CC BY
15
УДК 631.582. 631.82:539:631.44
ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СЕНА МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ НА ПОЙМЕННОМ ЛУГУ В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Л.П. Харкевич, д.с.-х.н., В.Ф. Шаповалов, д.с.-х.н., Е.В. Смольский, к.с.-х.н.,
Н.К. Жолудева, К.А. Сердюкова, аспиранты Брянский государственный аграрный университет, e-mail: [email protected]
В длительном стационарном опыте изучено влияние удобрений и обработки почвы на урожай и качество сена многолетних трав на пойменном лугу в условиях радиоактивного загрязнения. Установлено, что продуктивность естественного травостоя невысока. Применение минеральных удобрений увеличивало урожай сена многолетних трав естественного луга 1-го укоса до 5,39 т/га. Проведение коренной обработки почвы (обычная вспашка) способствовало более полному использованию минеральных удобрений растениями, росту урожайности и улучшению показателей качества корма. Наибольшая урожайность сена за три года исследований отмечена в варианте ^Р60К90. Азотные удобрения способствовали увеличению удельной активности сена многолетних трав. Снижение концентрации 137Cs в сене обусловливало применение калийных удобрений в последовательно возрастающих дозах.
Ключевые слова: радиоактивное загрязнение почвы, минеральные удобрения, многолетние травы, пойменный луг.
PRODUCTIVITY AND QUALITY OF LONG-TERM HERBS DEPENDING ON APPLICATION OF CHEMIZATION MEANS AND AGROTECHNICAL ACTIONS ON THE INUNDATED MEADOW IN THE CONDITIONS OF RADIOACTIVE POLLUTION
Dr.Sci. L.P. Kharkevich, Dr.Sci. V.F. Shapovalov, Ph.D. E.V. Smolsky, Ph.D. students N.K. Zholudeva, K.A. Serdyukova
Bryansk State Agrarian University, e-mail: [email protected]
In long stationary experience influence offertilizers and methods of handling of the soil on a harvest and quality of hay of long-term herbs is studied. It is established that productivity of natural herbage is low. Use of mineral fertilizers increased a harvest of hay of long-term herbs of a natural meadow of the 1st hay crop to 5,39 t/hectare. Carrying out radical handling of the soil (regular plowing) promoted more complete use of mineral fertilizers plants and, as a result, to growth of productivity and improvement of indicators of quality of a forage. The greatest productivity of hay in three years of researches is noted in N60P60K9o option. Nitrogen fertilizers promoted increase in specific activity of hay of long-term herbs. Decrease in concentration 137Cs in hay caused use of potash fertilizers in consistently increasing doses.
Keywords: radical improvement, mineral fertilizers, natural herbage, regular plowing, crude protein, crude fat, carotene, nitrates, 137Cs.
На территории Брянской области в результате аварии на ЧАЭС радиоактивно загрязненными оказались 491,4 тыс. га сенокосов и пастбищ. Продукция, получаемая с естественных кормовых угодий, в рационе крупного рогатого скота занимает значительное место, поэтому проведение реабилитационных мероприятий особенно актуально [1-3]. На лугах и пастбищах, не подвергшихся коренному улучшению, основная часть радиоцезия (от 60 до 90% в зависимости от типа почвы) по-прежнему находится в дернине в верхнем горизонте почвенного профиля [4], обогащенном неминерализованной частью растительных остатков.
Применение комплекса агротехнических и агрохимических мероприятий позволяет снизить поступление радионуклидов в корма и продукцию животноводства [5-10].
Цель исследований - изучение влияния удобрений и обработки почвы на урожай и качество сена многолетних трав на пойменном лугу в условиях радиоактивного загрязнения.
Объекты и методы. Исследования проводили в стационарном опыте, заложенном в 1994 г. в пойме реки Ипуть Новозыбковского района Брянской области. Почва опытного участка аллювиальная луговая, песчаная, мощность гумусового
горизонта 17-18 см, с глубины 40 см расположен глеевый горизонт.
Агрохимическая характеристика почвы: рИКс1 5,2-5,6, Нг 2,6-2,8 мг-экв/100 г почвы, сумма поглощенных оснований 11,3-13,1 мг-экв/100 г почвы, содержание подвижного фосфора 620-840 мг/кг, обменного калия 133-180 мг/кг (по Кирсанову), гумуса 3,08-3,33% (по Тюрину). Плотность загрязнения опытного участка 137С8 - 559867 кБк/м2.
Схема опыта двухфакторная: первый фактор - обработка почвы, второй - минеральные удобрения. Схемой предусмотрены следующие фоны обработки почвы: 1. Контроль, без обработок (естественный травостой). 2. Вспашка дернины плугом ПЛН-3-35. В опыте использовали аммиачную селитру, простой гранулированный суперфосфат, хлористый калий. Схема внесения минеральных удобрений: 1. Контроль - без удобрений; 2. Р60К45 под первый укос, К45 - под второй; 3. К45Р60К45 - под первый укос, К45К45 под второй; 4. К45Р60К60 под первый укос, К45К60 под второй; 5. К45Р60К75 под первый укос, К45К75 под второй; 6. Р60К60 под первый укос, К60 - под второй; 7. ^Р60К60 под первый укос, ^К^ - под второй; 8. К60Р60К75 под первый укос, К60К75 под второй; 9. К60Р60К90 под первый укос, К60К90 под второй. Повторность опыта трехкратная, площадь делянки 63м2. Расположение вариантов рен-домизированное.
Первый укос проводили в середине июня. Урожайность сена определяли, высушивая зеленую массу с 1 м2 до воздушно-сухого состояния с последующим пересчетом урожая на сено. Для определения содержания 137С8 в сене отбирали пробы, которые анализировали, согласно методическим указаниям по определению радионуклидов в почве и растениях. Измерения проводили на универсальном спектрометрическом комплексе УСК «Гамма плюс» с программным обеспечением «Прогресс-2000».
Полевые и лабораторно-аналитические исследования проводили по общепринятым методикам [8-10]. Статистическая обработка данных проведена дисперсионным методом.
Результаты. Самый низкий урожай сена получен в контроле на обоих фонах. Применение такого приема коренного улучшения, как обычная вспашка повышало урожайность сена многолетних трав на 0,74 т/га. Внесение Р60К45 повышало урожайность сена по сравнению с контролем на обоих изучаемых фонах. Дополнительный эффект от обработки почвы составил 0,44 т/га сена (табл. 1).
Дополнение Р60К45 азотом в дозе 45 кг/га д.в. позволило повысить урожайность сена первого укоса на естественном травостое по сравнению с фосфорно-калийным удобрением Р60К45 (вар. 2) на
1. Урожай сена многолетних трав первого укоса, т/га __(среднее за 2014-2016 гг.)_
Вариант Естественный фон Обычная вспашка
урожай ± к контролю урожай ± к контролю от обработки
1 0,86 - 1,60 - 0,74
2 2,63 1,67 3,07 1,47 0,44
3 3,59 2,73 5,26 3,66 1,67
4 3,71 2,85 5,45 3,85 1,74
5 4,24 3,38 5,86 4,26 1,62
6 3,03 2,17 5,17 3,57 2,14
7 4,70 3,84 6,22 4,62 1,52
8 5,05 4,19 6,85 5,25 1,80
9 5,39 4,53 7,10 5,50 1,71
Примечание. НСР05 0,60; НСР05(обработка) 0,20; НСР05(удобрения) 0,43. Описание вариантов представлено в тексте и в таблицах 2 и 3.
0,96 т/га. Относительно контроля прибавка от К45Р60К45 составила 2,73 т/га. На фоне обычной вспашки прибавка была в 2,3 раза выше по сравнению с таким же вариантом на естественном фоне.
Азотное удобрение в дозе К60 на фоне Р60К60 заметно повышало урожайность сена. Прибавка от азота по отношению к варианту Р60К60 на естественном фоне составила 1,67 т/га. Прибавка к контролю от К60Р60К60 в первом укосе составила 3,84 т/га. На фоне обычной вспашки прибавки составили соответственно
I,05 и 4,62 т/га. Самая высокая урожайность сена получена в варианте К60Р60К90 на обоих изучаемых фонах.
Последовательно возрастающие дозы калия в составе КРК также способствовали повышению урожайности сена многолетних трав. Статистически значимые прибавки отмечены в варианте К60Р60К90. Прибавки в среднем за три года на естественном травостое составили по отношению к варианту К45Р60К45 0,12-0,65 т/га (вар. 4 и 5 соответственно) и по отношению к варианту К60Р60К60 0,35 т/га (вар. 8) и 0,69 т/га (вар. 9). На фоне обычной вспашки эти величины составили соответственно 0,19-0,60 и 0,63-0,88 т/га. Следует отметить, что на фоне коренного улучшения действие минеральных удобрений на урожайность было более эффективным.
Содержание сырого протеина в сене 1 -го укоса в среднем за 3 года в контроле на естественном травостое составило 9,37%, по фону обычной вспашки - 10,12% (табл. 2).
Фосфорно-калийные удобрения (Р60К45) увеличивали содержание сырого протеина в сене на естественном травостое до 10,12%, на фоне коренного улучшения - до
II,22%. Прибавки к контролю в зависимости от фона составили 0,751,10%. Дополнение фосфорно-калийных удобрений азотом в дозе 45 кг/га д.в. увеличивало содержание сырого протеина в сене естественного травостоя до 10,90%, последовательно возрастающие дозы калия в составе К45Р60 повышали
_
содержание сырого протеина в сене естественного травостоя. Так, в варианте К45Р60К75 по сравнению с вариантом К45Р60К60 оно увеличилось на естественном травостое на 0,86%. Повышение дозы фосфор-но-калийных удобрений до Р60К60 увеличивало содержание сырого протеина в сене естественного травостоя по сравнению с вариантом Р60К45 до 10,94%. Внесение азота в дозе 60 кг/га в дополнение к Рб0К<50 и возрастающие дозы калия на фоне К60Р60 также приводили к увеличению содержания сырого протеина в сене многолетних трав.
На фоне обычной вспашки содержание протеина в целом было выше, чем в сене естественного травостоя. Рост содержания протеина в сене от обработки почвы в зависимости от варианта составил 0,39-1,75%.
Самое высокое содержание сырого протеина в сене многолетних трав первого укоса отмечено независимо от вида травостоя при внесении минеральных удобрений в дозе К60Р60К90 и составило на естественном травостое 14,80%, по фону обычной вспашки - 15,19%.
В первом укосе многолетних трав минеральные удобрения увеличивали содержание сырого жира в корме. При этом с увеличением дозы минеральных удобрений возрастало и содержание сырого жира в сене (табл. 2). Наиболее высокий показатель был отмечен при внесении К60Р60К90 (3,91% в сене естественного травостоя, 3,94% по фону обычной вспашки).
Содержание каротина в сене первого укоса многолетних трав в среднем по вариантам колебалось от 16,9 до 30,2 мг/кг в зависимости от фона и дозы удобрений (табл. 2). Так, на естественном травостое оно варьировало от 16,3 до 28,8 мг/кг, по фону обычной вспашки - от 18,0 до 30,2 мг/кг. Внесение фосфорно-калийного удобрения в дозе Р60К45 повышало содержание каротина в сене на обоих фонах. Азотное удобрение в составе К45Р60К45 способствовало дальнейшему повышению содержания каротина в сене на естественном травостое до 24,1мг/кг, на сеяном, по фону обычной вспашки -до 25,8 мг/кг. Последовательное повышение дозы калия до 60-75 кг/га на фоне азота 45 кг/га увеличивало содержание каротина в сене как естественного травостоя, так на фоне обычной вспашки.
Увеличение дозы фосфорно-калийного удобрения до Рб0К<50 незначительно сказалось на содержании каротина в сене многолетних трав, а при внесении азота в дозе 60 кг/га на фоне Р60К60 отмечено более заметное повышение содержания каротина в сене.
Последовательно возрастающие дозы калия (7590 кг/га) на фоне К60Р90 также способствовали повышению содержания каротина в сене многолетних трав, при этом наиболее высокое содержание отмечено в варианте К60Р60К90. Следует отметить, что в
2. Качественные показатели сена первого укоса многолетних трав в зависимости от системы удобрения и способа обработки _почвы (среднее за 2014-2016 гг.)_
Вариант Сырой Сырой Каротин, Нитраты,
протеин, % жир, % мг/кг мг/кг
Естественный травостой
Контроль 9,37 3,21 16,9 165
Р60К45 10,12 3,39 17,7 211
■^45Р60К45 10,90 3,71 24,1 218
■^45Р60К60 11,76 3,76 25,5 231
^60^5 12,62 3,84 26,8 240
Р60К60 10,94 3,55 17,4 221
^0Р60К60 13,20 3,79 27,5 240
^0Р60К75 13,85 3,86 28,0 252
Н60Р60К90 14,80 3,91 28,8 274
Вспашка дернины обычным плугом
Контроль 10,12 3,35 18,0 175
Р60К45 11,22 3,53 18,9 221
^45Р60К45 12,18 3,72 25,8 227
■^45Р60К60 13,49 3,77 26,8 234
■^45Р60К75 13,92 3,86 27,9 251
Р60К60 11,45 3,56 19,2 210
^0Р60К60 14,24 3,82 29,2 228
^0Р60К75 14,99 3,90 29,8 262
Н60Р60К90 15,19 3,94 30,2 285
НСР05 0,42 0,07 0,89 5
НСР05(обработка) 0,14 0,02 0,30 2
НСР05(удобрения) 0,30 0,05 0,63 4
целом во всех изучаемых вариантах содержание каротина в сене, полученном по фону обычной вспашки, было выше, чем в сене естественного травостоя.
Содержание нитратов в сене многолетних трав первого укоса за три года было наименьшим в контрольном варианте как на естественном травостое, так и на сеяном. Применение удобрений повысило содержание нитратов в сене многолетних трав обоих травостоев. Наиболее высокое содержание нитратов независимо от вида травостоя получено в вариантах К60Р60К75 и К60Р60К90. Однако содержание нитратов в сене многолетних трав практически ни в одном из вариантов опыта не приближалось к ПДК (1000 мг/кг). Сено первого укоса на всех травостоях и вариантах опыта пригодно к скармливанию без ограничений.
Содержание 137С8 в сене в среднем за 3 года в контроле естественного травостоя составило 3508 Бк/кг (табл. 3). Обработка почвы и замена естественного травостоя на сеяный понизили содержание 137С8 в сене до 2312 Бк/кг (в 1,5 раза по сравнению с естественным травостоем), однако его уровень значительно превышал норматив (400 Бк/кг). Внесение Р60К45 значительно снизило удельную активность сена по сравнению с контролем (в 7,2 раза на естественном фоне и в 4,8 раза по фону коренной обработки почвы), однако по содержанию 137Сз
137
3. Содержание Cs в сене многолетних трав
сено не соответствовало нормативу. Азот в дозе 45 кг/га д.в., внесенный совместно с Р60К45, повышал содержание 137С8 в сене. На обоих фонах продукция не соответствовала нормативам.
Увеличение дозы калия до 60 кг/га заметно снижало накопление 137Сз, однако сено по содержанию 137С8 не соответствовало нормативу (400 Бк/кг). В варианте К45Р60К75 на обоих фонах сено было пригодно к скармливанию. Увеличение дозы фосфор-
но-калийных удобрений до Р60К60 снижало удельную активность до уровня допустимых значений (358 Бк/кг на естественном фоне, 276 Бк/кг на фоне обычной вспашки). Внесение К60 в дополнение к Р60К60 увеличивало накопление радионуклида в сене на обоих фонах. Удельная активность сена естественного травостоя превышала допустимые значения. Повышение дозы калия до 75 и 90 кг/га д.в. приводило к уменьшению удельной активности корма. Сено, как естественного травостоя, так и полученное по фону обычной вспашки соответствовало нормативу. Следовательно, применение минеральных удобрений с соотношением №К = 1:1,25 и №К = 1:1,5 гарантирует получение нормативно чистого сена.
Таким образом, минеральные удобрения значительно влияли на урожай и качественные показатели сена многолетних трав первого укоса. Проведение коренной обработки почвы (обычная вспашка) способствовало более полному использованию минеральных удобрений растениями и, как следствие, росту урожайности и улучшению показателей качества корма. Снижение концентрации ШС8 в сене обусловливало применение калийных удобрений в последовательно возрастающих дозах.
1-го укоса, Бк/кг (среднее _ за 2014-2016 гг.)
Вариант Естественный фон Обычная вспашка
Cs снижение ± к контролю Cs снижение
± к контролю от обработки
Контроль 3508 - 2312 - -1196
Р60К45 487 -3021 483 -1829 -4
^5Р60К45 1305 -2203 918 -1394 -387
■^45Р60К60 744 -2764 484 -1828 -260
■^45Р60К75 389 -3119 309 -2003 -80
Р60К60 358 -3150 276 -2036 -82
^0Р60К60 480 -3028 383 -1929 -97
^0Р60К75 348 -3160 334 -1978 -14
Н60Р60К90 269 -3239 251 -2061 -18
НСР05 120; НСРА (обработка почвы) 40; НСРВ (удобрения) 84.
Литература
1. Косолапов В.М., Бондарев В.А., Клименко В.П. Повышение качества кормов - непременное условие успешного развития животноводства // Аграрная наука, 2008, № 1. - С. 27-29.
2. Михайлова А.Г. Многолетние травы: химический состав и питательная ценность в зависимости от видового состава травостоя и срока скашивания // Кормопроизводство, 2010, № 6. - С. 37-41.
3. Косолапов В.М., Трофимов И.А. Проблемы и перспективы развития кормопроизводства // Кормопроизводство, 2011, № 2. -С. 4-7.
4. Белоус И.Н., Харкевич Л.П., Шаповалов В.Ф. Влияние удобрений и обработки почвы на урожай сена многолетних трав и миграцию 137Cs в почве // Земледелие, 2012, № 8. - С. 8-10.
5. Харкевич Л.П., Белоус Н.М., Смольский Е.В., Чесалин С.Ф. Воздействие агротехнических и агрохимических мероприятий на урожайность многолетних трав и плодородие почвы // Плодородие, 2013, № 4. - С. 25-27.
6. Шаповалов В.Ф., Харкевич Л.П., Белоус И.Н. Продуктивность и качество зеленой массы многолетних трав в зависимости от условий минерального питания и способов обработки почвы // Агрохимический вестник, 2011, № 3. - С. 6-8.
7. Панов А.Ф., Фесенко С.В., Алексахин Р.М. Оптимизация защитных мероприятий в сельских населенных пунктах в зоне аварии на Чернобыльской АЭС // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук, 2005, № 3. - С. 3-7.
8. Харкевич Л.П., Белоус И.Н., Анишина Ю.А. Реабилитации радиоактивно загрязненных сенокосов и пастбищ: монография. - Брянск, 2011. - 211 с.
9. Белоус Н.М., Шаповалов В.Ф., Смольский Е.В., Чесалин С.В. Радиационная оценка применения минеральных удобрений на естественных кормовых угодьях // Проблемы агрохимии и экологии, 2013, № 1. - С. 9-15.
10. Воробьев Г.Т. Агрохимические основы реабилитации почв центра Русской равнины, загрязненной радионуклидами: дисс. д.с.-х.н. - М.: МГУ, 1999. - 122 с.
11. Белоус И.Н., Прищеп Д.Н., Анишина Ю.А., Смольский Е.В. Оценка коренного улучшения лугов, загрязненных 137Cs // Аграрная наука, 2011, № 12. - С. 11-13.
12. Шаповалов В.Ф., Белоус Н.М., Белоус И.Н., Иванов Ю.И. Продуктивность и качество одновидовых и смешанных посевов кормовых культур в условиях радиоактивного загрязнения // Агрохимический вестник, 2015, № 5. - С. 29-31.
13. Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. - М.: ВИУА, 1985. - 175 с.
14. Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г. Минеева. - М.: Изд-во МГУ, 2001. - 689 с.
15. Методические указания по определению естественных радионуклидов в почвах и растениях. - М.: ЦИНАО, 1985. -22 с.
