CC BY
15Продуктивность викоовсяной смеси при применении гипса и сидерального удобрения на засоленных почвах центральной Якутии Productivity of vetch-oat mix by gypsum and green manure fertilizer application on saline
soils of central Yakutia
Ь Л МОСКОВСКИЙ ■p ЭКОНОМИЧЕСКИЙ лЛ ЖУРНАЛ
УДК 631.582.(571.56) DOI 10.24411/2413-046Х-2019-13010
Х.И. Максимова,
кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории кормопроизводства МИНОБРНАУКИ России, «Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени М.Г. Сафронова» (677010 Россия, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. БестужеваМарлинского 23/1; ORCID: http://orcid.org/ 0000-00031640-5531, tinamaksimova56@mail. ru Maksimova Kh.I.,
Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher of the Laboratory of Feed Production at Ministry of Education of Russia, Yakut Scientific Research Institute of Agriculture named after M.G. Safronov (677010, Russia, Republic of Sakha (Yakutia), Yakutsk, Bestuzheva-Marlinskovo, Str. 23/1); ORCID: http://orcid.org/0000-0003-1640-5531, [email protected] Аннотация: В статье приведены результаты полевых исследований по рациональному использованию засоленных почв Центральной Якутии. По данным исследователей-почвоведов, солонцеватые и щелочные почвы занимают около 30% пахотных угодий республики. Территория относится к типу сульфатно-содового соленакопления. При химической мелиорации внесение гипса способствует рассолонцеванию почвы в слое до 0-40 см, при этом урожайность кормовых культур составила в варианте внесения гипса 14.4-20,2 т/га и на фоне сидерального удобрения - 11,4-16,1 т/га. Прибавка урожая составляет от 33 до 64 ц с 1 га, что повышает урожай кормовых культур на 20,8-44,4%. По продуктивности викоовсяной смеси в вариантах внесения гипса содержание питательных веществ в 1 кг сухого вещества составляет кормовых единиц 0,66-0,79, переваримого протеина 94,15-123,11, валовой энергии 16,78-17,80 МДж. В контрольном
варианте обменная энергия составляет 8,13 МДж, в вариантах гипсования этот показатель соответствует 9,00-9,53 МДж. Установлено, что при гипсовании засоленных почв, вследствие улучшения водопроницаемости, аэрации почвы повышается усвояемость корнями кальция, калия, фосфора, микроэлементов, что благоприятно действует на урожайность кормовых культур.
Summary: The article describes results obtained from field studies on coherent utilization of saline soils in Central Yakutia. According to scientists data, nonsaline alkaline soils and alkaline soil takes up approximately 30% of the republic's total cropland area. The territory belongs to sulfur-sodium saline accumulation type. When chemically meliorated by gypsum the soil on 0-40cm layer activates the re-salinization process. With such treatment feeding crops yield was 14.4-20.2 t/ha with gypsum only; with green manure fertilizer at the background- 11,4-16,1 t/ha. Yield increased by 33-64 quintals per hectare, meaning being increased by 20,8-44,4%. By productivity means, vetch-oat mixes in gypsum treatment variant contained 0,66-0,79 feeding units, 94,15-123,11 digestible protein units and 16,78-17,80MJ of gross energy per 1kg of the dry component. Control samples' exchange energy was 8,13MJ, wherein gypsum treated sample was 9,00-9,53MJ. Improved soil water permeability and aeration facilitated the increase in root uptake of calcium, potassium, phosphorus, and microelements in gypsum treated saline soils. Altogether, such way of soil treatment is very likely having a positive impact on feeding crops yield in saline soils of Central Yakutia.
Ключевые слова: урожай, продуктивность, переваримый протеин, викоовсяная смесь, засоленность, гипсование, удобрения, солонцеватость, щелочность.
Keywords: yield, productivity, digestible protein, vetch-oat mix, salinity, gypsum application, fertilizers, salinity, alkalinity.
Введение
Вся территория республики входит в зону сплошного распространения многолетнемерзлых пород. Почвенные процессы, обеспечивающие рост и развитие растительного покрова, носят сезонный характер и развиваются в протаивающей за лето толще почвы, представляющей собой деятельный слой мерзлотных ландшафтов. Низкие температуры деятельного слоя препятствуют нормальному развитию микробиологических и биохимических процессов в почве, замедляют трансформацию органических остатков и снижают темп биологического круговорота веществ и энергии.
Ученые почвоведы действие многолетней мерзлоты на процесс почвообразования связывают с ограничением кругооборота влаги деятельным слоем почвы и препятствием образованию грунтовых вод. Отсутствие выноса продуктов выветривания и
почвообразования в грунтовые воды приводит к пространственному совмещению большого геологического кругооборота веществ с малым биологическим кругооборотом и ограничивает их деятельность мощностью сезоннопротаивающего почвенного профиля [ 1, 2]. Этим объясняется широкое распространение засо-ленных и солонцеватых почв в семиаридных условиях региона.
Наличие водонепроницаемого слоя мерзлоты исключает пополнение солей за счет подстилающих пород. Горизонт мерзлоты затрудняет промывку, также на миграцию солей оказывает влияние термоградиент. Это влияние приводит к уменьшению передвижении влаги и солей в летний период в корнеобитаемый слой. В связи с этим применяя химическую мелиорацию (гипсование) можно в солонцовом горизонте заменить избыток поглощенного натрия [3].
Сохранение и повышение плодородия почв в условиях криолитозоны путем внесения гипса и органического удобрения убыстряет снижения щелочности мерзлотных засоленных почв и обогащения его органическими и питательными веществами, что повышает продуктивность кормовых культур.
Методика исследований
Экспериментальные исследования проводились в 2005-2009 гг. на орошаемом участке «Мойдох» агрофирмы «Немюгю», на второй надпойменной террасе р. Лена, расположенной в Приленской агроландшафте.
Климат Приленского агроландшафта отличается большей теплообеспеченностью и засушливостью. Дата перехода среднесуточной температуры воздуха через 100С (весной) приходится на конец мая. При этом сумма температур выше 100С составляет 14650С, продолжительность безморозного периода на поверхности почвы - в среднем 88 дней. За летний период такая теплообеспеченность территории достаточна для протаивания мерзлых песчаных грунтов до 2,0-2,5 м. Количество выпадающих осадков при температуре воздуха выше 100С составляет 118 мм [4].
Почва опытного участка относится к типу мерзлотных солончаковатых, которые развиваются в комплексе с мерзлотными лугово-черноземными солонцеватыми почвами. Реакция среды щелочная, рН солевой - 8,6; содержание гумуса в верхнем горизонте 3,14%, содержание подвижных форм азота ^итр. - 0,38; подвижных форм фосфора Р2О5 -13,4; калия К2О высокое - 22,1 мг/100 г.
Исследования проводились согласно методике полевого опыта [5], методике биоэнергетической оценки кормовых культур [6], сопровождались фенологическими, биометрическими наблюдениями и данными анализов почвенных и растительных
образцов (ГОСТУ 26205-86). Лабораторные исследования выполнялись на базе лаборатории биохимии и массовых анализов с использованием спектрального анализатора NIRSCANNER moLCE 4250.
Агротехника обработки почвы проводилась согласно рекомендациям ЯНИИСХ [7]. Посев викоовсяной смеси проведен в первой декаде июня с нормой: овес — 120 кг, вика
— 70 кг.
Внесение гипса и сидерального удобрения (зеленая масса викоовсяной смеси 4,0 т/га) по схеме опытов проводились под осеннюю обработку почвы в 2004 году.
Полив был проведен дождевальным агрегатом КИ-5 с нормой 250 м3/га.
Повторность 4-х кратная. Общая площадь делянки - 84 м2.
Результаты исследований
Изучались следующие варианты влияния разных доз гипса в чистом виде и по фону сидерального удобрения на плодородие засоленных почв и продуктивность викоовсяной смеси:
Контроль, гипс 4 т/га; гипс 8 т/га; гипс 12 т/га; сидеральные удобрения 40 ц/га, сидеральные удобрения + гипс 4 т/га; сидеральные удобрения + гипс 8 т/га; сидеральные удобрения+ гипс 12 т/га.
Метеоусловия вегетационных периодов в годы исследований были различными.
В 2005 году благоприятные метеоусловия обусловили дружный всход и интенсивный прирост кормовых культур во всех фазах развития растений. При укосной спелости растения имели высоту до 80-110 см. Суточный прирост составил в фазу выход в трубку -выметывание 0,7-2,8 см.
Во всех вариантах гипсования растения были выше, чем на контроле на 3-15 см. Урожайность викоовсяной смеси составлял от 23,0 до 29,0 т/га. Прибавка по сравнению с контролем отмечалась от 2,0 до 6,0 т/га. Наибольший урожай зеленой массы (29,0 т/га) был получен в варианте внесения гипса 12 т/га.
В 2006 г. осадков нормой ближе к среднемноголетнему выпало только во 2 декаде мая
- 6,8 мм (6 мм) и в 1 декаде июня - 14,6 мм (10мм).
Во второй декаде июня осадков не отмечалось (0,3 мм), а в третьей декаде августа выпало 99,5 мм осадков, что превышало норму (13 мм) в 7,6 раз. В основные фазы развития кормовых культур среднедекадная температура воздуха была выше от нормы на 1,7-4,0°С (15,5-29,2°С) и максимальная температура достигала до 28,0-30,7°С.
Продолжавшийся дефицит осадков в июне-июле месяцах при интенсивном накоплении суммы эффективных температур (650-690°) превышающих многолетнее
значение на 20-50°, угнетающе повлияли на растения и убыстряли межфазный период трубкование - выметывание (6 дней). При этом высота растений достигала 18,0-30,7 см (трубкование) и 23,9 - 46,6 см (выметывание), суточный прирост составил 0,3-1,3 см. Высота растений при уборке отмечалась 35,5 - 67,8 см., в вариантах гипса и сидерального удобрения высота растений отмечалась на 3,4 - 17,1 см выше, чем в контрольных вариантах.
В соответствии с погодными условиями урожай зеленой массы кормовых культур составил 6,2-8,8 т/га.
Вегетационный период 2007 года характеризовался ранней теплой весной и дождливым летом. Среднемесячные температуры воздуха были близки к среднемноголетней норме. Метеоусловия вегетационного периода были благоприятными и обеспечили высокий урожай викоовсяной смеси (13,5-26,5 т/га).
Метеорологические условия первой половины вегетационного периода 2008 г. были засушливыми. Осадки в мае-июне отмечались в два раза ниже (4,9 и 16,2 мм) среднемноголетней (19,0 и 37,0 мм). В третьей декаде июля осадков выпало в несколько раз выше многолетней (113,5 мм).
В благоприятных условиях второй половины лета наблюдалось интенсивное накопление зеленой массы, урожайность кормовых культур составила от 12,6 до 17,4 т/га. Прибавка зеленой массы в вариантах опыта составила от 1,6 до 4,8 т/га.
При химической мелиорации внесение гипса способствует рассолонцеванию почвы в слое до 0-40 см, при этом урожайность кормовых культур в среднем за годы исследований составила в варианте внесения гипса 14,4-20,2 т/га и на фоне сидерального удобрения -11,4-16,1 т/га. Прибавка урожая отмечалась от 3,1 до 5,8 т с 1 га, что повышает урожай кормовых культур на 12,0-40,2% (табл.1).
Таблица 1
Урожайность зеленой массы викоовсяной смеси, т/га
Варианты Урожайность по годам Среднее Прибавка
2005 2006 2007 2008
Контроль 23,0 6,2 13,5 14,8 14,4 -
Гипс 4 т 25,0 7,5 21,0 17,4 17,7 3,3
Гипс & т 23=0 7=6 26.2 14г8 19:2 4:8
Гипс 12 т 29,0 7,0 26.5 18,4 20,2 5,8
Си дер. (контроль) - 7,1 14,5 12,6 11,4 -
Си дер. - гипс 4 т/га - 3,1 20,4 14,6 14,5 3,1
Си дер. - гипс В т/га - 8,2 22,1 15,2 15,2 3,8
Си дер. - гипс 12 т/га - 8,8 25,2 14,2 16,1 4=7
НСРЭ5 5,73 1,7 Л 5,57
По продуктивности викоовсяной смеси в вариантах внесения гипса содержание питательных веществ в 1 кг сухого вещества составляет кормовых единиц 0,66-0,79, переваримого протеина 94,15-123,11, валовой энергии 16,78-17,80 МДж. В контрольном варианте обменная энергия составляет 8,13 МДж, в вариантах гипсования этот показатель соответствует 9,00-9,53 МДж (табл. 2).
Таблица 2
Продуктивность зеленой массы викоовсяной смеси
Варианты Средний урожай зеленой массы, т/га Е 1 1 кг сухого вещества Перевар, протеин в г. на 1 корм, ед.
Корм, ед. Перев. протеина, г оэ, МДж Валов, энергия, МДж
Контроль 14,4 0,54 &9,48 8,13 16,87 165,70
Гипс 4 т/га 17,7 0,71 94,79 9,53 17,64 133,50
Гипс В т/га 19,2 0,66 123,11 9,06 16,78 186,53
Гипс 12 т/га 20,2 0,69 103,64 9,21 17,29 150,20
Сндер. (контроль) 11,4 0,70 94,15 9,15 17,02 134,50
Сндер. - гипс 4 т/га 14,5 0,75 113,15 9,35 17,01 155,0
Сидер. - гипс 8 т/га ИД 0.79 105,&5 9,00 17,80 133,99
Сндер. - гипс 12 т/га 16,1 0,75 97,90 9,50 17,45 130,53
Установлено, что при гипсовании засоленных почв, вследствие улучшения водопроницаемости, аэрации почвы повышается усвояемость корнями кальция, калия, фосфора, микроэлементов, что благоприятно действует на урожайность кормовых культур.
По данным агрохимического анализа изменения содержания обменного № в почве (040 см) в зависимости от применения гипса и сидерального удобрения показали улучшение плодородия засоленных почв. Так, содержание обменного № снизилось от 40,4 до 71,2%, увеличилось содержания обменного Са в 1,5-2,0 раза, также наблюдается уменьшение обменного М^. Внесение гипса способствует повышению урожайности кормовых культур до 40 %, и рассолонцеванию почвы в слое до 0-40 см, при этом процент вытесненного № от общего его количества равен до 62,3, рН почвы снизилась на 1,1 (7,54).
По экономической оценке заготовки сенажа по изучаемым приемам получен в 2 раза больше чистого дохода по сравнению с контрольным вариантом. Внесение 8 тонн гипса на 1 гектар обеспечивает наибольший доход- 17539 руб/га.
Заключение
Таким образом, внесение гипса способствует повышению урожайности кормовых культур до 40 %, и рассолонцеванию почвы в слое до 0-40 см, при этом процент
вытесненного Na от общего его количества равен до 62,3, рН почвы снизилась на 1,1 (7,54).
При химической мелиорации внесение гипса способствует рассолонцеванию почвы в слое до 0-40 см, при этом урожайность кормовых культур в среднем за годы исследований составила в варианте внесения гипса 14,4-20,2 т/га и на фоне сидерального удобрения -11,4-16,1 т/га. Прибавка урожая отмечалась от 3,1 до 5,8 т с 1 га, что повышает урожай кормовых культур на 12,0-40,2%.
Список литературы
1. Еловская Л.Г., Коноровский А.К. Районирование и мелиорация мерзлотных почв Якутии/Сибирское отд. - Новосибирск: Изд. Наука, 1978. -173с.
2. Гипсование среднезасоленных почв в Центральной Якутии при орошении: методические рекомендации /Рос. акад. с.-х. наук, Якут. НИИ сель. хоз-ва, - Якутск, 2008. - 12 с.
3. Методическое руководство по гипсованию мерзлотных солонцеватых почв Якутии. — Якутск, 1979. — 8 с.
4. Иванова, Л.С. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия Лено-Амгинского междуречья: проект / РАСХН. Сиб. отделение, Якут. НИИСХ. — Новосибирск, 2004. — С. 25.
5. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. - М.: Колос, 1978. С. 88-98.
6. Методическое пособие по агроэнергетической и экономической оценке технологий и систем кормопроизводства. - М., 1995. C. 36-58.
7. Зональная система земледелия Якутской АССР: Рекомендации /ВАСХНИЛ Сиб. отд-ние. Якут. НИИСХ. - Новосибирск, 1981. - 284 с.
Список литературы
1. Elovskaya L.G., Konorovskiy A.K. Zonation and melioration of permafrost soils in Yakutia/ Siberian branch- Novosibirsk: Science, 1978. - 173p.
2. Gypsum treatment of mid-saline soils in Central Yakutia during irrigation: practical recommendations / Russian Academy of Agricultural Sciennce, Yakut Scientific Research Institute of Agriculture,- Yakutsk, 2008.- 12p.
3. Methods in gypsum treatment of permafrost saline soil of Yakutia.- Yakutsk, 1979.- p.8
4. Ivanova L.S. Adaptive-zonal systems of agriculture in Lena-Amga interfluve: project / Russian Academy of Agriculture, Siberia branch, Yakut Scientific Research Institute of Agriculture.- Novosibirsk, 2004.- p.25
5. Dospekhov B.A. Methods in field experiments.- M.: Kolos, 1978. P.88-90
6. Methodological guidance on agro-energetical and economical evaluation of technologies and systems of food production.- M., 1995. P.36-58
7. Zonal system of arable farming of Yakut ASSR: recommendation/ VASKhNIL Siberia branch, Yakut Scientific Research Institute of Agriculture.- Novosibirsk, 1981.- 284p.
