетельствует о том, что выгоднее возделывать многолетние травы в системе лугопастбищных севооборотов, чем бессменно их возделывать вне севооборота.
Кормовая продуктивность данного севооборота при орошении и удобрении — 75 ц кормовых единиц с 1 га. Обеспечивается также и высокая энергопротеиновая питательность растительного сырья. В среднем по севообороту 1 кг сухого вещества кормовой массы содержит 10,1 МДж обменной энергии, 0,82 кг кормовой единицы. Обеспеченность одной кормовой единицы пере-варимым протеином — 114 г.
Также высокопродуктивным оказался разра-
ботанный нами прифермский кормовой севооборот интенсивного типа: 1 — кукуруза на силос, 2 — озимая рожь, поукосно вика+овес на зеленую массу, 3 — вика+овес в основном и поукосном посевах на зеленую массу, 4 — могар+донник на зеленую массу, сено, 5 — донник на зеленую массу, сено. Усредненные по прифермскому севообороту показатели урожайности сухого вещества, выхода кормовых единиц практически одинаковые с лугопастбищным севооборотом.
В ходе полевых опытов с вышеизложенными кормовыми севооборотами изучали возможность получения потенциальных урожаев кормовых культур в степной зоне Южного Урала. Применяли общепринятую методику программирования (или планирования) урожаев, вносили свои элементы в методику в процессе исследований.
Почвенный блок программирования урожайности характеризуется следующими показателями. В ОПХ «Абзелиловское»: чернозем выщелоченный, содержание гумуса в пахотном горизонте — 7,5—8,2%, подвижного фосфора — 8,5 мг, обменного калия — 15 мг на 100 г почвы, рН
— 5,8. В ОПХ «Баймакское»: чернозем обыкновенный тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном горизонте — 7,5—7,8%, подвижного фосфора — 13, обменного калия — 17 мг на 100 г почвы, рН — 6,5.
Коэффициенты использования питательных веществ из почвы в наших расчетах взяты следующие: фосфора — 6—7%, калия — 20—25%; из удобрений: азота — 60—80, фосфора — 20—30, калия
— 70%. Через каждые 2—3 года вносили поправки к расчетным дозам удобрений в соответствии с изменением содержания питательных веществ в почве.
В опытах применяли фоновое орошение. Поливами поддерживали влажность метрового слоя почвы не ниже 70—75% НВ. Искусственное дождевание проводили с помощью установки кругового действия «Фрегат».
В среднем за ротацию пятипольного при-фермского севооборота фактическая урожайность была близкой к программируемой. В ОПХ
1. Темпы убывания урожайности сухого вещества многолетних трав по мере увеличения их возраста в условиях орошения и в зависимости от удобрения (среднее за 2001—2005 гг.)
№ поля севооборота Возраст трав Без удобрения С удобрением
ц/га % т/га %
1 1 года жизни 39 43 56 46
2 2 года жизни 91 100 121 100
3 3 года жизни 67 74 113 93
4 4 года жизни 63 69 116 96
5 5 года жизни 53 58 94 78
Внесево- 6 года жизни _ _ 48 40
оборотный
участок 7 года жизни — — 36 29
Средняя урожайность бессменных многолетних трав за 7 лет жизни 83
2. Доля лугового и полевого звеньев в формировании средней кормовой продуктивности лугопастбищного севооборота на фоне орошения и применения расчетных доз удобрений
Звено № поля Культура Урожайность СВ, ц/га Доля участия, %
Луго- вое 1-5 Многолетние травы 1-5 г.ж. 100 104
Поле- вое 6 Ячмень, пожнивно рапс на зел. массу 81 88
7 Вика+овес, поукосно суданская трава 88
Средняя по 6-7-м полям 84,5
Средневзвешенные по севообороту 96 100
«Абзелиловское» урожайность составила: кукурузы — 115% от запланированной, озимой ржи и поукосного вико-овса в сумме — 100%, смеси вики с овсом в основном и поукосном посевах
— 95%, смеси могара с донником в двух укосах
— 61%. Ожидаемая урожайность в среднем по севообороту оправдалась на 94%.
В ОПХ «Баймакское» оправдываемость программируемых урожаев за ротацию севооборота составила: кукурузы — 116%, озимой ржи с поукосным посевом вики с овсом — 94%, вико-овсяной смеси в основном и поукосном посевах
— 85%, могаро-донниковой смеси на зеленый корм и сено — 92%, донника на сено в двух укосах — 97%. В целом по прифермскому севоо-
бороту получили урожайность сухой надземной кормовой массы в количестве 97% относительно программируемой величины (табл. 3).
Результаты многолетних исследований показали, что интенсивные кормовые севообороты при орошении в степной зоне Южного Урала позволяют получать программируемую урожайность сухой поедаемой биомассы, близкую к 100 ц с 1 га. Для достижения такой продуктивности кормового поля целесообразно применять расчетные дозы удобрений.
Применение расчетных доз удобрений при орошении позволяет добиваться высокой их окупаемости прибавкой урожайности. По данным А.А. Зотова [2], получение прибавки не менее 10 к.е. на 1 кг внесенного азотного минерального удобрения на лугах экономически выгодно. Окупаемость полного минерального удобрения выражается несколько меньшими величинами, так как в нем присутствуют фосфор и калий, на которые растения обычно меньше отзываются, по сравнению с азотным удобрением. В наших опытах 1 кг внесенного полного минерального удобрения в расчетных дозах обеспечивает прибавку кормоединиц в среднем по севооборотам: по лугопастбищному — 11,7 , по прифермскому — 11,1 (табл. 4). При этом наблюдаются различия по отзывчивости на удобрения различных культур. В лугопастбищном севообороте наибольшей отзывчивостью на полное удобрение в расчетных дозах отличаются многолетние травы 3 и 4-го годов жизни, обеспечившие прибавку в 14,6—13,3 к.е. на 1 кг д.в. внесенных удобрений. Среднюю отзывчивость показали многолетние травы 1,2 и 5-го годов жизни, а также ячмень с поукосным
3. Фактическая урожайность сухой биомассы культур в экспериментальном прифермском севообороте (среднее за 2001—2005 гг.)
Номер поля и культура Рекомендуемые дозы Расчетные дозы Урожайность СВ на фоне, ц/га
рекомендуемых доз расчетных доз
1. Кукуруза на силос N120P95K60 N124P125К50 104 116
2. Озимая рожь, поукосно вика+овес N120P60K40 N118P16К25 84 94
3. Вика+овес, поукосно вика+овес N120P60K40 N125P 22К28 80 85
4. Могар+донник (два укоса) N80P80K40 N69P 68К54 86 92
5. Донник (два укоса) N30P 60К60 N43P 66К56 89 97
4. Влияние регулируемых факторов на окупаемость удобрений в экспериментальных севооборотах (среднее за 2001—2005 гг.)
Севооборот Фон Вариант Средняя доза NPK Сумма питательных веществ, кг/га Окупаемость 1 кг д.в. NPK прибавкой кормоединиц Pазница, %
Луго- пастбищный Без орош. Рекоменд. дозы N34P 45К24 103 8,4 100
С орошением Рекоменд. дозы N103P63K45 211 9,0 107
Расчетные дозы N90P 64К60 214 11,7 139
Приферм- ский Без орош. Рекоменд. дозы 34 Ь? CU 4 N44 135 7,1 100
С орошением Рекоменд. дозы N94P71K48 213 7,4 104
Расчетные дозы N96P 59К43 198 11,1 156
рапсом — 10—12 к.е. Менее отзывчивым оказался агроценоз из вико-овсяной смеси с поукосной суданской травой — 9,2 к.е.
Таким образом, благодаря высокой отзывчивости многолетних трав на удобрения насыщение ими лугопастбищных севооборотов вполне оправдывается.
В прифермском севообороте наиболее отзывчивыми на расчетные дозы удобрений на фоне орошения оказались донник на зеленую массу и озимая рожь с поукосным посевом вико-овса, прибавка сбора к.е. на 1 кг д.в. удобрений составила 13,0—4,6.
Влияние кормовых севооборотов на воспроизводство плодородия почвы зависит от сочетания регулируемых антропогенных факторов. В лугопастбищном севообороте, как на богаре, так и на орошении на фоне без удобрения происходит слабое уменьшение содержания гумуса в почве. Применение полного минерального удобрения значительно улучшает баланс гумуса независимо от увлажненности почвы. К концу первой ротации севооборота в удобряемых вариантах в пахотном слое обыкновенного чернозема содержание гумуса составило: на богаре — 7,79, с орошением — 7,83%, при исходном количестве 7,70%. Таким образом, рекомендуемые и расчетные дозы минеральных удобрений, применяемые в лугопастбищных севооборотах степной зоны Южного Урала, способствуют формированию положительного баланса гумуса в пахотном слое обыкновенных черноземов.
В почве под прифермском севообороте на богаре к концу ротации содержание гумуса слабо уменьшилось независимо от фона удобрения. Убыль в абсолютных величинах составила 0,29% без удобрения и 0,21% на фоне удобрения. Существенное снижение содержания гумуса — на 0,38% (НСР05=0,Ю) — на орошении произошло на участке без внесения удобрений. При расчетных дозах удобрения дефицит гумуса заметно
сокращается, приближаясь к нулевому балансу Это объясняется более активным перевесом процессов накопления корневых и пожнивных остатков над отчуждением надземной биомассы культур севооборота на фоне орошения и расчетных доз удобрений.
Основные агрофизические показатели — структурно-агрегатный состав и плотность пахотного слоя почвы — в исследуемых кормовых севооборотах остаются в оптимальных пределах, несколько ухудшаясь в экстенсивных вариантах
— без удобрения и орошения.
Обобщая вышеизложенное, можно заключить, что на выщелоченных и обыкновенных черноземах в степной зоне Южного Урала умеренное орошение с применением расчетных доз удобрений позволяет обеспечивать программируемую кормовую продуктивность лугопастбищных и приферм-ских севооборотов. При этом достигается сохранение и заметное воспроизводство плодородия почв.
Литература
1. Адаптивные технологии кормопроизводства в Башкорто-стане
/ Рекомендации. Уфа: БНИИСХ, 2004. 76 с.
2. Зотов, А.А. Приоритетные направления лугового кормопроизводства России и задачи его научного обеспечения // Кормовые ресурсы России и пути рационального их использования. Уфа. 1995. С, 34-39.
3. Дронова.Т.Н. Пути интенсификации травосеяния на орошае-
мых землях // Кормопроизводство. 2002. №1. С. 11—16.
4. Кизяев, Б.М. Восстановление плодородия мелиорируемых
земель — актуальная задача / Б.М. Кизяев, Л.В. Кирейчева // Плодородие. 2006. №5. С. 18-20.
5. Ломов, В.Н. Совершенствование системы кормопро-
изводства и кормления животных на Южном Урале // Совершенствование системы земледелия Уральского региона: матер, коорд. совета по разработке и внедрению адаптивно-ландшафтных систем земледелия. 18 марта 200 5 г. Ур. НИИСХ, Екатеринбург. 2005. С. 67-71.
6. Медведев, В.В. Физическая деградация черноземов, ее причины, следствия и пути устранения // Успехи почвоведения / Советские почвоведы к XIII Междун. конгрессу почво-ведов. М.: Наука. 1986. С. 23-26.
7. Рожков, В.А. Почва как основа продуктивности земель //
Плодородие. 2006. №5. С. 13-15.
8. Сельское хозяйство Республики Башкортостан / Информационный сборник. Уфа. 2003. С. 11.
