Приемы повышения продуктивности многолетних трав и их влияние на плодородие почв в условиях нижнем поволжье
На правах рукописи
Киричкова Ирина Владимировна
Приемы повышения продуктивности многолетних трав и их
влияние на плодородие почв в условиях Нижнем Поволжье
Специальность: 06.01.01 – общее земледелие
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
доктора сельскохозяйственных наук
Кинель – 2009
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований. Несмотря на то, что за последние десятилетия площади орошаемых земель уменьшились, проблема сохранения и повышения плодородия орошаемых земель остаётся актуальной. Практически на всех орошаемых системах региона отмечена прогрессирующая дегумификация зональных почв. За последние 30 лет потери гумуса в чернозёмах, тёмно-каштановых, каштановых и светло-каштановых почвах Волгоградской области составили от 0,2 до 0,8 %, и гумусовое состояние многих почв оценивается как критическое (Филин В.И., Оконов М.М., 2004). В условиях Нижнего Поволжья значительному обогащению почвы органическим веществом может способствовать, как показали исследования, возделывание многолетних трав, внесение навоза и применение соломы. Основными направлениями развития кормопроизводства на период до 2010 г. в свете решений национального проекта «Развитие АПК» предусматривается увеличение площадей многолетних трав до 20- 21 млн, в том числе на орошении – до 5-6 млн гектаров.
В перспективе на орошаемых землях Нижнего Поволжья основные площади будут заняты овощными и кормовыми культурами.
Основным источником получения разнообразных кормов в Нижнем Поволжье является полевое кормопроизводство. Особое значение приобретает организация адаптивного кормопроизводства на основе создания высокопродуктивных агрофитоценозов многолетних трав, которые наиболее полно используют биоклиматический потенциал Нижнего Поволжья.
За счёт оптимальной структуры посевов многолетних бобовых трав в одновидовых и смешанных посевах можно приостановить дегумификацию почв, улучшить физические, физико-химические и микробиологические свойства почвы.
В Нижнем Поволжье подобных исследований проведено крайне недостаточно, и изучение этого вопроса имеет важное научное и производственное значение.
Цель работы – разработать приемы возделывания многолетних трав, обеспечивающих получение устойчивых урожаев на орошаемых и неорошаемых землях, исследовать направленность почвенных процессов при применении органических удобрений и соломы, способствующих повышению почвенного плодородия и улучшению агрофизических свойств почвы в зоне светло-каштановых и черноземных почв Нижнего Поволжья.
В задачу исследований входило:
- изучить особенности роста и развития многолетних трав при различных уровнях питания на светло-каштановых почвах в условиях орошения и на южном черноземе в условиях богары;
- изучить направленность почвенных процессов под воздействием многолетних трав на светло-каштановых и чернозёмных почвах;
- выявить продуктивность многолетних трав в зависимости от уровня минерального питания и внесения органического материала;
- исследовать влияние органического материала на активность симбиотической азотфиксации, биологическую активность почвы на посевах многолетних бобовых трав;
- изучить влияние многолетних трав на накопление корневой массы и элементов питания в пахотном слое почвы и агрофизические свойства южного чернозема;
- определить сохранность многолетних трав в смешанных посевах в зависимости от продолжительности использования травостоев;
- определить эффективность влияния различных обработок почвы на рост, развитие и продуктивность многолетних трав на южном черноземе;
- установить влияние многолетних трав на урожайность и качество продукции последующих культур;
- провести оценку содержания тяжёлых металлов в системе почва – растение в зависимости от видового состава и продолжительности использования травостоев;
- дать экономическую и энергетическую оценку возделывания многолетних трав на различных типах почв в зависимости от изучаемых приёмов агротехники.
Научная новизна исследований. В результате многолетних исследований впервые изучена эффективность различных обработок почвы под многолетние травы на южном черноземе.
Изучено действие уровня питания на рост, развитие и продуктивность многолетних трав, а также выявлена зависимость качества продукции последующих культур севооборота от урожайности многолетних трав в различных почвенно-климатических зонах Нижнего Поволжья.
Выявлена эффективность биологического и минерального азота при возделывании многолетних бобовых трав (люцерны, эспарцета) в различных почвенно-климатических зонах Нижнего Поволжья в богарном и орошаемом земледелии.
Разработаны теоретические и практические основы формирования высокопродуктивных агрофитоценозов многолетних трав.
Проведена оценка содержания тяжёлых металлов в системе почва – растение в зависимости от видового состава и продолжительности использования травостоев.
Дана экономическая и энергетическая оценка возделывания многолетних трав на различных почвах в зависимости от изучаемых приёмов агротехники.
Практическая значимость. Результаты проведённых научных исследований и производственный опыт показывают, что за счёт оптимальной структуры посевов многолетних бобовых трав в одновидовых и смешанных посевах можно приостановить дегумификацию почв, улучшить физические, физико-химические и микробиологические свойства почвы.
Разработанные для орошаемых и богарных условий агрокомплексы с включением многолетних трав и внесением соломы и органических удобрений воздействуют на плодородие и агрофизические свойства светло-каштановых и чернозёмных почв, позволяют поддерживать почву в жизнеспособном биологически активном состоянии, значительно повышают продуктивность многолетних трав и эффективны в последействии.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований включены в «Рекомендации по увеличению производства кормов в орошаемых землях», вошли составной частью в «Научно обоснованные системы ведения агропромышленного комплекса Волгоградской области».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, получены положительные оценки на региональных и международных научных конференциях (Волгоград, 1994, 1997, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 гг.; Саратов 2004 г, Пенза 2004, 2005, 2006 гг.; Калининград, 2005, 2006 гг, Москва 2004, 2005, 2006 гг.).
Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы в 41 работе в республиканских и региональных изданиях. В рецензируемых журналах опубликовано 9 работ.
Основные положения, выносимые на защиту:
-При прогрессирующей дегумификации зональных почв сохранение, поддержание и воспроизводство эффективного и потенциального плодородия почв возможно лишь за счет пополнения ресурсов органического вещества не только навоза, но и сидератов, растительных остатков возделываемых культур и особенно многолетних трав, которые по воздействию на плодородие почв и урожайность превосходят навоз.
-Применение органического материала под люцерну в орошении способствует улучшению агрофизических и биологических свойств почвы в посевах на протяжении трёх лет пользования.
- В богарном земледелии в зоне южных чернозёмов эффективны посевы многолетних трав (люцерна, эспарцет, кострец безостый). Предпосылкой создания высокопродуктивных травостоев многолетних трав в богарных условиях является формирование оптимальной плотности стеблестоя, которая во многом определяется способом посева, биологическими особенностями культуры и условиями влагообеспеченности.
- В системе основной обработки почвы под многолетние бобовые травы преимущество за отвальной и безотвальной обработках. Для костреца безостого допустима и поверхностная обработка.
.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на _____ страницах компьютерного текста, содержит введение и 9 глав, выводы и приложения, список использованной литературы из 371 источника, в т.ч. 67 иностранных авторов.
Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии по целевой комплексной научно-технической программе № 78081355.
Диссертационная работа выполнена в ВГСХА на основе исследований автора в 1992-2007 годах по материалам полевых и лабораторных опытов и наблюдений, проведённых самостоятельно и под руководством академика А.М. Гаврилова. Доля личного участия автора в выборе направления научных исследований, разработке схемы и методики проведения опытов, получении и обработке научной информации и апробации полученных результатов составляет более 80 %. В проведении исследований принимали участие студенты ВГСХА.
Выражаю благодарность администрации академии за создание благоприятных условий для проведения исследований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Условия и методика проведения исследований. Решение основных задач, связанных с разработкой и совершенствованием технологии возделывания многолетних трав в орошаемых и богарных условиях и их влияние на плодородие и агрофизические свойства почв зоны исследований, было связано с проведением экспериментальных севооборотов, развёрнутых в пространстве и времени. Стационарные опыты были заложены по следующим схемам:
Опыт 1. Влияние навоза и соломы на урожайность люцерны и плодородие светло-каштановых почв в условиях орошения (1992…1995 гг.).
Схема севооборота: Варианты опыта:
1.Овес+люцерна на зел.корм 1. Контроль (б/у).
2.Люцерна 2. Солома 10 т/га.
3.Люцерна 3. Навоз 60т/га.
4.Оз.пшеница 4.Навоз 60 т/га + солома
5.Подсолнечник 10 т/га.
Посев подпокровный, покровная культура – овёс, норма высева – 3,0 млн. всхожих семян на гектар, сорт Льговский 1026.
Люцерна – сорт Ленинская местная, норма высева – 9,0 млн. всхожих семян на гектар.
Повторность опытов во времени – трёхкратная, в пространстве – четырёхкратная, площадь опытной делянки 225 м2. Размещение вариантов систематическое, последовательное.
Режим орошения с предполивным порогом влажности почвы 75-80 % НВ в слое 0-0,70 м. Поливы осуществлялись широкозахватной машиной «Кубань ЛК
Внесение органических удобрений осуществлялось под основную обработку почвы. Расчет доз органических удобрений вели на поддержание бездефицитного баланса гумуса.
Опыт 2. Последействие пласта люцерны на урожайность и качество зерна последующих культур севооборота (1996…1997 гг.).
В опыте изучалось последействие пласта люцерны двух- и трехлетнего срока пользования на урожайность и качество зерна озимой пшеницы и кукурузы. Исследования проводились по программе ОСПУ ВГСХА (опыты А.Н. Грошева, К.С. Сергеевой).
Опыт 3. Продуктивность многолетних трав в одновидовых и смешанных посевах и их влияние на плодородие и агрофизические свойства чернозёма южного (1998…2002 гг.).
Схема севооборота;1.пар 2. оз.пшеница 3. кукуруза на зерно 4. Многолетние травы под покров 5. Многолетние травы на зел.корм 6. Многолетние травы на зел.корм 7. кукуруза на силос или зерно( или просо) 8. оз. пшеница
Варианты опыта:
1. Люцерна.
2. Эспарцет.
3. Люцерна + эспарцет.
4. Кострец безостый.
5. Люцерна + эспарцет + кострец безостый.
Способ посева весенний подпокровный, покровная культура – овёс, норма высева овса – 2,5 млн всхожих семян на гектар.
Люцерна посевная – 5,0 млн всхожих семян на гектар, сорт Артемида, эспарцет песчаный – 5,0 млн всхожих семян на гектар, сорт Песчаный 1251, кострец безостый – 6 млн всхожих семян, сорт Моршанский 760.
В смеси норма высева составляла по 50 % каждого компонента от нормы высева в одновидовом посеве.
Варианты применения удобрений: фон – солома 5 т/га + N30 под основную обработку (контроль ), Фон+ Р90 под основную обработку, Фон+ N30 под предпосевную культивацию. Во второй и последующие годы на всех вариантах – N30 весной при отрастании.
Повторность закладки опытов во времени 2-х кратная, в пространстве 3-х кратная, размещение систематическое, площадь делянок 180 м2. Предшественник – озимая пшеница.
Опыт 4. Эффективность биологического и минерального азота в посевах многолетних бобовых трав на южном черноземе в богарных условиях (1998…2002 гг.). Применяли влажную обработку семян перед посевом ризоторфином.
В опыте влияние инокуляции на рост, развитие и формирование симбиотического аппарата изучали в посевах люцерны и эспарцета на вариантах опыта 3.
Опыт 5. Продуктивность многолетних трав в одновидовых и смешанных посевах в зависимости от способов обработки почвы (2003-2007 гг.).
Варианты обработки почвы:
1. Отвальная обработка на 25-27 см (ПН-4-35);
2. Обработка АПК-6 (18-20 см);
3. Обработка БДМ-6 (10-12 см).
Способ посева: весенний подпокровный под овёс (2,5 млн. всхожих семян на гектар), под основную обработку Р90, норма высева люцерны – 5,0 млн всхожих семян/га, эспарцета – 5,0 млн всхожих семян/га, костреца безостого – 6,0 млн всхожих семян/га. В смеси норма высева составляла по 50 % каждого компонента от нормы высева в одновидовых посевах.
Повторность закладки опыта во времени – 2-х кратная, в пространстве 3-х кратная, размещение систематическое, площадь делянок – 300 м2. Предшественник – озимая пшеница.
Опыт 6. Влияние видового состава, условий вегетации и продолжительности использования многолетних трав на содержание тяжёлых металлов в почве и растениях (2005-2007 гг.).
Для всесторонней оценки конечных результатов в соответствии с существующими методиками на всех вариантах опыта проводились наблюдения, предусмотренные программой исследований.
Полевые опыты с многолетними травами проведены на зональных светло-каштановых и чернозёмных почвах. Светло-каштановые почвы характеризуются малой мощностью гумусового горизонта, содержание гумуса 1,52-1,76 %, общего азота 0,11-0,17 %. Обеспеченность почв подвижным фосфором 3,5-5,4, обменным калием – 27,5-32,0 мг/100 г почвы. Реакция почвенного раствора в пахотном слое близка к нейтральной (рН 7,0-7,4), ёмкость катионного обмена – 26-30 мг.-экв. на 100 г почвы.
Плотность сложения почвы для слоя 0,0-1,0 м – 1,37 т/м3. Общая пористость пахотного слоя от 51,1 до 57,7 %, наименьшая влагоёмкость для слоя 0,0-1,0 м – 19,6 %, наименьшая влагоемкость для слоя 0-0,7 м – 21,5 %, влажность завядания для слоя 0-1,0 м – 8,02 % от абсолютно сухой почвы.
Южный чернозём характеризуется более мощным гумусовым горизонтом пахотного слоя (0-0,32 м), содержание гумуса – 2,90-3,15 %, обеспеченность подвижными формами фосфора (Р2О5) – 18,0-24,5 мг/кг почвы, калием (K2O) от 310,0 до 390,0 мг/кг. Емкость катионного обмена – 32,0-34,5 мг.-экв на 100 г почвы, плотность сложения для пахотного слоя почвы 1,15-1,20 т/м3, в подпахотном – 1,22-1,25 т/м3. Общая пористость пахотного слоя 53,8-54,5 %. Влажность завядания для слоя 0-1,0 м – 13,5 % от абсолютно сухой почвы.
Климатические особенности полупустынной и сухостепной зон Нижнего Поволжья проявляются в резком дефиците атмосферных осадков и повышенном радиационном и термическом режимах территории.
По годам исследований осадки распределялись неравномерно – от 233,7 мм (1994 г), до 553,5 мм – 541,1 мм (1997, 2001 гг.), при среднемноголетнем значении – 307,0 мм, при испаряемости 800-1200 мм.
ВЛИЯНИЕ НАВОЗА И СОЛОМЫ НА РОСТ, РАЗВИТИЕ,
УРОЖАЙНОСТЬ ЛЮЦЕРНЫ И АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ ПРИ ОРОШЕНИИ
На современном этапе одним из условий стабилизации кормопроизводства и биологизации земледелия является расширение площадей под многолетними травами, которые по сравнению с другими кормовыми культурами низкозатратны, более эффективно используют влагу и питательные вещества, оказывают положительное влияние на агрофизические свойства почвы, структурообразовательный процесс и плодородие почвы.
Наиболее распространена в регионе в условиях орошения люцерна посевная, которая характеризуется высокой продуктивностью и питательностью.
Получение оптимальной густоты травостоя является важным условием высокой продуктивности по годам жизни. Из факторов жизни, как показали исследования, наибольшее влияние на полевую всхожесть оказывали влажность верхнего слоя почвы (0-0,05 м) и температура почвы, в меньшей степени – удобрения.
Полнота всходов на контроле (б/у) по годам исследований составляла от 47,4 до 62,7 %, на варианте солома 10 т/га – от 42,3 до 63,1 %, на варианте навоз 60 т/га – от 50,5 до 65,6 %. Продолжительность периода посев – всходы по вариантам опыта составляла от 11 до 13 дней, при сумме положительных температур от 171,7оС до 196,9оС.
* - высеяно 900 шт./м2 всхожих семян
Рис. 3. Полнота всходов люцерны и продолжительность периода посев-всходы в подпокровном посеве (среднее за 1992…1994 годы)
Условия вегетации и режим использования люцерны в первый год жизни во многом определяют её сохранность и продуктивное долголетие в последующие годы (табл.1).
Таблица 1 – Урожайность зелёной массы люцерны по годам жизни, т/га
| Годы | Варианты | |||
| Без удобрений | Солома 10 т/га | Навоз 60 т/га | Навоз 60 т/га + солома 10 т/га | |
| Первый год жизни | ||||
| 1992 | 40,2 | 40,1 | 55,1 | 59,5 |
| 1993 | 38,3 | 36,2 | 53,1 | 58,4 |
| 1994 | 52,4 | 49,7 | 62,8 | 67,5 |
| среднее | 43,6 | 42,0 | 57,0 | 61,8 |
| НСР05,т/га | 1992 г. – 1,47 | 1993 г. – 1,29 | 1994 г. – 1,53 | |
| Второй год жизни | ||||
| 1993 | 59,7 | 62,3 | 72,9 | 75,1 |
| 1994 | 63,0 | 65,2 | 76,3 | 79,3 |
| 1995 | 60,4 | 63,0 | 71,4 | 74,8 |
| среднее | 61,1 | 63,5 | 73,5 | 76,4 |
| НСР05,т/га | 1993 г. – 1,67 | 1994 г. – 2,11 | 1995 г. – 1,82 | |
| Третий год жизни | ||||
| 1994 | 40,5 | 44,1 | 48,6 | 53,1 |
| 1995 | 39,5 | 43,0 | 46,1 | 50,9 |
| среднее | 40,0 | 43,5 | 47,4 | 52,0 |
| НСР05,т/га | 1994 г. – 1,60 | 1995 г. – 1,80 | ||
В технологии возделывания подпокровных посевов люцерны особое внимание должно уделяться срокам уборки покровной культуры, так как это особенно проявляется в формировании урожая и сохранности люцерны в последующих укосах.
Плотность стояния растений люцерны к концу первого года порядка 400-436 шт./м2 обеспечивает высокую продуктивность в последующие два года.
Проведённые исследования позволяют выделить причины, ведущие к снижению продуктивности, ослаблению и выпадению растений люцерны из травостоя.
Это, во-первых, изменение внутренних условий в неблагоприятную сторону под влиянием падения потенциала жизнеспособности растений в процессе онтогенетического развития, во-вторых, влияние факторов экзогенного характера, приводящих к ослаблению растений под влиянием приёмов эксплуатации (подпокровный посев, интенсивный режим использования в первый год жизни, поздние сроки проведения последнего укоса, уплотнение почвы).
Приведенные факторы и управление отмеченными процессами с учётом биологических особенностей культуры помогают формировать высокоурожайные травостои, позволяют сохранять высокую продуктивность люцерны в первый год жизни. Так, при проведении трёх укосов урожайность зеленой массы составила по вариантам от 43,6 т/га (контроль), до 61,8 т/га (навоз + солома). На травостоях второго года при четырёх укосах урожайность зелёной массы была наиболее высокой и достигала от 61,1 т/га (контроль), до 76,4 т/га (навоз + солома). В посевах третьего года урожайность зелёной массы снижается до 40,0 т/га на контроле и до 52,0 т/га на варианте навоз 60 т/га + солома 10 т/га.
Полученные данные свидетельствуют о том, что вопросам пополнения почвы дополнительными органическими материалами должно уделяться важное значение в зонах орошаемого земледелия и особенно в условиях острейшего дефицита навоза, что способствует повышению урожайности и улучшению агрофизических свойств почвы, повышению плодородия почв.
ИЗМЕНЕНИЕ АГРОФИЗИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ ПОД ВЛИЯНИЕМ ВНЕСЕНИЯ
ОРГАНИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЛЮЦЕРНЫ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ
Создание оптимальных параметров основных показателей агрофизических и биохимических свойств почвы в период использования травостоя люцерны в условиях орошения очень сложная задача, так как степень допустимости параметров по плотности сложения в посевах люцерны по годам жизни, во многом лимитируется физическими свойствами светло-каштановых почв (табл. 2).
Таблица 2 – Влияние соломы и навоза на динамику плотности сложения почвы в посевах люцерны первого года жизни (среднее за три года), т/м3
| Варианты | Слой почвы, м | Сроки определения | |||||
| IV | V | VI | VII | VIII | IX | ||
| Без удобрений | 0-0,3 0,3-0,5 | 1,28 1,34 | 1,29 1,34 | 1,30 1,36 | 1,33 1,37 | 1,35 1,39 | 1,36 1,41 |
| Солома 10 т/га | 0-0,3 0,3-0,5 | 1,19 1,36 | 1,21 1,36 | 1,23 1,37 | 1,25 1,37 | 1,28 1,38 | 1,29 1,38 |
| Навоз 60 т/га | 0-0,3 0,3-0,5 | 1,21 1,34 | 1,23 1,34 | 1,25 1,34 | 1,26 1,35 | 1,27 1,36 | 1,29 1,37 |
| Навоз 60 т/га + солома 10 т/га | 0-0,3 0,3-0,5 | 1,18 1,34 | 1,20 1,34 | 1,21 1,35 | 1,22 1,35 | 1,24 1,36 | 1,26 1,37 |
* Корреляционный анализ показал существенную корреляционную зависимость влияния плотности сложения на урожайность (r=0,86-0,94).
Анализ полученных данных убедительно свидетельствует, что наиболее положительное влияние на величину плотности сложения почвы оказывает внесение навоза 60 т/га + солома 10 т/га. Так, в 1992 году на этом варианте плотность сложения почвы в посевах люцерны первого года жизни в конце вегетации в слое 0-0,30 м составила 1,24 т/м3, тогда как на контроле она достигала 1,36 т/м3. Раздельное внесение навоза и соломы оказывало меньшее влияние на величину плотности по сравнению с совместным их использованием. Отмеченные закономерности сохранялись в посевах люцерны первого года в 1993 и 1994 годах и характерны для среднемноголетних данных. Плотность сложения почвы под люцерной первого года жизни в среднем за три года достигала в варианте без удобрений – 1,36 т/м3, солома 10 т/га – 1,29 т/м3, навоз 60 т/га – 1,29 т/м3, при 1,26 т/м3 от совместного применения соломы и навоза.
Исследования выявили определённую взаимосвязь увеличения плотности сложения как по годам, так и по периоду вегетации. Под действием поливов и от воздействия уборочной техники отмечается значительное увеличение плотности сложения к концу третьего года жизни (табл.3).
Таблица 3 – Динамика плотности сложения почвы в посевах люцерны третьего года жизни (среднее за 1994-1995 гг.), т/м3
| Варианты | Слой почвы, м | Сроки определения | |||
| IV | V | VI | VII | ||
| Без удобрений | 0-0,30 0,30-0,50 | 1,30 1,32 | 1,30 1,35 | 1,32 1,35 | 1,34 1,37 |
| Солома – 10 т/га | 0-0,30 0,30-0,50 | 1,28 1,32 | 1,30 1,34 | 1,30 1,34 | 1,32 1,35 |
| Навоз – 60 т/га | 0-0,30 0,30-0,50 | 1,29 1,32 | 1,30 1,34 | 1,31 1,34 | 1,32 1,35 |
| Навоз – 60 т/га + солома – 10 т/га | 0-0,30 0,30-0,50 | 1,27 1,32 | 1,28 1,33 | 1,28 1,33 | 1,30 1,34 |
*Корреляционная зависимость влияния плотности сложения почвы на урожайность по вариантам опыта (r=0,88-0,91).
В среднем за три года плотность сложения почвы на посевах третьего года на контроле в конце вегетации в слое 0-0,30 м повышалась до 1,34 т/м3. На варианте внесения соломы этот показатель снижался до 1,32 т/м3, на варианте совместного внесения навоза и соломы плотность сложения была ниже и составила в слое 0-0,30 м – 1,30 т/м3.
Полученные результаты показывают, что плотность сложения в посевах люцерны третьего года почвы повышается по сравнению с первым годом жизни. Внесение органики оказывает положительное влияние на плотность сложения, не отмечается переуплотнения светло-каштановых почв выше 1,35 т/м3. Отмеченные положительные изменения в плотности сложения на травостоях люцерны по годам жизни связаны с внесением органики, а также за счёт значительного накопления органической массы в виде корневых и пожнивных остатков.
Применение органического материала оказывало существенное влияние и на соотношение капиллярной и некапиллярной пористости. Например, в посевах люцерны 1-го года жизни это отношение уменьшается с 2,4 – на контроле, до 1,8 – при внесении навоза + солома (в слое почвы 0-0,30 м).
Аналогичные результаты получены и для подпахотного слоя почвы (0,30-0,50 м), при этом соотношение капиллярной пористости к некапиллярной уменьшается с 2,7 до 2,3.
Данные проведённых нами исследований показывают, что органические удобрения оказывают влияние на пористость светло-каштановой почвы и в посевах люцерны 2-го года – 54,6 % в пахотном (0-0,30 м) слое почвы. При этом нужно отметить, что во второй год жизни пористость не уменьшается, несмотря на увеличение плотности, по сравнению с первым годом, что связано с развитие корневой системы у люцерны.
Соотношение капиллярной и некапиллярной пористости при этом также уменьшается, как и в посевах люцерны первого года жизни. Например, в посевах люцерны второго года жизни в 1993 году оно уменьшилось в пахотном слое почвы с 2,6 на контроле, до 2,0 при внесении навоза 60 т/га + соломы 10 т/га. В среднем за три года под посевами второго года показатели соотношения капиллярной и некапиллярной пористости увеличились вместе с продолжительностью возделывания люцерны. Так, в слое почвы 0-0,30 м на контроле у люцерны второго года жизни это соотношение составило 2,5. От совместного внесения навоза и соломы оно уменьшалось и достигало, соответственно, 2,2 и 2,0. Уменьшение соотношения капиллярной и некапиллярной пористости от применения органических удобрений приводит к улучшению водного, воздушного и питательного режимов светло-каштановых почв.
Так, общая пористость в слое 0-0,3 м составила по вариантам опыта от 46,1 % (без удобрений) до 52,7 % на варианте совместного применения соломы и навоза (табл. 4).
Таблица 4 – Влияние органических материалов на показатели пористости в посевах люцерны третьего года жизни (среднее за 1994-1995 гг.)
| Варианты | Слой почвы, м | Общая пористость,% | Капиллярная пористость, % | Некапил- лярная пористость, % | Отношение капиллярной пористости к некапиллярной |
| Без удобрений | 0-0,3 0,3-0,5 | 46,1 40,7 | 32,3 30,3 | 13,8 10,4 | 2,3 2,4 |
| Солома 10 т/га | 0-0,3 0,3-0,5 | 49,2 41,8 | 34,1 30,8 | 15,1 11,0 | 2,2 2,8 |
| Навоз 60 т/га | 0-0,3 0,3-0,5 | 52,0 44,3 | 36,3 32,7 | 15,7 11,6 | 2,3 2,8 |
| Навоз 60 т/га +солома 10т/га | 0-0,3 0,3-0,5 | 52,7 45,2 | 36,5 31,4 | 16,2 13,8 | 2,2 2,3 |
Исследования показали, что внесение соломы 10 т/га и навоза 60 т/га и их совместное применение оказало влияние на уменьшение плотности сложения почвы, повышение пористости, улучшение соотношения капиллярной и некапиллярной пористости на протяжении трёх лет пользования люцерны. Данные процессы связаны с большей инертностью медленно разлагающегося органического вещества соломы. В подпахотном горизонте это связано с количеством накопленной корневой массы.
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И ТОКСИЧНОСТЬ ПОЧВЫ ПОД ЛЮЦЕРНОЙ ПО ГОДАМ ЖИЗНИ
Проведенные исследования показали, что внесение органического материала является одним из активных способов повышения микробиологической активности почвы в посевах люцерны по годам жизни. Так, в посевах люцерны первого года жизни микробиологическая активность на варианте совместного применения навоза 60 т/га и соломы 10 т/га возрастала в среднем за три года по сравнению с контролем в 1,9 раза (194,0 мкг/г полотна), достигая максимума – 229 мкг/г полотна.
Микробиологическая активность почвы в посевах люцерны второго года на контроле (б/у) достигала в фазу бутонизации до 203 мкг/г, при совместном внесении навоза и соломы она повышалась до 438 мкг/г полотна.
Под люцерной третьего года абсолютная величина микробиологической активности также выше на вариантах с внесением органического материала и достигала до 355-430 мкг/г полотна, при 205-206 мкг/г на контроле.
Почвенные микроорганизмы оказали как положительное влияние на плодородие почвы и развитие растений, так и отрицательное. Установлено, что наиболее высокие показатели токсичности характерны для посевов люцерны первого года на вариантах с внесением соломы – 44,8 усл. ед., при 40,8 усл. ед. на контроле, что связано с интенсивным развитием грибной микрофлоры. Во второй год жизни негативного влияния соломы на показатели биологической токсичности не отмечено.
ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА НАКОПЛЕНИЕ
ПОЖНИВНО-КОРНЕВЫХ ОСТАТКОВ И БАЛАНС ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОД ЛЮЦЕРНОЙ ПРИ ОРОШЕНИИ
Установлено, что люцерне принадлежит ведущая роль в регулировании плодородия и улучшении водно-физических свойств почвы в орошении, что связано со способностью люцерны накапливать в почве значительное количество органического вещества.
Рис.7. Накопление пожнивно-корневой массы многолетними травами по годам жизни (0…0,30 м), т/га
Высокое накопление пожнивно-корневых остатков характерно для посевов второго года на варианте совместного применения навоза и соломы – до 21,39 т/га (воздушно-сухая масса), что положительно сказалось на образовании гумуса за счет корневых остатков (табл. 5).
Таблица 5 – Восполнение гумуса в посевах люцерны в зависимости от применения органических удобрений (в слое 0-0,50 м), т/га
| Вариант | Масса пожнивно-корневых остатков | *Образо-вание гумуса в растит. остатках | Минера-лизация гумуса почвы | Восполнение гумуса за счет пожн.-корн. остатков |
| 1-й год жизни (среднее за три года) | ||||
| Без удобрений | 13,06 | 2,87 | 1,06 | +1,81 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Солома 10 т/га | 13,85 | 3,05 | 1,03 | +2.02 |
| Навоз 60 т/га | 16,75 | 3,68 | 1,03 | +2,65 |
| Навоз 60 т/га + солома 10 т/га | 17,51 | 3,85 | 1,02 | +2,83 |
| 2-й год жизни (среднее за три года) | ||||
| Без удобрений | 15,74 | 3,46 | 1,07 | +2,39 |
| Солома 10 т/га | 18,32 | 4,03 | 1,06 | +2,99 |
| Навоз 60 т/га | 20,66 | 4,54 | 1,05 | +3,49 |
| Навоз 60 т/га + солома 10 т/га | 21,39 | 4,70 | 1,02 | +3,68 |
| 3-й год жизни (среднее за два года) | ||||
| Без удобрений | 13,80 | 3,04 | 1,07 | +1,97 |
| Солома 10 т/га | 16,50 | 3,63 | 1,06 | +2,57 |
| Навоз 60 т/га | 19,30 | 4,25 | 1,06 | +3,19 |
| Навоз 60 т/га + солома 10 т/га | 19,10 | 4,20 | 1,05 | +3,15 |
*Коэффициент гумификации растительных остатков - 0,22
Проведённые расчёты по балансу гумуса позволяют сделать вывод, что применение органических удобрений при возделывании люцерны на орошаемых светло-каштановых почвах ведёт к увеличению его содержания, а максимальное восполнение гумуса отмечается при совместном внесении навоза и соломы под люцерной второго года и составляет до 3,68 т/га.
ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ И СУММАРНОЕ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ В ПОСЕВАХ ЛЮЦЕРНЫ РАЗНЫХ ЛЕТ ЖИЗНИ
Продуктивность орошаемого гектара в целом по РФ в начале девяностых годов прошлого столетия характеризовалась получением 4,2-4,6 тыс. корм. ед. В Ростовской и Волгоградской областях она достигала 6,0, а в Ставропольском крае – 7,0-7,5 тыс. кормовых единиц (Кружилин И.П., Болотин А.Т., Кузнецова Н.В., 2005).
На современном этапе и в ближайшей перспективе в развитии кормопроизводства в зоне исследований первенство сохранится за полевым кормопроизводством. В орошаемом кормопроизводстве многолетние травы и, прежде всего, люцерна обеспечивают максимальное производство растительного белка.
На основании ранее проведённых исследований по режиму орошения люцерны на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья (Плешаков В.А., 1976; Кружилин И.П., 1980, 1985, 1988; Кружилин И.П., Плешаков В.А., 1980; Дронова Т.Н., Белякова Н.М., 1985, 1989; Григоров М.С. и др., 1993; и др.) в опытах поддерживали предполивную влажность в активном слое почвы (0,0-0,7 м) на уровне 75-80 % НВ.
В годы исследований величина эвапотранспирации в посевах люцерны первого года жизни составила в среднем 8135 м3/га, изменяясь от 7559 м3/га (1993 год), до 8727 м3/га (1994 год). Наибольшую долю в суммарном водопотреблении люцерны первого года пользования имеет оросительная вода – 65,4 %, в среднем за годы исследований она составила от 53,9 % (1994 год) до 80,7 % (1993 год).
В посевах люцерны второго года жизни суммарное водопотребление составило в среднем за три года – 8316 м3/га, изменяясь от 7902 м3/га в 1995 году до 9065 м3/га – в 1994 году. Доля оросительной воды в суммарном водопотреблении достигала в среднем за три года – 71,0 %, при колебаниях от 56,3 %, до 80,2 %. Расход влаги из почвы изменялся от 5,8 до 8,0 % (табл. 6).
Таблица 6 – Слагаемые суммарного водопотребления в посевах
люцерны на зелёный корм в годы исследований
| Год | Расход влаги из почвы | Осадки | Оросительная норма | Суммарное водопотребление | |||||||
| м3/га | % | м3/га | % | м3/га | % | м3/га | |||||
| Люцерна первого года жизни | |||||||||||
| 1992 | 725 | 8,9 | 2244 | 27,7 | 5150 | 63,4 | 8119 | ||||
| 1993 | 516 | 6,8 | 943 | 12,5 | 6100 | 80,7 | 7559 | ||||
| 1994 | 591 | 6,7 | 3436 | 39,4 | 4700 | 53,9 | 8727 | ||||
| среднее | 611 | 7,5 | 2208 | 27,1 | 5317 | 65,4 | 8135 | ||||
| Люцерна второго года жизни | |||||||||||
| 1992 | 638 | 8,0 | 943 | 11,8 | 6400 | 80,2 | 7981 | ||||
| 1993 | 529 | 5,8 | 3436 | 37,9 | 5100 | 56,3 | 9065 | ||||
| 1994 | 572 | 7,2 | 1280 | 16,2 | 6050 | 76,6 | 7902 | ||||
| среднее | 580 | 7,0 | 1886 | 22,0 | 5850 | 71,0 | 8316 | ||||
| Люцерна третьего года жизни | |||||||||||
| 1994 | 526 | 6,8 | 3436 | 44,3 | 3800 | 48,9 | 7762 | ||||
| 1995 | 785 | 13,4 | 1280 | 21,8 | 3800 | 64,8 | 5865 | ||||
| среднее | 655 | 9,6 | 2358 | 34,6 | 3800 | 55,8 | 6813 | ||||
В посевах люцерны третьего года жизни при проведении трёх укосов суммарное водопотребление изменялось от 5865 до 7762 м3/га, при среднем значении 6813 м3/га. Доля оросительной воды при трёх укосах снижалась до 48,6-64,8 %, а расход влаги из почвы увеличился с 6,8 до 13,4 %.
Анализ показателей суммарного водопотребления показывает, что по годам жизни его величина для посевов первого и второго года имеет достаточно устойчивый характер. Определённое влияние на эффективность использования растениями люцерны влаги оказывают особенности биологии покровной культуры и люцерны. Овёс и люцерна очень отзывчивы на условия водного режима, они сильно изменяют темпы, характер роста и развития надземной массы в условиях повышенного уровня влажности. Эти особенности следует учитывать в подпокровных посевах люцерны первого года. Так, затягивание сроков уборки покровной культуры может привести к значительному выпаду растений люцерны, а при раннем скашивании во втором укосе может повышаться доля отавы овса, что также снижает продуктивность люцерны в последующем укосе.
Наиболее продуктивно люцерна расходует влагу на формирование единицы урожая во второй год пользования на всех вариантах. Так, коэффициент водопотребления достигал на контроле до 131,2 м3/т, на варианте (солома – 10 т/га) – до 125,4 м3/т, на варианте (навоз – 60 т/га) до 109,4 м3/т, при 105,7 т/м3 зелёной массы на варианте совместного применения навоза и сломы.
На третьем году жизни коэффициент водопотребления по сравнению со вторым годом изменялся от 115,2 м3/т (навоз + слома) до 191,6 м3/т зелёной массы (без удобрений).
Коэффициент водопотребления по укосам при режиме влажности 75-80 % НВ ниже был в первом укосе. Определённое влияние на более эффективное использование влаги в первом укосе имеют биологические особенности культуры и высокая продуктивность люцерны в первом укосе.
Биоклиматические коэффициенты испарения позволяют установить закономерности изменения водопотребления культуры в связи с биологическими особенностями люцерны и климатическими условиями в период вегетации (табл. 7).
Данные таблицы 7 показывают, что более высокие значения биоклиматических коэффициентов испарения характерны для посевов люцерны первого года жизни и по годам исследований составили от 0,30 до 0,26, при среднегодовом значении – 0,25.
В посевах второго года величина биоклиматического коэффициента снижалась до 0,24, в посевах третьего года – до 0,21.
Таблица 7 – Биоклиматические коэффициенты испарения на посевах люцерны по годам жизни (75-80 % НВ)
| Годы жизни | Годы | Суммарное водопотребление, мм | Сумма среднесуточных положительных температур, оС | Биоклиматический коэффициент, Кt |
| Первый | 1992 | 811,9 | 2643,5 | 0,30 |
| 1993 | 755,9 | 2901,3 | 0,26 | |
| 1994 | 872,7 | 2973,8 | 0,29 | |
| Среднее | 1992 - 1994 | 813,5 | 2839,5 | 0,28 |
| Второй | 1993 | 798,1 | 3120,4 | 0,25 |
| 1994 | 906,5 | 3050,7 | 0,29 | |
| 1995 | 790,2 | 3280,8 | 0,24 | |
| Среднее | 1993 - 1995 | 831,6 | 3150,6 | 0,26 |
| Третий | 1994 | 776,2 | 2666,7 | 0,29 |
| 1995 | 586,5 | 2744,8 | 0,21 | |
| Среднее | 1994 - 1995 | 681,3 | 2705,7 | 0,25 |
Установленные значения биоклиматических коэффициентов испарения могут быть использованы для расчетов суммарного водопотребления за вегетацию и по укосам по прогнозу среднесуточных температур, а также определения сроков проведения очередных поливов. Установленные Кt могут колебаться в зависимости от погодных условий и технологических приёмов.
ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ПЛАСТА ЛЮЦЕРНЫ НА УРОЖАЙНОСТЬ
ПОСЛЕДУЮЩИХ КУЛЬТУР СЕВООБОРОТА
Агротехническое значение пласта люцерны, как показали исследования, зависит от уровня урожайности, продолжительности использования люцерны в севообороте и определяется степенью обогащения почвы органическим веществом за счёт корневых и пожнивных остатков, в которых накапливается азот, эффективно используемый последующими культурами. Последействие пласта люцерны двух- и трехлетнего срока использования изучалось в 1996-1997 гг. по теме Волгоградской ОСПУ «Разработать теоретические основы управления плодородием почвы в экологически сбалансированном орошаемом земледелии с программированным выращиванием урожая сельскохозяйственных культур, и где по пласту люцерны высевали озимую пшеницу (опыт А.Н. Грошева) и кукурузу (опыт К.С. Сергеевой).
Проведённые исследования свидетельствуют о том, что прибавка урожая зерна озимой пшеницы на варианте последействия применения навоза с соломой по отношению к контролю составила по пласту двух лет 0,78 т/га, по пласту трёх лет – 0,71 т/га и позволила получать высококачественное зерно без применения азотных удобрений.(табл.8) По оценке использования пласта люцерны в последействии на качественные характеристики зерна озимой пшеницы сорта Донщина в условиях орошения существенных различий не выявлено.
Таблица 8- Последействие пласта люцерны на урожайность озимой пшеницы(т/га)
| Варианты опыта | Без удобрений | Навоз 60т/га | Солома 10т/га | Навоз60т/га+ Солома 10т/га |
| Пласт люцерны второго года | 3.53 | 3.80 | 3.68 | 4.25 |
| Пласт люцерны третьего года | 3.61 | 4.18 | 3.80 | 4.32 |
Положительное влияние разновозрастного пласта люцерны проявилось и в опыте с кукурузой (гибрид Молдавский 291 АМВ).
Полученные данные свидетельствуют о том, что использование пласта многолетних трав в подзоне светло-каштановых почв очень эффективно. Так, урожайность кукурузы на контроле по пласту люцерны второго года достигала 5,77 т/га, по пласту люцерны третьего года – 6,10 т/га. Важно также в последействии внесение навоза 60 т/га, где прибавка урожайности кукурузы составила 2,01 и 1,72 т/га или 34,8 и 28,2 % к контролю.
Более высокая прибавка урожая кукурузы отмечалась на варианте последействия совместного применения навоза и соломы, где она составила 2,14 т/га по пласту люцерны второго года и 2,30 т/га по пласту люцерны третьего года. По отношению к контролю величина прибавки составила 37,1-37,7 %.
ОСОБЕННОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ
ПО ГОДАМ ЖИЗНИ И ОЦЕНКА ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПОЧВЕННОЕ ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЁМОВ
Проблема сохранения и повышения плодородия зональных чернозёмных почв продолжает оставаться крайне актуальной. Основной причиной снижения плодородия почв зоны исследований является недостаточное внесение органических удобрений и незначительные площади под многолетними травами в полевых севооборотах. По данным А.М. Гаврилова (2007), в Волгоградской области в среднем для обеспечения бездефицитного земледелия (баланса азота) ежегодно надо вносить 7-8 т/га навоза, но в большинстве хозяйств, органические удобрения не вносят из-за их отсутствия. Поэтому, как показывают наши исследования, расширение посевов и видового состава многолетних трав и использование их в качестве предшественника под зерновые культуры, является одним из высокоэффективных приёмов пополнения почв органическим веществом, улучшения агрофизических свойств почвы, повышения урожайности последующих культур.
Среди многолетних трав наиболее полно отвечают природно-климатическим условиям зоны исследований люцерна, эспарцет, кострец безостый.
По показателю сохранности многолетних трав первого года за годы исследований можно отметить, что растения люцерны имели более низкую конкурентноспособность по выживаемости, чем эспарцет и кострец безостый. В посевах эспарцета сохранность по вариантам опыта изменялась от 77,2 до 84,2 %. На травостоях костреца безостого сохранность до уборки покровной культуры была наиболее высокой и достигала до 88,5 % (фон + N30).
За вегетацию сохранность к полным всходам у люцерны составила от 69,0 до 75,1 %, у эспарцета – от 72,7 до 79,3 %, у костреца – от 79,5 до 85,7 %.
Закономерности, установленные по сохранности растений первого года жизни в 1998 году, характерны и для первого года жизни в посевах 1999 года.
Структура изучаемых многолетних трав, как показали наблюдения, в период вегетации изменяется с учётом биологических особенностей и условий выращивания и, прежде всего, режима использования и условий влагообеспеченности. Эти изменения выражаются в степени развития на растениях побегов, что имеет определяющее значение для формирования продуктивного долголетия изучаемых видов многолетних трав. Уровень питания оказывает положительное влияние на их соотношение и на общее количество. Плотность стеблестоя у люцерны в посевах первого года по годам составляла на контроле (б/у) – 505-498 шт./м2, на варианте Р90 – 722-702 шт./м2, на варианте N30 – 530-507 шт./м2.
Уровень питания оказывает положительное влияние на урожайность как в первый год жизни (табл. 8), так и в последующие годы.
Таблица 9 – Урожайность зелёной массы посевов первого года
жизни (среднее за 1998-1999 гг.), т/га
| Варианты | Урожайность зелёной массы, т/га | Доля компонентов в урожае, % | ||||||
| овёс | люцерна | эспарцет | кострец | сорные растения | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| Овёс + люцерна: | ||||||||
| контроль | 14,3 | 86,2 | 9,1 | - | - | 4,7 | ||
| Р90 | 15,5 | 86,1 | 10,6 | - | - | 3,3 | ||
| N30 | 16,7 | 85,6 | 8,2 | - | - | 6,2 | ||
| Овёс + эспарцет: | ||||||||
| контроль | 16,3 | 75,9 | - | 17,5 | - | 6,6 | ||
| Р90 | 18,0 | 74,0 | - | 20,7 | - | 5,3 | ||
| N30 | 18,7 | 73,5 | - | 19,0 | - | 7,5 | ||
| Овёс + кострец: | ||||||||
| контроль | 15,1 | 84,3 | - | - | 9,7 | 6,0 | ||
| Р90 | 15,3 | 83,2 | - | - | 10,7 | 6,1 | ||
| N30 | 16,5 | 81,6 | - | - | 12,0 | 6,4 | ||
Продолжение таблицы 8
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Овёс + люцерна + эспарцет: | |||||||
| контроль | 15,8 | 72,3 | 4,9 | 16,1 | - | 6,7 | |
| Р90 | 17,7 | 69,6 | 6,0 | 18,1 | - | 6,3 | |
| N30 | 18,5 | 70,3 | 5,1 | 17,6 | - | 7,0 | |
| Овёс + люцерна + эспарцет + кострец: | |||||||
| контроль | 15,5 | 68,8 | 3,6 | 14,7 | 8,2 | 4,7 | |
| Р90 | 16,9 | 65,5 | 4,4 | 16,8 | 8,5 | 4,8 | |
| N30 | 17,5 | 66,1 | 3,1 | 16,6 | 9,0 | 5,2 | |
Данные таблицы 8 показывают, что урожайность выше на варианте овес+эспарцет и составила на контроле – 16,3 т/га, на варианте Р90 – 18,0 т/га, на варианте N30 – 18,7 т/га зеленой массы. Несколько ниже урожайность на варианте посева овес+люцерна+эспарцет, которая составила от 15,8 т/га (контроль) до 18,5 т/га (N30). В посевах первого года в вариантах опыта доля овса в общей биомассе изменялась от 65,5-68,8 % на варианте смеси овес+люцерна+ кострец до 85,6-86,2 % на варианте овес+люцерна.
Доля участия в урожае составила для люцерны до 10,6 %, для эспарцета – до 20,7 %, для костреца – до 12,0 %. В смеси люцерна+эспарцет их доля достигала до 24,1 %, в смеси люцерна+эспарцет+кострец доля многолетних трав повышалась до 29,7 %. Доля сорных растений по вариантам опыта изменялась от 3,3% (овес+люцерна) до 7,5% (овес+эспарцет).
Во второй и последующие годы урожайность определяется плотностью стеблестоя, и поэтому в последующих наблюдениях вели подсчёт количества побегов на единице площади. Наблюдения показали, что наиболее высокую плотность стеблестоя имели варианты с участием люцерны и костреца.
Наибольшей плотностью характеризовались травостои в период наиболее интенсивного их биологического развития. Так, для люцерны это второй-третий год жизни, у эспарцета – второй год жизни, для костреца безостого – третий-четвертый год жизни. В травосмеси с участием костреца (люцерна + эспарцет + кострец) до конца третьего года количество побегов на единице площади увеличивалось, в основном, за счёт костреца, а на четвёртом году начинается их уменьшение за счёт полного выпада эспарцета и значительного выпада люцерны.
Снижение плотности травостоя эспарцета, как показали исследования, начинается со второй половины второго года жизни, а более значительный выпад растений характерен для третьего года жизни. Так, к концу третьего года плотность стеблестоя составила 106-134 шт/м2 побегов в посевах 1998 года и до 128-154 шт/м2 побегов в посевах 1999 года.
Люцерна более устойчива к изреживанию, и её продуктивное долголетие в богаре можно продлевать с учётом засорённости до 4-х лет. Так, плотность травостоя по фону Р90 к концу четвёртого года составила 270-203 шт/м2.
Наиболее устойчивы к изреживанию травосмеси с участием костреца, где до конца вегетации третьего года количество побегов на единице площади увеличивается. Высокая плотность стеблестоя отмечается и в смеси с участием бобовых и костреца, а на четвёртом году начинается постепенное снижение густоты стеблестоя, что обусловлено выпадом эспарцета, люцерны и снижением кустистости у костреца.
Фитоценотические отношения в изучаемом соотношении компонентов в травосмеси, как показали исследования, характеризовались тем, что бобовые в одновидовом посеве развиваются лучше, чем при совместном посеве. В смеси люцерна + эспарцет – выпад эспарцета несколько выше по отношению к одновидовому посеву. В смеси кострец + люцерна + эспарцет бобовые угнетаются сильнее, чем в одновидовых посевах, что в определенной степени определяло величину урожайности (табл. 9). Установлено, что при двухлетнем сроке использования более продуктивны одновидовые посевы бобовых и их смеси, при трехлетнем сроке использования – одновидовые посевы люцерны (19,8 т/га) и смесь люцерна+эспарцет+кострец (18,7 т/га).
Таблица 10 – Урожайность зелёной массы многолетних трав по годам
жизни в одновидовых и смешанных посевах, т/га
| Варианты | Посевы 2-го года | Посевы 3-го года | ||||||||||
| 1999 г | 2000 г | 2000 г | 2001 г | |||||||||
| б/у | Р90 | N30 | б/у | Р90 | N30 | б/у | Р90 | N30 | б/у | Р90 | N30 | |
| Люцерна | 16,3 | 19,2 | 18,6 | 15,8 | 18,0 | 18,0 | 15,7 | 18,3 | 18,6 | 16,8 | 19,2 | 19,8 |
| Эспарцет | 15,2 | 17,0 | 17,2 | 14,5 | 16,7 | 17,0 | 10,4 | 14,7 | 15,3 | 12,1 | 13,2 | 13,6 |
| Кострец | 12,8 | 13,3 | 14,4 | 12,0 | 12,4 | 15,1 | 14,8 | 15,2 | 18,4 | 15,3 | 16,1 | 17,0 |
| Люцерна + эспарцет | 16,1 | 18,8 | 18,3 | 14,2 | 17,0 | 17,6 | 13,6 | 16,8 | 17,6 | 13,8 | 15,4 | 16,8 |
| Люцерна+ эспарцет + кострец | 15,6 | 17,3 | 17,8 | 14,8 | 17,0 | 17,6 | 13,8 | 15,7 | 17,4 | 14,4 | 16,6 | 18,7 |
| НСР05,т/га, общая | 2,17 | 1,99 | 1,65 | 2,07 | ||||||||
| Фактор А(виды) | 1,25 | 1,15 | 0,95 | 1,19 | ||||||||
| Фактор В(питание) | 0,97 | 0,89 | 0,74 | 0,92 | ||||||||
ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ КАК ОСНОВА ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКИХ УРОЖАЕВ
Исследования по оценке фотосинтетической продуктивности изучаемых агрофитоценозов проводились на посевах второго и третьего лет жизни. В создании сухого вещества отмечены некоторые особенности в динамике его формирования. Так, в урожае сухого вещества в посевах костреца безостого и люцерны основная роль принадлежит листьям, тогда как у эспарцета величина сухого вещества в большей степени связана с плотностью стеблестоя. У изучаемых многолетних трав, как показали исследования, отмечена прямая зависимость урожая сухой массы от площади листьев и величины ФП.
На травостоях третьего года по основным показателям фотосинтеза, КПД ФАР и урожайности сухой массы преимущество имели одновидовые посевы люцерны и травосмесь бобовых с кострецом. Эти варианты обеспечивали и наиболее высокие урожаи зелёной массы в почвенно-климатических условиях зоны исследований.
ВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И
ВИДОВОГО СОСТАВА МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ НА ПЛОТНОСТЬ СЛОЖЕНИЯ ПОЧВЫ
Наши экспериментальные данные показали, что во второй год жизни многолетних трав, когда происходит значительный прирост корневой массы и сформирован достаточно плотный травостой, плотность сложения почвы по сравнению с плотностью пахотных земель несколько повышается. Внесение соломы положительно отражается на плотности сложения почвы под многолетними культурами. В смеси бобовых с кострецом плотность сложения почвы несколько ниже, чем под бобовыми травостоями (табл. 11).
Таблица 11 – Динамика плотности сложения почвы в посевах
многолетних трав по годам жизни (контроль – фон 5 т/га соломы + N30), т/м3
| Варианты | Слой почвы, м | 2-й год | 3-й год | 4-й год | |||
| весна | осень | весна | осень | весна | осень | ||
| люцерна | 0-0,10 | 1,22 | 1,26 | 1,21 | 1,30 | 1,24 | - |
| 0,10-0,20 | 1,24 | 1,29 | 1,23 | 1,26 | 1,22 | - | |
| 0,20-0,30 | 1,22 | 1,23 | 1,22 | 1,26 | 1,22 | - | |
| 0-0,30 | 1,22 | 1,26 | 1,22 | 1,27 | 1,23 | - | |
| эспарцет | 0-0,10 | 1,20 | 1,26 | 1,22 | 1,26 | - | - |
| 0,10-0,20 | 1,2 | 1,26 | 1,22 | 1,24 | - | - | |
| 0,20-0,30 | 1,20 | 1,23 | 1,20 | 1,24 | - | - | |
| 0-0,30 | 1,20 | 1,25 | 1,20 | 1,25 | - | - | |
| кострец | 0-0,10 | 1,17 | 1,23 | 1,22 | 1,22 | 1,19 | 1,22 |
| 0,10-0,20 | 1,20 | 1,25 | 1,20 | 1,24 | 1,20 | 1,26 | |
| 0,20-0,30 | 1,16 | 1,20 | 1,20 | 1,22 | 1,20 | 1,28 | |
| 0-0,30 | 1,17 | 1,22 | 1,20 | 1,23 | 1,19 | 1,25 | |
| люцерна + эспарцет + кострец | 0-0,10 | 1,22 | 1,25 | 1,20 | 1,25 | 1,24 | 1,26 |
| 0,10-0,20 | 1,23 | 1,26 | 1,22 | 1,24 | 1,22 | 1,28 | |
| 0,20-0,30 | 1,22 | 1,26 | 1,20 | 1,23 | 1,22 | 1,28 | |
| 0-0,30 | 1,22 | 1,25 | 1,21 | 1,24 | 1,22 | 1,27 | |
Данные таблицы 11 отражают заметные различия плотности сложения как по годам жизни, так и от видового состава.
Так, общим положительным свойством, характерным для всех вариантов, является снижение плотности сложения почвы к началу вегетации, т.е. происходит естественное разуплотнение почв за осенне-весенний периоды.
Исследованиями установлено, что многолетние травы положительно влияли на водопроницаемость, пористость, восстанавливали структурное состояние пахотного слоя. Так, содержание водопрочных агрегатов в травосмеси бобовые + кострец повышалось до 56,1 %, при структурности на травостоях второго года наиболее высоким (1,41) оно было под эспарцетом и в смеси бобовые +кострец (1,45). Содержание агрономически ценных агрегатов более высоким (68,3 %) было под травосмесью (бобовые + кострец) в конце третьего года.
Длительность возделывания многолетних трав оказала влияние на обеспеченность почвы элементами питания. Так, под люцерной второго года содержание гидролизуемого азота в слое почвы 0-0,30 м достигало 64,6 мг/кг, к концу третьего года оно повысилось до 70,5 мг/кг. Под люцерной отмечается повышение фосфора с 22,5 мг/кг до 25,2 мг/кг (по Мачигину). Более высокое содержание калия на третьем году отмечено для костреца 352,6 мг/кг, при 336,8 мг/кг под люцерной и 318,4 мг/кг под эспарцетом. На третий год содержание азота под эспарцетом снижается, это связано с увеличением плотности, снижением аэрации почвы, значительным выпадом растений, что снижает симбиотическую деятельность клубеньковых бактерий у эспарцета.
Общеизвестна роль корневой системы многолетних трав, когда в результате накопления большого количества органического вещества создаются условия для сохранения и повышения плодородия почв.
Установлено, что за счёт пожнивно-корневых остатков остаётся в почве под люцерной двухлетнего пользования до 76,1 кг/га азота, 17,0 кг/га фосфора и до 26,3 кг/га калия. Под эспарцетом соответственно: 80,3; 19,8 и 23,8 кг/га. В травосмеси после двух лет содержание азота в пожнивно-корневых остатках достигает азота – 69,7 кг, фосфора – 16,0 кг/га и калия – 26,8 кг/га.
К концу третьего года содержание азота под люцерной повышается до 85,4 кг/га, фосфора – до 19,7 кг/га, калия – до 28,5 кг/га. Под эспарцетом содержание азота снижается до 80,0 кг/га, что несколько ниже по сравнению со вторым годом, фосфора накапливается до 18,8 кг/га и калия до 24,6 кг/га.
В травосмеси бобовые + кострец содержание азота, фосфора и калия по сравнению со вторым годом повышается и достигает азота – 73,1 кг/га, фосфора – 17,2 кг/га и калия – до 29,2 кг/га, но наибольшее количество калия содержится под кострецом и составляет до 30,8 кг/га.
К концу четвёртого года количество азота в пожнивно-корневых остатках в слое 0-0,30 м остается у люцерны до 78,8 кг/га, у костреца – до 55,9 кг/га и в смеси бобовые + кострец – 62,2 кг/га.
Содержание фосфора достигает до 18,4 кг/га под люцерной, до 13,8 кг/га под кострецом и до 14,5 кг/га в травосмеси. Содержание калия наиболее высоким было в пожнивно-корневых остатках под кострецом – 31,0 кг/га, при 26,6 кг/га под люцерной и 29,0 кг/га под травосмесью бобовые + кострец.
Для расчета количества гумуса применяли коэффициенты гумификации органических остатков для многолетних бобовых трав – 0,22 (Сухов А.Н., Кривцов И.В., Шатилова Н.Н., 2006).
Проведённый расчёт количества гумуса в корневых и пожнивных остатках в пахотном (0-0,30 м) слое почвы обеспечивает восполнение гумуса в посевах многолетних трав второго года за счёт корневых остатков от 720 до 824 кг/га. В посевах третьего года от 800 до 824 кг/га, при этом более высокий показатель характерен для костреца, в посевах четвёртого года восполнение гумуса составляет от 820 до 860 кг/га.
РАЗМЕРЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИКСАЦИИ МОЛЕКУЛЯРНОГО АЗОТА ПОСЕВАМИ ЛЮЦЕРНЫ И ЭСПАРЦЕТА
ПО ГОДАМ ЖИЗНИ
В исследованиях доля биологического азота определялась методом сравнения с кострецом безостым (табл. 12).
Таблица 12 – Содержание общего и биологического азота в урожае
многолетних бобовых трав по годам жизни
| Варианты | Посевы 2-го года (среднее за 1999-2000 гг.) | Посевы 3-го года (среднее за 2000-2001 гг.) | ||||
| азот в общей биомассе, кг/га | доля биологического азота | азот в общей биомассе, кг/га | доля биологического азота | |||
| кг/га | % | кг/га | % | |||
| Люцерна: | ||||||
| контроль | 213,0 | 130,9 | 61,4 | 216,2 | 112,4 | 52,0 |
| Р90 | 245,7 | 160,6 | 65,3 | 244,4 | 137,3 | 56,2 |
| N30 | 242,0 | 135,6 | 56,0 | 250,5 | 123,2 | 49,2 |
| Эспарцет: | ||||||
| контроль | 208,9 | 126,8 | 60,7 | 170,5 | 66,7 | 39,1 |
| Р90 | 239,5 | 154,4 | 64,5 | 199,1 | 92,0 | 46,2 |
| N30 | 240,1 | 133,7 | 55,7 | 205,9 | 78,0 | 38,2 |
| Кострец: | ||||||
| контроль | 82,1 | - | - | 103,8 | - | - |
| Р90 | 85,1 | - | - | 107,1 | - | - |
| N30 | 106,4 | - | - | 127,3 | - | - |
Данные таблицы 12 показывают, что в богарных условиях на южных чернозёмах коэффициент азотфиксации в посевах люцерны второго года составляет от 0,61 (контроль) до 0,65 (Р90). Применение минерального азота N30 снижает коэффициент азотфиксации до 0,56.
С возрастом коэффициент азотфиксации снижается, и в посевах третьего года он составил: 0,52 на контроле, 0,56 на варианте Р90 и 0,49 на варианте с внесением в подкормку минерального азота (N30).
Коэффициент азотфиксации у эспарцета второго года жизни достигал на контроле 0,61, на варианте Р90 до 0,64 и до 0,56 на варианте (N30).
На третий год коэффициент азотфиксации в посевах эспарцета снижался, соответственно, до: 0,39; 0,46 и 0,38.
Следует отметить, что использование 5 т/га соломы под основную обработку с внесением N30 является достаточно эффективным способом не только улучшения агрофизических свойств, но и обеспечивает высокую азотфиксирующую способность у люцерны и эспарцета.
Проведённые наблюдения за активностью микробиологических процессов в посевах многолетних трав различных возрастов выявили некоторые различия в характере их протекания. Так, активность почвенной микрофлоры под люцерной не затухает в течение двух-трёх лет. Под эспарцетом активность почвенной микрофлоры значительно снижается к третьему году, т.е. оптимальный срок продуктивного долголетия для эспарцета - два года. Продуктивное долголетие для костреца можно продлевать до трёх-четырёх лет. Так, к концу третьего года степень разложения льняной ткани достигала до 26,3 %. Полученные данные по биологической активности почвы (по степени разложения льняной ткани) показывают, что внесение соломы под посевы многолетних трав на южном чернозёме с заделкой её в верхние слои почвы активизирует деятельность почвенных микроорганизмов до двух-трёх лет, что позволяет рекомендовать этот приём в севооборотах с короткой ротацией.
ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ПЛАСТА МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ НА
УРОЖАЙНОСТЬ ПОСЛЕДУЮЩИХ КУЛЬТУР СЕВООБОРОТА
Интегральным показателем и оценкой эффективности возделывания многолетних трав служит уровень урожайности последующих культур севооборота. Исследования выявили высокое положительное действие пласта и оборота пласта на продуктивность последующих культур на южном чернозёме в зоне исследований (табл. 13).
Данные таблицы 13 позволяют заключить, что пласт многолетних трав является хорошим предшественником для кукурузы и проса и обеспечивает достаточно высокую прибавку по отношению к наиболее традиционному предшественнику для этих культур – паровой озими.
Таблица 13 – Урожайность культур по пласту многолетних трав
разных лет жизни (контроль), т/га
| Варианты (предшественники) | Пласт многолетних трав 2-го года, 2001 год | Пласт многолетних трав 3-го года, 2002 год | ||||
| кукуруза на силос | кукуруза на зерно | просо | кукуруза на силос | кукуруза на зерно | просо | |
| Люцерна | 26,3 | 4,40 | 1,90 | 28,4 | 4,7 | 2,30 |
| Эспарцет | 27,2 | 4,20 | 1,70 | 23,1 | 3,8 | 1,90 |
| Кострец | 22,4 | 3,30 | 1,60 | 24,6 | 3,6 | 2,00 |
| Люцерна + эспарцет + кострец | 23,2 | 3,80 | 1,82 | 26,4 | 4,2 | 2,20 |
| Озимая пшеница | 20,4 | 3,2 | 1,65 | 22,3 | 3,3 | 1,80 |
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЙ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ
Выбор способов обработки почвы под многолетние травы остаётся сложным звеном в технологии их возделывания. Мировое земледелие продвигается в сторону минимальных и даже нулевых обработок почвы, и поэтому проведённые исследования имеют определённую значимость как для науки, так и для практики.
Изучались следующие варианты обработки почвы: отвальная вспашка на 25-27 см (ПН-4-35), безотвальная рыхление на 18-20 см (АПК-6) и мелкая обработка на 12-15 см (БДМ-6).
Обработка почвы проводилась по фону внесения соломы 5 т/га и 1,5 ц/га аммофоса. Весной под культивацию вносили N30, семена люцерны и эспарцета обрабатывали ризоторфином. Повторность во времени – двухкратная (2003, 2004 гг.).
В опытах проводились: определение полевой всхожести, густоты стояния по годам жизни и плотности стеблестоя, засорённости травостоя по годам жизни, влагообеспеченности по годам жизни, структуры суммарного водопотребления, что позволило объективно подойти к оценке способов обработки почвы и определить их влияние на продуктивность многолетних трав (табл. 14).
Из способов обработки преимущество должно отдаваться отвальной вспашке и безотвальному рыхлению. При отсутствии в полях многолетних сорняков допустима и мелкая обработка на глубину до 0,12-0,15 м. Лучше на мелкую обработку реагирует кострец безостый.
Таблица 14 – Продуктивность многолетних трав по годам жизни
в зависимости от способов обработки почвы, т/га
| Варианты | Второй год (2004-2005 гг.) | Третий год (2005-2006 гг.) | Четвёртый год (2006-2007 гг.) | ||||||
| урожайность з/м | *кормовых единиц | *переваримого протеина | урожайность з/м | *кормовых единиц | *переваримого протеина | урожайность з/м | *кормовых единиц | *переваримого протеина | |
| Люцерна | |||||||||
| Отвальная вспашка | 18,9 | 3,59 | 0,57 | 20,4 | 3,87 | 0,61 | 14,7 | 2,75 | 0,44 |
| Безотвальное рыхление | 18,4 | 3,49 | 0,55 | 18,7 | 3,55 | 0,56 | 13,5 | 2,56 | 0,40 |
| Мелкая обработка | 17,0 | 3,23 | 0,51 | 17,6 | 3,34 | 0,53 | 12,1 | 2,30 | 0,36 |
| Эспарцет | |||||||||
| Отвальная вспашка | 18,3 | 3,29 | 0,51 | 14,9 | 2,68 | 0,42 | - | - | - |
| Безотвальное рыхление | 17,7 | 3,18 | 0,49 | 14,4 | 2,54 | 0,40 | - | - | - |
| Мелкая обработка | 17,0 | 3,06 | 0,47 | 12,9 | 2,32 | 0,36 | - | - | - |
| Кострец безостый | |||||||||
| Отвальная вспашка | 15,5 | 2,94 | 0,32 | 19,0 | 361 | 0,40 | 16,3 | 3,10 | 0,34 |
| Безотвальное рыхление | 15,5 | 2,94 | 0,32 | 19,1 | 3,62 | 0,40 | 17,1 | 3,24 | 0,36 |
| Мелкая обработка | 15,1 | 2,87 | 0,32 | 18,5 | 3,51 | 0,39 | 15,8 | 3,00 | 0,33 |
* - содержание кормовых единиц в 1 кг корма: люцерна – 0,19; эспарцет – 0,18; кострец – 0,19. Содержание протеина в 1 кг: люцерна – 30 г; эспарцет – 28 г; кострец – 21 г.
В зоне исследований на южных чернозёмах наибольший вред в посевах многолетних трав, прежде всего, приносят сорняки многолетнего типа: осот розовый (бодяк полевой) – Cirsium arvense, вьюнок полевой (берёзка) – Convolvulus arvensis. Широко распространены и малолетники, такие как ярутка полевая – Thlaspi arvense, щетинник зелёный – Setaria viridis, щирица запрокинутая – Amaranthus retroflexus и др. Важность биологического метода повышения плодородия почв за счёт введения многолетних трав в полевые севообороты также существенно возрастает за счет их положительной роли по сороочищающему воздействию, что повышает их значение в качестве предшественников для последующих культур севооборота.
Установлено, что многолетние травы хорошо подавляют однолетние сорняки, особенно в посевах второго и третьего года жизни, менее эффективно подавляют многолетние сорняки бобовые, тогда как кострец безостый хорошо подавляет как однолетние, так и многолетние сорняки. В травостоях второго и третьего года сорняки практически отсутствовали по всем способам обработки почвы.
В посевах первого года жизни в укосной массе, а это в основном овёс, преобладали однолетние сорняки, их количество в посевах люцерны по отвальной вспашке по годам достигало от 13 до 15 шт./м2, по безотвальному рыхлению их количество увеличивалось до 5-20 шт./м2, по мелкой обработке засорённость однолетними сорняками была выше и составила от 23 до 25 шт./м2. В посевах эспарцета засорённость травостоя по отношению к люцерне и кострецу была ниже, это связано с лучшим развитием эспарцета, количество сорняков по отвальной вспашке было меньше, чем по безотвальной и мелкой обработке и составило от 13 до 17 шт./м2, при 18 – 27 шт./м2 по безотвальной и мелкой обработках. В посевах костреца безостого количество однолетних сорняков по отвальной вспашке составило от 17 до 19 шт/м2, их количество незначительно повышалось по безотвальной обработке и возрастало до 27-30 шт./м2 по мелкой обработке.
Как показали исследования, положительная сороочищающая роль многолетних трав проявляется со второго года жизни (табл. 15). В посевах люцерны этот период достигает двух-трёх лет пользования, так как к чётвёртому году засорённость повышается. У эспарцета засорённость повышается к третьему году жизни, и поэтому его продуктивное долголетие определяется плотностью стеблестоя. При значительном выпадении эспарцета во второй год и появлении в травостое многолетних сорных растений посевы следует распахать.
По сравнению с эспарцетом и люцерной большая положительная сороочищающая роль костреца проявляется как в травостоях третьего, так и четвёртого года жизни. При этом положительные результаты получены по всем способам обработки почвы, при этом энергосберегающая мелкая обработка незначительно превышала засорённость по отвальной вспашке.
В посевах люцерны и костреца второго и третьего года интенсивно вытесняются однолетние сорняки (ярутка, марь белая, щирица запрокинутая), в плотном травостое вытесняются и многолетники (вьюнок полевой, осот полевой, тысячелистник обыкновенный, подорожник).
Так, в посевах костреца третьего года засорённость однолетними сорняками составила по отвальной вспашке от 5 до 7 шт./м2, по безотвальной обработке от 6 до 8 шт./м2, при 8-10 шт./м2 по мелкой обработке, тогда как в посевах люцерны количество однолетних сорняков достигало до 27 шт./м2, в посевах эспарцета – до 28 шт./м2.
Таблица 15 – Засорённость посевов многолетних трав второго года жизни
| Варианты | Вид сорняков | Посев 2003 года | Посев 2004 года | ||||
| Кол-во сорняков, шт./м2 | Сырая масса, г/м2 | Сухая масса, г/м2 | Кол-во сорняков, шт./м2 | Сырая масса, г/м2 | Сухая масса, г/м2 | ||
| Люцерна | |||||||
| Отвальная вспашка | Однолетние | 8 | 25,6 | 8,1 | 9 | 27,4 | 9,1 |
| Многолетние | - | - | - | 2 | 11,6 | 3,0 | |
| Безотвальное рыхление | Однолетние | 11 | 27,4 | 9,0 | 14 | 30,1 | 10,3 |
| Многолетние | 2 | 8,3 | 2,7 | 3 | 11,8 | 3,7 | |
| Мелкая обработка | Однолетние | 13 | 30,5 | 10,1 | 15 | 32,4 | 10,6 |
| Многолетние | 2 | 8,7 | 2,6 | 3 | 12,7 | 3,1 | |
| Эспарцет | |||||||
| Отвальная вспашка | Однолетние | 7 | 15,7 | 5,1 | 11 | 30,6 | 9,7 |
| Многолетние | 3 | 12,3 | 4,0 | 2 | 9,5 | 3,1 | |
| Безотвальное рыхление | Однолетние | 10 | 20,3 | 5,5 | 10 | 27,4 | 9,0 |
| Многолетние | 3 | 11,7 | 3,0 | 4 | 15,1 | 4,7 | |
| Мелкая обработка | Однолетние | 3 | 10,4 | 3,0 | 3 | 13,4 | 3,9 |
| Многолетние | |||||||
| Кострец безостый | |||||||
| Отвальная вспашка | Однолетние | 12 | 27,1 | 8,7 | 8 | 20,6 | 7,2 |
| Многолетние | - | - | - | - | - | - | |
| Безотвальное рыхление | Однолетние | 13 | 30,6 | 10,6 | 10 | 23,7 | 8,0 |
| Многолетние | 1 | 4,8 | 1,7 | - | - | - | |
| Мелкая обработка | Однолетние | 15 | 40,6 | 9,6 | 9 | 27,4 | 8,6 |
| Многолетние | 3 | 13,3 | 4,1 | 2 | 10,3 | 3,0 | |
В вопросах обработки почвы под многолетние травы следует руководствоваться следующим: в условиях хорошей влагообеспеченности осеннего периода можно проводить отвальную вспашку. В условиях недостаточной влагообеспеченности следует проводить безотвальное рыхление или мелкую обработку на 0,12-0,15м (БДТ, БДМ).
ТЯЖЁЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПОЧВЕ И РАСТЕНИЯХ
По нашим исследованиям (Литвинов Е.А., Киричкова И.В., 2004-2007 гг.) почвенный покров может выполнять различные функции: биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных техногенных загрязнений. Одновременно, при определённых климатических условиях, почва может служить и вторичным источником загрязнения за счёт хозяйственной деятельности.
Зона исследований характеризуется очень слабой изученностью вопроса о содержании ТМ в почвах, есть только фрагментальные данные о содержании ТМ в продукции зерновых культур в зависимости от предшественников (Кононов М.В., 1999).
В опытах нами определялись наиболее доступные растениям ТМ, которые, на наш взгляд, значительнее адсорбируются на южных чернозёмах – медь, цинк, свинец, кадмий.
Содержание загрязняющих веществ определяли на глубине 0-0,2 м. Для сопоставления полученных данных использовали значения ПДК исследуемых загрязняющих веществ. На аккумуляцию тяжёлых металлов растениями влияет комплекс факторов, важнейшими среди них являются видовые особенности, величина техногенной нагрузки, технология возделывания.
Как показали исследования, изучаемые тяжелые металлы распределены под многолетними травами достаточно равномерно, и их содержание в пахотном слое почвы (0-0,20 м) не превышает ПДК и имеет устойчивую тенденцию к их уменьшению с увеличением продолжительности использования многолетних трав (табл. 16).
Так, содержание меди под посевами в конце второго года жизни составило 25,6 мг/кг сухой почвы, в конце четвертого года жизни этот показатель снизился до 21 мг/кг.
Рис. 8. Содержание тяжёлых металлов в надземной массе многолетних трав в зависимости от продолжительности использования, мг/кг сухой массы
(среднее за 1993 – 2005 гг.)
Отмеченная закономерность по снижению содержания меди отмечалась и под эспарцетом и кострецом. Отмечалось также снижение содержания в почве к концу четвертого года также цинка, свинца и кадмия. Так, содержание меди под посевами в конце второго года жизни составило 25,6 мг/кг сухой почвы, в конце четвертого года жизни этот показатель снизился до 21 мг/кг. Отмеченная закономерность по снижению содержания меди отмечалась и под эспарцетом и кострецом. Отмечалось также снижение содержания в почве к концу четвертого года также цинка, свинца и кадмия.
На аккумуляцию тяжёлых металлов растениями, как показали исследования, влияет целый комплекс факторов. В зоне южных чернозёмов Волгоградской области природные и техногенные ТМ накапливаются в фитомассе изученных трав. Это правомерно для всех определяемых ТМ (табл. 17).
Таблица 16 – Содержание тяжёлых металлов в пахотном слое почвы под многолетними травами в зависимости от продолжительности
использования, мг/кг сухой почвы
| Культуры | Второго года (среднее за 2004-2006 гг.) | Четвёртого года (среднее за 2006-2007 гг.) | ||||||
| Cu | Zn | Pb | Cd | Cu | Zn | Pb | Cd | |
| Люцерна | 25.6 | 40.1 | 10.6 | 0.60 | 21.3 | 37.3 | 9.8 | 0.58 |
| Эспарцет | 23.4 | 41.3 | 10.8 | 0.62 | 20.7* | 37.8* | 9.6* | 0.60* |
| Кострец | 29.3 | 39.7 | 10.1 | 0.60 | 27.1 | 35.4 | 9.3 | 0.60 |
| - на травостоях третьего года; ПДК: медь – 55,0 мг/кг; цинк – 100 мг/кг; свинец – 30 мг/кг; кадмий – 3-5 мг/кг. | ||||||||
Таблица 17 – Содержание тяжёлых металлов в надземной массе
многолетних трав в зависимости от продолжительности
использования мг/кг сухой массы
| Культуры | Второго года (среднее за 2004-2006 гг.) | Четвёртого года (среднее за 2006-2007 гг.) | ||||||
| Cu | Zn | Pb | Cd | Cu | Zn | Pb | Cd | |
| Люцерна | 13,7 | 16,1 | 0,26 | н/о | 12,1 | 18,4 | 0,38 | н/о |
| Эспарцет | 12,3 | 12,7 | 0,30 | н/о | *10,2 | *16,3 | *0,36 | *н/о |
| Кострец | 14,6 | 18,6 | 0,29 | н/о | 13,3 | 21,4 | 0,56 | н/о |
| * - на травостоях третьего года | ||||||||
Обобщая полученные результаты, можно заключить, что изученные виды характеризуются довольно ровным по варьированию и достаточно высоким содержанием меди в надземной биомассе (10,2 - 14,6 мг/кг), при ПДК по меди для растений 15,0 - 20,0 мг/кг. Незначительно все виды различаются по содержанию Zn и Pb, но эти показатели не выходят за пределы значений по ПДК для этих элементов.
БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ВОЗДЕЛЫВАНИЯ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ
По результатам проведённых исследований был сделан энергетический анализ и дана биоэнергетическая оценка изученных вариантов с использованием методик ВАСХНИЛ (1983, 1986), Волгоградской ГСХА (2000).
При двухлетнем использовании люцерны при орошении Кээ достигал от 4,10 (контроль) до 4,20 (навоз + солома). При трёхлетнем сроке использования Кээ повышался до 4,13 (контроль) и 4,42 на варианте навоз 60 т/га + солома 10 т/га.
Возделывание многолетних трав в богарных условиях в травосмеси обеспечивает Кээ от 5,59 (контроль) до 6,30 (N30). При оценке способов основной обработки Кээ изменялся от 5,51 до 6,27, более высоким Кээ был по поверхностной обработке (табл.18).
Таблица 18-Биоэнергетическая эффективность возделывания многолетних трав в зависимости от способов основной обработки почвы
при 3-летнем использовании(2003-2006гг.)
| Показатели | люцерна | эспарцет | кострец | ||||||
| Отвальная вспашка | Безотвальное рыхление | Поверхностная обработка | Отвальная вспашка | Безотвальное рыхление | Поверхностная обработка | Отвальная вспашка | Безотвальное рыхление | Поверхностная обработка | |
| Суммарная урожайность зеленой массы за 3 года,т/га | 56,5 | 52,8 | 49,7 | 51,5 | 50,2 | 47,1 | 51,8 | 50,6 | 48,6 |
| Выход сухого вещества,т/га | 15,4 | 14,4 | 13,6 | 14,1 | 13,7 | 12,9 | 14,2 | 13,8 | 13,3 |
| Содержание энергии в урожае, МДЖ/га | 255640 | 239040 | 225760 | 234060 | 227420 | 214140 | 235720 | 229080 | 220780 |
| Затраты совокупной энергии, МДЖ/га | 41300 | 38130 | 36000 | 41750 | 39050 | 37140 | 41510 | 38730 | 36800 |
| Приращивание валовой энергии, МДЖ/га | 214340 | 200910 | 187760 | 192310 | 188370 | 177000 | 194210 | 190350 | 183980 |
| Коээфициент энергетической эффективности | 6,18 | 6,27 | 6,27 | 5,60 | 5,82 | 5,76 | 5,15 | 5,91 | 5,99 |
Экономическая оценка технологии возделывания люцерны в орошении при трехлетнем использовании обеспечивает рентабельность от 93,4 % (солома 10 т/га) до 104,5 % на варианте навоз 60 т/га + солома 10 т/га.
Возделывание многолетних трав в травосмеси на богаре обеспечивает уровень рентабельности от 111,2 % на контроле (б/у) до 117,9 % на варианте внесение N30 весной в подкормку, при себестоимости 1 т кормовых единиц, соответственно, от 710,2 до 688,3 руб./т.
Уровень рентабельности при оценке способов основной обработки почвы под многолетние травы изменялся от 85,0 %, до 141,7 %.
Себестоимость 1 т кормовых единиц составляла от 744,7 до 912,1 руб./т.
ВЫВОДЫ
1. В Нижнем Поволжье увеличить производство высококачественных кормов сбалансированных по белку можно за счёт расширения посевов люцерны при орошении, а в богарных условиях на южных чернозёмах за счёт возделывания люцерны, эспарцета и костреца безостого.
Высокая продуктивность агрофитоценозов многолетних трав определяется их видовым составом, уровнем питания и почвенно-климатическими условиями возделывания.
2. Радиационные и тепловые ресурсы подзоны светло-каштановых почв Волго-Донского междуречья вполне достаточны для формирования в подпокровном посеве орошаемой люцерны в первый год пользования 3-х укосов с урожаем зелёной массы 40 – 67 т/га, 4-х укосов на посевах второго года с урожаем 60,0 – 80 т/га. В посевах 3-го года урожайность зелёной массы снижается до 53,0 т/га.
3. Полевая всхожесть люцерны под покровом зерновых культур при орошении, как и полнота всходов, могут колебаться в значительных пределах и зависят от влажности верхнего слоя, температуры почвы, погодных условий в период посев-всходы и вариантов опыта. Так, в 1992 году полнота всходов по вариантам составила от 52,4% при внесении 10 т/га соломы до 61,7 % с использованием 60 т/га навоза при сумме осадков за этот период 27,3 мм.
Снижение количества выпавших осадков в 1994 г. до 1,3 мм за указанный период значительно снизило и полевую всхожесть, которая составила от 42,3 % (солома – 10 т/га) до 50,5 % (навоз – 60 т/га). Полнота всходов также всецело зависела от сложившихся условий тепло- и влагообеспеченности, а также от видов и доз вносимых органических удобрений.
Максимальный показатель 59,2 % получен на варианте с внесением 60 т/га навоза и 57,1 – навоз 60 т/га + солома 10 т/га. На контрольном варианте (без удобрений) этот показатель составил 56,6 %, наименьшая полнота всходов получена на варианте с внесением 10 т/га соломы.
4. Режим использования люцерны первого года жизни оказывает определяющее влияние на сохранность растений. Так, проведение укоса покровной культуры в оптимальные сроки (фаза вымётывания) обеспечивало сохранность люцерны после укоса овса в 1992 году по вариантам опыта от 83,4 % (навоз – 60 т/га + солома – 10 т/га) до 80,5 % на варианте – (солома – 10 т/га), в 1993 году сохранность составила от 80,6 % до 82,5 %. В 1994 году более высокая изреженность люцерны (22,1 %) отмечалась на варианте внесения соломы. После уборки покровной культуры проводили два укоса в фазу начала цветения люцерны. Сохранность люцерны при таком режиме использования была высокой. Так, сохранность к полным всходам за вегетацию по годам исследований на контроле составила от 68,5 до 73,1 %, на варианте солома – 10 т/га от 70,2 до 74,2 %, при внесении навоза 60 т/га от 71,3 до 74,3 %, на варианте их совместного внесения сохранность за вегетацию к полным всходам достигала 71,6 – 74,5 %.
5. Суммарное водопотребление люцерны изменялось по годам жизни в соответствии с режимом орошения и метеоусловиями вегетационного периода.
Для поддержания предполивного порога влажности почвы на уровне 75-80 % НВ требуется проведение 10-11 вегетационных поливов в год с оросительной нормой 5317-5850 м3/га.
В годы исследований величина эвапотранспирации в посевах люцерны первого года жизни составила в среднем 8135 м3/га, изменяясь от 7559 м3/га (1993 год) до 8727 м3/га (1994 год). Наибольшую долю в суммарном водопотреблении люцерны первого года пользования имела оросительная вода – 65,4 %, в среднем за годы исследований, изменяясь от 53,9 % (1994 год) до 80,7 % (1993 год).
В посевах люцерны второго года жизни суммарное испарение во все годы жизни было выше и составило в среднем за три года – 8316 м3/га, изменяясь от 7902 м3/га в 1995 году до 9065 м3/га – в 1994 году. Доля оросительной воды в суммарном водопотреблении достигала в среднем за три года – 71,0 %, при колебаниях от 56,3 %, до 80,2 %. Расход влаги из почвы изменялся от 5,8 до 8,0 %.
В посевах люцерны третьего года жизни при проведении трёх укосов суммарное водопотребление изменялось от 5865 м3/га до 7762 м3/га, при среднем значении 6813 м3/га. Доля оросительной воды при трёх укосах снижалась до 48,6 – 64,8 %, а расход влаги из почвы увеличился с 6,8 до 13,4 %.
6. В среднем за три года органические удобрения оказывали заметное влияние на урожай зеленой массы люцерны по годам использования.
Так, на контроле (без удобрений) в посевах люцерны первого года жизни было получено в сумме за 3 укоса 43,6 т/га зелёной массы, а при внесении навоза (60 т/га) – 57,0 т/га. При этом следует отметить, что урожай зелёной массы по укосам очень резко колебался. Например, на варианте без удобрений за первый укос в среднем было получено 26,8 т/га зелёной массы, а во второй и третий укосы – соответственно, 8,1 и 8,7 т/га. При внесении 10 т/га соломы эти показатели составили: 25,5 т/га – в первый укос; 7,8 т/га – во второй укос; 8,7 т/га – в третий укос. Навоз в дозе 60 т/га повышал продуктивность до 35,1; 11,0 и 10,9 т/га, соответственно, в первый, второй и третий укосы. Максимальная продуктивность была получена при совместном внесении навоза и соломы – 61,8 т/га и распределялась по укосам следующим образом: 1 укос – 37,4 т/га, 2-й – 12,1 т/га, 3-й – 12,3 т/га.
7. При прогрессирующей дегумификации зональных почв (потери гумуса за последние 30 лет составили от 0,2 до 0,8 %) сохранение, поддержание и воспроизводство эффективного и потенциального плодородия почв возможно лишь за счет пополнения ресурсов органического вещества не только навоза, но и сидератов, растительных остатков возделываемых культур и особенно многолетних трав, которые по воздействию на плодородие почв и урожайность превосходят навоз.
8. Применение органического материала под люцерну в орошении способствует улучшению агрофизических свойств почвы в посевах на протяжении трёх лет пользования.
Наибольшее положительное влияние на величину плотности почвы оказывало внесение навоза 60 т/га + солома 10 т/га. По всем годам жизни отмечается увеличение плотности сложения к концу вегетации и её разуплотнение к периоду начала весеннего отрастания.
В посевах третьего года жизни плотность сложения в слое 0- 0,30 м по вариантам опыта весной изменялась от 1,30 т/м3 на контроле, до 1,27 т/м3 на варианте совместного внесения навоза и соломы, с увеличением к концу вегетации соответственно до 1,34-1,30 т/м3.
9. Применение органического материала увеличивает общую пористость в посевах первого года в пахотном слое до 54,2 %, при соотношении капиллярной пористости и некапиллярной – 1,8, на контроле – 2,4. В посевах второго года в слое 0-0,30 м общая пористость составила 54,0 %, капиллярная – 36,1 %, соотношение капиллярной и некапиллярной пористости повышалось до 2,0, при 46,3 % и 33,3 % на контроле. Установленные закономерности изменения показателей пористости под влиянием органического материала характерны и для третьего года жизни (52,7 %, 36,5 %, 2,2 %), при 46,1 %; 32,3 % и 2,3 % на контроле.
10. Органические удобрения являются главным фактором, определяющим микробиологические свойства орошаемых светло-каштановых почв. Биологическая активность почвы была максимальной в посевах второго года и достигала в среднем 412 мкг/г полотна на варианте навоз + солома. Наиболее высокая токсичность почвы характерна для посевов первого года при внесении соломы (10 т/га) и достигала 54 усл. ед.
11. Положительное влияние люцерны на последующие культуры обусловлено обеспечением почвы органическим веществом, улучшением водно-физических свойств почвы и накоплением азота.
Так, прибавка урожая зерна озимой пшеницы на варианте последействия применения навоза с соломой по отношению к контролю составила по пласту двух лет 0,78 т/га, по пласту трёх лет – 0,71 т/га и позволяет получать высококачественное зерно без применения азотных удобрений. По оценке использования пласта люцерны в последействии на качественные характеристики зерна озимой пшеницы сорта Донщина в условиях орошения существенных различий не выявлено.
12. Положительное влияние разновозрастного пласта люцерны проявилось и в опыте с кукурузой (гибрид Молдавский 291 АМВ).
Так, урожайность кукурузы на контроле по пласту люцерны второго года достигала 5,77 т/га, по пласту люцерны третьего года – 6,10 т/га. Высоко также в последействии внесение навоза 60 т/га, где прибавка урожайности кукурузы составляла 2,01 и 1,72 т/га или 34,8 и 28,2 % к контролю.
Более высокая прибавка урожая кукурузы отмечалась на варианте последействия совместного применения навоза и соломы, где она составила – 2,14 т/га по пласту люцерны второго года и 2,30 т/га по пласту люцерны третьего года. По отношению к контролю величина прибавки составила 37,1-37,7 %.
13. В богарном земледелии в зоне южных чернозёмов эффективны посевы многолетних трав (люцерна, эспарцет, кострец безостый). Предпосылкой создания высокопродуктивных травостоев многолетних трав в богарных условиях является формирование оптимальной плотности стеблестоя, которая во многом определяется способом посева, биологическими особенностями культуры и условиями влагообеспеченности. Полнота всходов у люцерны составила от 42,3 до 47,1 %, эспарцета от 46,7 до 56,8 %, костреца безостого от 48,9 до 55,1 %. В травосмеси (люцерна + эспарцет + кострец) полнота всходов изменялась незначительно.
Показатели сохранности многолетних трав первого года более низкими были у люцерны (69,0-75,1 %), при 72,7-79,3 % у эспарцета и 79,5-85,7 % у костреца безостого.
14. Целесообразность подпокровных посевов определяется получением полноценного укоса покровной культуры, что увеличивает продуктивность посевов первого года, а также снижает засорённость травостоя в посевах первого года.
Максимальная продуктивность у люцерны по выходу кормовых единиц (3,65 т/га) и протеина (0,57 т/га) характерна для травостоев третьего года, у эспарцета – 3,08 т/га корм. ед. и 0,48 т/га протеина для травостоев второго года, у костреца безостого – 3,36 т/га корм. ед. и 0,39 т/га протеина для травостоев третьего года. В травосмеси (люцерна + эспарцет + кострец) выход кормовых единиц более высоким – 3,24 т/га и протеина 0,47 т/га был на травостоях третьего года жизни (пользования).
15. Положительное влияние многолетних трав проявляется в улучшении агрофизических показателей почвы (плотности сложения, структуры, пористости) и в накоплении органического вещества (до 4,40 т/га в слое 0-0,30 м) и восполнении гумуса за счет корневых и пожнивных остатков. Проведённый расчёт количества гумуса в корневых и пожнивных остатках в пахотном (0-0,30 м) слое почвы обеспечивает восполнение гумуса в посевах многолетних трав второго года за счёт корневых остатков от 720 до 824 кг/га. В посевах третьего года от 800 до 824 кг/га, при этом более высокий показатель характерен для костреца, в посевах четвёртого года, где восполнение гумуса составляет от 820 до 860 кг/га.
16. Величина биологического азота в посевах люцерны второго года достигала на контроле (фон) – 130,9 кг/га, на варианте фон+Р90 – 160,6 кг/га, на варианте фон+ N30 – 135,6 кг. В посевах третьего года количество биологического азота составило, соответственно, 112,4 кг/га, 137,3 кг/га и 123,2 кг/га.
В посевах эспарцета величина биологического азота наиболее высокой была во второй год и составила на контроле (фон) – 126,8 кг/га, на варианте фон+Р90 – 154,4 кг/га, на варианте фон+ N30 – 133,7 кг/га. На третий год величина биологического азота снижалась до 92,0 кг/га (фон+Р90).
Коэффициент азотфиксации в посевах люцерны достигал до 0,65, у эспарцета - до 0,64. С возрастом он снижался до 0,46. Внесение соломы (5 т/га + N30) под основную обработку является достаточно эффективным способом не только улучшения агрофизических свойств почвы, но и обеспечения высокой азотфиксирующей способности у люцерны и эспарцета.
17. Оценка влияния пласта многолетних трав на урожайность последующих культур показала, что максимальная урожайность была получена по пласту люцерны третьего года и составила у кукурузы на зерно (4,7 т/га), кукурузы на силос (28,4 т/га), проса (2,30 т/га).
18. При безотвальной и поверхностной обработках благодаря созданию на поверхности почвы мульчирующего слоя за счёт внесения соломы, создаются лучшие условия для начального роста растений.
Во второй и последующие годы плотность стеблестоя несколько выше по отвальной вспашке и безотвальному рыхлению. Кострец безостый менее отрицательно реагирует на приёмы обработки, для которого допустима и поверхностная обработка.
По поверхностной обработке продуктивное долголетие эспарцета необходимо ограничить двумя годами пользования.
19. Оценка продуктивности многолетних трав по выходу кормовых единиц и протеина по годам жизни (пользования) показала, что в посевах люцерны второго-третьего года выход кормовых единиц достигал до 3,87 т/га по отвальной вспашке, до 3,55 т/га по безотвальному рыхлению, до 3,34 т/га по поверхностной обработке. В посевах эспарцета, соответственно,: 3,29 т/га,; 3,18 т/га и 3,03 т/га. В посевах костреца до: 3,61; 3,62 и 3,51 т/га кормовых единиц. На травостоях четвёртого года продуктивность у люцерны снижалась до 2,75 т/га, у костреца безостого до 3,24 т/га кормовых единиц.
20. На аккумуляцию тяжёлых металлов в изучаемых растениях влияет целый комплекс факторов. Так, содержание меди в надземной биомассе трав второго года находилось в интервале от 12,3 мг/кг (эспарцет) до 15,7 мг/кг у костреца безостого при ПДК для растений на уровне 15,0-20,0 мг/кг сухого вещества. Содержание меди снижалось в биомассе бобовых, что связано с тем, что медь играет значительную роль в жизнедеятельности клубеньковых бактерий и в некоторых физиологических процессах.
Содержание цинка у изучаемых видов в интервале от 12,7 мг/кг (эспарцет) до 18,6 мг/кг у костреца и 16,1 мг/кг у люцерны, при ПДК от 150 до 300 мг/кг. В биомассе четвёртого года содержание цинка было в интервале от 21,4 мг/кг (кострец) до 16,3 мг/кг (эспарцет).
Содержание свинца в биомассе второго года в интервале 0,26 мг/кг (люцерна) до 0,29-0,30 мг/кг (эспарцет, кострец), при ПДК – 1,5-14,0 мг/кг. С возрастом аккумулирующая способность у всех трав повышается и достигает максимальных значений до 0,56 мг/кг у костреца безостого.
21. С энергетической точки зрения, разработанные технологии возделывания многолетних трав имели высокий коэффициент. Так, возделывание люцерны в орошении обеспечивало величину Кээ до 4,42 ед. многолетних трав в богарных условиях до 6,30 (в травосмеси люцерна + эспарцет + кострец безостый). Кээ по способам основной обработки достигал более высоких значений в посевах люцерны и составил 6,18 (отвальная вспашка), 6,27 (безотвальная и поверхностная обработки).
Уровень рентабельности при трехлетнем сроке использования достигал при возделывании люцерны в орошении от 93,4 % (солома 10 т/га) до 104,5 % (навоз + солома).
В богаре уровень рентабельности при возделывании многолетних трав со сроком использования до 3-х лет изменялся от 85,0 % до 141,7 %.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для повышения плодородия и улучшения агрофизических свойств почв, снижения дефицита протеина в кормовом балансе в орошаемом земледелии Нижнего Поволжья на светло-каштановых почвах эффективно внесение под люцерну органического материала в виде навоза и соломы. Наибольшее положительное влияние на водно-физические показатели почвы оказывает внесение навоза 60 т/га + солома 10 т/га. Применение органического материала под люцерну в орошении улучшает агрофизические свойства почвы в посевах люцерны на протяжении трёх лет пользования.
2. Для поддержания предполивного порога влажности почвы на уровне 75-80 % НВ требуется проведение 10-11 вегетационных поливов с оросительной нормой 5317-5850 м3/га.
3. Положительное влияние люцерны на последующие культуры обусловлено обеспечением почвы органическим веществом, улучшением водно-физических свойств почвы и накоплением до 150-250 кг/га азота. По пласту люцерны следует высевать озимую пшеницу или кукурузу на зерно.
4. В богарных условиях на южном черноземе внесение соломы (5 т/га + N30) под основную обработку является достаточно эффективным способом не только улучшения агрофизических свойств почвы, но и обеспечения высокой азотфиксирующей способности у люцерны и эспарцета.
5. В богарных условиях многолетние травы более высокое продуктивное долголетие имеют при посеве их в смеси (люцерна + эспарцет + кострец) по 50 % от нормы высева в чистом виде под покров овса с нормой не выше 2,5 млн всхожих семян/га.
В чистых (одновидовых) посевах продуктивное долголетие люцерны следует ограничить 3-4 годами, эспарцета – двумя годами, костреца безостого – четырьмя годами.
6. В системе основной обработки почвы под многолетние бобовые травы преимущество за отвальной и безотвальной обработках. Для костреца безостого допустима и поверхностная обработка.
СПИСОК СТАТЕЙ, ОПУБЛИКОВАННЫХ В ЖУРНАЛАХ,
УТВЕРЖДЕННЫХ ВАК
1. Киричкова, И.В. Влияние комплекса факторов на аккумуляцию тяжелых металлов многолетними травами / И.В. Киричкова, С.И. Калмыков, Е.А. Литвинов // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова – 2008. – № 6. – С. 24-28.
- Киричкова, И.В. Влияние способов основной обработки почвы на продуктивность агроценозов многолетних трав в условиях Нижнего Поволжья // Вестник Саратовского Госагроуниверститета им. Н.И. Вавилова – 2008. – № 5. – С. 24-27.
3. Киричкова, И.В. Динамика структуры почвенного покрова под различными видами многолетних трав / И.В. Киричкова, Е.А. Литвинов // Плодородие. – 2008. – № 2. – С. 40-41.
4. Киричкова, И.В. Продуктивность посевов многолетних трав по годам жизни в условиях Нижнего Поволжья / И.В. Киричкова / Кормопроизводство. – 2008. – № 4. – С. 3-9.
5. Киричкова, И.В. Эффективность возделывания многолетних трав в Нижнем Поволжье / И.В. Киричкова // Плодородие. – 2008. – № 3. – С. 41-42.
6. Киричкова, И.В. Фотосинтетическая продуктивность сеяных агрофитоценозов многолетних трав как основа формирования высоких урожаев // Кормопроизводство. – 2008. – № 7. – С. 21-23.
7. Киричкова, И.В. Микробиологическая активность почвы в посевах многолетних трав и формирование клубеньков у бобовых компонентов / И.В. Киричкова // Плодородие. – 2008. – № 3. – С. 32-32.
8. Киричкова, И.В. Накопление в почве органического вещества при длительном возделывании многолетних трав / И.В. Киричкова, А.М. Гаврилов // Плодородие. – 2008. – № 2. – С. 37-38.
9. Киричкова, И.В. Последействие пласта люцерны на урожайность культур севооборота в сухостепной зоне / И.В. Киричкова, М.П. Лобанов // Плодородие. – 2008. – № 5. – С. 43-44.
СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ
ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Киричкова, И.В. Влияние органических удобрений на агрофизические свойства почвы и урожайность возделываемых культур / И.В. Киричкова // Совершенствование научного обеспечения и подготовки кадров для агропромышленного производства Волгоградской области: сб. тр. – Волгоград, 1993. – С. 139-141.
Киричкова, И.В. Агрофизические свойства почвы и урожайность сельхозкультур / И.В. Киричкова // Сб. науч. статей студентов и молодых ученых Волгоградской области (по итогам I межвузовской научно-практической конференции): – Волгоград: «Перемена», 1994. – С. 132-136.
3. Киричкова, И.В. Интенсивное земледелие и агрофизические свойства светло-каштановых почв / И.В. Киричкова // II Межвузовская научно-практическая конференция студентов и молодых ученых Волгоградской области: сб. статей. – Волгоград, 1997. – С. 132-134.
4. Киричкова, И.В. Экологические аспекты выращивания культур в полосных посевах / И.В. Киричкова, А.А. Киричков // Проблемы научного обеспечения экологической эффективности орошаемого земледелия в рыночных условиях: сб. тр. – Волгоград, 2001. – С. 194-195.
5. Киричкова, И.В. Влияние органических удобрений на биологическую активность и токсичность светло-каштановых почв и урожайность люцерны в условиях орошения / И.В. Киричкова // Проблемы агропромышленного комплекса: сб. тр. – Волгоград, 2003. – С. 117-118.
- Киричкова, И.В. Аналитический мониторинг качества почвы / И.В. Киричкова, Е.А. Литвинов // Вавиловские чтения.: сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции. – Саратов, 2004. – С. 64-67.
- Киричкова, И.В. Влияние органических удобрений на микробиологическую активность и токсичность почвы при возделывании люцерны на зеленую массу в условиях орошения / И.В. Киричкова, А.А. Киричков // Актуальные инновационные разработки по оптимизации агроландшафтов в условиях рыночных отношений: сб. материалов Всероссийской научно- практической конференции / Вестник РАСХН. – М., 2004. – С. 156-158.
8. Киричкова, И.В. Влияние органических удобрений на биологическую активность и токсичность светло-каштановых почв в условиях орошения / И.В. Киричкова, А.А. Киричков // Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства: сб. тр. Волгоградская ГСХА. – Волгоград, 2004. – С. 34-36.
9. Киричкова, И.В. Проблемы альтернативного производства экологически безопасных продуктов питания / И.В. Киричкова, С.А. Игнатьева, А.А. Киричков //Эколого-экономическая оптимизация природопользования: материалы круглого стола. – Волгоград, ВолГУ, 2004. – С. 208-211.
10. Киричкова, И.В. Проблемы экологических рисков / Е.А. Литвинов, И.В. Киричкова, А.А. Киричков, Е.А. Иванцова // Эколого-экономическая оптимизация природопользования: материалы круглого стола. – Волгоград, ВолГУ, 2004. – С. 45-48.
11. Киричкова, И.В. Рациональное применение пестицидов в агроценозах полевых культур / И.В. Киричкова, Е.А. Иванцова // Актуальные инновационные разработки по оптимизации агроландшафтов в условиях рыночных отношений: сб. материалов Всероссийской науч.-практ. конференции. Вестник РАСХН. – М., 2004. – С. 145-150.
12. Киричкова, И.В. Совершенствование экологического воспитания / И.В. Киричкова, Е.А. Литвинов, А.А. Киричков // Материалы круглого стола: эколого-экономическая оптимизация природопользования: сб. тр. ВолГУ. – Волгоград, 2004. – С. 236-238.
13. Киричкова, И.В. Экологическая культура и мышление – путь к оздоровлению населения /И.В. Киричкова //Состояние биосферы и здоровье людей: сб. материалов IV международной научно-практической конференции: – Пенза, 2004. – С. 70-74.
- Киричкова, И.В. Биологические процессы, происходящие в почве в зависимости от влияния органических удобрений / И.В. Киричкова // Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства: сб. науч. Тр. – Волгоград, 2005. – С. 172-174.
- Киричкова, И.В. Влияние органического материала на баланс органического вещества в посевах люцерны / И.В. Киричкова // Актуальные проблемы развития АПК: сб. науч. тр. «Материалы Международной научно-практической конференции. – Волгоград, 2005. – С. 103-105.
- Киричкова, И.В. Влияние органического материала на трансформацию плотности почвы и урожайность люцерны в условиях орошения / И.В. Киричкова // Перспективы сельского хозяйства: межвузовский сб. науч. тр. – Калининград: Изд-во КГТУ, 2005. – С. 65-70.
17. Киричкова, И.В. Влияние органических удобрений на агрофизические свойства почвы и урожайность люцерны при орошении / И.В. Киричкова, Е.А. Литвинов // Эколого-мелиоративные аспекты научно-производственного обеспечения АПК: Сб. тр. – М., 2005. – С. 206-209.
- Киричкова, И.В. Влияние органического материала на накопление пожнивно-корневых остатков и баланс органического вещества в посевах люцерны / A.M. Гаврилов, И.В. Киричкова // Адаптивно-ландшафтные системы земледелия для засушливых условий Нижнего Поволжья: материалы Всероссийской научно-практической конференции: – Волгоград, 2005. – С. 182-184.
19. Киричкова, И.В. Влияние тяжелых металлов на окружающую среду и человека / И.В. Киричкова // Перспективные технологии для совершенного сельскохозяйственного производства: сб. тр. – Волгоград, 2005. – С. 174-177.
20. Киричкова, И.В. Концептуальные основы социальной защиты молодежи / И.В. Киричкова // Молодежь и формирование гражданского общества в России: материалы первой общероссийской научно-практической конференции. – Волгоград: Панорама, 2005. – С. 249-252.
21. Киричкова, И.В. Мероприятия по снижению загрязнения продукции тяжелыми металлами / И.В. Киричкова // Экология и экономика: материалы круглого стола. – Волгоград, 2005. – С. 90-94.
22. Киричкова, И.В. Трансформация агрофизических свойств светло-каштановых почв и урожайность люцерны при применении органического материала / И.В. Киричкова, М.П. Лобанов // Материалы научно-практической конференции агрономического факультета Пензенской ГСХА: сб. тр. – Пенза, 2005. – С. 136-138.
- Киричкова, И.В. Влияние агрофизических свойств почвы на урожайность сельскохозяйственных культур / И.В. Киричкова // Агроэкологические приемы сельскохозяйственного производства: сб. статей Всероссийской научно-практической конференции. – Пенза, 2006. – С. 62-64.
- Киричкова, И.В. Влияние органического материала на накопление пожнивно-корневых остатков и баланс органического вещества в посевах люцерны / И.В. Киричкова // Научно-производственное обеспечение развития комплексных мелиорации Прикаспия: сб. тр. – М., 2006. – С. 238-241.
25. Киричкова, И.В. Роль полевых культур в воспроизводстве органического вещества почвы / И.В. Киричкова // Современные проблемы развития АПК: сб. тр. – Волгоград, 2006. – С. 60-62.
26. Киричкова, И.В. Система интегрированной защиты люцерны / И.В. Киричкова //Проблемы сельского хозяйства: международный сб. науч. тр. – Калининград: Изд-во КГТУ, 2006. – С. 160-166.
27. Киричкова, И.В. Тяжелые металлы (ТМ) в окружающей среде обитания человека / И.В. Киричкова // Научно-производственное обеспечение развития комплексных мелиорации Прикаспия: сб. тр. – М, 2006. – С. 717-720.
28. Экология: учебное пособие для практических занятий / Е.А. Литвинов, С.И. Калмыков, И.В. Киричкова и др.– ИПК Волгоградская ГСХА «Нива». – Волгоград, 2007. – 258 с.
29. Киричкова, И.В. Изучение последействия пласта люцерны на урожайность последующих культур севооборота / И.В. Киричкова // Проблемы и тенденции устойчивого развития аграрной сферы: сб. материалов Международной научно-практической конференции, посвященной 65-летию Победы в Сталинградской битве. Том I. – Волгоград, 2008. – С. 38-39.
- Киричкова, И.В. Агробиологические аспекты повышения почвенного плодородия и трансформации агрофизических свойств почвы при возделывании многолетних трав в Нижнем Поволжье / И.В. Киричкова. – Волгоград: ИПК ФГОУ ВПО ВГСХА «Нива», 2008. – 204 с.
31. Киричкова, И.В. Совершенствование региональной структуры зернового рынка и оптимизация зерно-фуражного подкомплекса / И.В. Киричкова // Актуальные вопросы сельского хозяйства: сб. научн. тр. – Калининград, 2008 г. – С. 3-9.
32. Киричкова, И.В. Тяжелые металлы в почве в условиях техногенеза и их экологическая роль / И.В. Киричкова // Материалы круглого стола «Эколого-экономическая оценка регионального развития»: сб. статей. – Волгоград, Изд.-во ВолГУ, 2009. – С. 249-250.
