CC BY
18
УДК 631.438:633.2.031(470.333) DOI 10.24411/0235-2516-2018-10048
ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕНА РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНОГО ПОЙМЕННОГО ЛУГА В ОТДАЛЕННЫЙ ПЕРИОД
ПОСЛЕ АВАРИИ НА ЧАЭС
1Н.М. Белоус, д.с.-х.н., 1Л.П. Харкевич, д.с.-х.н., 1Е.В. Смольский, к.с.-х.н.,
1Н.К. Жолудева, 2Д.М. Ситнов
1 Брянский государственный аграрный университет, e-mail: bgsha@bgsha.com 2Новозыбковская СХОС - филиал ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса», e-mail: ngsos-vniia@yandex.ru
Представлены результаты исследований по влиянию удобрения и способов обработки почвы на урожай и качество сена многолетних трав, выращенного на пойменном лугу, загрязненном 137Cs. Установлено, что продуктивность естественного травостоя низкая. Применение удобрений увеличивало урожай сена многолетних трав естественного луга до 5,39 т/га. Проведение только лишь коренной обработки почвы незначительно повышало урожайность сена. Минеральные удобрения, внесенные на фоне коренного улучшения, более полно использовались растениями. Возрастала урожайность, и улучшались показатели качества корма по сравнению с естественным травостоем. Наибольшая урожайность сена за три года исследований отмечена в варианте N60P60K90. Возрастающие дозы минерального удобрения положительно влияли на показатели качества сена многолетних трав. Азотные удобрения способствовали увеличению удельной активности сена. Снижение концентрации 137Cs в сене обусловливало применение калийного удобрения в последовательно возрастающих дозах.
Ключевые слова, естественный травостой, обычная вспашка, двухъярусная вспашка, коренное улучшение, минеральные удобрения, 137Cs, качество сена.
EFFICIENCY AND QUALITY OF HAY THE RADIOACTIVE POLLUTED INUNDATED MEADOW DURING THE REMOTE PERIOD AFTER ACCIDENT ON THE CNPP*
Dr. Sci. N.M. Belous, lDr. Sci. L.P. Harkevich, lPh.D. E.V. Smolsky, 1N.K. Zholudeva, 2D.M. Sitnov
1 Bryansk State Agrarian University, e-mail: bgsha@bgsha.com 2Novozybkov Agricultural Experimental Station - Branch of V.R. Williams Forage Institute, e-mail: ngsos-vniia@yandex.ru
Results of researches on influence offertilizers and ways ofprocessing of the soil for a harvest and quality of hay of long-term herbs are presented. As a result of researches it is revealed that the efficiency of natural herbage is low. Use of mineral fertilizers increased a harvest of hay of long-term herbs of a natural meadow to 5,39 t/hectare. Carrying out only radical processing of the soil slightly increased productivity of hay. The mineral fertilizers introduced against the background of radical improvement were used by plants more fully. As a result, the productivity increased, and indicators of quality of a forage in comparison with natural herbage improved. The greatest productivity of hay in three years of researches is noted in N60P60K90 option. The increasing doses of mineral fertilizers positively influenced indicators ofquality of hay. Nitrogen fertilizers promoted increase in specific activity of hay of long-term herbs. Decrease in concentration 137Cs in hay caused use ofpotash fertilizers in consistently increasing doses.
Keywords. natural herbage, radical improvement, mineral fertilizers, 137Cs, hay quality.
Естественные кормовые угодья характеризуются ротехнического и агрохимического улучшения - ос-
низкой продуктивностью и не обеспечивают живот- новной путь повышения эффективности природных
новодство кормами в достаточных количествах. кормовых угодий, это позволит получать корма вы-
Около двух третей площадей естественных лугов и сокого качества и ликвидировать их дефицит [3-7]. пастбищ требуют улучшения по причине низкого ка- На территории Брянской области 491,4 тыс. га се-
чества [1, 2]. В то же время, обладая значительным нокосов и пастбищ подверглось радиоактивному за-
ресурсным потенциалом, они должны стать одним из грязнению, поэтому проблемы использования таких
важнейших резервов укрепления кормовой базы жи- угодий особенно актуальны. Проведение агротехни-
вотноводческой отрасли. Использование приемов аг- ческих и агрохимических мероприятий не только
обеспечивают повышение продуктивности естественных лугов и пастбищ, но и получение экологически «чистых» кормов [6-11]. На кормовых угодьях, где не проводили коренное улучшение, основная часть радионуклидов остается в верхнем горизонте почвенного профиля [12-16]. Использование реабилитационных мероприятий позволяет снизить миграцию 137С8 из почвы в растения и далее по трофической цепи.
Цель исследований - изучение действия агротехнических и агрохимических приемов улучшения естественных кормовых угодий на урожайность и качество получаемой продукции.
Объект и методика исследований. Исследования проводили с 2014 по 2016 г. в стационарном опыте, заложенном в 1994 г. в пойме реки Ипуть Но-возыбковского района Брянской области. Почва опытного участка аллювиальная луговая, песчаная, мощность гумусового горизонта 17-18 см, с глубины 40 см глеевый горизонт. Агрохимическая характеристика почвы: гумус по Тюрину 3,08-3,33%; рИка 5,2-5,6; гидролитическая кислотность и сумма поглощенных оснований соответственно 2,6-2,8 и 11,3-13,1 мг-экв/100 г почвы; содержание подвижного фосфора и обменного калия по Кирсанову соответственно 620-840 и 133-180 мг/кг; плотность загрязнения 137С8 559-867 кБк/м2.
Схема опыта предусматривала изучения двух факторов: агротехнический и агрохимический.
Агротехнические приемы включали три варианта: 1. Без применения обработки почвы; 2. Вспашка обычным плугом (ПЛН-3-35); 3. Вспашка двухъярусным плугом (ПЯ-40).
Агрохимические приемы включали следующие варианты системы удобрения: 1. Контроль; 2. Р60К45; 3.
ШРбоКбо; 8. КбоРбоК75; 9. ШР60К90. В опыте использовали аммиачную селитру, простой гранулированный суперфосфат, хлористый калий. Удобрения вносили одной дозой под укос.
Отбор растительных образцов проводили в середине июня. Урожайность сена определяли, высушивая зеленую массу с 1 м2 до воздушно-сухого состояния с последующим пересчетом урожая на сено. Для определения удельной активности 137С8 в сене отбирали пробы, которые анализировали, руководствуясь методическими указаниями по определению радионуклидов в почве и растениях. Измерения проводили на универсальном спектрометрическом комплексе «Гамма плюс» с программным обеспечением «Прогресс-2000».
Повторность опыта трехкратная, площадь делянки 63 м2. Расположение вариантов рендомизиро-ванное.
Лабораторно-аналитические исследования проводили по общепринятым методикам в центре коллективного пользования научным оборудованием Брянского ГАУ. Статистическая обработка данных проведена дисперсионным методом.
Результаты. Самый низкий урожай сена за годы исследований получен в контроле, как на естественном фоне, так и на фонах с коренным улучшением. При коренном улучшении обычная вспашка повышала урожайность сена многолетних трав на 0,74 т/га, двухъярусная - на 0,73 т/га.
Внесение фосфорно-калийного удобрения Р60К45 повышало урожайность сена по сравнению с контролем на всех изучаемых фонах. Дополнительный эффект от обработки почвы на этом варианте составил 0,44 т/га сена на фоне обычной вспашки и 0,54
Р60К60; 4. К45Рб0К45; 5. Мб0Кб0; 6. К45Рб0К75; 7. т/га - на фоне двухъярусной (рис. 1).
0 Улучшенный луг (ПЯ-45) П Улучшенный луг (ПЛН-3-35) В Естественный луг
X <и а ю
о
£
е т с
с т н
ев
Л ев
И
9 8 7 6 5 4 3 2 1
т/га
Рис. 1. Продуктивность пойменного луга (среднее за годы исследования), т/га
(НСР05 = 0,63; НСР05(агротехника) = 0,21; НСР05(удобрения) = 0,36)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Более высокое действие на продуктивность многолетних трав оказало азотное удобрение в составе полного минерального удобрения. Дополнение Р60К45 азотом в дозе 45 кг/га д.в. позволило повысить урожайность сена на естественном травостое по сравнению с фосфорно-калийным удобрением Р60К45 (вар. 2) на 0,96 т/га. Относительно контроля прибавка от внесения полного минерального удобрения в дозе ^Р60К45 составила 2,73 т/га. На фоне обычной вспашки прибавка от внесения азота в дополнение к Р60К45 была выше в 2,3 раза по сравнению с таким же вариантом на естественном фоне и составила 2,19 т/га. На фоне двухъярусной вспашки уровень прибавки урожая сена от азота составил 2,07 т/га.
Азотное удобрение в дозе N60 на фоне Р60К60 более заметно повышало урожайность сена. Прибавка от азота по отношению к варианту Р60К60 на естественном фоне составила 1,67 т/га, прибавка к контролю от внесения ^0Р60К60 составила 3,84 т/га. На фоне обычной вспашки прибавки составили соответственно 1,05 и 4,62 т/га, на фоне двухъярусной -3,11 и 5,06 т/га.
Последовательно возрастающие дозы калия в составе азотно-фосфорного удобрения способствовали повышению урожайности сена. Прибавки в среднем за три года на естественном травостое по отношению к варианту ^5Р60К45 составили 0,120,65 т/га, по отношению к варианту ^0Р60К60 - 0,35 и 0,69 т/га. На фоне обычной вспашки эти величины составили 0,19-0,60 и 0,63-0,88 т/га, на фоне двухъярусной соответственно 0,37-1,26 и 0,15-0,50 т/га. Наибольшая урожайность сена получена в варианте N«^«£90 на всех изучаемых фонах. Следует отметить, что на фоне коренного улучшения действие минерального удобрения на урожайность было более эффективным. Как на фоне обычной вспашки, так и на фоне двухъярусной получены более высокие прибавки урожайности по отношению к контрольному варианту, чем на естественном фоне.
Содержание сырого протеина в сене 1 -го укоса в среднем за 3 года в контроле на естественном травостое составило 9,37%, по фону обычной вспашки -10,12%, по фону двухъярусной - 10,25% (табл. 1).
Фосфорно-калийные удобрения (Р60К45) увеличивали содержание сырого протеина в сене на естественном травостое до 10,12%, на фоне коренного улучшения - до 10,50-11,22% в зависимости от вида обработки почвы. Прибавки к контролю в зависимости от фона составили 0,25-1,10%.
Дополнение фосфорно-калийного удобрения азотом в дозе 45 кг/га д.в. увеличивало содержание сырого протеина в сене естественного травостоя до 10,90%, последовательно возрастающие дозы калия в составе ^5Р60 также повышали его содержание. В варианте ^5Р60К75 по сравнению с вариантом ^РЛ содержание сырого протеина увеличилось на естественном травостое на 0,86%. Повышение дозы до Р60К60 увеличивало содержание сырого протеина в сене естественного травостоя до 10,94% по сравнению с вариантом Р60К45. Внесение азота в дозе 60 кг/га в дополнение к Р60К60 и возрастающие дозы калия на фоне ^0Р60 увеличивали содержание сырого протеина в сене многолетних трав.
На фоне коренного улучшения содержание протеина в целом было выше, чем в сене естественного травостоя. Его рост в сене многолетних трав составил 0,39-3,35% в зависимости от обработки почвы и от дозы минерального удобрения. Содержание сырого протеина в сене многолетних трав в среднем за три года отмечено независимо от вида травостоя при внесении минеральных удобрений в дозе ^0Р60К90 и составило на естественном травостое 14,80%, по фону обычной вспашки - 15,19%, по фону двухъярусной - 15,56%.
Минеральные удобрения увеличивали содержание сырого жира (табл. 1). Наиболее высокое содержание было отмечено при внесении №0Р60К90 (3,91% в сене естественного травостоя, по фону обычной вспашки - 3,94%, по фону двухъярусной - 3,96%).
Содержание каротина в сене многолетних трав в среднем за три года по вариантам опыта колебалось от 16,9 до 32,3 мг/кг в зависимости от изучаемого фона и дозы удобрений (табл. 2). На естественном травостое содержание в сене каротина по вариантам опыта варьировало от 16,3 до 28,8 мг/кг, по фону обычной вспашки - от 18,0 до 30,2 мг/кг, по фону
1. _ Качественные показатели сена многолетних трав
Вариант Сырой протеин, % Сырой жир, %
2014 г. 2015 г. 2016 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г.
1. Контроль 9,37 10,12 10,25 3,21 3,35 3,30
2. Р60К45 10,12 11,22 10,50 3,39 3,53 3,51
3. Р60К60 10,94 11,45 11,75 3,55 3,56 3,53
4. ^60^5 10,90 12,18 14,25 3,71 3,72 3,74
5. ^5Р60К60 11,76 13,49 14,75 3,76 3,77 3,83
6. ^60^5 12,62 13,92 15,12 3,84 3,86 3,91
7. ^0Р60К60 13,20 14,24 14,75 3,79 3,82 3,82
8. ^60^5 13,85 14,99 15,37 3,86 3,90 3,90
9. N«№90 14,80 15,19 15,56 3,91 3,94 3,96
НСР05 0,58 0,09
НСР05(обработка почвы) 0,19 0,03
НСР05(удобрения) 0,34 0,05
Вариант Каротин, мг/кг Нит раты, мг/кг
2014 г. 2015 г. 2016 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г.
1 1б,9 18,о 18,7 1б5 175 18б
2 17,7 18,9 19,4 211 221 215
3 17,4 19,2 2о,8 221 21о 218
4 24,1 25,8 2б,1 218 227 23б
5 25,5 2б,8 29,3 231 234 24б
б 2б,8 27,9 3о,4 24о 251 251
7 27,5 29,2 29,3 24о 228 253
8 28,о 29,8 31,4 252 2б2 2б7
9 28,8 3о,2 32,3 274 285 275
НСРо5 4,5 9
НСР05(обработка почвы) 1,5 3
НСР05(удобрения) 2,б 5
двухъярусной - 18,7-32,3 мг/кг. Внесение фосфорно-ка-лийного удобрения в дозе Р60К45 повышало содержание каротина в сене на всех изучаемых фонах.
Азотное удобрение в составе ^РбоК45 способствовало дальнейшему повышению содержания каротина в сене на естественном травостое до 24,1 мг/кг, по фону обычной вспашки - до 25,8, по фону двухъярусной - до 26,1 мг/кг.
Последовательное повышение дозы калия до 60-75 кг/га на фоне дозы азота 45 кг/га увеличивало содержание каротина в сене как естественного травостоя, так на фоне коренного улучшения.
Увеличение дозы фосфорно-калийного удобрения до РбоКбо незначительно сказалось на содержании каротина в сене многолетних трав, а при внесении азота в дозе 60 кг/га на фоне РбоКбо отмечено более заметное повышение содержания каротина в сене.
Последовательно возрастающие дозы калия (75-90 кг/га) на фоне КбоР9о также способствовали повышению содержания каротина в сене многолетних трав, при этом наиболее высокое содержание отмечено в варианте КбоРбоК9о. Сле-
дует отметить, что в целом во всех изучаемых вариантах содержание каротина в сене, полученном на фонах с коренным улучшением, было выше, чем в сене естественного травостоя.
Содержание нитратов в сене многолетних трав в среднем за три года было наименьшим в контрольном варианте, как на естественном травостое, так и на сеяном (табл. 2). Применение удобрения повышало содержание нитратов в сене многолетних трав всех изучаемых травостоев. Наиболее высокое содержание в сене независимо от вида травостоя получено в вариантах с КбоРбоК75 и КбоРбоК9о. Однако содержание нитратов в сене многолетних трав практически ни в одном из вариантов опыта не приближалось к ПДК (1000 мг/кг). Сено на всех изучаемых травостоях и всех вариантах опыта пригодно к скармливанию без ограничений.
Удельная активность 137С8 в сене в среднем за годы исследований на контрольном, неудобренном варианте естественного травостоя составила 3508 Бк/кг (рис. 2). Проведение агротехнических приемов и замена естественного травостоя на сеяный снижало удельную активность 137С8 в сене контрольного варианта до 2312 Бк/кг по фону обычной вспашки (в 1,5 раза по сравнению с естественным травостоем) и 2244 Бк/кг по фону двухъярусной (в 1,6 раза по сравнению с естественным травостоем), однако его уровень значительно превышал норматив (400 Бк/кг). Обычная вспашка способствовала снижению удельной активности 137С8 в сене от 4 до 1196 Бк/кг в зависимости от варианта внесения минеральных удобрений, двухъярусная - от 26 до 1264 Бк/кг (по отношению к естественному фону).
В Естественный луг П Улучшенный луг (ПЛН-3-35) И Улучшенный луг (ПЯ-45)
4ооо збоо
32оо 28оо 24оо 2ооо
и
м 1боо 12оо 8оо 4оо о
-
1 1шш
1
1
Ш1
12345б789
Вариант системы удобрения Рис. 2. Удельная активность 137С8 сена многолетних трав среднее за годы исследования, Бк/кг
(НСРо5 = 99; НСР05(агротехника) = 33; НСР05(удобрения) = 57)
Внесение фосфорно-калийного удобрения в дозе Р60К45 значительно снизило удельную активность 13^ сена многолетних трав по сравнению с контролем (в 7,2 раза на естественном фоне и в 4,8-6,1 раза по фону коренной обработки почвы), однако сено по содержанию соответствовало нормативу
только на фоне двухъярусной вспашки. Применение азота в дозе 45 кг/га д.в., совместно с Р60К45, повышало удельную активность в сене. На всех фонах сено не соответствовало нормативу.
Увеличение дозы калия до 60 кг/га заметно снижало накопление однако сено по содержанию 13^ не соответствовало нормативу (400 Бк/кг). В варианте ^5?60К75 на всех фонах сено было пригодно к скармливанию.
Увеличение дозы фосфорно-калийного удобрения до Р60К60 снижало удельную активность до уровня допустимых значений (358 Бк/кг на естественном фоне, 276 Бк/кг на фоне обычной вспашки, 247 Бк/кг на фоне двухъярусной). Внесение N60 в дополнение к Р60К60 увеличивало накопление радионуклида в сене на обоих изучаемых фонах. Удельная активность сена
естественного травостоя превышала допустимые значения. Повышение дозы калия до 75 и 90 кг/га д.в. приводило к уменьшению удельной активности. Сено, как естественного травостоя, так и полученное по фону коренного улучшения, соответствовало нормативу.
Таким образом, проведение коренного улучшения (обычная и двухъярусная вспашка) способствовало росту урожайности и улучшению показателей качества корма. Наибольшая урожайность сена отмечена в варианте МбоРбоКш Минеральные удобрения увеличивали содержание сырого протеина, жира и каротина в корме. Содержание нитратов в сене многолетних трав ни в одном из вариантов опыта не превышало ПДК Азотные удобрения способствовали увеличению удельной активности сена. Снижение концентрации 137Cs в сене обусловливало применение калийного удобрения в последовательно возрастающих дозах. Гарантированное получение сена, соответствующего нормативу, возможно при применении минерального удобрения с соотношением М:К = 1:1,25 и М:К = 1:1,5.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и администрации Брянской области в рамках научного проекта № 18-44-320001.
Литература
1. Косолапов В.М., Трофимов И.А. Проблемы и перспективы развития кормопроизводства // Кормопроизводство, 2011, № 2. - С. 4-7.
2. Косолапов В.М., Бондарев В.А., Клименко В.П. Повышение качества кормов - непременное условие успешного развития животноводства // Аграрная наука, 2008, № 1. - С. 27-29.
3. Михайлова А.Г. Многолетние травы: химический состав и питательная ценность в зависимости от видового состава травостоя и срока скашивания // Кормопроизводство, 2010, № 6. - С. 37-41.
4. Шаповалов В.Ф., Харкевич Л.П., Белоус И.Н. Продуктивность и качество зеленой массы многолетних трав в зависимости от условий минерального питания и способов обработки почвы // Агрохимический вестник, 2011, № 3. - С. 6-8.
5. Харкевич Л.П., Силаев А.Л., Анишина Ю.А., Прищеп Д.Н. Обработка почвы и удобрение многолетних трав в условиях радиоактивного загрязнения // Агрохимический вестник, 2012, № 5. - С. 25-27.
6. Ратников А.Н., Жигарева Т.Л., Петров К.В., Попова Г.И., Белоус Н.М., Шаповалов В.Ф., Моисеенко Ф.В. Эффективность окультуривания дерново-подзолистых почв в земледелии на радиоактивно загрязненных территориях // Бюллетень ВИУА, 2001, № 114. - С. 151-152.
7. Белоус Н.М., Шаповалов В.Ф., Смольский Е.В., Чесалин С.В. Радиационная оценка применения минеральных удобрений на естественных кормовых угодьях // Проблемы агрохимии и экологии. 2013. № 1. - С. 9-15.
8. Смольский Е.В., Харкевич Л.П., Чесалин С.Ф., Божин И.А., Бокатуро Н.Н. Эффективность мероприятий по улучшению продуктивности сенокосов // Агрохимический вестник, 2015, № 5. - С. 25-28.
9. Харкевич Л.П., Шаповалов В.Ф., Смольский Е.В., Жолудева Н.К., Сердюкова К.А. Влияние удобрений и агротехнических мероприятий при производстве сена многолетних трав на пойменном лугу в условиях радиоактивного загрязнения // Агрохимический вестник, 2017, № 3. - С. 15-18.
10. Панов А.Ф., Фесенко С.В., Алексахин Р.М. Оптимизация защитных мероприятий в сельских населенных пунктах в зоне аварии на Чернобыльской АЭС // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук, 2005, № 3. - С. 3-7.
11. Харкевич Л.П., Белоус И.Н., Анишина Ю.А. Реабилитации радиоактивно загрязненных сенокосов и пастбищ: монография. - Брянск, 2011. - 211 с.
12. Санжарова Н.И., Фесенко С.В., Лисянский К.Б., Кузнецов В.К., Абрамова Т.Н., Котик В.А. Формы нахождения в почвах и динамика накопления 137Cs в сельскохозяйственных культурах после аварии на Чернобыльской АЭС // Почвоведение, 1997, № 2. - С. 159-164.
13. Воробьев Г.Т. Агрохимические основы реабилитации почв центра Русской равнины, загрязненной радионуклидами: дисс. д.с.-х.н. - М.: МГУ, 1999. - 122 с.
14. Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. - М.: ВИУА, 1985. - 175 с.
15. Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г. Минеева. - М., 2001. - 512 с.
16. Методические указания по определению естественных радионуклидов в почвах и растениях. - М.: ЦИНАО, 1985. - 22 с.
