Приемы повышения продуктивности многолетних трав и их влияние на плодородие почв в условиях Нижнего Поволжья

Киричкова, Ирина Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Приемы повышения продуктивности многолетних трав и их влияние на плодородие почв в условиях Нижнего Поволжья
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Приемы повышения продуктивности многолетних трав и их влияние на плодородие почв в условиях Нижнего Поволжья"

На правах рукописи

Киричкова Ирина Владимировна

Приемы повышения продуктивности многолетних трав, и их влияние на плодородие почв в условиях Нижнего Поволжья

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук

Кинель - 2009

Диссертационная работа выполнена в ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия в 1992-2007 гг.

Научный консультант - академик Россельхозакадемии,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.М. Гаврилов

Официальные

оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Чуданов Иван Андреевич

Ведущая организация: ФГНУ Ульяновский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Защита состоится «17» ноября 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.058.01 при ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»

Адрес: 446442, п.Усть-Кинельский, ул. Учебная 1, диссертационный совет СГСХА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Курдюков Юрий Федорович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Чамурлиев Омарий Георгиевич

Учёный секретарь диссертационного совета, профессор

Г.К.Марковская

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 ММ, 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 рс>ст, 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 306_

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 A.M. 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 бОт/га.

4.0з.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 % HB 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 кашонного 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 влагоёмкость 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 (Р205) - 18,0-24,5 мг/кг почвы, калием (К20) 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 171,7°С до 196,9°С.

ПК за гкриэд пзс&взеды 0/м\®та\/герш>р, С КЬпнесшэ ссадив, ым ТЬгшгаюэдв, % Пэтлвнокхда шгЛ/е Пхртифиегьнсстъ вдр поетвсхда дн

ШЩ^щ—тш—г—-1

¡Г | | | шш^шЛ

£ 'Ж* ( 1Й.Э Г 1717 1 " ё л

|||| ■■■■в

( т.......Г......жз"" £и

1 | |

Ч- Й 1 592 ; А

ЛЯЯЯ&Г- > шл 1ЯЯ1Р

ЫО I 473 1 533

■■кШ 1;

¡бгзудофенм □Оэгтш-Ют/га □Ьёвс&бОт/га 1НЕЮзЯ)т/га+<£ГОш-10т/га

- 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 бОт/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 400436 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 0,30,5 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 Ют/га 0-0,3 0,30,5 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 бОт/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 (г=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 оп эеделения

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 - Ют/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 (г=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 (0,300,50 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 пористое ть,% Капиллярн ая пористость ,% Некапиллярная 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 Ют/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 бОт/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 бОт/га 0-0,3 52,7 36,5 16,2 2,2

+солома Ют/га 0,3-0,5 45,2 31,4 13,8 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.

контроль 2- N30 контроль 3- N30 контроль 4- N30 й год й год й год

Нлюцерна Пэспарцет П кострец Ппюцерна+эспарцет+кострец

Рис.7. Накопление пожнивно-корневой массы многолетними травами по

годам жизни (0..Д30 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 Минерализация 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 Ют/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 + 21,39 4,70 1.02 +3,68

солома 10 т/га | III

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 Ют/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 % HB.

В годы исследований величина эвапотранспирации в посевах люцерны первого года жизни составила в среднем 8135 м7га, изменяясь от 7559 м7га (1993 год), до 8727 м7га (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 м7га - 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 водопотреб ление

м7га % м7га % м7га % м7га

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 J 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 м7га, 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 м7т, на варианте (солома - 10 т/га) - до 125,4 м7т, на варианте (навоз - 60 т/га) до 109,4 м7т, 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 м7т 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 % HB) __

Годы жизни Годы Суммарное водопотребление, мм Сумма среднесуточных положительных температур, °С Биоклиматический коэффициент, Kt

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 Ю 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 19961997 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 вьюококачественное 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 бОт/га Солома Ют/га Навоз60т/га+ Солома Ют/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 37,137,7 %.

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 A.M. 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 1 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 ?90 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/пц общая 2,17 1,99 1,65 2,07

Фактор А(виды) 1,25 Ы5 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 (кошраль - 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 й 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 КВ., Шатилова H.H., 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_

Посевы 2-го года Посевы 3-го года

(среднее за 1999-2000 гг.) (среднее за 2000-2001 гг.)

Варианты азот в доля азот в доля

общей биологического общей биологического

биомассе, азота биомассе, азота

кг/га кг/га % 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 Ы30 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

Пласт многолетних Пласт многолетних

трав 2-го года, трав 3-го года,

Варианты 2001 год 2002 год

(предшественники) кукуруза кукуруза кукуруза кукуруза

на на просо на на просо

силос зерно силос зерно

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 + 23,2 3,80 1,82 26,4 4,2 2,20

кострец

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_

Второй год (2004-2005 гг.) Третий год (2005-2006 гг.) Четвёртый год (2006-2007 гг.)

Варианты урожайность з/м *кормовых единиц * переваримого протеина урожайность з/м * кормовых единиц *переваримого протеина урожайность з/м *кормовых единиц *переваримого протеина 1

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 четвёртому 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 Сыра я масса , г/м2 Суха я масса , г/м2 Кол-во сорняков , шт./м2 Сыра я масса , г/м2 Суха я масса , г/м2

Люцерна

Отвальная вспашка Однолетние 8 25,6 8,1 9 27,4 9,1

Многолетни е - - - 2 11,6 3,0

Безотвально е рыхление Однолетние 11 27,4 9,0 14 30,1 10,3

Многолетни е 2 8,3 2,7 3 11,8 3,7

Мелкая обработка Однолетние 13 30,5 10,1 15 32,4 10,6

Многолетни е 2 8,7 2,6 3 12,7 3,1

Эспарцет

Отвальная вспашка Однолетние 7 15,7 5,1 11 30,6 9,7

Многолетни е 3 12,3 4,0 2 9,5 3,1

Безотвально е рыхление Однолетние 10 20,3 5,5 10 27,4 9,0

Многолетни е 3 11,7 3,0 4 15,1 4,7

Мелкая обработка Однолетние 3 10,4 3,0 3 13,4 3,9

Многолетни е

Кострец безостый

Отвальная вспашка Однолетние 12 27,1 8,7 8 20,6 7,2

Многолетни е - - - - - -

Безотвально е рыхление Однолетние 13 30,6 10,6 10 23,7 8,0

Многолетни е 1 4,8 1,7 - - -

Мелкая обработка Однолетние 15 40,6 9,6 9 27,4 8,6

Многолетни е 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.

Четвертого года использования

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 по; 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 закономерностьп 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.)

Си Ъп РЬ Сё Си Ъх\ РЬ са

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.)

Си Ъл РЬ Сс1 Си гп РЬ Сё

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 *0,3 6 *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 Тлл и РЬ, 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 1 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 i 1- 38730 36800

Приращивание валовой энергии, МДЖ/га 214340 200910 187760 192310 188370 177000 1- 194210 190350 1 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 рубУт.

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.

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 7580 % 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 мЗ/га до 7762 мЗ/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 37,137,7 %.

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+Рро)-

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. П 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 н только улучшения агрофизических свойств почвы, но и обеспечения высоко азотфиксирующей способности у люцерны и эспарцета.

5. В богарных условиях многолетние травы более высокое продуктивно долголетие имеют при посеве их в смеси (люцерна + эспарцет + кострец) по 5 % от нормы высева в чистом виде под покров овса с нормой не выше 2,5 мл всхожих семян/га.

В чистых (одновидовых) посевах продуктивное долголетие люцерн1 следует ограничить 3-4 годами, эспарцета - двумя годами, костреца безостого четырьмя годами.

6. В системе основной обработки почвы под многолетние бобовые трав преимущество за отвальной и безотвальной обработках. Для костреца безостог 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.

2. 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. 40^1.

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, A.M. 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, A.A. 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.

6. Киричкова, И.В. Аналитический мониторинг качества почвы / И.В. Киричкова, Е.А. Литвинов // Вавиловские чтения.: сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции. - Саратов, 2004. - С. 6467.

7. Киричкова, И.В. Влияние органических удобрений на микробиологическую активность и токсичность почвы при возделывании люцерны на зеленую массу в условиях орошения / И.В. Киричкова, A.A. 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, A.A. Киричков // Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства: сб. тр. Волгоградская ГСХА. - Волгоград, 2004. - С. 3436.

9. Киричкова, И.В. Проблемы альтернативного производства экологически безопасных продуктов питания / И.В. Киричкова, С.А. Игнатьева, A.A. 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, A.A. 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, A.A. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

18. Киричкова, И.В. Влияние органического материала на накопление пожнивно-корневых остатков и баланс органического вещества в посевах люцерны / А.М. Гаврилов, И.В. Киричкова // Адаптивно-ландшафтные системы земледелия для засушливых условий Нижнего Поволжья: материалы Всероссийской научно-практической конференции: - Волгоград, 2005. - С. 182184.

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.

23. 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.

24. 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.

30. 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.

ЛР№ 020444 от 10.03.98 г. Подписано в печать 04.09.2009. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная Усл. печ. л. 2. Заказ 1777 тираж 100

Редакционно-издательский центр Самарской ГСХА 446442, Самарская обл., пос. Усть-Кинельский, ул. Учебная 2 Тел.: (84663) 46-2-44,46-2-47 Факс 46-2-44 E-mail: ssaariz@ mail.ru

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Киричкова, Ирина Владимировна

Введение

1. Влияние многолетних трав на воспроизводство и регулирование плодородия почв в различных почвенно-климатических зонах.

1.1. Роль многолетних трав в регулировании плодородия почв в полевых севооборотах.

1.2. Эффективность использования соломы в качестве органического удобрения на различных типах почв.

2. Комплексная оценка агроклиматических и почвенных ресурсов Нижнего Поволжья.

2.1. Радиационные и агроклиматические ресурсы Нижнего Поволжья и их оценка в жизненном цикле сельскохозяйственных культур.

2.2 Характеристика почв зоны исследований.

3. Программа и задачи исследований.

3.1 Цель и задачи исследований, схема опытов, методика исследований.

3.2 Объекты исследований и агротехника в опытах.

4. Влияние навоза и соломы на рост, развитие, урожайность и агрофизические показатели светло-каштановых почв в условиях орошения.

4.1. Влияние органического материала на рост и развитие люцерны в условиях орошения по годам жизни.

4.2 Водопотребление и его слагаемые в посевах люцерны по годам жизни.

4.3 Влияние органического материала на урожайность зелёной массы люцерны по годам жизни.

4.4 Влияние органического материала на агрофизические показатели светло-каштановых почв в посевах люцерны по годам жизни.

4.5 Микробиологическая активность и токсичность почвы в посевах люцерны по годам жизни.

4.6 Влияние органического материала на накопление пожнивно-корневых остатков и восполнение гумуса в посевах люцерны разных лет жизни при орошении

4.7 Питательный режим почвы в посевах люцерны при применении навоза и соломы.

4.8 Последействие пласта люцерны на урожайность последующих культур в севообороте.

5. Особенности роста и развития многолетних трав по годам жизни и оценка влияния длительности их возделывания на почвенное плодородие чернозёмов.

5.1. Особенности роста, развития и продуктивность многолетних трав первого года жизни.

5.2. Продуктивность многолетних трав первого года жизни в зависимости от способа посева и удобрений.

5.3. Особенности роста и развития многолетних трав во второй и последующие годы.

5.4. Фотосинтетическая продуктивность сеянных агрофитоценозов многолетних трав во второй и последующие годы. 178 5.5 Продуктивность и питательная ценность многолетних трав во второй и последующие годы.

5.6. Изменение агрофизических свойств почвы под посевами многолетних трав в зависимости от видового состава и продолжительности использования.

5.6.1. Влияние продолжительности использования и видового состава многолетних трав на плотность сложения поч

5.6.2. Структурное строение пахотного слоя почвы под многолетними травами по годам жизни.

5.6.3. Общая пористость и пористость аэрации в посевах многолетних трав по годам жизни.

5.7 Влияние продолжительности использования травостоя многолетних трав на накопление органического вещества в почве.

6. Эффективность биологического и минерального азота при возделывании многолетних бобовых трав.

6.1 Формирование ризобиального аппарата у люцерны и эспарцета разных лет жизни в зависимости от условий питания.

6.2 Размеры биологической фиксации молекулярного азота посевами люцерны и эспарцета по годам жизни в зависимости от условий питания.

6.3 Микробиологическая активность почвы в посевах многолетних трав в зависимости от возраста и удобрений.

6.4 Влияние последействия пласта многолетних трав на урожайность последующих культур севооборота.

7. Влияние способов обработки почвы на рост, развитие и продуктивность многолетних трав в богарных условиях на черноземных почвах

7.1 Полевая всхожесть и сохранность растений в зависимости от технологий обработки почвы.

7.2 Влияние способов обработки почвы на плотность стеблестоя многолетних трав по годам жизни.

7.3 Засорённость травостоев многолетних трав в зависимости от способов обработки почвы.

7.4 Влагообеспеченность в посевах многолетних трав по годам жизни в зависимости от способов обработки почвы.

7.5 Продуктивность многолетних трав по годам жизни в зависимости от способов обработки почвы.

8. Влияние продолжительности использования многолетних трав на содержание тяжёлых металлов

8.1 Тяжёлые металлы в почвах и растениях в условиях техногенеза и их экологическая роль.

8.2 Влияние условий произрастания на аккумуляцию тяжёлых металлов в посевах многолетних трав.

9. Биоэнергетическая и экономическая эффективность возделывания многолетних трав на светло-каштановых и чернозёмных почвах Нижнего Повол

9.1 Биоэнергетическая и экономическая эффективность применения органических удобрений под люцерну в условиях орошения.

9.2 Биоэнергетическая и экономическая эффективность возделывания многолетних трав в богаре в зоне южных чернозёмов Нижнего Поволжья.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Приемы повышения продуктивности многолетних трав и их влияние на плодородие почв в условиях Нижнего Поволжья"

Несмотря на то, что за последнее десятилетие площади орошаемых земель уменьшились, проблема сохранения и повышения плодородия орошаемых земель остаётся наиболее актуальной.

В орошаемом земледелии наиболее полно проявились негативные явления. 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). Для орошаемых земель характерны водная, в том числе ирригационная и ветровая эрозия, переуплотнение и вторичное засоление в результате подъёма уровня грунтовых вод, ухудшение питательного режима и агрофизических свойств почвы.

Решение указанных проблем должно основываться на разработке адаптивно-ландшафтного земледелия в условиях многоукладного сельского хозяйства. Поскольку все элементы системы земледелия (севооборот, обработка почвы, удобрения и др.) оказывают определённое влияние на биологические, агрофизические и агрохимические свойства почвы, поэтому необходим системный подход и к управлению почвенным плодородием. Зональные и региональные системы почвозащитного земледелия должны быть направлены на рациональное использование земельных ресурсов, расширение воспроизводства почвенного плодородия и повышение урожайности возделываемых на пашне сельскохозяйственных культур.

В Волгоградской области произошло резкое снижение поголовья, которое в сравнении с 1990 годом в настоящее время по КРС сократилось в 14,0 раз, в том числе коров в 11,5 , свиней в 7,2 овец и коз в 12,2 раза . В связи с этим, в -степных условиях засушливого Нижнего Поволжья при острейшем дефиците навоза возникает необходимость более полного использования других источников пополнения почв органикой для воспроизводства плодородия и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Значительному обогащению почвы органическим веществом может способствовать, как показали исследования, возделывание многолетних трав, внесение навоза и применение соломы. Результаты проведённых нами 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. Значительному обогащению почвы органическим веществом способствует внесение соломы зерновых культур путём заделки её в почву. Это доступный, экологически чистый и дешёвый источник пополнения почв органическим веществом. В степных условиях Нижнего Поволжья пополнение биогенных элементов в почве за счёт внесения соломы позволяет поддерживать почву в жизнеспособном, биологически активном состоянии.

Эффективно применение соломы и как защитного средства на полях, подверженных эрозии, особенно с заделкой её в верхний слой почвы. Положительное влияние, как показали наши исследования, проявляется при применение соломы на солонцовых комплексных почвах в условиях орошения.

В последние годы в научных исследованиях особое внимание уделяется биологизации земледелия, так как применение минеральных удобрений значительно сократилось по причине их дороговизны и отсутствия в хозяйствах финансовых средств.

В современных условиях при адаптивно-ландшафтном земледелии воспроизводство гумуса в почвах требует самых минимальных затрат. Базовым условием реализации данного принципа, как указывает В.И. Филин (2001), является сбалансированность минерализации и гумификации органического вещества в почве. Достигается такое уравновешенное состояние при оптимизации соотношения гумуса и негумифицированного органического вещества за счёт непрерывного поступления в почву достаточного количества свежего органического вещества. Для повышения коэффициентов гумуфикации свежего органического вещества в почве предусматривается оптимизация в нём отношения C:N

В данной ситуации особую значимость приобретают исследования по изучению влияния многолетних трав на плодородие, агрофизические свойства почвы и урожайность зерновых и кормовых культур в последействии их пласта.

Среди проблем отечественного сельскохозяйственного производства также актуальным остается производство кормов. Основным источником получения разнообразных кормов в Нижнем Поволжье является полевое кормопроизводство. Кормопроизводство в современных условиях имеет решающее значение не только в создании прочной кормовой базы для животноводства, но и оказывает большое влияние на всю отрасль растениеводства в стране. Важное значение приобретает организация адаптивного кормопроизводства на основе создания высокопродуктивных агрофитоценозов путем подбора культур, которые наиболее полно используют биоклиматические условия зоны.

В Нижнем Поволжье подобных исследований проведено крайне недостаточно и изучение этого вопроса имеет важное научное и производственное значение. Из экспериментальных данных заслуживают внимания исследования Г.А. Медведева (1982,1989); В.П. Зволинского (1992); В.М. Жидкова (1990); A.M. Гаврилова (1997); В.Н. Чурзина (1990); В.Н. Чурзина, Г.С. Егоровой, C.B. Хусаинова (2001); Т.Н. Дроновой (1995, 2000, 2003); Д.В. Шульги (2001); В.И. Филина, М.М. Оконова (2004); Д.В. Гордеева (2005); Е.Ю. Гу-зенко (2006); Г.С. Егоровой, A.A. Околеловой, О.С. Безугловой (2007); и др.

Испытание большого набора многолетних трав показало, что все культуры (люцерна, эспарцет, клевер, козлятник, кострец безостый, донники) обладают не только высокой продуктивностью, но и оказывают положительное влияние на почвенное плодородие, агрофизические и водно-физические свойства почвы.

До последнего времени, ведущей кормовой культурой из многолетних бобовых трав была люцерна, её продуктивность может достигать до 80 — 100 т/га зелёной массы или до 20,0 т/га сена (Г.А. Медведев, 1989; В.Н. Чурзин, 1990; Т.Н. Дронова, 1995,, 2004, 2007; Г.С. Егорова, 1999; И.П. Кружилин, В.Н. Часовских, 1999; Г.А. Медведев, В.М. Иванов, В.Н. Чурзин и др., 2000; Е.П. Боровой, 1999; A.B. Смыков, 2005 и др.). Полевое травосеяние было и остаётся гарантом устойчивости отрасли кормопроизводства, сохранения и повышения плодородия почв.

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.

Цель работы заключалась в разработке приемов возделывания многолетних трав, обеспечивающих получение устойчивых урожаев на орошаемых и неорошаемых землях, исследовании направленности почвенных процессов при применении органических удобрений и соломы, способствующих повышению почвенного плодородия и изменению агрофизических свойств почвы в зоне светло-каштановых и черноземных почв Нижнего Поволжья.

В задачу исследований входило:

-определить эффективность влияния различных обработок почвы на рост , развитие и продуктивность многолетних трав на южном черноземе;

- выявить продуктивность многолетних трав в зависимости от уровня минерального питания и поступления в почву органического материала;

- исследовать влияние органического материала на активность симбио-тической азотфиксации, микробиологическую 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 трансформацию ботанического состава многолетних трав в смешанных посевах в зависимости от продолжительности использования травостоев;

- 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;

Научная новизна исследований.

Впервые изучена эффективность различных обработок почвы под многолетние травы на южном черноземе.

Выявлена положительная роль многолетних трав и применения органического материала на изменение направленности почвенных процессов в севооборотах с многолетними травами.

Проведена оценка содержания тяжёлых металлов в системе почва — растение в зависимости от видового состава и продолжительности использования травостоев;

В результате многолетних исследований с учетом агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей растений разработаны теоретические и практические основы формирования высокопродуктивных аг-рофитоценозов многолетних трав.

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 A.M. Гаврилова и консультаций профессоров М.П. Лобанова, Е.А. Литвинова. Доля личного участия автора в выборе направления научных исследований, разработке схемы и методики проведения опытов, получении и обработке научной информации, написании и апробации полученных результатов составляет более 80%. В проведении исследований принимали участие студенты ВГСХА. Выражаю глубокую признательность и благодарность администрации академии за создание благоприятных условий для проведения исследований, написания и оформлении диссертации.

Заключение Диссертация по теме "Общее земледелие", Киричкова, Ирина Владимировна

ВЫВОДЫ

1. В Нижнем Поволжье увеличить производство высококачествен-• ных 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.

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.

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 о в год с оросительной нормой 5317-5850 м /га.

В годы исследований величина эвапотранспирации в посевах люо церны первого года жизни составила в среднем 8135 м /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 третьего года жизни при проведении трёх укосов суммарное водопотребление изменялось от 5865 мЗ/га до 7762 мЗ/га, при среднем значении 6813 м /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 %.

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.

Наибольшее положительное влияние на величину плотности почвы оказывало внесение навоза 60 т/га -ь 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 00,30 м по вариантам опыта весной изменялась от 1,30 т/м на контроле, до 1,27 т/м на варианте совместного внесения навоза и соломы, с увел личением к концу вегетации соответственно до 1,34-1,30 т/м .

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.

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 %.

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).

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/гаи 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).

Содержание свинца в биомассе второго года в интервале 0,26 мг/кг (люцерна) до 0,29-0,30 мг/кг (эспарцет, кострец), при ПДК - 1,514,0 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).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

2. Для поддержания предполивного порога влажности почвы на уровне 75-80 % НВ требуется проведение 10-11 вегетационных поливов с оросительной нормой 5317-5850 м /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.

308

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Киричкова, Ирина Владимировна, Волгоград

1. Авров, O.E. Агрометеорологические аспекты использования азота бобовыми растениями при внесении соломы / O.E. Авров // Круговорот и баланс азота в системе почва- удобрение- растение - вода.- М.: Наука, 1979.- С. 39-42.

2. Аврамов, С.Е. Использование соломы в сельском хозяйстве/С.Е. Аврамов, З.М. Мороз. Л.: Колос, 1979. 132 с.

3. Агроэкология. Учебник. Под. Ред. В.А.Черникова и А.И. Черекеса.- М.: Колос, 2000.- 536с.

4. Агроэкологическая характеристика пахотных почв Российской Федерации по содержанию тяжелых металлов, мышьяка и фтора.- М.: Агроконсалт, 2002.-50с.

5. Агроклиматический справочник по Волгоградской области. Л.: Гидрометиз-дат, 1967.-С. 4-43.

6. Агроэнергетическая оценка технологий возделывания сельскохозяйственных культур // Метод. Указания к дипломным и курсовым работам. ВСХИ. Волгоград, 2000.- 32с.

7. Акопов, Э.И О круговороте тяжелых металлов в биосфере / Э.И. Акопов, O.A. Ивашевская, В.П. Корженко // Биогеохимические циклы в биосфере.- М.: Наука, 1976.- С. 272-284.

8. Акулов, П.Г. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов / П.Г. Акулов.-М.: Колос, 1992.- 221с.

9. Александрова, Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации / Л.Н. Александрова.- М., 1980.- 280с.

10. Алексеев, Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев.- Л.: Агропромиздат, 1992.- 200с.

11. Алесеенко, В.А. Цинк и кадмий в окружающей среде / В.А. Алесеенко, Л.В. Алещук, Л.Е. Безпалько.- М.: Наука, 1992.- 197с.

12. Алексеев, A.M. Основы теории технологического процесса вспашки / A.M. Алексеев // Док. ВАСХНИЛ, выпуск 2, 1948.-25с.

13. Алиев, Д.А. Фотосинтетическая деятельность, минеральное питание и продуктивность растений / Д.А. Алиев.-Баку, 1974.- 333с.

14. Алтунин, Д.А. Корневая система полевых культур /Д.А. Алтунин.-М. :Колос, 1962.-280с.

15. Алпатьев, С.М. Возрастание изменения испарения у растений и поливной режим / С.М. Алпатьев // Биологические основы орошаемого земледелия.- М.: Наука, 1966.-С. 57-68.

16. Андреев, Б.В. Повышение плодородия солонцов и солонцеватых почв / Б.В. Андреев.-Саратов, 1961.-32с.

17. Андриевская, Л.П. Накопление тяжелых металлов в агроландшафтах Нижнего Поволжья / Л.П. Андриевская //Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства. Мат. Междун. научно-практич. конф. Волгоград. ВГСХА, 2004.- С. 107-109.

18. Анищенко, С.Б. Использование биоклиматических коэффициентов для регулирования водного режима почвы в посевах семенной люцерны/ С.Б.Анищенко// Сб. научных трудов ВСХИ, Волгоград, 1979. Т. 71.-С.80-85.

19. Барановская, В.А. Влияние орошения на современный почвообразовательный процесс / В.А. Барановская // Динамика почвенных процессов и плодородия орошаемых земель.- Волгоград, 1990.- С.20-36.

20. Барановская, В.А. Состав гумуса староорошаемых почв Заволжья /

21. B.А.Барановская, В.И.Азовцев // Почвоведение,-1973.-№10.-С.43-48.

22. Барановская, В.А. Оптимизация гумусного состояния почв / В.А. Барановская // Почвенно-экологические проблемы в степном земледелии.-Пущино, 1992.1. C. 79-86.

23. Багров, М.Н. Режим орошения сельскохозяйственных культур ( применительно к условиям Нижнего Поволжья) /М.Н.Багров // Тр. ВСХИ. Волгоград, 1974.-81с.

24. Багров, М.Н. Режим орошения сельскохозяйственных культур в степной зоне Нижнего Поволжья / М.Н.Багров // Гидротехника и мелиорация.-1972.№7.-С.76-78.

25. Безуглова, О.С. Гумусное состояние почв юга России/ О.С. Безуглова.- Ростов н/д изд-во СКНЦВШ, 2001.- 228с.

26. Белик, Е.Т. Агробиологические особенности возделывания синегибридной люцерны на корм в Ростовской области: автореф. дис. . канд.с.-х. наук :06.01.09 / Белик Е.Т.-Нальчик, 1972.-21с.

27. Биологические основы плодородия почв // Под ред. O.A. Берестецкого. М.: Колос, 1984.-287с.

28. Болотин, А.Г. Оперативное управление водным режимом почвы на посевах с.х. культур/ А.Г. Болотин, Ю.Д. Губаюк, В.А. Плешаков // Оптимизация условий формирования урожаев на орошаемых землях.- Волгоград, 1988.- С. 16-25.

29. Большаков, А.Ф. Водный режим мощных черноземов Среднерусской возвышенности /А.Ф.Большаков.-М., Изд-во АН СССР, 1961.-200с.

30. Бондарев, А.Г. Водно-физические свойства почв сухостепной зоны и приемы их улучшения при орошении / А.Г.Бондарев // Физические условия почвенного плодородия: научн. тр. Почвенного института им. В.В.Докучаева. М.,1978.-С.53-60.

31. Бондарев, А.Г. Зонально-провинциальные особенности физических свойств и режимов почв Европейской части СССР / А.Г.Бондарев // В кн.: Проблемы почвоведения. М.: Колос, 1978.-С.21-27.

32. Бондарев, А.Г. Особенности структуры сложения почв в почвенном покрове комплекса Заволжья при орошении / А.Г.Бондарев, И.В.Кузнецова // Почвоведение.-1973.-№ 9.-С.52-59.

33. Борисевич, В.К. Симбиотическая активность и урожайность люцерны северного экотипа в зависимости от РН почвы и обеспеченности элементами минерального питания: автореф. дис. . канд. с.-х. наук : 06.01.09 / Борисевич

34. Виктор Константинович.-М., 1997.- 15с.

35. Боровой, Е.П. Научное обоснование техники и технологии внутрипочвенногоорошения кормовых культур: автореф. дис. д-ра с.-х. наук: 06.01.02 / Боровой Евгений Павловия.- Саратов, 1999.- 48с.

36. Брагин, A.A. Приемы создания травостоев многолетних трав для1 конвейерноf го производства кормов в степной зоне Среднего Поволжья: автореф. дис.гканд. с.-х. наук: 06.01.09 / Брагин Александр Александрович.- Кинель, 2004.-23с.

37. Блохина, Л.П. Формирование продуктивности многолетних бобовых трав и приемы возделывания донника желтого в лесостепи Среднего Поволжья: автореф. дис. . канд. с.-х. наук: 06.01.09 / Блохина Лилия Петровна.- Пенг

Информация о работе

Киричкова, Ирина Владимировна
доктора сельскохозяйственных наук
Волгоград, 2009
ВАК 06.01.01

Диссертация

Приемы повышения продуктивности многолетних трав и их влияние на плодородие почв в условиях Нижнего Поволжья - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы