CC BY
31
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 633.2.03
ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЕ МНОГОЛЕТНИЕ ТРАВОСМЕСИ НА СКЛОНОВЫХ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОБРАЗОВАНИЕ ГУМУСА
В.М. Иванов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.Н. Устименко, соискатель
Волгоградский государственный аграрный университет
Установлено, что для перезалужения светло-каштановых почв на склоновых землях с крутизной до 2° и стабилизации их плодородия необходимо использовать трехкомпонентную многолетнюю травосмесь люцерна + донник + житняк в основании и средней части склона как по отвальной вспашке на глубину 0,25-0,27 м, так и по дискованию на 0,08-0,10 м. На водоразделе лучшая травосмесь - донник + кострец + житняк по глубокой обработке, а по мелкой - люцерна + донник + житняк.
Ключевые слова: перезалужение, плодородие, гумус, элементы склона, обработка почвы, травосмеси.
В Волгоградской области водная эрозия почвы проявляется в разной степени на площади 2,3 млн га сельскохозяйственных угодий, в том числе на 1,3 млн га пашни и 0,9 млн га пастбищ.
Вопросы защиты почв от эрозии и борьбы с засухой приобрели в настоящее время исключительную актуальность и могут быть решены на принципах адаптивно-ландшафтного обустройства территорий, а также при переходе к «органическому земледелию», посеве многолетних трав [5].
Роль последних очень важна в сохранении положительного баланса органического вещества, увеличении содержания гумуса, защите почв от водной и ветровой эрозии [2, 4].
Установлено, что масса детрита под многолетними травосмесями на черноземах максимально увеличивалась на варианте четырехлетнего их использования. Травосмеси оказались устойчивыми и более продуктивными по годам [3]. Однако по результатам исследований, проведенных в сухостепной зоне каштановых почв Волгоградской области, более высокая урожайность бобово-злаковых травосмесей была получена в первые два года пользования, причем максимальная на втором году [1].
Нами в 2000-2003 гг. был заложен полевой трехфакторный опыт для выявления роли многолетних трав в повышении плодородия почвы, при перезалужении.
Фактор А - элементы рельефа: водораздел; средняя часть склона; основание склона.
Фактор В - способы основной обработки почвы: зяблевая обработка отвальным плугом ПН-4-35 на 0,25-0,27 м; весенняя мелкая обработка тяжелой дисковой бороной БДТ-3 на 0,08-0,10 м.
Фактор С - бобово-злаковые смеси трав залужителей: 1) люцерна посевная + кострец безостый + житняк узкоколосый (л + к + ж); 2) люцерна посевная + эспарцет песчаный + житняк узкоколосый (л + э + ж); 3) люцерна посевная + донник желтый + житняк узкоколосый (л + д + ж); 4) донник желтый + кострец безостый + житняк узкоколосый (д + к + ж); 5) эспарцет песчаный + кострец безостый + житняк узкоколосый (э + к + ж); 6) эспарцет песчаный + донник желтый + житняк узкоколосый (э + д + ж).
Исследования проводились в неорошаемых условиях на светло-каштановой тяжелосуглинистой среднеэродированной почве, расположенной на склоне северовосточной экспозиции, с крутизной склона до 2° на опытном поле Нижне-Волжского НИИСХ Россельхозакадемии. Варианты были заложены по каркасным линиям рельефа в трехкратной повторности, в один ярус. Площадь делянки третьего порядка составила 105 м . Предшественником в опыте была травосмесь эспарцет + кострец 6-го года пользования.
Метеорологические условия за четыре года исследований (2000-2003 гг.) складывались по-разному. В первые три года опыта до посева травосмесей увлажнение посевного слоя было оптимальным для прорастания семян и получения всходов. Но в дальнейшем из-за малого количества осадков и засухи в период вегетации они сформировали низкий урожай сухого вещества. На урожайности второго и третьего годов жизни трав этот отрицательный фактор отразился в меньшей степени. Зима 2002/03 года оказалась неблагоприятной для перезимовки трав. Из-за резких перепадов температуры в травосмесях выпала часть бобовых компонентов. В дальнейшем это сказалось на их продуктивности и кормовой ценности. Осадки в 2000-2003 годах составили: 233,5 мм; 176,6 мм; 86,2 и 222,1 мм соответственно. В целом 2000 и 2003 годы характеризуются как влажные; 2001 - средний; а 2002 год -сухой.
В первый год жизни травосмесей накопление гумуса было больше в основании склона. По отвальной и мелкой обработкам его образовалось от 0,20 до 0,22 т/га в первой и от 0,41 до 0,39 т/га в третьей смеси. Заметно меньше показатели отмечены в средней части склона по мелкой обработке в четвертой смеси - 0,15 т/га. В средней части склона по отвальной обработке, лучшим вариантом травосмеси по накоплению гумуса оказались третья (л+д+ж) и четвертая (д + к + ж) - 0,41 и 0,36 т/га.
Во второй год жизни трав (рис. 1) показатели образования гумуса заметно выровнялись, но на первом месте была третья смесь в основании склона по отвальной обработке - 0,30 т/га.
Рисунок 1 - Образование гумуса под травосмесями в среднем за 2-й год жизни трав, т/га
Несколько меньшие показатели получены на варианте мелкой обработки на третьей и четвертой смеси, где образовалось гумуса в пределах 0,25...0,27 т/га в зависимости от элементов склона.
На третий год жизни трав образование гумуса уменьшилось, показатели по всем смесям, элементам склона и обработкам почвы колебались от 0,14 до 0,25 т/га. Больше образовалось гумуса на третьей и четвертой смесях на всех элементах склона
при отвальной обработке - 0,22-0,23 т/га. Отмечено резкое снижение образования гумуса на четвертой смеси (донник + кострец + житняк) в основании склона при отвальной обработке - 0,14 т/га. Это объясняется выпадением из травостоя бобового компонента из-за неблагоприятных погодных условий.
На четвертый год жизни трав (рис. 2) показатели образования гумуса упали по всем элементам склона, обработкам почвы травосмесям и не превышали 0,16 т/га.
Рисунок 2 - Образование гумуса под травосмесями в среднем за 4-й год жизни трав, т/га
Более высокими показателями образования гумуса отличались первая, вторая и четвертая смеси на водоразделе при мелкой обработке - 0,16 т/га. На третьей смеси гумуса образовалось в пределах всего 0,07...0,11 т/га, что объясняется сильным изреживанием травостоя.
Анализ данных по урожайности абсолютно-сухой массы трав первого года жизни показал, что лучшие результаты получены при размещении травосмесей на нижней части склона: осенняя отвальная обработка - 2,83 т/га, а мелкая весенняя - на 0,11 т/га меньше.
В среднем по всем элементам рельефа и травосмесям отмечено преимущество зяблевой обработки перед весенним рыхлением (2,48 и 2,08 т/га соответственно). Из изученных травосмесей с лучшей стороны выделились третий и четвертый варианты люцерна + донник + житняк (2,98 т/га) и донник + кострец + житняк (2,58 т/га). Наименее продуктивными оказались смеси люцерна + кострец + житняк (1,98 т/га) и эспарцет + донник + житняк (1,78 т/га).
Закономерности по урожайности травосмесей второго года жизни сохранились. Лучшие результаты получены на третьей смеси люцерна + донник + житняк (10,8 т/га). Статистической обработкой результатов исследований установлено, что урожайность трав выше в основании склона при отвальной обработке почвы.
На третий год жизни трав с лучшей стороны выделилась травосмесь люцерна + донник + житняк (4,7 т/га), а также смесь эспарцет + кострец + житняк (5,0 т/га). Наименьшую урожайность сформировала первая смесь (контроль) люцерна + кострец + житняк (1,9 т/га).
Урожайность абсолютно-сухой биомассы травосмесей 4 года жизни сильно уменьшилась, но больше она была на средней части склона при осенней отвальной обработке - 1,56 т/га, а по мелкой весенней - на 0,29 т/га меньше.
Условия для формирования урожая в основании склона и водоразделе сложились менее благоприятно. Продуктивность многолетних трав снизилась на отвальной обработке до 1,30 и 1,10 т/га.
В среднем по всем элементам рельефа и травосмесям проявляется преимущество зяблевой обработки перед весенним рыхлением (1,76 и 1,60 т/га
соответственно), причём оно заметно возрастало на средней части склона и водоразделе.
Среди травосмесей лучшими были люцерна + донник + житняк и донник + кострец + житняк. Урожайность их составила в среднем 1,54, 1,50 т/га абсолютно-сухого вещества соответственно. Это преимущество сохранялось по всем каркасным линиям рельефа и обработкам почвы.
Нами были проведены расчеты по биоэнергетической оценке возделывания многолетних трав за четыре года исследований.
Повышение коэффициента энергетической эффективности и снижения удельных затрат было достигнуто во второй год жизни трав.
Так, по элементам склона в средней части достигнут наибольший показатель энергетической эффективности 3,61 с более низкими удельными затратами энергии по сравнению с основанием склона — 4,69 МДж. На водораздельной части коэффициент энергетической эффективности составил 3,54, а удельные затраты энергии 4,50 МДж. В этот год минимальный коэффициент энергетической эффективности отмечен на основании склона - 3,35 и более высокими затратами энергии 5,05 МДж (табл. 1).
Таблица 1 - Биоэнергетическая оценка возделывания многолетних травосмесей,
(2 год жизни трав), МДж
Основание склона Средняя часть склона Водораздел
к с е ч Отвальная об-ка Мелкая Отвальная Мелкая Отвальная Мелкая
с о со об -ка об -ка об- ка об- ка об -ка
ей р т КЭЭ* * * О го У КЭЭ УЗЭ КЭЭ УЗЭ КЭЭ УЗЭ КЭЭ УЗЭ КЭЭ УЗЭ
1 2,92 5,63 3,50 4,69 3,21 5,11 4,05 4,05 2,63 6,23 2,79 5,89
2 2,76 5,96 2,63 6,24 2,50 6,57 3,23 5,07 2,76 5,94 3,41 4,81
3 4,84 3,39 3,42 4,79 4,19 3,92 4,31 3,81 4,05 4,05 4,20 3,91
4 4,35 3,77 3,27 5,02 4,33 3,79 4,23 3,88 4,66 3,52 4,20 3,91
5 3,22 5,10 2,95 5,56 3,15 5,20 3,81 4,31 4,23 3,88 3,39 4,84
6 3,22 5,10 3,08 5,33 2,87 5,72 3,45 4,75 3,11 5,28 2,95 5,56
Среднее по элементам склона
Основание 3,35/5,05 Средняя часть 3,61/4,69 Водораздел 3,54/4,50
Среднее по обработкам
Отвальная 3,50/4,90 Мелкая 3,50/4,81
Среднее по травосмесям
1. 2 . 3. 4 5
3,19/5,27 2,89/5,77 4,17/3,98 4,18/3,99 3,46/4,82 3,12/5,29
*КЭЭ - коэффициент энергетической эффективности **УЗЭ - удельные затраты энергии, МДж.
И все же лучшие результаты по КЭЭ и УЗЭ получены на третьей смеси (л + д + ж)
- 4, 84 и 3,39 МДж по глубокой отвальной обработке почвы.
Биоэнергетическая оценка возделывания травосмесей второго года жизни по способам обработки почвы показала, что и отвальная, и мелкая были равноценными по коэффициенту энергетической эффективности (3,50), но удельные затраты энергии были несколько меньше на мелкой обработке - 4,81 МДж, тогда как по отвальной - 4,90 МДж.
По второму году жизни трав в третьей и четвертой травосмесях отмечается увеличение коэффициента энергетической эффективности в среднем по элементам склона и способам основной обработки почвы до 4,17 и снижение удельных затрат энергии до 3,98-3,99 МДж. У остальных травосмесей данные показатели составили: на первой 3,68 и 6,38 МДж; второй 3,20 и 6,90, пятой 4,01 и 6,17 и на шестой 3,62 и 5,91 МДж.
Расчетами экономической эффективности, выполненными в среднем за 4 года, установлено преимущество травосмеси люцерна + донник + житняк как при вспашке, так и мелкой обработке в основании и средней части склона. На водоразделе при дисковании лучшим был третий вариант травосмеси (л + д + ж), а на вспашке -четвертый (д + к + ж).
Лучшие экономические результаты по элементам склона получены в основании по отвальной обработке: урожайность абсолютно сухой биомассы трав
- 3,30 т/га, себестоимость одной тонны - 468,3 руб., рентабельность - 306 %, в то время как по мелкой - 2,78 т/га, 506,5 руб./т и 275 % соответственно.
В целом можно сделать вывод, что для повышения плодородия склоновых земель и получения стабильной урожайности травосмесей с более высокими показателями экономической эффективности и низкими удельными затратами энергии, лучше всего перезалужать в основании и средней части склона травосмесью люцерна + донник + житняк как по глубокой отвальной вспашке (0,25-0,27 м), так и по мелкой обработке на 0,08-0,10 м. На водоразделе более эффективна смесь донник + кострец + житняк по вспашке, а по дискованию - люцерна + донник + житняк.
Библиографический список
1. Бабаян, Л.А. Агропроизводственное использование обрабатываемых угодий на склонах Приволжской возвышенности [Текст] : монография / Л.А. Бабаян, A.M. Беляков, В.В. Леонтьев. - Волгоград, 2011. - С. 22-24.
2. Дронова, Т.Н. Коренное улучшение малопродуктивных пастбищ на склонах в зоне каштановых почв Волгоградской области [Текст] : автореф. дис... канд. с.-х. наук /Т.Н. Дронова. - Волгоград, 1971. - С. 6-10.
3. Зезюков, Н.И. Роль многолетних трав в повышении плодородия черноземов [Текст] / Н.И. Зезюков, А.В. Дедов, Г.О. Харьковский // Кормопроизводство. - 2000. - № 7. - С. 14-18.
4. Иванов, В.М., Применение многолетних травосмесей для повышения плодородия склоновых земель в агроландшафте сухой степи Волгоградской области [Текст] /В.М. Иванов, А Н. Устименко // Труды КубГАУ. - 2008. - № 2. - С. 106-110.
5. Иванов, А.Л. Концепция развития адаптивных систем и природоохранных технологий производства сельскохозяйственной продукции в аридных регионах России [Текст] / А.Л. Иванов // Рациональное природопользование и сельскохозяйственное производство в южных регионах Российской Федерации: мат-лы науч.-практ. конф. - М.: Современные тетради, 2003. - С. 12-13.
E-mail: ivanov-vgsxa@mail.ru
