CC BY
14
УДК 633.31.37:631.811.1
ВОЗДЕЛЫВАНИЕ МНОГОЛЕТНИХ БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ ТРАВОСМЕСЕЙ НА ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОНУКЛИДАМИ
ТОРФЯНЫХ ПОЧВАХ
Т.В. Ласько, А.Г. Подоляк, к.с.-х.н.
Институт радиологии МЧС Республики Беларусь, e-mail: [email protected]
В статье представлены результаты исследований (2011-2014 гг.), полученные в полевом многолетнем стационарном опыте. Установлены наиболее эффективные дозы и соотношения минеральных удобрений для возделывания многокомпонентных бобово-злаковых травосмесей на торфяных почвах для получения высокой урожайности (более 120 ц/га сена). Изучено влияние различных доз минеральных удобрений на величину параметров перехода 137Cs и 90Sr в травосмеси. Высокие урожаи с наименьшим накоплением радионуклидов получены при возделывании травосмесей с внесением Р60К240, при этом азотные удобрения достаточно вносить только в первые годы жизни растений в количестве не более 30 кг/га д.в.
Ключевые слова: радионуклиды, низинные торфяные почвы, агрохимические показатели почвы, злаковые и бобовые многолетние травосмеси.
CULTIVATION OF PERENNIAL BEAN-CEREAL GRASS MIXTURES ON PEAT SOILS CONTAMINATED BY RADIONUCLIDES
T.V. Lasko, PhD. A.G. Podolyak
Research Institute of Radiology Ministry of Emergency Situations of Belarus Republic, e-mail: [email protected]
The following article presents the results of stationary field research held in the period of 2011-2014. Optimum variants of cultivation were selected based on the following factors: the yield level, components of herbal mixtures with other perennial grasses, radionuclide uptake level. The study established that the highest yields with the smallest 137Cs and 90Sr uptake were observed in non-nitrogenous background with background fertilization P60K240 applied. It is also worth mentioning that nitrogen fertilizers should be applied during the first years of plant life and must not exceed 30 kg/ha.
Keywords: radionuclides, lowland peat soils, soil agrochemical parameters, cereal and legume grass mixtures.
Совершенствование структуры многолетних трав в полевом и луговом кормопроизводстве Республики Беларусь, повышение урожайности культур, использование биологического азота и увеличение производства растительного белка при возделывании бобовых культур позволяет ежегодно на 25-30% сократить расход кормов на единицу животноводческой продукции [1]. Наиболее дешевая кормовая единица - это бобово-злаковые травосмеси, особенно отличающиеся длительным использованием, без применения азотных удобрений. Себестоимость кормовой единицы сена бобово-злаковых травосмесей на 20% ниже, чем сена злаковых травостоев [2]. Но относительно высокие уровни накопления 90Бг бобовыми культурами ограничивают возможность их использования для производства кормов на загрязненных в результате чернобыльской катастрофы землях. В связи с этим введение ряда бобовых культур, в том числе нетрадиционных для региона, таких как галега восточная и лядвенец рогатый в структуру посевных площадей, стало объективной необходимостью [3-5].
Галега восточная (Galega orientalis Lam.) превосходит традиционные кормовые культуры по комплексу биологических свойств и хозяйственно-ценных признаков. Она является наиболее энергоэкономичной культурой, посевы которой можно успешно использовать в течение 10 и более лет. С нее можно начинать использование кормов в зеленом конвейере, к середине мая она отрастает на высоту 40-50 см (для сравнения клевер луговой к этому времени имеет высоту 15-17 см). Благодаря холодостойкости последний укос этой культуры можно проводить в середине октября при сохранении питательной ценности корма [6].
Эффективным мероприятием в современной радиоэкологии считается внесение минеральных удобрений, которое способствует увеличению концентрации обменных катионов в почве, приводит к усилению антагонизма между радионуклидами и внесенными катионами, к уменьшению подвижности радионуклидов и росту биомассы растений. При этом особое значение имеет регулирование азотного питания растений,
поскольку недостаток доступного азота в почве снижает урожай, и концентрация радионуклидов в растениеводческой продукции повышается [7-10].
Поиск резервов повышения эффективности пользования всех видов имеющихся ресурсов одна из важнейших задач любого производства. В условиях ограниченности ресурсов важно максимально задействовать малозатратные нематериальные факторы. К числу таких факторов относится возделывание многолетних бобовых трав.
По результатам последнего тура агрохимического и радиологического обследования сельскохозяйственных земель во многих хозяйствах районов, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС, отмечено снижение содержания в почвах подвижных форм фосфора и калия. Особенно остро стоит вопрос с сенокосами и пастбищами, где были значительно снижены дозы внесения удобрений. Низко- и слабообеспеченные подвижным калием торфяно-болотные почвы (<400 мг/кг) в Гомельской области занимают 71,5%, Брестской -72,4% и Могилевской - 86,1% от общей площади всех сенокосов и пастбищ [7].
Цель исследования - установить оптимальные дозы минеральных удобрений: при залужении многолетними бобово-злаковыми травосмесями сенокосов на низинных торфяных почвах, загрязненных 137С8 и 90Бг для получения качественных кормов (соответствующих требованиям санитарно-гигиенических нормативов).
Исследования проведены в полевом эксперименте в СПК «Оборона» Добрушского района Гомельской области 2011-2014 гг. на торфяной маломощной почве (0,8-1,0 м), подстилаемой песком, со следующими агрохимическими показателями: зольность 17,0%; величина обменной кислотности рИка - 5,36, содержание подвижных форм Р2О5 -149 мг/кг; содержание подвижных форм К2О - 315 мг/кг; содержание обменных форм СаО - 1586 мг/кг; содержание обменных форм МgО - 106 мг/кг почвы. Плотность загрязнения 137С8 -499 кБк/м2 (13,5 Ки/км2), 90Бг - 16,2 кБк/м2 (0,44 Ки/км2).
В опыте изучали три вида многокомпонентных бобово-злаковых среднеспелых травосмесей (табл. 1). Посев травосмесей беспокровный, повторность в опыте трехкратная, площадь каждой делянки 10 м2, размещение делянок рендомизированное. Минеральные удобрения (суперфосфат аммонизированный, калий хлористый и аммиачная селитра) вносили в соответствии со схемой полевого опыта. Фосфорные удобрения вносили в полной дозе под первый укос, калийные и азотные - 75% под первый укос и 25% под второй укос, а также применяли микроудобрения в виде сульфата меди (Сиш), молибденовокислого аммония (М050), борной кислоты (В50).
Растительные пробы отбирали поделяночно в двух укосах в фазе бутонизации бобовых трав, в них
__
1. Состав и норма высева многолетней _бобово-злаковой травосмеси_
Состав травосмеси Норма высева, кг/га
Тимофеевка луговая (Phleum pratense L) 6,0
Овсяница луговая (Festuca pratensis Huds.) 6,0
Кострец безостый (Bromopsis inermis L.) 6,0
Клевер гибридный (Trifolium hybridum L.) 4,0
Клевер луговой (Trifolium pratense L.) 4,0
Всего 26
Тимофеевка луговая (Phleum pratense L) 6,0
Овсяница луговая (Festuca pratensis Huds.) 6,0
Кострец безостый (Bromopsis inermis L.) 6,0
Лядвенец рогатый (Lotus corniculatus L.) 5,0
Всего 23,0
Тимофеевка луговая (Phleum pratense L) 6,0
Овсяница луговая (Festuca pratensis Huds.) 6,0
Кострец безостый (Bromopsis inermis L.) 6,0
Галега восточная (Galega orientalis L.) 10,0
Всего 28,0
определяли содержание 137С8 и 90Бг. В первый год жизни травосмесей (2011 г.) учет урожая не проводили.
Пробы почвы отбирались после второго укоса поделяночно, агрохимические показатели определяли по общепринятым методикам. Содержание 137С8 в почве и растениях определяли на гамма-спектрометре «СапЬегга-Раскаг&>, 90Бг - радиохимическим методом в модификации ЦИНАО с радиометрическим окончанием на альфа-бета счетчике «СапЬегга-2400», Бк/кг.
Результаты исследований. Установлено, что в первый год пользования многолетние бобово-злаковые травосмеси при благоприятных метеорологических условиях вегетационного периода 2012 г., сформировали три укоса при средней урожайности сена (в зависимости от состава травосмеси) на уровне 144,9-161,2 ц/га (табл. 2).
Во второй и третий годы пользования были более засушливые погодные условия, что дало возможность получить только два укоса. Поэтому урожайность травосмесей в 2013 г. была ниже на 20%, в 2014 г. на 30% по сравнению с 2012 г. Прибавка урожайности травосмесей от внесения минеральных удобрений в дозе №0Рб0К240 + м/э в среднем за три года составила 69,7-76,4 ц/га и зависела от состава травосмеси. Обеспечение питания бобо-во-злаковых травосмесей за счет ежегодного внесения минеральных удобрений в дозе ^0Рб0Кш + м/э позволило не только получить высокую урожайность сена, но и поддержать плодородие торфяных почв [11-13].
На слабо обеспеченной калием торфяной почве внесение ^0Рб0Кш + м/э способствует снижению коэффициент перехода 137С8 в 3,6-4,9 раза в зависимости от ботанического состава травосмеси. Повышение доз калийных удобрений до 240 кг/га д.в.
2. Урожайность сена многолетних бобово-злаковых травосмесей
Вариант Урожайность, ц/га Прибавка, ц/га
2012 г. за три укоса 2013 г. за два укоса 2014 г. за два укоса средняя за 3 года
Галега + овсяница + кострец + тимофеевка
Контроль 98,0 65,4 40,0 67,8 -
P60Kl80 + м/э* 132,0 107,8 92,0 110,6 42,8
NзoP6oKl8o + м/э 147,9 122,2 107,7 125,9 58,1
^60^40 + м/э 160,1 133,6 118,9 137,5 69,7
НСР05 4,8 4,3 4,3 4,5
Лядвенец + овсяница + кострец + тимофеевка
Контроль 88,2 65,8 43,8 65,9 -
P60Kl80 + м/э 125,4 117,6 99,9 114,3 48,4
NзoP6oKl8o + м/э 134,1 126,3 116,3 125,6 59,6
NзoP6oK24o + м/э 144,9 138,1 125,1 136,0 70,1
НСР05 5,4 4,4 4,4 4,9
Клевер + овсяница + кост рец + тимофеевка
Контроль 76,9 55,0 41,0 57,6 -
P60Kl80 + м/э 134,1 100,6 85,6 106,8 49,1
NзoP6oKl8o + м/э 143,1 115,3 104,5 121,0 63,3
NзoP6oK24o + м/э 161,2 124,5 116,4 134,0 76,4
НСР05 6,1 4,2 4,2 5,2
* м/э - микроэлементы: Ощ00, Ыс50, B50.
3. Коэффициенты перехода (Кп) 137Cs и 9^г для сена различного ботанического состава
Дозы удобрений Кп Бк/кг:кБк/м2 Кратность снижения накопления Кп 9(^г Бк/кг:кБк/м2 Кратность снижения накопления 9(^г
Галега + овсяница + кострец + тимофеевка
Без удобрений 11,5±1,6 - 3,5±0,5 -
P60Kl80 + м/э 3,7±0,4 3,1 2,8±0,4 1,3
NзoP6oKl8o + м/э 3,2±0,4 3,6 2,6±0,4 1,4
NзoP6oK24o + м/э 2,1±0,3 5,4 2,4±0,3 1,5
Лядвенец + овсяница + кострец + тимофеевка
Без удобрений 15,3±1,8 - 4,3±0,6 -
P60Kl80 + м/э 3,8±0,5 4,0 2,9±0,4 1,5
NзoP6oKl8o + м/э 3,1±0,5 4,9 3,0±0,4 1,4
NзoP6oK24o + м/э 2,0±0,3 7,6 2,7±0,3 1,6
Клевер + овсяница + кострец + тимофеевка
Без удобрений 14,6±1,4 - 4,2±0,5 -
P60Kl80 + м/э 3,7±0,5 3,9 3,4±0,4 1,2
NзoP6oKl8o + м/э 3,1±0,4 4,7 3,0±0,4 1,4
NзoP6oK24o + м/э 2,3±0,3 6,3 2,8±0,3 1,6
позволяет снизить Кп для сена в 1,5 раза
(табл. 3). Внесение удобрений в дозе NзoP6oK24o + ^100 + Mo50 + B50 снижает поступление в сено до 7,5 раз по сравнению с контролем. Внесение азотных удобрений в дозе 30 кг/га д.в. на фосфор-но-калийном фоне на параметры накопления и 9^г сеном травосмесей существенного влияния не оказывает.
Результаты анализа значений параметров перехода 13^ и 9^г за 2011-2014 гг. показали, что накопление радионуклидов бобово-злаковыми травосмесями на торфяной почве в первый год пользования было интенсивнее, чем в последующие годы (рис. 1).
Обеспечение питания бобово-злаковой травосмеси за счет ежегодного внесения минеральных и
микроудобрений в дозе NзoP6oKl8o + + Mo50 + B50 позволило снизить величину параметров перехода для травостоя второго укоса во второй год пользования в 1,7 раза по сравнению с первым годом пользования и в 3 раза по сравнению с первым годом жизни трав.
Накопление радионуклидов и 9^г в урожае многолетних бобово-злаковых травосмесей зависит также от укоса. Параметры перехода для травостоя многолетних травосмесей второго укоса в зависимости от доз минеральных удобрений в 1,52,6 раза выше, чем для урожая первого укоса.
Снижение параметров перехода 9^г для урожая травосмесей в зависимости от года пользования происходило менее интенсивно в 1,3 раза (рис. 2).
Поэтому для получения безопасной продукции животноводства, эту закономерность необходимо учитывать при различном использовании кормов из данных травосмесей.
Данные полевого эксперимента по питательности кормов бобово-злаковых травосмесей свидетельствуют о том, что внесение минеральных удобрений в дозах N30P60K180 + Cuioo + M050 + B50 под бобово-злаковые травосмеси способствует получению сена с содержанием основных элементов питания в пределах действующих санитарно-гигиенических нормативов (табл. 4).
В травах удобряемых луговых земель содержание сырого протеина в сухом веществе должно составлять не менее 8-14%, сырого жира -
1,5-3,0%, клетчатки не более 28-30%, а отношение калия к сумме кальция и магния - 2,2-2,4, условно допустимый уровень - 2,6. В сухом веществе трав оптимальным является содержание: Р2О5 - 0,300,50% (не менее 0,20%), К2О - 1,2-2,5%, Са - 0,40,8%, Mg - 0,15-0,25% [14].
Показатели зоотехнического качества сена травосмесей при внесении минеральных и микроудобрений в дозе Кз0Рб0Кш + Сию0 + М050 + В50 были наиболее оптимальными (сырой протеин до 17,5%, сырая клетчатка до 26,5%, жир до 3,5%), что позволило получить с каждого гектара бобово-злаковых травосмесей не менее 60 кормопротеиновых единиц.
30
'Cs
т J-
1 1 1 Г 1 j - h
1*1 1 S frh i^h 1 1 "1 i Гь
□ Контроль
□ P60K180 + м/э
□ N30P60K180 + м/э
□ N30P60K240 + м/э
2011
2012 (1укос) 2012 (2укос) 2013 (1укос) 2013 (2укос) 2014 (1укос) 2014 (2укос)
Рис. 1. Параметры перехода 137С8 для сена бобово-злаковых травосмесей на основе лядвенца при различных дозах минеральных удобрений за (2011-2014 гг.)
4. Химический состав и питательная ценность сена
Дозы удобрений Сырой жир Сырая клетчатка Сырой протеин Корм. ед., кг/кг Обм. энергия МДж/кг К Са Mg Р Обеспеченность КПЕ 1 га
% %
Галега + овсяница + кострец + тимофеевка
Без удобрений 2,9 27,0 17,1 0,50 9,9 1,3 0,4 0,15 0,26 57,3
P60K180 + м/э 3,4 27,4 17,8 0,53 9,7 1,8 0,7 0,13 0,31 58,3
N30P60K180 + м/э 3,4 25,2 17,7 0,53 10,2 1,9 0,8 0,15 0,34 57,4
N30P60K240 + м/э 3,5 24,3 18,0 0,52 10,6 2,2 0,8 0,22 0,33 58,1
Лядвенец + овсяница + кострец + тимофеевка
Без удобрений 3,2 25,7 17,1 0,50 10,0 1,3 0.5 0,22 0,28 56,0
P60K180 + м/э 3,7 27,1 17,4 0,53 10,1 1,7 0,7 0,19 0,29 58,6
N30P60K180 + м/э 3,5 26,7 17,6 0,54 10,3 1,9 0,7 0,17 0,30 58,0
N30P60K240 + м/э 3,6 25,9 19,1 0,56 10,2 2,1 0,8 0,18 0,34 60.6
Клевер + овсяница + кострец + тимофеевка
Без удобрений 3,0 26,2 14,6 0,51 9,8 1,4 0,6 0,18 0,27 57,3
P60K180 + м/э 3,4 27,0 17,8 0,56 10,2 1,7 0,7 0,16 0,31 60,0
N30P60K180 + м/э 3,4 26,1 17,2 0,54 10,1 1,7 0,8 0,17 0,32 58,9
N30P60K240 + м/э 3,5 26,5 18,4 0,57 10,4 2,0 0,9 0,18 0,35 60,5
НСР0,5 0,3 1,6 1,8 0,03 0,1 0,3 0,1 0,02 0,02
*КПЕ - кормопротеиновая единица.
0
90$ 8 7 г *1- □ Контроль □ Р60К180 + м /э □ Ы30Р60К180 + м /э □ Ы30Р60К240 + м /э
6 -5 -0 -к Йт
2011 1 2012(1 укос) 2012(2укос) 2013(1 укос) 11№ 2013(2укос) 2014 (1укос) 2014 (2укос)
Рис. 2. Параметры перехода 908г для сена бобово-злаковых травосмесей на основе лядвенца рогатого при различных дозах минеральных удобрений за (2011-2014 гг.)
В результате исследований установлено, что в соответствии с технологией возделывания многолетних бобово-злаковых травосмесей на загрязненных радионуклидами землях для получения высокого урожая (до 140 ц/га сена) на торфяных почвах. Внесение МзоРбоКгзо способствует снижению величины коэффициентов перехода 137Cs до 5 раз. Повышение доз калийных удобрений от 180 до 240 кг/га д.в. позволяет снизить Кп 137Cs в 1,5 раза.
Литература
1. Шлапунов В.Н. Резервы кормового поля / Кормопроизводство: технологии, экономика, почвосбережение: -РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию». - Минск: ИВЦ «Минфина», 2009. - С. 3-6.
2. Ласько Т.В. Рекомендации по возделыванию лядвенца рогатого и галеги восточной на загрязненных радионуклидами землях - РНИУП «Институт радиологии». - Гомель, 2009. - 66 с.
3. Агеец В.Ю., Подоляк А.Г., Тимофеев С.Ф., Тимофеева Т.А. и др. Рекомендации по оптимизации лугового кормопроизводства на естественных и улучшенных кормовых угодьях в условиях радиоактивного загрязнения. - Гомель: РНИУП «Институт радиологии», 2003. - 57 с.
4. Богдевич И.М., Подоляк А.Г., Арастович Т.В. Прогноз накопления 137Cs и 9С^г в кормах по степени окульту-ренности дерново-подзолистой почвы // Агрохимический вестник, 2004, № 3. - С. 28-32.
5. Смольский Е.В., Сердюков А.П., Батуро Л.М. Эффективность агротехнических и агрохимических приемов на загрязненных кормовых угодьях // Агрохимический вестник, 2015, № 2. - С. 22-24.
6. Пикун П.Т. Продуктивность многолетних трав на торфяно-болотных почвах // Наше сельское хозяйство, 2010, № 11. - С. 78-81.
7. Богдевич И.М Эффективность и перспективы защитных мер на загрязненных радионуклидами землях Беларуси / Плодородие почв - основа устойчивого развития сельского хозяйства: - Минск: Ин-т почвоведения и агрохимии,
2010, Ч. 1. - С. 26-28.
8. Харкевич Л.П. Эффективность способов обработки почвы и агрохимических приемов при производстве кормов на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных угодьях юго-запада России: автореф. дисс. д.с.-х.н. - Брянск,
2011. - 43 с.
9. Харкевич Л.П., Силаев А.Л., Анишина Ю.А. Обработка почвы и удобрение многолетних трав в условиях радиоактивного загрязнения // Агрохимический вестник, 2012, № 5. - С. 25-27.
10. Белоус Н.М., Драганская М.Г., Белоус И.Н., Бельченко С.А. Эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах юго-запада Нечерноземной зоны России. - Брянск: изд-во Брянской ГСХА, 2012. - 240 с.
11. Леонова Н.В., Прудников П.В. Оценка применения удобрений и мелиорантов на почвах, загрязненных радиоактивными осадками // Агрохимический вестник, 2014, № 5. - С. 8-11.
12. Алексахин Р.М. Итоги преодоления последствий Чернобыльской аварии в агросфере // Агрохимический вестник, 2006, № 2. - С. 5-2.
13. Ласько Т.В., Подоляк А.Г. Воспроизводство плодородия почв и их охрана в условиях современного земледелия / материалы Междунар. науч.-практ. конф. и V съезда почвоведов и агрохимиков, Минск, 22-26 июня 2015 г., ч. 2 / редкол.: В.В. Лапа и др. - Минск ИВЦ Минфина, 2015. - 375 с.
14. Шелюто А.А. Кормопроизводство / Учебник для студентов высших учебных заведений по агрономической специальности. - Минск: ИВЦ Минфина, 2009. - 472 с.
