CC BY
18
УДК 631.53.024
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИГРЕССИЯ И ЕЕ ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ
А.В. ШЕВЦОВ, кандидат технических наук, зав. отделом
ВНИИ кормов имени В.Р. Вильямса Россельхозака-демии, Россия, Московская область, г. Лобня, Научный городок, корпус 1
E-mail: vniikormov@nm.ru
Резюме. Использование на лугах тяжелой техники приводит к значительному повреждению дернины и снижению урожайности трав, что вызывает необходимость разработки агротехнических приемов, обеспечивающих решение этой проблемы. К их числу относится снижение удельного давления, подбор устойчивых трав, внесение высоких доз минеральных удобрений, тяжелое прикатывание почвы с целью уменьшения негативного влияния технической дигрессии на сеяные травостои. Исследования проводили в 1986-2001 гг. на минеральной и торфяной почвах Московской области. На осушенных низинных торфяниках со слаборазложившимся торфом для предотвращения преждевременной (через 3...4 года) деградации сеяных луговых угодий, повышения их продуктивности (до 5,1.6,7 тыс. корм. ед./га), долголетия и сохранения высокого качества корма, наряду со снижением нагрузки ходовых систем техники на дернину, необходимо создавать ценозы, устойчивые к технической дигрессии, путем применения природоохранных способов обработки почвы, использования видов трав, норм высева семян и доз азотного удобрения, способствующих развитию прочной дернины. При закладке долголетних (5... 7лет) многоукосных(2.3 укоса) злаковых травостоев продуктивностью 5,6.6,3 тыс. корм. ед./га (80,2.87,2 ГДж обменной энергии) целесообразно внесение N180P60K120 при давлении техники на дернину до 180 кПа и посев смесей с участием двукисточника тростникового (6.12 кг/га). Для создания краткосрочных многоукосных травостоев хорошо зарекомендовали себя технологии, включающие глубокое (30.35 см) фрезерование почвы агрегатом МТП-42А с высевом костреца безостого (6 кг/га), тимофеевки луговой (4,5 кг/га) и овсяницы луговой (6 кг/га), а также химическую обработку - опрыскивание выродившегося луга гербицидом раундап (6 л/га) с последующим мелким (на 12.15 см) фрезерованием ФБН-1,5.
Ключевые слова: природные кормовые угодья, сенокосы и пастбища, техническая дигрессия, урожайность травостоя, давление на почву.
В результате использования тяжелой техники повышаются удельные нагрузки на почву, что приводит к значительному ее уплотнению и повреждению растительного покрова, особенно на торфяных лугах. При этом ухудшаются физико-механические и агрономические свойства почвы, а также условия жизнедеятельности растений: возрастает плотность, твердость, сопротивление последующей механической обработке, нарушаются структура, водный и воздушный режим, снижается порозность, уменьшается усвоение растениями элементов питания и эффективность применения минеральных удобрений [1...3].
Многоукосное использование травостоев, предполагающее 3-4-кратную уборку зеленой массы за сезон, ставит проблему негативного влияния ходовых систем сельскохозяйственных машин в ряд наиболее актуальных, требующих безотлагательного решения. Интенсификация луговодства приводит к увеличению числа проходов сельскохозяйственных машин за год до 12-15 раз.
Особенно сложная ситуация складывается в луговых агрофитоценозах на торфяно-болотных почвах, которые отличаются очень низкой плотностью и повышенной влажностью. В этой связи большое значение
приобретает разработка приемов создания сеяных травостоев устойчивых к повреждению сельскохозяйственной техникой [4...7].
Решение вопросов снижения или ограничения негативного воздействия движителей на лугах требует комплексного подхода, совместных усилий агрономов и инженеров. Анализ исследований, проведенных на пашне [8, 3], показывает, что их результаты во многих случаях противоречивы и не позволяют оценить влияние ходовых систем на почву и растительный покров применительно к лугам и рекомендовать использование конкретной сельскохозяйственной техники на различных почвах (особенно с низкой несущей способностью) и типах травостоев.
Цель наших исследований - разработка технологий снижения технической дигрессии сеяных сенокосов на минеральной и торфяной почвах в Центральном Нечерноземье.
Условия, материалы и методика. Работу проводили в 1989-1991 гг. в Московской области на осушенной низинной торфяно-болотной, а также на минеральной дерново-подзолистой почве. Торфяно-болотная почва в слое 0.30 см представлена осоковым и осоково-типовым видами торфа, характеризуется невысокой степенью разложения (15%) и зольностью (8%), слабой кислотностью (рН 5,05), низкой обеспеченностью калием - 24,0 мг/100 г почвы (по Масловой) и фосфором - 34,0 мг/100 г почвы (по Кирсанову), содержание общего азота - 1,5%.
На торфяно-болотной почве проводили 2 полевых опыта. Первый из них предусматривал изучение продуктивности старовозрастных (5.7 лет) злаковых травостоев, созданных на основе 4-х типов травосмесей при различных нормах высева семян (100, 75 и 50% от стандартной) и уровнях давления (180 и 250 кПа) сельскохозяйственной техники на дернину; второй -определение эффективности создания краткосрочных (3 года) травостоев при нагрузке техники на дернину 0, 130 и 180 кПа.
Для залужения использовали травосмесь из костреца безостого (6 кг/га), тимофеевки луговой (6 кг/га) и овсяницы луговой (4,5 кг/га) с нормой высева семян 75% от стандартной. С целью повышения несущей способности дернины в травосмесь включали мятлик луговой (3 кг/га) или двукисточник тростниковый (6 кг/га), увеличивали дозу азота в составе полного минерального удобрения (со 180 до 240 кг/га д.в.) и норму высева семян до полной (100%), применяли различные способы обработки почвы. Вспашку почвы (на 20.25 см) проводили плугом ПН-4-35, фрезерование - ФБН-1,5 (на 12.15 см в 2 следа) и МТП-42А (на 30.35 см), дискование дочерна (в 6 следов) - бороной БДТ-3, выравнивание и прикатывание (до и после сева трав в 4 следа) - профилировщиком ТПШ-4, химическую обработку (раундап 6 л/га) - ранцевым опрыскивателем. Давление на дернину травостоев в 130 и 180 кПа создавали тракторами Т-25 и МТЗ-80, 250 кПа - транспортным средством МТЗ-80/ ПСЕ-12,5 методом сплошного укатывания после каждого укоса трав. Использование травостоев - трехукосное на фоне
внесения ^8,^120.
Опыт на минеральной почве проводили на суходоле
временно избыточного увлажнения. Почва - дерново__Достижения науки и техники АПК, №7-2014
подзолистая среднесуглинистая слабокислая и близкая к нейтральной (рНсол 5,5.. .6,1), бедная калием - 5.8 мг/100 г почвы (по Масловой), среднеобеспеченная фосфором - 10.14 мг Р205/100 г почвы (по Кирсанову), с содержанием гумуса - 1,4.2,0%. На фоне удельного давления на дернину 100, 200 и 300 кПа сравнивали 4 типа злаковых травостоев: ежа сборная (8 кг/га) + овсяница луговая (10 кг/га) + лисохвост луговой (12 кг/га); лисохвост луговой (16 кг/га); кострец безостый (14 кг/га) + тимофеевка луговая (8 кг/га) + овсяница луговая (10 кг/га); тимофеевка луговая (12 кг/га).
Результаты и обсуждение. В Центральном районе лесной зоны на осушенных торфяниках и дерново-подзолистой почве применение на старосеяных (5.7 лет) выродившихся сенокосах комплекса таких агроприемов, как ускоренное залужение с использованием механической и химической обработки почвы, посев злаковых трав, адаптированных к местным условиям (двукисточ-ник тростниковый, ежа сборная, мятлик луговой и др.), внесение эффективных доз минеральных удобрений, снижение традиционных норм высева, тяжелое прикатывание торфяных почв и использование техники с низким удельным давлением на дернину позволяет создавать многоукосные (2. 3 укоса) травостои с урожайностью 80.90 ц/га сухой массы и на 40.60% снижать негативное влияние технической дигрессии.
Уменьшение нормы высева семян трав при залу-жении старосеяного сенокоса снизило урожайность ежово-лисохвостного травостоя на 25%, агрофитоце-нозов с участием костреца безостого - на 50%.
Одна из причин снижения продуктивности лугов, особенно на торфяных почвах - повреждение корневой системы трав, обусловленное образующейся колеей и разрушением дернины, которое усиливается при повышении влажности почвы. На костерцовом травостое нагрузка в 250 кПа при влажности почвы 60.80% привела к образованию колеи глубиной 81.148 мм, на двукисточниковом - 66.139 мм.
На минеральной дерново-подзолистой почве, начиная с третьего года пользования, отмечено негативное воздействие движителей на дернину: накопление корневой массы в слое 0.20 см при давлении 100 кПа/см2 снизилось со 145,4 до 128,6 ц/га; 200 кПа - до 126,9; 300 кПа - до 112,6 ц/га сухого вещества. В варианте с низким (100 кПа) давлением движителей наибольшее уменьшение накопления сухого вещества массы корней отмечено у лисохвоста лугового - 56,9 ц/га и в ежово-овсяницево-лисохвостном травостое - 17,7 ц/га, наименьшее - в кострецово-тимофеечно-овсяницевом агрофитоце-нозе (5,5 ц/га). Тимофеевка луговая положительно отзывалась на давление 100 кПа и не реагировала на более высокие величины этого параметра (200 и 300 кПа).
Техническая дигрессия оказывала различное влияние на агрофизические свойства почвы под сеяными травостоями. На третий год на старосеяных агрофито-ценозах на торфяной почве в верхнем (0.10 см) слое при давлении 180 кПа отмечено увеличение плотности - с 0,114 до 0,189 г/см3, влажности - с 67 до 75% с одновременным снижением аэрации - с 30 до 23% и скважности - с 90,9 до 89,8%.
Установлена тесная криволинейная зависимость между уровнем удельного давления на дернину старо-
сеяных травостоев и плотностью торфяной почвы (г2 = 0,55).
Плотность торфяной почвы находится в корреляционной зависимости от давления движителей (Х) и влажности (У), которая выражается уравнением линейной множественной регрессии Z = 0,0893 + 0,14Х + 0,4332У. Взаимосвязь между плотностью почвы и давлением при 130 кПа выражается уравнением линейной регрессии Z = 0,1721 + 0,0181Х, при 180 кПа - Z = 0,639 + 0,219Х, а влажностью и давлением движителей соответственно У= 62,0586 + 0,8151Х и У = 90,178810 + 0,7999Х.
На торфяной почве наибольшей энергией линейного роста в среднем за 1989-1991 гг. характеризовались травостои с доминированием двукисточника тростникового - 44.54 см за 3 укоса, наименьшей - с преобладанием ежи сборной (32.40 см). Сильное влияние на интенсивность роста трав в среднем за 3 года оказали экологические условия: в первой половине лета в связи с сырой нежаркой погодой их высота составляла 42.77 см, а в конце лета - начале осени - 15.26 см; суточный прирост в первом укосе был равен 6,1.8,7, во втором - 7,5.14,8, в третьем -3,3.5,6 см. Отмечено снижение линейного роста трав с увеличением интенсивности воздействия ходовых систем техники на дернину старосеяных агрофитоце-нозов. Наиболее значительное (на 7.10 см за сезон) снижение высоты травостоев и суточного прироста (на 1,1.1,7 мм), по сравнению с контролем (без давления), наблюдали при увеличении давления на дернину до 250 кПа.
Маловозрастные травостои (2-3-летние) уступали по высоте старовострастным (5-7-летним) с аналогичными доминантами (двукисточник тростниковый и кострец безостый). В то же время реакция на погодные условия у них была одинаковой.
Многолетние травы различались по реакции на влияние прохода движителей. Давление на дернину в 180 кПа в годы с нормальным увлажнением оказало положительное влияние на рост ежи сборной, а его увеличение - отрицательное. В отличие от старовозрастных, на молодых травостоях замедление роста при воздействии ходовых систем сельскохозяйственной техники наблюдали начиная со 130 кПа. Эта зависимость более четко проявлялась во влажные годы.
Плотность травостоев в большей степени определялась биологическими особенностями сеяных трав в составе агрофитоценозов. Самой высокой побегообразующей способностью среди старосеяных травостоев обладали смеси с доминированием ежи сборной - 1308.1316 побегов/м2 (в среднем за 1989-1991 гг.) Увеличение давления техники на дернину до 250 кПа отрицательно повлияло на процессе побегообразования. Снижение плотности посевов в травостоях с доминированием двукисточника тростникового составило 18%, с преобладанием костреца безостого - 24%. При уменьшении нормы высева семян наблюдали замедление побегообразования у сеяных злаков и усиление этого процесса у дикорастущих видов. В варианте с давлением движителя 250 кПа при малой плотности побегов сеяных видов происходило их увеличение, а при большой - снижение. Самая высокая побегообра-зующая способность отмечена при проведении химической обработки в сочетании с фрезерованием болотной фрезой ФБН-1,5 (1261 побегов/м2)
Таблица. Продуктивность злаковых травостоев 5...7 лет пользования в зависимости от давления техники на дернину на осушенном низинном торфянике (в среднем за 1989-1991 гг.)
Травосмесь (фактор А) Давление, кПа (фактор Б) Сбор с 1 га
сухая масса, ц обменная энергия, ГДж кормовые единицы
Ежа сборная + лисохвост луговой 0 62,2 62,2 4700
180 65,4 60,2 4450
250 43,4 42,1 3260
Двукисточник тростниковый + овсяница тростни- 0 90,8 80,8 5720
ковая 180 92,1 81,0 5710
250 62,4 53,7 3740
Кострец безостый + овсяница луговая + тимофе- 0 68,8 59,2 4060
евка луговая 180 67,8 61,7 4480
250 44,8 41,2 3050
Ежа сборная + кострец безостый + овсяница лу- 0 67,6 60,8 4390
говая + тимофеевка луговая 180 64,5 55,5 3810
250 42,8 40,2 3040
НСР05 фактор А 6,5 3,3 210
НСР05 фактор Б 5,6 7,7 540
и в случае однократного применения гербицида (1107 побегов/м2), наименьшая - при дисковании дернины дочерна (863 побега/м2). Во всех сеяных травостоях независимо от агротехники их создания, за исключением агрофитоценоза с доминированием двукисточника тростникового, отмечена высокая плотность дикорастущих видов.
При одинаковом давлении 180 кПа движители оказывали более сильное отрицательное влияние на плотность молодых травостоев, чем на старовозрастных, из-за неокрепшей дернины. Более устойчивая дернина формировалась после химической обработки, а также в варианте с ее сочетанием с фрезерованием почвы, снижение плотности дернины при этом составляло 8.11%.
Высокорослые агрофитоценозы (с преобладанием двукисточника тростникового) характеризовались более равномерным распределением фитомассы в пределах используемого объема среды (до высоты 60.70 см), в среднерослых (с доминированием костреца безостого) - основная часть урожая располагалась в приземном (0.20 см) и высокорослом слоях (54 и 37% соответственно). Включение мятлика лугового (низкорослый злак) в состав среднерослого травостоя повышало долю урожая в слое 0.20 см до 76%, что свидетельствует о большем объеме использования надземной среды высокорослыми травостоями. Повышение сезонной дозы азота до ^40 увеличивало высоту травостоя, а воздействие техники на дернину - долю фитомассы в приземном слое.
На дерново-подзолистой почве негативное влияние удельного давления движителей на дернину при формировании урожая проявилось в виде снижения высоты и плотности трав, массы корней и урожайности (на 17% при 200 кПа и 19% при 300 кПа). Низкое (100 кПа) давление движителей на дернину сеяных злаковых травостоев не приводило к сокращению их продуктивности.
Наибольшим уменьшением продуктивности на высокое давление (300 кПа) реагировали ежово-лисохвостовый (20 ц/га) и кострецово-тимофеечно-овсяницевый (14,5 ц/га) травостои. Самое резкое снижение величины этого показателя отмечали во втором укосе: 5,9 ц/га сухого вещества при 200 кПа и 10,5 ц/га сухого вещества при 300 кПа, что связано с большей влажностью почвы в указанный период. Последействие негативного влияния высокого давления на урожайность сеяных травостоев на следующий год проявлялось только в первом укосе.
Результаты исследований на осушенном низинном торфянике свидетельствуют о том, что на несущую способность дернины большое влияние оказывает возраст сеяных трав - старовозрастные ценозы более устойчивы к технической дигрессии. Так, продуктивность 6-8-летних травостоев с достаточно прочной дерниной под действием давления 180 кПа не менялась и составляла 95.101% от исходной (см. табл.). В то же время двухлетние агрофитоценозы в этом варианте не сформировали урожая в связи с полным разрушением верхнего слоя дернины.
При увеличении удельного давления на низинном торфянике до 250 кПа сбор сухой массы и обменной энергии снижался, по сравнению с исходным травостоем, на 30.37%, выход кормовых единиц - на 25.35%.
На осушенном низинном торфянике использование при перезалужении старосеяного сенокоса травосмеси из двукисточника и овсяницы при снижении нормы высева на 25% на фоне давления 180 кПа происходило уменьшение затрат совокупной энергии - на 330 МДж на 1 ГДж обменной энергии, повышение их окупаемости - на 139%, условно чистого дохода - более чем в 3 раза, себестоимость корма при этом снижалась в 2 раза.
Эффективность технологий создания агрофито-ценозов при различных приемах обработки почвы с учетом изменения ее плодородия (по легкогидро-лизуемому азоту, обменному кальцию и подвижным формам фосфора и калия) в условиях технической дигрессии, выраженная агроэнергетическим коэффициентом, понизилась при вспашке с последующим дискованием с 1,89 до 1,73. Наибольший уровень трансформации энергозатрат достигнут при использовании химической обработки с последующим фрезерованием почвы - 2,32 и в варианте с применении гербицидов - 1,96.
Выводы. В Центральном Нечерноземье на осушенных низинных торфяниках со слаборазло-жившимся торфом в целях предотвращения преждевременной (через 3-4 года) деградации сеяных травостоев, повышения их продуктивности (до 5,1.6,7 тыс. корм. ед./га), долголетия и сохранения высокого качества корма, наряду со снижением нагрузки ходовых систем машин, необходимо создавать травостои устойчивые к технической дигрессии путем использования видов трав, норм высева семян и доз азотного удобрения, способствующих формированию прочной дернины.
При создании долголетних (5.7 лет) многоукосных (2.3 укоса) злаковых агрофитоценозов продуктивностью 5,6.6,3 тыс. корм. ед./га, или 80,2. 87,2 ГДж обменной энергии, необходимо вносить ^80Р60К120 при давлении техники на дернину до 180 кПа и высевать травостои с участием двукисточника тростникового.
При закладке краткосрочных многоукосных травостоев целесообразно применять технологии, вклю-
чающие глубокое (на 30.35 см) фрезерование почвы (МТП-42А) с посевом травосмеси из двукисточника тростникового, костреца безостого, тимофеевки луговой и овсяницы луговой, а также химическую обработку - опрыскивание выродившегося луга раундапом (6 л/га) - с последующим мелким (на 12.15 см) фрезерованием (ФБН-1,5) и посевом травосмеси из костреца безостого (6 кг/га), тимофеевки луговой (4,5 кг/га) и овсяницы луговой (6 кг/га).
Литература.
1. Зотов А.А., Кутузова А.А., Тебердиев Д.М. и др. Ресурсосберегающие технологии создания и использования сенокосов и пастбищ на осушенных торфяниках в Нечерноземной зоне России: рекомендации. Ярославль: Издательство «Аверс-Пресс», 2002. 44 с.
2. Косолапов В.М., Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П. Средообразования и кормопроизводство //Адаптивное кормопроизводство. 2012. № 3. С. 16-19.
3. Косолапов В.М., Зотов А.А., Уланов А.Н. Кормопроизводство на торфяных почвах России. М.: ОАО «Дом печати - Вятка», 2009. 858 с.
4. Зотов А.А., Косолапов В.М., Кобзин А.Г. и др. Сенокосы и пастбища на осушенных землях Нечерноземья. М.: типограф. ИП «Изотова К.У.», 2012. 1198 с.
5. Ашихмин В.А. Влияние ходовых систем тракторов на уплотнение дерново-подзолистых почв Северо-Востока Европейской части СССР:автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. М.: 1983. 16с.
6. Бондарев А.Г., Бахтин П.У., Сапожников П.М. (1984). Изменение физических свойств и плодородия серых лесных почв под воздействием движителей сельскохозяйственной техники. М.: ВИМ, 1984. т. 2. С. 28-32.
PREVENTING OF TECHNICAL DEGRESSION
V. Shevtsov
All-Russian Research Institute on Forage Production named after V.R. Vil'yams of Russian Academy of Agrarian Sciences, Russia, Moscow Region, Lobnya city, Scientific city, build. 1
Summary. Using the meadows technology results in significant damage to the sod and decrease of grass yields that demands the development of agricultural techniques to reduce specific pressure, selection of resistant varieties of grasses, adding large doses of mineral fertilizers, heavy soil-packing to reduce the negative impact of technical digression on seeded perennial grasslands. Researches were conducted in 1986-2001 on mineral and peat soils in the Moscow region. It was found that the drained fen peat bogs with lightly decayed peat to prevent early (after 3.. .4 years) degradation of seeded herbage, increasing their productivity (up to 5,1...6,7 thousand of fodder units-ha), longevity and preservation of high quality feed along with a reduction of the burden of running systems engineering on turf, it is necessary to create grasslands, resistant to technical digressions, through the use of technologies, including environmental soil management methods, and the types of rules of seeding grasses and doses of nitric fertilizers, creating strong sod. While creating a long-term (5.7 years) multi cut (2.3 mowing) cereal agrocenoses with productivity of 5,6 .6,3 kg fodder units-ha or 80,2.87,2 Gj exchange energy, it is necessary to implement N180P60K120 with pressure of machine on the turf of 180 kPacm and sowing crop mixtures with reed canary grass (6 ... 12 kg-ha). While creating short-term multi cut grasslands used technologies, including deep (30...35 cm) soil milling by machine MTP - 42A with sowing of grass mixture of smooth brome (6 kg-ha) , timothy grass (4,5 kg-ha) and meadow fescue (6 kg-ha) , as well as chemical treatment - spraying degenerated grassland by herbicide Roundup (6 l-ha ) followed by small (12...15 cm) milling FBN - 1, 5.
Keywords: grasslands, hay-lands and pastures, technical degression, yielding of grass stand, ground pressure.
