CC BY
22
КОРМОПРОИЗВОДСТВО
УДК 631.582
Влияние длительного применения минеральных удобрений на продуктивность кормовых севооборотов
Изместьев Владимир Михайлович, кандидат с.-х. наук, зав. отделом, Свечников Александр Константинович, научный сотрудник, ФГБНУ «Марийский НИИСХ», п. Руэм, Республика Марий Эл, Россия
E-mail: [email protected]
В 2001-2012 гг. на опытном поле Марийского НИИСХ изучали кормовые севообороты с различным насыщением многолетних бобово-злаковых трав с применением рекомендуемых для центральной зоны Республики Марий Эл и повышенных на 50 % доз минеральных удобрений (NPK). Была проведена оценка продуктивности пашни кормовых севооборотов и качества произведенной возделываемыми культурами кормовой массы. В результате исследований установлено, что повышенные дозы минеральных удобрений способствуют увеличению продуктивности кормового севооборота до 36,3 % по сравнению с внесением рекомендуемых доз. Несмотря на увеличение значения любого показателя продуктивности гектара севооборотной площади при внесении N90P90K90 снижается окупаемость 1 кг вносимых удобрений на 23-62 % независимо от вида севооборота. Продуктивность севооборота с трехгодичным использованием клевера, люцерны и тимофеевки при повышенном фоне удобрения была выше, чем при рекомендуемом по производству сухого вещества, кормовых единиц, сырого протеина и обменной энергии соответственно на 1,6%, 0,8, 6,9 и 0,4 0% Продуктивность пашни внесевооборотных участков с постоянным использованием козлятнико-кострецовой травосмеси за 12 лет наблюдений в среднем была на 20-30 % больше, чем в севооборотах с 1, 2 и 3-годичным использованием бобово-злаковой травосмеси. На основе полученных данных рекомендуется внедрение короткоротационных шестипольных кормовых севооборотов с выращиванием многолетних бобово-злаковых травосмесей (клевер + люцерна + тимофеевка) не менее 2-х лет. В качестве высокопродуктивных долголетних сенокосно-пастбищных травостоев отлично подходят бессменные посевы козлятника восточного с кострецом безостым. Минеральные удобрения в кормовых севооборотах вносить под каждую культуру согласно рекомендуемым в настоящее время дозам (N60P60K60).
Ключевые слова: бобово-злаковая травосмесь, кормовой севооборот, продуктивность, минеральные удобрения, козлятник, кострец
Исследования и разработки, выполненные в России, Украине и других странах, доказывают, что севооборот повышает качество продукции, продуктивность использования растениями воды и питательных веществ. Поэтому важное значение имеет оптимальный набор сельскохозяйственных культур и их размещение по полям севооборотов [1].
В условиях Нечерноземной полосы Западной Сибири и Северо-Востока европейской части России при создании травостоев длительного срока использования в состав бобово-злаковых травостоев следует в качестве основных компонентов включать козлятник восточный и кострец безостый. Такие травостои на протяжении 15 лет обеспечивают получение 3,24-6,86 т кормовых единиц с 1 га при рентабельности производства 55,4-153 % [2, 3].
На торфяных почвах Кировской лугоболотной опытной станции ВИК им. В.Р. Вильямса основу кормопроизводства составляют травопольные севообороты с удельным весом многолетних злаковых трав не менее 60-70%, обеспечивающие продуктивность 60-70 ГДж/га обменной энергии. Основным фактором повышения продуктивности кормовых культур является внесение полного минерального удобрения [3]. И всё же, к примеру, в условиях Тульской области кормовой севооборот с 43 % многолетних трав без удобрений позволяет получать с гектара сухого вещества в 2,8 раза больше, чем севооборот без многолетних трав при внесении на 1 га севооборотной площади N60P60K60 [4]. По данным НИИСХ Северо-Востока, оптимальное насыщение плодосменного шестипольного севооборота клевером луговым и смесями с ним в течение двух ротаций составило 16,7 и 33,3% [3].
Экономический анализ, проведенный А.А. Артемьевым [3], показал, что введение в полевые севообороты клевера лугового, как средоулучшающей культуры, обеспечивает в условиях Республики Мордовии не только сохранение плодородия почвы и улучшение экологической обстановки, но и повышение эффективности производства зерна по сравнению с зернопаровыми севооборотами до 50 %.
Освоение на дерново-подзолистых почвах Ивановской области кормовых севооборотов, насыщенных на 40-50 % многолетними бобовыми травами, особенно при использовании минеральных удобрений, позволяет достигнуть положительного баланса органического вещества в почве и повысить продуктивность гектара севооборотной площади до 70 % [5]. На слабоокультурен-ной почве Удмуртской Республики высокое насыщение почвы удобрениями не обеспечивало адекватного устойчивого повышения продуктивности севооборота [6].
Таблица 1
Схема ротации севооборотов (фактор А)
На дерново-подзолистой почве в Республике Коми при возделывании культур кормового севооборота без внесения органических удобрений отмечено снижение содержания гумуса до 0,3%, повышение кислотности почвы до 1,1 ед. рН, снижение содержания фосфора и калия как без минеральных удобрений, так и при их внесении [7].
Цель исследований - выявить закономерности изменения продуктивности кормовых севооборотов при длительном применении минеральных удобрений в условиях Республики Марий Эл.
Материал и методы. Изучение продуктивности трёх севооборотов (табл. 1) проводили на опытном поле Марийского НИИСХ в течение двух полных ротаций на двух уровнях минерального удобрения:
1. МРК в дозах, рекомендуемых для культуры.
2. №К в повышенных на 50% к рекомендуемым дозам.
Год ротации I севооборот II севооборот III севооборот Бессменный посев
1-й Однолетние травы с подсевом многолетних (вика + овёс + клевер + люцерна + тимофеевка) Кострец + козлятник
2-й Многолетние травы 1 года пользования (клевер + люцерна + тимофеевка)
3-й Озимая рожь на зелёный корм + поукосно яровой рапс Многолетние травы 2 года пользования (клевер + люцерна + тимофеевка)
4-й Ячмень на фуражные цели Озимая рожь на зелёный корм + поукосно яровой рапс Многолетние травы 3 года пользования (клевер + люцерна + тимофеевка)
5-й Однолетние травы (вика + овес) + поукосно рапс Ячмень на фуражные цели Озимая рожь на зелёный корм + поукосно яровой рапс
6-й Силосные (подсолнечник + вика + овёс) Однолетние травы (вика+ овес) + поукосно рапс Ячмень на фуражные цели
В качестве варианта сравнения использовали бессменную травосмесь козлятника с кострецом. Повторность опыта четырёхкратная, площадь делянки - 36 м2. Рекомендуемые дозы минеральных удобрений составили №0Р60К60, повышенные -№0Р90К90. Под многолетние бобово-злаковые травосмеси азотные удобрения не вносили.
Исследования проводили согласно Методическим указаниям по проведению полевых опытов с кормовыми культурами ВНИИ кормов [8]. Дисперсионный анализ осуществлен с помощью программного обеспечения ДИСМАН версии 1.41.
Результаты и их обсуждение. Севооборот с одногодичным использованием клеверо-люцерно-тимофеечной смеси в среднем за две ротации обеспечил сбор с 1 га 6,06 т сухого вещества при внесении рекомендуемых доз минеральных удобрений (табл. 2). Внесение повышенных доз минеральных удобрений сопровождалось повышением сбора сухого вещества на 8%. Аналогичные тенденции повышения продуктивности пашни наблюдаются при оценке севооборота по сбору корм. ед., сырого протеина и обменной энергии, которые составляют соответственно 11,1%, 15,4 и 8,15 %.
Таблица 2
Влияние плодосмена и уровня минерального питания на продуктивность 1 га севооборотной площади (в среднем за 2001-2012 гг.)
Севообороты Козлятник +
I II III кострец
Показатель М0Р60К60 Ы90Р90К90 Ы60Р60К60 Ы90Р90К90 Ы60Р60К60 Ы90Р90К90 Р60К60 Р90К90
Сбор с 1 га:
- сухая масса, т 6,06 6,54 6,00 6,21 6,73 6,83 7,79 8,58
- корм. ед. 3991 4436 4244 4444 4264 4466 4343 4956
- сырой протеин, кг 758 875 842 900 933 1000 1092 1267
- обменная энергия, ГДж/га 52,7 57 54 55,6 56,2 57,2 61,7 69,4
НСР05 сухого вещества, т/га: частных различий - 0,05, А - 0,09, В - 0,07 НСР05 кормовых единиц, корм. ед./га: частных различий - 6,5, А - 12,8, В - 9,1 НСР05 сырого протеина, кг/га: частных различий - 3,5, А - 6,8, В - 4,8 НСР05 обменной энергии, ГДж/га: частных различий - 1,5, А - 3,0, В - 2,1
В севообороте с двухгодичным использованием бобово-злаковой травосмеси с участием клевера, люцерны и тимофеевки на фоне рекомендуемых доз минерального удобрения продуктивность каждого гектара пашни севооборота по сбору сухого вещества была на 1,0 % и на 5,4 % на повышенном фоне ниже, чем в первом севообороте с аналогичными дозами удобрения. По сбору корм. ед., сырого протеина и обменной энергии продуктивность второго севооборота
была выше первого на 6,0%, 9,9, 2,4 % на рекомендуемом фоне удобрения. На повышенном фоне минерального удобрения повышение продуктивности севооборота по корм. ед. составило 0,2 %, по сбору сырого протеина - 2,8 %, а по сбору обменной энергии отмечено снижение на 2,5 % в сравнении с первым севооборотом с одногодичным использованием клеверо-люцерно-тимофе-ечной смеси при таком же уровне минерального питания. При этом отмечается, что ис-
пользование повышенных доз минерального питания сопровождалось повышением продуктивности севооборота от 3,0 до 6,9 % по сравнению с фоном при внесении рекомендуемых доз удобрения.
Севооборот с трехлетним использованием травосмеси с участием клевера, люцерны и тимофеевки на фоне рекомендуемых доз удобрений обеспечил в среднем за две ротации сбор 6,73 т/га сухого вещества, что на 11,0-12,1% выше, чем севообороты с одно- и двухгодичным использованием такой травосмеси при аналогичном удобрении. Подобная картина наблюдается и при анализе продуктивности данного севооборота по сбору обменной энергии, сырого протеина и кормовых единиц.
Продуктивность севооборота с трехгодичным использованием клевера, люцерны и тимофеевки при повышенном фоне удобрения была выше, чем при рекомендуемом по производству сухого вещества, кормовых единиц, сырого протеина и обменной энергии соответственно на 1,6%, 0,8, 6,9 и 0,4 %.
Козлятнико-кострецовый травостой за 12 лет жизни обеспечил сбор сухого вещества с 1 га, независимо от уровня минерального питания, в количестве 8,2 т/га, что на 29,9%, 34,1 и 20,7 % больше, чем в севооборотах с 1, 2 и 3-годичным использованием бобово-злаковой травосмеси. Такая же картина наблюдается по сбору корм. ед., сырого протеина и обменной энер-
гии. Отмечается, что при внесении повышенных доз минерального удобрения продуктивность козлятнико-кострецовой смеси была на 10,2... 16,0% выше, чем при внесении рекомендуемых доз. Наибольшее повышение отмечается по сбору сырого протеина.
В целом внесевооборотный участок с постоянным использованием козлятнико-кострецовой травосмеси в среднем за 12 лет наблюдений имел наибольшую продуктивность гектара пашни.
Данные по окупаемости вносимых минеральных удобрений представлены в таблице 3. Из данных таблицы видно, что в севообороте с одногодичным использованием клеверо-люцерно-тимофеечной травосмеси при внесении по 60 кг д.в./га полного минерального удобрения произведено 33,7 кг сухого вещества на 1 кг д.в. Увеличение срока продуктивного использования травостоя в севообороте с одного года до трех лет повысило производство сухого вещества на 1 кг удобрений до 37,4 кг, или на 11 %. Аналогичная картина отмечается и при оценке продуктивности севооборотов по другим показателям. При этом отмечается, что наибольшая окупаемость 1 кг удобрений продукцией пашни зафиксирована при выращивании монокультуры козлятнико-костре-цовой травосмеси, которая составила 64,9 и 47,7 кг соответственно фонам вносимых минеральных удобрений.
Таблица 3
Окупаемость 1 кг д.в. минеральных удобрений продукцией севооборотов с различной насыщенностью многолетними травами (в среднем за 2001-2012 гг.)
Показатель Севообороты Козлятник+ кострец
I II III
ЫРК рекомендуемые дозы ЫРК повышенные дозы ЫРК рекомендуемые дозы ЫРК повышенные дозы ЫРК рекомендуемые дозы ЫРК повышенные дозы ЫРК рекомендуемые дозы ЫРК повышенные дозы
Сбор сухого вещества, кг 33,7 24,2 33,3 23,0 37,4 25,3 64,9 47,7
Сбор корм. ед. 22,2 16,4 23,6 16,5 23,7 16,5 36,2 27,5
Сбор сырого протеина, г 421 324 468 333 519 370 910 704
Сбор обменной энергии, МДж 293 211 300 206 312 212 514 385
Внесение повышенных на 50 % доз минеральных удобрений, несмотря на повышение продуктивности гектара севооборотной площади, сопровождалось снижением окупаемости вносимых удобрений в первом севообороте по сбору сухого вещества до 24,2 кг, или на 33 %. Аналогичная картина наблюдается и в других изучаемых севооборотах и при выращивании многолетней козлятнико-кострецовой смеси. Подобное снижение окупаемости вносимых удобрений отмечено и по другим показателям продуктивности пашни севооборотов.
Заключение.
1. Применение повышенных доз минеральных удобрений на дерново-подзолистой почве сопровождалось повышением (5,5-36,3%) продуктивности всех изучаемых кормовых севооборотов по сравнению с рекомендуемыми дозами.
2. Внесение повышенных доз минеральных удобрений снижает окупаемость 1 кг д.в. удобрений продукцией севооборота на 23-32% по отношению к рекомендуемым дозам независимо от вида севооборота
3. Увеличение доли бобово-злаковой травосмеси в структуре кормового севооборота с 16,6 до 100 % сопровождается повышением продуктивности гектара севооборотной пашни на 10-44%.
4. Продуктивность козлятнико-костре-цовой травосмеси в среднем за 12 лет наблюдений была на 20-30% выше, чем севооборотов с 1, 2 и 3 -годичным использованием бобово-злаковой травосмеси.
5. В качестве высокопродуктивных долголетних сенокосно-пастбищных травостоев отлично подходят бессменные посевы козлятника восточного с кострецом безос-
тым. Минеральные удобрения в кормовых севооборотах вносить под каждую культуру согласно рекомендуемым в настоящее время дозам (Ш0Р60К60).
Список литературы
1. Глущенко Д.П. Экономическая и энергетическая оценка севооборотов // Кормопроизводство. 1998. № 10. С. 2-5.
2. Казанцев В.П. Травосмеси при длительном сенокосном использовании // Кормопроизводство. 2012. № 7. С. 11-12.
3. Отчет о работе научно-исследовательских учреждений Северо-Восточного научно-методического центра за 1996-2000 гг. Киров: НИИСХ С-В, 2000. 162 с.
4. Лошаков В.Г. Севооборот - как основа экологически чистого земледелия // Актуальные проблемы развития прикладных исследований и пути повышения их эффективности в сельскохозяйственном производстве: Материалы междун. научн.-практ. конфе-рен. Казань: ТатНИИСХ, 2001. С. 176-184.
5. Шрамко Н.В., Мельцев И.Г., Вихо-рева Г.В. Севооборот - основа повышения плодородия дерново-подзолистых почв // Земледелие. 2008. № 1. С. 20-21.
6. Дзюин Г.П. История развития НИР по вопросам земледелия и агрохимии в ГНУ УГ-НИИСХ // Актуальные проблемы научно-инновационной и внедренческой деятельности в АПК: Материалы Межрегион. научн.-практ. конф. Первомайский: УГНИИСХ, 2005. С. 28-37.
7. Чеботарев Н.Т., Юдин А.А., Бубнова В.Н. Комплексное применение удобрений в кормовом севообороте на дерново-подзолистой почве // Земледелие. 2014. №1. С. 26-28.
8. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами / Ю.К. Новосёлов [и др.]. М., 1997. 155 с.
Effect of long-term application of fertilizers on productivity of forage crop-rotations
Izmest'ev V.M., PhD in agriculture, head of department Svechnikov A.K., reseacher
Mari Agricultural Research Institute, s. Ruem, Republic Mari El, Russia
In 2001-2012 forage crop rotations with a different saturation of perennial legume-cereals grasses with use of recommended for the central zone of Republic Mari El and heightened on 50% doses of fertilizers (NPK) was studied in the Mari ARI experimental field. There was conducted estimate of agricultural land productivity in forage crop rotations and of qualitiy of forage mass produced by cultivated crops. As a result of researches it was established that heightened doses of fertilizers promote to forage crop-rotation productivity on 36.3% in comparison with applying of recommended doses. Applying of N90P90K90 reduced a payback of 1 kg of applying fertilizers by 23 -62 % regardless from a crop-rotation
type despite increase of value of any productive parameter per а hectare of a crop rotation area. Productivity of crop rotation was higher with three-year applying of clever, lucerne and timothy with heightened fertilizers background than with recommended ones by production of dry matter, fodder unit, crude protein, and exchange energy on 1.6; 0.8; 6.9; and 0.4% respectively. Productivity of arable land located outside of crop rotation where galega-bromegrass mixed was used constantly was 20-30% higher than of crop rotations with 1-, 2- and 3-year applying of legume-cereal grass mix for 12-year observations. Based on received data it was recommended an introduction of short-rotary six-field forage crop rotations with cultivation of perennial legume-cereal herbs (clover + lucerne + timothy) not less than 2 years. Permanent crops with galega and bromegrass are most suitable as high-yielding perennial mowing-pasturable herbage. Fertilizers must be applied in forage crop-rotations for each crop according doses recommend at present time (N60P60K60).
Key words: legume-cereals grass mix, forage crop-rotation, productivity, fertilizers, galega, bromegrass
References
1. Glushchenko D.P. Ekonomicheskaya i energeticheskaya otsenka sevooborotov. [Economic and energy assessment of crop rotations]. Kormoproizvodstvo. 1998. no. 10. pp. 2-5.
2. Kazantsev V.P. Travosmesi pri dlitel'-nom senokosnom ispol'zovanii. [Grass mixtures under a long-term hayfield use]. Kormopro-izvodstvo. 2012. no. 7. pp. 11-12.
3. Otchet o rabote nauchno-issledovatel's-kikh uchrezhdeniy Severo-Vostochnogo nauchno-metodicheskogo tsentra za 1996-2000 gg. [Report on activity of research institutions of North-East scientific methodical center for 1996-2000]. Kirov: North-East Agricultural Research Institute, 2000. 162 p.
4. Loshakov V.G. Sevooborot - kak osnova ekologicheski chistogo zemledeliya. [A crop rotation as environmentally pure farming basis]. Aktual'nye problemy razvitiya prikladnykh issledovaniy i puti povysheniya ikh effektivnosti v sel'skokhozyaystvennom proizvodstve: Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konfe-rentsii. [Actual problems of applied researches development and ways of rise of their efficacy in agricultural industry: Materials of the international scientific practical conference]. Kazan, Tatar Agricultural Research Institute, 2001. pp. 176-184.
5. Shramko N.V., Mel'tsev I.G., Vikhoreva G.V. Sevooborot - osnova povysheniya plodo-rodiya dernovo-podzolistykh pochv. [Crop rotation - basis of increasing of fertility in sod-podzolic soils]. Zemledelie. 2008. no. 1. pp. 20-21.
6. Dzyuin G. P. Istoriya razvitiya NIR po voprosam zemledeliya i agrokhimii v GNU UGNIISKh. [History of the development of scientific researches on the questions of farming and agricultural chemistry in GNY YGNIISH]. Aktual'nye problemy nauchno-innovatsionnoy i vnedrencheskoy deyatel'nosti v APK. Materialy Mezhregional'noy nauchno-prakticheskoy konfe-rentsii. [Actual problems of research-innovation and deployment activity in Agrarian-and-Industrial Complex / Proceedings of international scientific-practical conference]. Pervomayskiy: YGNIISH, 2005. pp. 28-37.
7. Chebotarev N.T., Yudin A.A., Bubnova V.N. Kompleksnoe primenenie udobreniy v kormovom sevooborote na dernovo-podzolistoy pochve. [Complex application of fertilizers in forage crop rotation on sod-podzolic soil]. Zemledelie. 2014. no.1. pp. 26-28.
8. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu polevykh opytov s kormovymi kul'turami. [Methodical guidances for field testing under forage crops......[et al.]. Moscow, 1997. 155 p.
