CC BY
26
УДК 631.8:633.2.031:631.438
ВЛИЯНИЕ ФОСФОРНО-КАЛИйНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕНА МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Н.М. БЕЛОУС, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
В.Ф. ШАПОВАЛОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Г.П. МАЛЯВКО, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Е.В. СМОЛЬСКИЙ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель
О.А. МЕРКЕЛОВ, соискатель
Брянский государственный аграрный университет, ул. Советская, 2а, с. Кокино, Выгоничский район, Брянская область, 243365, Россия
E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили в 2011-2014 гг. в стационарном опыте Брянского государственного аграрного университета на дерново-подзолистых песчаных почвах юго-запада Центрального региона, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС (1986 г.). Объект исследований - многолетние травы в одновидовых посевах и их смеси. Изучена эффективность различных доз и соотношений минеральных удобрений (без удобрений - контроль; Р6ЮК120; Р6ЮК150; Р60К180; Р60К210). Высевали рекомендуемые нормы трав следующих видов и сортов: люцерна посевная(Medicago sativa Mart.), сортСарга - 15 кг/га; тимофеевка луговая (Phleum pratense L.), Марусинская 297 -14 кг/га; кострец безостый (Bromopsis inermis L.). Маршанский 760 - 24 кг/га, а также травосмеси люцерны с тимофеевкой и люцерны с кострецом. Соотношение компонентов в травосмеси: 65% - бобовые и 45% - мятликовые. На сено люцерну убирали в фазе бутонизации-начала цветения, мятликовые травы - в фазе выхода в трубку - начала выметывания, травосмеси - в фазе бутонизации - начала цветения люцерны. Урожайность одновидового посева Medicago sativa на фоне фосфорно-калийного удобрения в дозе Р60К210 в среднем за 4 года была выше, чем одновидовых посевов ¡Bromopsis inermis и Phleum pratense, соответственно на 44,7и 45,8%. Наиболее высокую продуктивность обеспечивали смешанные посевы M. sativa с B. inermis и P. pratense, при этом максимальную в опыте урожайность формировала травосмесь M. sativa + B. inermis - 11,1 т/га. Гарантированное получение нормативно-чистого корма по содержанию цезия-137 на основе M. sativa, B. inermis, P. pratense и их смесей обеспечило применение фосфорно-калийного удобрения в дозе Р60К210. Ключевые слова: многолетние травы, урожайность, минеральные удобрения, качество кормов, радиоактивное загрязнение почвы, цезий-137.
Для цитирования: Влияние фосфорно-калийных удобрений на урожайность и качество сена многолетних трав в условиях радиоактивного загрязнения / Н.М. Белоус, В.Ф. Шаповалов, Г.П. Малявко, Е.В. Смольский, О.А. Меркелов//Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №3. C. 33-35.
Полевое кормопроизводство в современных условиях играет главенствующую роль в создании прочной и устойчивой кормовой базы для животноводства. По зоотехническим требованиям для реализации генетического потенциала сельскохозяйственных животных необходимы энергонасыщенные и богатые протеином корма, обеспечивающие высокую продуктивность. К их числу относят объемистые корма, в сухом веществе которых содержится не менее 10 МДж обменной энергии и 14% сырого протеина [1].
Многочисленными исследованиями в различных регионах страны установлено, что многолетние
бобовые травы как монокультура или в смеси с мят-ликовыми видами - ценное сырье для объемистых кормов высокого качества. Продуктивность бобово-злаковых смесей выше, чем у одновидовых посевов. Они полнее используют почвенно-климатический потенциал, дают сбалансированный по белку и энергии корм при более низкой себестоимости производства [2-7].
Однако в Брянской области после аварии на ЧАЭС сохраняется вероятность производства кормов с высоким уровнем загрязнения. Это обусловлено в значительной степени почвенно-геохимическими особенностями загрязненных территорий [8].
Наиболее эффективный прием снижения поступления радионуклидов в растения и повышения продуктивности кормовых культур в условиях радиоактивного загрязнения территорий - использование калийных удобрений. Многие исследователи отмечают, что их высокая эффективность, особенно на дерново-подзолистых почвах легкого гранулометрического состава, обусловлена как снижением поступления радиоцезия в растения из-за антагонизма его ионов с ионами калия, так и влиянием на продуктивность сельскохозяйственных культур [8-12].
Цель исследования - оценить эффективность фосфорно-калийных удобрений при возделывании многолетних трав в одновидовых посевах и травосмесях. Для ее достижения были поставлены следующие задачи:
изучить действие доз и соотношений фосфорно-калийных удобрений на продуктивность агрофитоце-нозов многолетних бобовых и злаковых трав, а также их смесей;
установить оптимальный уровень и соотношение элементов питания в составе фосфорно-калийных удобрений, обеспечивающий стабильную продуктивность многолетних трав;
определить степень воздействия фосфорно-калийных удобрений на производство кормов, соответствующих нормативам на фоне радиоактивного загрязнения окружающей среды.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2011-2014 гг. в стационарном опыте Брянского государственного аграрного университета на дерново-подзолистых песчаных почвах юго-запада Центрального региона. Почва опытного участка дерново-подзолистая песчаная среднеокультуренная. Мощность пахотного слоя 20-22 см, содержание гумуса в почве 1,5-1,7%, подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) - соответственно 155-180 и 80120 мг/кг почвы; рН - 5,5-5,8, плотность загрязнения цезием-137 - 9 Ки/км2.
Схема опыта включала варианты с внесением простого гранулированного суперфосфата и хлористого калия: без удобрений (контроль); Р60К120; Р60К150;
Р К ; Р К
60 180' 60 210"
Высевали рекомендуемые нормы трав следующих видов и сортов: люцерна посевная (Medicago sativa Mart.), сорт Сарга - 15 кг/га; тимофеевка
Таблица 1. Урожайность сена одновидовых и смешанных посевов многолетних трав в зависимости от уровня минерального питания, т/га (2011-2014 гг.)
Травы и травосмеси Вариант Среднее по видам трав НСР 05 по двум факторам
контроль Р60К120 Р К 60 150 Р К 60 180 Р60К210
Люцерна посевная 5,56 6,64 7,51 9,21 10,36 5,78 0,62
Кострец безостый 3,95 4,40 4,89 5,24 5,73 4,84 0,53
Тимофеевка луговая 3,40 4,17 4,61 5,13 5,61 4,58 0,38
Люцерна + кострец безостый 7,26 8,23 9,00 9,89 11,10 9,10 1,02
Люцерна + тимофеевка
луговая 6,77 7,93 8,86 9,93 10,66 8,18 0,75
Среднее по фонам
удобрений 5,39 6,27 6,97 7,88 8,69 - -
луговая (Phleum pratense L.), Марусинская 297 -14 кг/га; кострец безостый (Bromopsis inermis L.) Маршанский 760 - 24 кг/га, а также травосмеси люцерны с тимофеевкой и люцерны с кострецом. Соотношение компонентов в травосмеси: 65% -бобовые и 45% - мятликовые. На сено люцерну убирали в фазе бутонизации - начала цветения, мятликовые травы - в фазе выхода в трубку - начала выметывания, травосмеси - в фазе бутонизации -начала цветения люцерны.
Повторность вариантов 3-кратная, размещение систематическое. Площадь делянки 30 м2.
Урожайность сена определяли высушиванием зеленой массы с 1 м2 до воздушного сухого состояния, содержание сырого протеина - путем пересчета на азот с использованием коэффициента 6,25, выход обменной энергии (ОЭ) в сухом веществе корма - по формуле Дж. Аксельсона, содержание кормовых единиц - из расчета 1 корм.ед. = 0,008 • ОЭ2.
Для определения содержания цезия-137 в сенетрав отбирали пробы растений с 1 м2. Измерения проводи-
Таблица 2. Продуктивность многолетних трав в зависимости от уровня минерального питания при двухукосном использовании, в среднем за 2011-2014 гг.
видовых посевов от 0,45 до 1,08 т/га, в зависимости от вида трав, так и смешанных ценозов - от 0,97 до 1,16 т/га.
При последовательном увеличении дозы калийных удобрений на К30, К60, и К90 в составе фосфорно-калийныхудобрений (Р60К120) отмечена тенденция повышения урожайности. Расширение соотношения К:Р независимо от вида и сочетания трав давало положительный эффект. Максимальная продуктивность во всех вариантах опыта (в 1,45-1,86 раза больше, чем в контроле) отмечена при внесении Р60К210.
Наибольшая отзывчивость на фосфорно-калийные удобрение выявлена в одновидовых посевах люцерны, при улучшении обеспеченности этими элементами питания ее урожайность возрастала в 1,9 раза.
Продуктивность травостоев помимо урожайности сухой массы оценивали по сбору сырого протеина, выходу обменной энергии и кормовых единиц с 1 га.
Наиболее продуктивной культурой при однови-довом посеве оказалась люцерна (табл. 2). Продуктивность смешанных посевов люцерны с кострецом безостым на неудобренном фоне (контроль) была на 16,4% выше, чем у одновидового травостоя бобового вида. Возрастающие дозы калия в составе фосфорно-калийного удобрения в целом увеличивали сбор сырого протеина, обменной энергии и кормовых единиц как одновидовых, так и смешанных посевов многолетних трав.
Травы и травосмеси Контроль Р К 60 120 Р К 60 150 Р К 60 180 Р К 60 210
1*1 2 | 3 1 1 2 | 3 1 2 I 3 1 1 2 | 3 1 2 I 3
Люцерна посевная 5,95 49,5 3565 7,42 59,3 4258 8,41 67,2 4775 10,41 81,8 5809 11,81 92,1 6480
Кострец безостый 3,20 32,7 2160 3,65 35,8 2356 4,11 40,1 2622 4,51 42,5 2766 4,98 47,4 3027
Тимофеевка луговая 2,82 28,3 1880 3,46 33,3 2207 3,92 38,1 2483 4,36 42,2 2774 4,99 46,0 3016
Люцерна+
кострец безостый 6,90 63,8 4422 7,82 70,7 4783 8,91 77,4 5305 9,89 84,1 5731 11,42 93,5 6346
Люцерна+
тимофеевка луговая 5,01 59,9 4152 7,61 73,7 4679 8,59 75,8 5207 9,61 82,6 5628 10,87 90,7 6179
* 1- сбор сырого протеина, ц/га; 2 - выход обменной энергии, ГДж/га; 3 - выход кормовых единиц, тыс/га.
ли на универсальном спектрометрическом комплексе УСК «Гамма плюс» с программным обеспечением «Прогресс-2000».
Метеорологические условия в годы исследований значительно отличались от среднемноголетних показателей по температурному режиму, количеству осадков и их распределению в течение вегетационного периода. Наиболее благоприятным по условиям увлажнения и температурному режиму вегетационного периода был 2012 г. (ГТК = 1,29). Вегетационные периоды 2011, 2013 и 2014 гг. характеризовались как засушливые во вторую половину вегетации (ГТК = 0,90; 0,94; 0,90 соответственно).
Результаты и обсуждение. Урожайность сена в контроле варьировала от 3,40 до 7,26 т/га и зависела от биологических особенностей выращиваемых культур. Смешанные посевы, по сравнению с одновидовыми, формировали больше зеленой массы (табл. 1).
Внесение фосфорно-калийных удобрений в дозе Р60К120 способствовало росту урожайности как одно-
Наибольшую продуктивность продемонстрировал двухвидовой ценоз в составе люцерны посевной с кострецом безостым в варианте с повышенной дозой калия (Р60К210). Травосмесь люцерны с тимофеевкой луговой несколько уступала ему по уровню продуктивности: в контроле сбор сырого протеина оказался ниже в 1,4 раза, а при использовании изучаемых минеральных удобрений результаты в обоих бобово-злаковых ценозах были сопоставимы.
Лабораторно-аналитические исследования показали, что в контрольном варианте удельная активность |3^ в сене люцерны в среднем за годы исследований в первом укосе была ниже норматива - 400 Бк/кг, во втором немного его превышала. В сене костреца безостого и тимофеевки луговой как в первом, так и во втором укосе уровень удельной активности |3^ был ниже, чем в корме из люцерны (табл. 3). Содержание цезия-137 в сене травосмесей в контроле превышало величину этого показателя в продукции одновидовых посевов мятликовых трав, но оставалось ниже норматива.
Таблица 3. Удельная активность (среднее за 2011-2014 гг.)*
"С в сене многолетних трав, Бк/кг калийного удобрения в
дозе Р60К210 в среднем за
Вариант Люцерна посевная Кострец безостый Тимофеевка луговая Люцерна + кострец Люцерна + тимофеевка
укос
1 1 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2
Контроль 364 407 226 286 217 261 304 325 295 286
Р К 60 120 Р К 60 150 Р К 60 180 Р К 60 210 205 287 117 155 103 111 194 199 203 211
178 205 85 103 189 93 115 150 98 123
128 155 76 77 81 85 75 106 66 83
93 113 62 48 64 73 67 92 7 72
* допустимый уровень концентрации 137Cs, согласно нормативу ВП -13,5.13/06-01 составляет 400 Бк/кг.
Последовательно возрастающие дозы калия в составе фосфорно-калийного удобрения способствовали уменьшению концентрации цезия-137 в сене одно-видовых посевов многолетних трав и травосмесей, по сравнению с контролем. Наибольшее ее снижение отмечено в варианте с дозой Р60К210.
Выводы. На дерново-подзолистой песчаной почве юго-запада Центрального региона РФ однови-довой ценоз люцерны посевной на фоне фосфорно-
4 года по уровню урожайности сухого вещества превышал одновидовые посевы костреца безостого и тимофеевки луговой соответственно на 44,7 и 45,8%. Наибольшую продуктивность при двуху-косном использовании обеспечивали смешанные посевы люцерны посевной с кострецом безостым и тимофеевкой луговой, при этом максимальную в опыте урожайность сухого вещества формировала травосмесь люцерны с кострецом - 11,1 т/га. Гарантированное получение нормативно-чистого по содержанию цезия-137 корма на основе люцерны посевной, костреца безостого, тимофеевки луговой и их травосмесей обеспечивало применение фосфорно-калийного удобрения в дозе Р60К210.
Литература.
1. Бондарев В.А. Многолетние травы - основа производства биологически ценных кормов // Кормопроизводство. 2003. № 11. С. 30-32.
2. Косолапов В.М. Современное кормопроизводство - основа успешного развития АПК и продовольственной безопасности России // Земледелие. 2009. № 6. С. 3-5.
3. Цымбаленко И.Н. Люцерно-кострецовые смеси в Зауралье//Кормопроизводство. 2010. № 6. С. 9-13.
4. Кулаков В.А., Щербаков М.Ф. Продуктивный потенциал агрофитоценозов и плодородие почвы//Кормопроизводство. 2010. № 2. С. 8-12.
5. Храмой В.К., Ивасюк Н.М., Ивасюк Е. В. Особенности формирования травостоев люцерны изменчивой (Medicago avaria Martin) в чистом виде и в смешанных посевах с мятликовыми травами при двухукосном и трехукосном использовании //Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2012. Вып. 6. С. 36-42.
6. Павлюченко А.У., Чевердин Ю.И., Матвиенко И.Ф. Влияние кальцийсодержащих и минеральных удобрений на формирование агрофитоценозов многолетних бобовых трав// Земледелие. 2013. № 7. С. 20-22.
7. Дронова Т.Н., Бурцева Н.И., Невежин С.Ю. Инновационная технология возделывания поливидовых посевов многолетних трав на орошаемых землях// Земледелие. 2014. № 8. С. 33-34.
8. Харкевич Л.П., Белоус И.Н., Анишина Ю.А. Реабилитации радиоактивно загрязненных сенокосов и пастбищ. Брянск: Брянская ГСХА, 2011. 211 с.
9. Белоус И.Н., Анишина Ю.А., Смольский Е.В. Эффективность улучшения природных кормовых угодий после аварии на Чернобыльской АЭС в условиях Центрального района России // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. 2011. № 10. С. 28-31.
10. Санжарова Н.И., Белова Н.В., Юриков П.И. и др. Переход 137Cs в растения из дерново-подзолистой почвы в зависимости от доз калия и степени его подвижности //Агрохимия. 2004. № 7. С. 58-66.
11. Белоус Н.М., Анишина Ю.А., Смольский Е.В. Урожайность одновидовых посевов луговых трав в зависимости от минерального питания //Достижения науки и техники АПК. 2012. № 2. С. 57-59.
12. Белоус И.Н., Кротова Е.А., Смольский Е.В. Эффективность агрохимических приемов при поверхностном улучшении естественных кормовых угодий, загрязненных 137Cs //Агрохимия. 2012. № 8. С. 18-24.
INFLUENCE OF PHOSPHORUS-POTASSIUM FERTILIZERS ON PRODUCTIVITY AND HAY QUALITY FROM PERENNIAL GRASSES UNDER CONDITIONS OF RADIOACTIVE CONTAMINATION
N.M. Belous, V.F. Shapovalov, G.P. Malyavko, E.V. Smolsky, O.A. Merkelov
Bryansk state agricultural university, Sovetskaya Str., 2a, Kokino village, Vygonichsky area, Bryansk region, 243365, Russia Summary. Researches were conducted in 2011-2014 in stationary experiment in Bryansk State Agricultural University on sod-podzol sandy soils of the southwest of Central region, which were incurred radioactive pollution as a result of Chernobyl accident (1986). Perennial herbs in single-crop sowings and in mixtures were the object of the research. The efficiency of various doses and ratios of mineral fertilizers was studied (without fertilizers - the control; P60K120; P60K150; P60K180; P60K210). The following species and varieties of grasses were sown at recommended seeding rate: purple alfalfa Medicago sativa Mart. cv Sarga - 15 kg/ha; timothy grass Phleum pratense L. cv Marusinskaya 297 - 14 kg/ha; awnless brome Bromopsis inermis L. cv Marshansky 760 - 24 kg/ha, as well as grass mixtures of alfalfa with timothy and alfalfa with brome. The ratio of components in the grass mixtures was 65 % of legumes and 45 % of cereal crops. Alfalfa was harvested for hay in the phase of budding - the beginning of flowering, cereals - in the phase of leaf-tube formation - the beginning of ear formation, grass mixtures - in the phase of budding - the beginning of flowering of alfalfa. The productivity of single-crop sowing of Medicago sativa against the background of phosphorus-potassium fertilizer at the dose of P60K120 on the average for 4 years was higher than productivity of single-crop sowing of Bromopsis inermis and Phleum pretense by 44.7 and 45.8 %, correspondingly. The highest efficiency was provided by mixed crops of M. sativa with B. inermis and M. sativa with P. pretense. The maximum yield in the experiment was produced by grass mixture of M. sativa with B. inermis, it was 11.1 t/ha. The guaranteed obtaining of normative-pure forage according to the content of caesium-137 on the basis of M. sativa, B. inermis, P. pratense and their mixes was possible by application of phosphorus-potassium fertilizers at the dose of P60K210.
Keywords: perennial grasses, productivity, mineral fertilizers, quality of forages, radioactive contamination of soil, cesium-137. Author Detailes: N.M. Belous, Dr. Sc. (Agr.) Prof. (e-mail: [email protected]); V.F. Shapovalov, Dr. Sc. (Agr.), Prof.; G.P. Malyavko, Dr. Sc. (Agr.) Prof.; E.V. Smolsky, Cand. Sc. (Agr.) Senior Lecturer; O.A. Merkelov, Cand. for Degree
For citation: Belous N.M., Shapovalov V.F., Malyavko G.P., Smolsky E.V., Merkelov O.A. Influence of phosphorus-potassium fertilizers on productivity and hay quality from perennial grasses under conditions of radioactive contamination. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2015. T. 29. № 3. pp. 33-35 (In Russ)
