CC BY
11УДК 631.452:633.2(470.331)
влияние агроландшафтных условий верхневолжья на продукционный процесс бобово-злакового
агрофитоценоза
Н.Н. Иванова ГНУ ВНИИМЗ Россельхозакадемии
E-mail:common@vniimz.ru
Многолетние бобово-злаковые травосмеси в Нечерноземной зоне - основной источник повышения энергетической и протеиновой полноценности кормов. Они обеспечивают наиболее рациональное использование невосполнимой энергии, служат важнейшим средством сохранения и повышения плодородия почв, обеспечения устойчивости агроэкосистем, повышения продуктивности кормопроизводства. Изучено влияние агроландшафтных условий на продуктивность бобово-злаковых смесей в Тверской области.
Ключевые слова: бобово-злаковые смеси, севооборот, Тверская область, условия ландшафта, продуктивность.
В Верхневолжье продуктивность многолетних трав сильно изменяется в зависимости от условий ландшафта. Рекомендации по возделыванию многолетних трав, разработанные для этого региона, нуждаются в адаптации к разнообразным почвенно-климати-ческим условиям. Целью наших исследований было изучение особенностей развития и формирования урожая бо-бово-злакового пятикомпонентного агрофитоценоза в зависимости от условий местообитания.
Исследования проводили на агро-экологическом стационаре ВНИИМЗ общей площадью 50 га, который находится в 4-х км к юго-востоку от Твери. Он расположен в пределах средне-высотного конечноморенного холма московского возраста с относительной высотой 15 м [1]. Посевы культур на стационаре имеют вид непрерывных полос, пересекающих все ландшафтные позиции конечноморенного холма. В севообороте, развернутом во времени и пространстве, изучали вли-
яние агроэкологических факторов на формирование продуктивности сельскохозяйственных культур в различных ландшафтно-мелиоративных условиях. Севооборот, развернутый на двух полосах (трансектах), служил типичным
плодосменом с набором основных культур, выращиваемых в Тверской области.
Выводные поля (в виде трансект) представлены пятикомпонентной бо-бово-злаковой травосмесью и козлятником восточным. Трансекты состоят из параллельных полос шириной 7,2 м (для каждой культуры) и длиной 1400 м. Вдоль всей полосы, занятой какой-либо культурой, технологическое воздействие однотипно, что позволяет наиболее точно изучить адаптивные реакции растений на ландшафтные условия. Площадь, занятая каждой культурой на одной трансекте, составляет 1 га. Влияние агроландшафтных условий изучали на бобово-злаковом пяти -компонентном агрофитоценозе, который состоял из люцерны изменчивой Вега 87, клевера лугового ВИК 7, тимофеевки луговой Вик 9, овсяницы луговой ВИК 5 и райграса пастбищного ВИК 6.
Изучение формирования продуктивности производили в пределах различных геохимических агромикро-
ландшафтов (АМЛ) на вершине холма, склонах южной и северной экспозиций в постоянных точках, отстающих друг от друга на 40 м. Учетная площадь делянки составляла 84 м2, повторность трехкратная.
Варианты в нашем опыте представлены агромикроландшафтами южного и северного склона (табл.1), а именно: транзитно-аккумулятивный АМЛ южного склона (ТАю); транзитный АМЛ южного склона (Тю); элювиально-аккумулятивный АМЛ южного склона (ЭАю); элювиальный АМЛ - вершина холма (Э); элювиально-аккумулятивный АМЛ северного склона (ЭАс); транзитный АМЛ северного склона (Тс); транзитно-аккумулятивный АМЛ северного склона (ТАс). Подробное описание их агроэкологических характеристик дано в литературе [1, 2].
Почвы в пределах всего агроланд-шафта конечноморенного холма характеризовались очень низким (5-7 мг/кг) содержанием минерального азота. Содержание Р2О5, напротив, было очень высоким и колебалось от 31,2 до 74,4 мг на 100 г почвы, причем наиболее значительным содержанием Р2О5 отличался южный склон, где оно увеличивалось в 1,5-2,0 раза по сравнению с агромикроландшафтами северного склона. Содержание К2О в почве было высоким (22,2 мг на 100 г почвы) только на ЭАю АМЛ -, в большинстве других АМЛ оно было повышенным - от 15,4 до 19,5 мг на 100 г почвы, а на ТАс низким - 9 мг/100 г почвы.
Изучение влияния на продукционный процесс факторов ландшафтной среды осуществляли с помощью регрессионного анализа. Для этого в каждой точке опробования определяли средние многолетние значения следующих агроландшафтных параметров: 1. Относительная высота, м. 2. Высота снежного покрова, м. 3. Запас воды в снеге, мм. 4. Плотность твердой фазы почвы, г/см 3. 5. Плотность почвы, г/ см3. 6. Пористость почвы, %. 7. Влажность почвы, об. %. 8. Запас гумуса в почве, т/га. 9. Содержание гумуса в
Таблица 1
1. Продуктивность сухой массы бобово-злаковой травосмеси, т/га
Вариант агроланд-шафта Годы пользования Среднее
1-й 2-й 3-й 4-й 5-й
ТАю 5,3 5,2 5,5 7,3 5,3 5,7
Тю 5,5 5,2 5,3 6,9 6,3 5,8
ЭАю 7,1 4,9 6,7 6,9 7,2 6,6
Э 6,7 4,8 6,2 6,9 6,9 6,3
ЭАс 7,7 5,1 7,1 6,8 8,0 7,0
Тс 7,4 5,3 7,0 6,9 6,6 6,6
ТАс 8,1 5,7 7,5 7,1 8,3 7,3
НСР0,5 3,1 4,9 3,0 2,9 3,1 1,9
№ 4 (58) 2011
^лаэимгрскш землешещ)
почве, %. 10. Содержание фосфора в почве, мг/100 г. 11. Содержание калия в почве, мг/100 г. 12. рНсол. почвенного раствора. 13. Гидролитическая кислотность почвы, мг-экв./100 г. 14. Суммарная радиация, КДж/м2 15. Сумма эффективных температур, (>100). 16. Биологическая активность почвы (% разложения полотна).
В опыте проводили наблюдения за наступлением фенологических фаз, динамикой прироста фитомассы, формированием элементов продуктивности бобово-злаковой травосмеси, изменением агрохимических и агрофизических свойств почвы.
Продуктивность многолетних трав в течение 5 лет изменялась в зависимости от местообитания (табл.1).
В первый год опыта урожайность бобово-злаковой смеси на северном склоне была гораздо выше, чем на южном. На ТАс АМЛ она составила 80,8 ц/га сухой массы, а на ТАю АМЛ только 52,5 ц/га. На следующий год исследований на вершине холма, на северном и южном склонах урожайность достоверно не различалась и достигала 48,1; 52,9; 51,6 ц/га сухой массы соответственно, НСР0,05 4,9.
Когда в травостое в основном сохранились люцерна изменчивая и тимофеевка луговая, больше всего (83,1 ц/га) сухого вещества было получено на северном склоне, особенно на ТАс. Это объясняется тем, что люцерна изменчивая шестого года жизни развивает мощную корневую систему, проникающую в глубоколежащие горизонты почвы и, благодаря этому, бобово-зла-ковая смесь сформировала хороший урожай. В среднем за годы исследований наиболее урожайна она была на агромикроландшафтах северного склона, менее - на вершине холма, в Э агромикроландшафте, где получили 63 ц/ га сухой массы.
Пятилетние исследования позволяют сделать вывод о том, что наиболее активный рост многолетних трав наблюдается на склонах северной экспозиции и в пониженных участках агро-ландшафта конечноморенного холма.
Регрессионный анализ данных влияния различных агроэкологических факторов на продуктивность бобово-злаковой травосмеси показал, что эту зависимость можно описать следующими уравнениями:
У =-0,14Х1-1,5Х2+0,5Х3-0,74Х4+2,2Х5+ 1,02Х6-0,14Х7-0,13Х8+
+11,0Х-0,1 X -0,08 Х +0Д5Х-
' 9 ' 10 ' 11 ' 12
0,16Х -0,08Х -0,25Х -0,04Х , (1)
13 14 15 16
где У - урожайность зеленой массы 1-го укоса, ц с 1 га; Х1 - относитель-
влаэитрсый землейлеф
ная высота; Х2 - высота снега; Х3 - запас воды в снеге; Х4 - плотность почвы; Х5 -удельная масса почвы; Х6 - пористость почвы; Х7 - влажность почвы; Х8 - запас гумуса; Х9 - содержание гумуса; Х10 -содержание фосфора; Х11 - содержание калия; Х12 - рНкс|; Х13 - гидролитическая кислотность; Х14 - солнечная радиация; Х15 - сумма эффективных температур; Х16 - % разложения льнополотна.
У = -0,08Х1-0,37Х2-0,41Х4+2,01Х5+0,2Х7-0,06Х8+0,08Х9-0,04Х„„ -0,07Х11-0,06Х - 26,93, (2)
10 11 13
где У - урожайность зеленой массы 2-го укоса, ц с 1 га; Х1-Х13 - параметры агроландшафтных факторов.
Масса корней в слое почвы 0-30 см изменялась в зависимости от местообитания и в среднем за 1998-2002 годы на южном склоне составила 158,7-166,5 ц/га, а на северном - 155,7160,5 ц/га. На вершине холма (Э) она была наибольшей - 170 ц/га.
Растительные остатки бобово-злаковой травосмеси первого года пользования в почве в зависимости от местообитания составляли: азота 8093,2, фосфора 23,0-27,2 и калия 78,5 кг/га. Средневозрастные травостои отличались более высоким содержанием этих элементов в корневой массе, чем молодые. Установлено, что содержание азота в корневых остатках растений, произрастающих на ТАс агро-микроландшафте, было выше, чем в других местообитаниях.
2 ьо
>: типы агроландшафтов
- надземная масса
.'-■'.'•ЛЧ
^ г I
- корневая масса
Рис
1. Соотношение надземной и корневой массы бобово-злаковой смеси среднем за пять лет
Масса первого укоса бобово-злаковой смеси в основном зависела от высоты снега и запасов воды в нем. Увеличение запасов воды в снеге благоприятно сказывается на урожае трав, так как способствует активизации физиологических процессов на первых этапах вегетации.
Значения абсолютно сухой массы пожнивных остатков бобово-злаковой смеси в зависимости от агромикро-ландшафта колебались от 5 до 9 ц/га. Наибольшая масса отмечена на ТАс агромикроландшафте.
Травосмесь шестого года пользования, за счет большой массы корней оставляла в почве до 202-225 кг/га азота. Больше азота под этим травостоем остается в ТА агромикроландшафтах обоих склонов.
Интегральным показателем, объективно отражающим рост и развитие растения, служит соотношение его надземной и корневой массы (рисунок).
На пятый год пользования наибольшим содержанием (37,0-38,9% массы) люцерны изменчивой отличалась травосмесь на ЭА и ТАс АМЛ. Аккумулятив-
Таблица 1
2. Ботанический состав бобово-злаковой травосмеси, % абсолютно сухой
массы
Вари- Люцерна Клевер Тимофеевка Овсяница Райграс
ант изменчивая луговой луговая луговая пастбищный
1 г.п. 5 г.п. 1 г.п. 5 г.п. 1 г.п. 5 г.п. 1 г.п. 5 г.п. 1 г.п. 5 г.п.
ТАю 27,1 36,3 15,4 - 42,3 48,1 6,3 8,2 2,9 4,2
Тю 23,4 35,5 16,1 - 50,1 47,7 6,1 8,2 2,3 4,6
ЭАю 26,9 37,1 13,8 - 46,3 48,9 6,9 8,0 2,7 4,0
Э 24,9 36,1 15,1 - 45,3 47,2 7,4 8,1 2,9 4,1
ЭАс 22,3 38,9 16,2 - 46,5 48,7 7,6 8,1 2,8 2,3
Тс 29,8 36,1 15,4 - 45,0 47,5 6,4 7,9 2,0 3,6
ТАс 27,4 37,0 16,0 - 46,3 48,8 6,9 10,3 1,9 1,9
№ 4 (58) 2011
ные процессы (особенно на северном склоне) создавали наиболее благоприятные условия для произрастания люцерны. ТА и ЭА агромикроландшафты обоих склонов характеризовались также большим содержанием в травостое тимофеевки луговой (48,1-48,9 % массы). На ТАс агромикроландшафте содержание овсяницы луговой в травосмеси было несколько выше - 10,3% массы, а доля участия райграса пастбищного - наоборот в 1,3-2,5 ниже, чем в других АМЛ.
Наиболее высоким содержанием (от 4 до 4,9%) несеяных видов трав отличались травосмеси в транзитных и элювиальных АМЛ -а в ТА и ЭА АМЛ - от 2 до 3,2%. В среднем за 5 лет самым высоким содержанием бобового компонента отличался ТАс агромикро-ландшафт (33,3% люцерны и 7% клевера). Тимофеевки луговой больше всего было в составе травосмесей в Тю и ТАс агромикроландшафтах (48,6-48,9%). Содержание овсяницы в различных АМЛ изменялось незначительно. Участие райграса пастбищного в травостое снижалось в АМЛ северного склона, так как он менее зимостоек. Большим (4,4-4,8%) содержанием разнотравья характеризовались травостои в Э и ЭА агромикроландшафтах.
Содержание сырого протеина в абсолютно сухой массе колебалось от 14 до 19%. Более качественный корм по этому показателю был получен на второй год использования трав, так как
еще не выпал клевер луговой, который образовывал много прикорневых листьев. Зеленая масса бобово-злаковой травосмеси, произрастающей на северном склоне холма, по сравнению с южным склоном отличалась меньшим содержанием протеина. Тенденция изменения содержания сырой клетчатки противоположна изменению содержания сырого протеина. Содержание сырого жира в кормах по годам изменялось от 2,0 до 4,5%. Какие-либо закономерности изменения содержания жира в зависимости от местообитания не отмечены.
Возделывание пятикомпонентной бобово-злаковой травосмеси в течение 6 лет благоприятно повлияло на изменение плодородия почвы. Содержание подвижных форм фосфора повысилось на склонах (с 60 до 69 мг/100 г на агромикроландшафтах южного, и с 30,1 до 44,4 мг/100 г почвы - северного склона), по сравнению с вершиной холма (с 28,9 до 29,4 мг/100 г почвы). Такая же
тенденция наблюдалась и для подвижных форм калия. Содержание гумуса возросло на 0,2-0,4%.
Шестилетние исследования позволяют сделать вывод о довольно высокой устойчивости изучаемых видов трав в различных АМЛ. При этом можно отметить более высокую продуктивность пятикомпонентной травосмеси на склонах северной экспозиции, а также в понижениях рельефа, где для нее складываются оптимальные водно-воздушные и питательные режимы почв.
Литература
1. Иванов Д.А., Корнеева Е.М. и др. Создание ландшафтного полигона нового поколения. //Земледелие, № 6, 1999. -С. 15-16.
2. Иванов Д.А. Ландшафтно-адаптивные системы земледелия (агроэкологические аспекты). - Тверь, 2001. - 304 с.
N.N.IVANOVA INFLUENCE OF AGROLANDSCAPE CONDITIONS ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ ON ПРОДУКЦИОННЫЙ PROCESS BOBOVO-CEREAL АГРОФИТОЦЕНОЗА Long-term bobovo-cereal травосмеси in the Nonchernozem zone - the basic sources of increase of power and protein full value of forages. They provide the most rational use of irreplaceable energy, maintenance of stability of agroecosystems, efficiency increases кормопроизводства serves as the major means of preservation and increase of fertility of soils. Influence of agrolandscape conditions on efficiency of bobovo-cereal mixes in the Tver region is studied.
Keywords: bobovo-cereal mixes, a crop rotation, the Tver region, landscape conditions, efficiency.
дорогие труженики агропромышленного комплекса
суздальского района!
Разрешите поздравить вас с успешным завершением трудового сельскохозяйственного года! По его результатам - мы первые в области.
И в этом большая ваша заслуга. На состоявшейся на днях коллегии департамента сельского хозяйства и продовольствия администрации Владимирской области, на которой подводили итоги работы предприятий агропромышленного комплекса региона в минувшем 2011 году, было решено присудить ПЕРВОЕ МЕСТО за наивысший вклад в развитие сельскохозяйственного производства Суздальскому району.
Сельское хозяйство остается для Суздальского района ведущей отраслью экономики, а труд селян будет востребован всегда, потому что от него зависят не только продовольственная безопасность, но и политическая стабильность в стране. Недаром сельских тружеников называют кормильцами народа и опорой страны.
Примите слова большой благодарности за ваш труд! счастья вам, здоровья, новых трудовых успехов!
Наталья Лексина,
начальник управления сельского хозяйства администрации Суздальского района.
№ 4 (58) 2011
g/iaîhiMipckiù 3 емлеШевд
