Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние минеральных удобрений на продуктивность естественных кормовых угодий Северного Алтая

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние минеральных удобрений на продуктивность естественных кормовых угодий Северного Алтая"

од

О '"Л1 IV-'? ! АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи Ельчининова Ольга Анатольевна

УДК 631.

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЕСТЕСТВЕННЫХ КОРМОВЫХ УГОДИЙ СЕВЕРНОГО АЛТАЯ

(Специальность - 06.01.04 - агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Барнаул - 1994

Работа выполнена в Институте водных и экологических проблем СО РАН

Научный руководитель: кандидат биологических наук

М.А.Мальгин

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

ОДЛ. Гамзикова

кандидат сельскохозяйственных наук Г.Г. Морковкин

Ведущее учреждение: Омский сельскохозяйственный институт

Защита состоится "О" июня 1994 г. на заседании специализированного совета К.120.01.01 по 'защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук в Алтайском государственном аграрном университете.

Адрес: 656099, г.Барнаул-99, пр. Красноармейский, 98. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан ". " мая 1994 г.

Ученый секретарь --

специализированного сове' , доктор биологических наук

В.А.Рассыпнов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность теми. В Горном Алтае природные сенокосы и, пастбища занимают ведущее место в обеспечении животных зелеными и грубыми кормами. Общая площадь естественных кормовых угодий превышает 1 млн.га, на их долю приходится 87% всего запаса кормов. Эксплуатация этих угодий остается традиционной: выпас скота на пастбищах вблизи водоемов и населенных пунктов, а лучшие участки скашиваются на сено. Отсутствие регулярного ухода и бессистемное использование кормовых угодий обусловили их низкую продуктивность и деградацию. Средняя урожайность составляет 8 ц/га. Снижается питательность корма, так как из . травостоя выпадают ценные кормовые травы.

Из-за опасности развития эрозионных процессов приемы коренного улучшения естественных кормовых угодий малоприемлемы. Наиболее эффективным приемом поверхностного улучшения в условиях достаточного увлажнения является внесение минеральных удобрений.

В некоторых хозяйствах Горного Алтая удобрения на сенокосы и пастбища вносят, однако, эффективность их в основном невысокая, так как не учитываются свойства почв, обеспеченность их элементами питания и потребность растений в них. В данной работе предпринята попытка учесть все эти факторы.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - разработать ■фиемы поверхностного улучшения естественных кормовых угодий Северного Алтая на основе комплексного метода оптимизации мине-эального питания сельскохозяйственных растений.

В задачи работы входило изучение влияния минеральных удоб->ений на:

1) урожайность природных сенокосов и пастбищ;

2) ботанический состав травостоя-,

3) структуру урожая пастбищного травостоя;

4) вертикальное распределение фитомассы травостоя;

5) питательные свойства корма;

6) химический состав сена и пастбищной травы (концентрацию макро- и микроэлементов, баланс основных элементов минерального питания);

7) величину выноса элементов питания с урожаем.

Научная новизна. Впервые в условиях Горного Алтая оценен перспективность применения комплексного метода оптимизации мине рального питания для дикорастущих трав.

Защищаемые положения.

Метод оптимизации минерального питания сельскохозяйственны

• растений может быть принят за основу при расчете доз и видов мк неральных удобрений для естественных сенокосов и пастбищ Север ного Алтая. Минеральные удобрения, внесенные в дозах, рассчитав ных данным методом, повышают урожайность травостоев и способс твуют улучшению качества получаемых кормов.

Практическая значимость.

Полученная информация использована при разработке прием! улучшения естественных сенокосов и пастбищ в Алтайском экспер]

• ментальном хозяйстве СО РАН (бывший совхоз "Чергинский" Шеб, линского района) и в Горно-Алтайском сохозе-техникуме (бывш: совхоз "Кызыл-Озекский" Майминского района), а также при изуч нии курса "Основы сельского хозяйства" на биолого-химическом ф кудьтете Горно-Алтайского государственного университета.

Апробация. Отдельные положения работы сообщены на нау но-практической конференции "Почвенно-агрохимические пробле земледелия в Алтайском крае" (Барнаул, 1984), на конференции и лодых ученых Института почвоведения и агрохимии СО РАН (Новое бирск, 1986), на конференции ученых СО ВАСХНИЛ "Проблемы инте сификации сельского хозяйства Горного Алтая" (Горно-Алтайс 1986), на научной конференции, посвященной 100-летию плана В. Докучаева по борьбе с засухой и преобразования степей Роса (Абакан, 1992).

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введен! четырех глав, выводов и списка литературы, который включает ■ источника. Работа изложена на 161 странице машинописного текс1 содержит 40 таблиц и 6 рисунков.

- 5 -

Глава 1- КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ СЕВЕРНОГО АЛТАЯ

Северный Алтай занимает территорию Майминского, Чемальского \ Шебалинского административных районов.

Полевые исследования проводили в Алтайском эксперименталь-юм хозяйстве СО АН СССР, находящемся в с. Черга Шебалинского зайона.

В пределах Северного Алтая выделяются два типа рельефа: :реднегорньш эрозионно-денудационный литоморфный и низкогорный эрозионно-денудационный (Щукина, 1960).

Согласно схеме агроклиматического районирования Северный Штай относится к прохладной агроклиматической зоне. По режиму увлажнения Северный Алтай в основном избыточно влажный район. Среднегодовое количество осадков составляет 700-850 мм, из кото->ых 70-80% выпадает в летний период.

Растительный покров Горного Алтая отличается большой слож-юстью и многообразием. Наиболее общей особенностью распределения растительного покрова в Горном Алтае является его поясность. 1а территории Северного Алтая представлены степной и лесной поя-;а.

Структуру почвенного покрова Северного Алтая образуют в ос-ювном два типа почв: горно-лесные черноземовидные почвы и выде-юченные черноземы в комплексе с обыкновенными черноземами (Почил. .. , 1973).

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследования были естественный разнотравно-злако-1ый сенокос и сильно деградированное разнотравно-злаковое пастбище.

1. Естественный разнотравно-злаковый сенокос расположен на ¡клоне восточной экспозиции крутизной в 10°. Основную массу тра-юстоя составляли злаки: ежа сборная, тимофеевка луговая, костер 1езостый. Из разнотравья доминировали скерда кровельная, змеего-:овник поникающий, володушка золотистая, герань луговая, тысяче-:истник обыкновенный и подмаренник северный. Бобовые были предс-'авлены клевером розовым и горошком мышиным. Содержание вредных

- 6 -

и ядовитых растений не превышало 1%,

Почва опытного участка - горно-лесная черноземовидная мощ ная суглинистая, развитая на оглеенной глине с примесью сланце и мрамора.

2. Сильно деградированное разнотравно-злаковое пастбище расположенное на пологом склоне южной экспозиции. В составе тра востоя преобладали: из злаковых - ежа сборная, мятлик полевой однолетний. Разнотравье было представлено преимущественно мел котравными и розеточными растениями: одуванчиком, будрой, клуб никой, подорожником. В среднем ярусе преобладал тысячелистни обыкновенный. Из бобовых присутствовал клевер белый.

Почва опытного участка - чернозем глубоковьпцелоченный мош ный тяжелосуглинистый на четвертичном тяжелом суглинке.

Закладку опытов, наблюдения, учет урожая проводили согласи принятым в агрохимии и луговодстве методикам (Методические ука зания..., 1977; Доспехов, 1979). Площадь делянок 18-100 м2, пов торность 3-4-х кратная, расположение делянок в 1-2 яруса на се нокосе и в 3-4 яруса на пастбище. Ширина защитных полос -1м Минеральные удобрения вносили поверхностно в начале отрастани трав. Азот вносили в виде аммиачной селитры, фосфор - двойног суперфосфата, калий - калийной соли. Учет урожая производили пу тем полного скашивания каждой делянки в фазе колошения - начал цветения у злаковых и в фазе бутонизации - у бобовых. Одновре менно отбирали образцы растений для определения влажности.

Расчет вели на 16%-ную влажность для сена и воздушно-сухс вещество - для пастбищного корма.

Физико-химические свойства почвы определяли по методу Г.Я Ринькиса (Ринькис, 1972), содержание элементов питания в почве атомно-абсорбционным методом с предварительным экстрагирование раствором 1н НС1 по Ринькису. Результаты анализов выражали н единицу объёма (мг на 1 л почвы). Параллельно экстрагировал микроэлементы ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8.

Определение азота и фосфора в растениях выполняли колори метрическим, калия'и других элементов (Са, Mg, Fe, Na, Cu, Zr Mn,) - атомно-абсорбционным методом. Содержание протеина, жирг БЭВ, клетчатки и золы в кормах определяли общепринятыми методам (Петухова и др.,1981, Разумов,1986).

Обоснование схемы опытов и условные обозначения. Схема ont

а включала 4 варианта при сенокосном использовании луга и 6 ва-иантов. - при пастбищном. За контрольный был принят вариант без несения удобрений. Изучаемый вариант в тексте обозначен "ОМП". этом варианте удобрения вносили в дозах, рассчитанных по мето-у оптимизации минерального питания растений. Вариант "ОМП-Г' -зучаемый вариант с однократным внесением всей дозы азота, с оследующим изучением последействия удобрений. Вариант "ОМП-2" -;зучаемый вариант с дробным внесением азота в течение одного ве-етационного периода и довнесением азота в последующие годы, югласно методике. Вариант "ОМП-3" - изучаемый вариант плюс внешние микроэлементов по результатам определения последних в аце-■атно-аммонийной вытяжке. Дефицитными оказались медь и кобальт. !икроэлементы вносили в следующих количествах: медь - 8 кг/га, юбальт - 1,5 кг/га. Принято считать, что главным элементом, шияющим на продуктивность лугов, является азот, поэтому в схему шытов на пастбище включены варианты с внесением только одних потных удобрений в дозах 100 и 280 кг действующего вещества на 'ектар.

Глава 3. ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ДОЗ И ВИДОВ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИИ

Вопросы минерального питания растений и регулирования его :утем внесения удобрений изучаются более 100 лет, однако проблема еще далека от разрешения по двум основным причинам.

Первая из них заключается в том, что растениям необходим одновременно комплекс элементов питания - как макро- (азота, фосфора, калия, кальция, магния, железа, серы), так и микроэлементов (меди, цинка, марганца, кобальта, молибдена и др.). Кроме того, между элементами питания в процессе их поступления в растение существует тесная взаимозависимость.

Вторая причина - большая неоднородность экологических факторов (состав и свойства почвы, влажность, температура и др.), которые в значительной степени определяют количества элементов питания, необходимых для обеспечения потребностей растений, но в экспериментальной работе и практике учитываются недостаточно.

Наиболее полно указанные выше требования учитывает комплексный метод оптимизации минерального питания сельскохозяйс-

твенных культур, разработанный Г.Я. Ринькисом (1972) в Институт биологии АН Латвии и принятый нами за основу при расчете доз видов минеральных удобрений под дикорастущие травы. . Этот мете позволяет сделать расчет необходимых доз удобрений на основани уже установленных оптимальных концентраций элементов питания дл конкретной культуры в инертном субстрате (кварцевом песке) свойств почвы конкретного участка (дисперсности, содержания гу муса, карбонатов, полуторных окислов, рН) и предполагает насьпце ние почвенного поглощающего комплекса один раз в 3-4 года. Азе вносится ежегодно.

В таблице 1 приведены количественные характеристики свойст почв, лежащие в основе расчета доз и видов минеральных удобре ний.

Таблица 1

Свойства почв (0-20 см), влияющие на поглощение элементов питания растениями

Почва Содержание, % РН солевой

Гумус СаСОз 1?20з Пылеватый песок Физическая глина

Горно-лесная

черноземовидная 7,8 Нет 6,5 24,8 50,7 5,5

Чернозем выще-

лоченный 12,3 Нет 4,6 24,0 59,5 5,6

На основании экспериментально установленных оптимальнь концентраций элементов, требующихся для компенсации влиян* свойств почвы, произведен расчет для каждого конкретного участ ка. Ниже, в качестве примера, приведен расчет доз и видов удое рений для пастбищного травостоя (табл. 2), сформированного 1-черноземе выщелоченном, где был обнаружен дефицит азота и фосфс ра. Дозы соответственно составили 278 и 94 кг/га. На сенокосе дефиците оказались азот, фосфор, калий. Лозы соответственно сос тавили 102, 164 и 20 кг/га.

Как свидетельствуют данные, количество элементов для кок пенсации влияния свойств почвы значительно превосходят оптималь ную концентрацию в кварцевом песке по всем элементам, кроме азе

Таблица 2

Балансовый расчет оптимальных доз удобрений для пастбища (опыт II)

т

Элемент Оптимальная концентрация в кварцевом песке Количество элементов для компенсации, мг/л Расчетная оптималь" нал концентрация , мг/л Содержание элементов в почве в 1н HCl, мг/л Недостаток, мг/л

пыле- Еатого ласка физической глины гумуса Р2О5 карбонатов 1 pH/KOI

N 120 15 62 _ _ О О _ 200 61 139

Р 50 23 90 ГЮ 1 о 160 6 24 381 OOR UUÜ 46

К 160 7,5 30 9S - 3 15 313,5 950 -

Са 220 75 '300 1040 140 - - 1775 27575 -

ме 55 19 75 130 40 о (_) 5 327 2100 -

Fe 5 6,5 25 О О - о о О 74 1800 -

cu 0,3 0,32 1,08 1,95 0,72 0,03 0,18 3,53 11,2 -

Zn 0,8 i,a 6,0 2,0 1,4 0,1 0,8 12,9 42,3 -

Mn О С й- > и 2,5 8,0 5,0 6,0 1 "4 29 875 -

Со 0,04 0,07 0,24 0,31 0,12 0,02 0,04 0,84 11,0 -

та. Наибольшее количество элементов требуется для компенсаци влияния физической глины, гумуса и полуторных окислов. Отсутс твие карбонатов и слабокислая реакция среды (близкая к нейтраль ной) мало влияют на поглощение всех элементов, кроме фосфора марганца.

Глава 4. ВЛИЯНИЕ ШИЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ, СТРУКТУРУ, БОТАНИЧЕСКИЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СИЮК0СН0Г0 И ПАСТБИЩНОГО ТРАВОСТОЕВ

4.1. Влияние минеральных удобрений на урожайность природных сенокосов и пастбищ

Эффективность внесения минеральных удобрений на луга зави сит от особенностей климата, почв, луговой флоры в каждом конк ретном географическом районе. Поэтому, несмотря на общее больше число работ, необходимы региональные исследования влияния удоб рений на луга. Только они могут послужить научной основой опти мального режима применения удобрений для повышения продуктивное ти кормовых угодий.

Результаты, представленные в табл. 3 и 4, свидетельствуют

Таблица

Урожай сена естественного сенокоса, ц/га

Вариант Годы исследования В сумме за 4 года

1-й П-й Ш-й iv-й

1-й укос 2-й укос за 2 укоса

1. Контроль 8,3

2. ОМП-1 29,0

3. ОМП-2 31,8

4. ОМП-3 32,3 НСР 05 6,49

10,4 22,1 10,1

21,7 35,0 13,3

22,9 45,9 17,8

23,3 33,7 13,0

4,89 7,64 2,94

32,2 16,7 67,6

48,3 20,5 119,5

63,7 23,4 141,8

46,7 36,7 139,0

9,47 6,80

Примечание: I - год внесения удобрений; II - 1-й год последе* ствия удобрений; III - 2-й год последействия удоС рений; IV - 3-й год последействия удобрений

;ысокой эффективности минеральных удобрений на естественных кор-ювых угодьях. В год внесения полное минеральное удобрение повы-;ило урожайность сенокоса в 3,9 раза, пастбища - в 3,5 раза.

Таблица 4

Урожай пастбищной травы (сухой массы), ц/га

Годы исследования

Вариант 1-й П-й За 2 года исследований

циклы стравливания за пастбищный сезон циклы стравливания за пастбищный сезон

1-й 2-й 1-й 2-Й

l . Контроль 14,2 11,9 26,1 13,3 9,3 22,6 48,7

2.0МП-1 41,1 50,0 91,1 17,5 15,0 32,5 123,6

1.0МП-2 43,7 47,8 91,5 38,5 27,9 66,4 157,9

1.0МП-3 41,0 48,6 89,6 31,3 21,1 52,2 142,0

). N 100 30,0 19,7 49,7 12,3 12,6 24,9 74,6

>.N 280 29,0 31,4 60,4 10,9 16,1 27,0 87,4

НСРоб 7,4 3,3 3,6 4,1 9,1

1оследействие удобрений наблюдалось в течение 2-х лет, постепен-ю снижаясь. Внесение азотных удобрений в чистом виде привело к ювышению урожайности в 2 раза в 1-ом цикле стравливания, причем 1е обнаружено разницы в вариантах с разными дозами азота. Эта >азница проявляется во 2-ом цикле стравливания. За весь пастбищ-гый сезон урожайность пастбищной травы была выше в 1,9 раза при юрме азота 100 кг/га и в 2,3 раза - при норме азота 280 кг/га. 1а 2-ой год наблюдалось отсутствие последействия азотных удобре-1ий. Микроудобрения по фону полного минерального удобрения дос-?оверной прибавки урожая не обеспечили. Наибольший выход сухого вещества на 1 кг удобрений получен на пастбище в варианте с внесением азота 100 кг/га, а наименьший - 280 кг/га. Максимальный ¡ыход сухого вещества на 1 кг азота удобрений отмечен на пастби-уг в вариантах ОМП.

Таким образом, установлено, что в условиях Северного Алтая : максимальной эффективностью азотные удобрения могут использо-

ваться на фоне фосфорных.

4.2. Влияние минеральных удобрений на ботанический состав травостоя

Внесение удобрений является мощным фактором, меняющим обли лугов и их видовой состав. Обусловлено это относительной конку рентной способностью видов. Доминирование видов в,фитоценоза: обеспечивается, в основном, их способностью наиболее полно ис пользовать благоприятные условия произрастания, либо высокой выносливостью в неблагоприятных условиях, либо способностью быстра реагировать на снижение напряженности конкурентных отношений Наиболее полно эти способности проявляются у злаков, о чем сви детельствуют результаты хозяйственно-ботанического анализа представленные в табл. 5 и 6. При сенокосном использовании луг, ботанический состав травостоя на контрольном варианте в течени 4-х лет исследований практически не изменялся. В то же врем; внесенные минеральные удобрения заметно повлияли на его состав что выразилось в преимущественном развитии злаковых трав. В го, внесения минеральные удобрения не оказали существенного влияни на развитие злаков. Их участие в травостое, как и разнотравья увеличилось незначительно, но наблюдалось вытеснение из травос тоя бобовых. На 2-ой год наблюдалось интенсивное развитие зла ков, особенно в варианте с довнесением азота. Бобовые полность выпали из травостоя на изучаемых вариантах. На 3-й и 4-й год злаки продолжали доминировать. Доля злаков достигла максимум (82Х) в варианте ОМП-2 на 4-й год. Развитие злаков шло не тольк за счет выпавших из травостоя бобовых, но и разнотравья. Бобовы были представлены единичными особями клевера красного.

Исходный состав пастбищного травостоя несколько различало как по годам, так и в течение вегетационного периода. Во 2-о цикле стравливания количество бобовых в контрольном варианте бы ло в 2 раза выше, чем в 1-ом цикле стравливания. Внесение полно го минерального удобрения привело к значительному увеличени участия злаков в первый же год как в 1-ом, так и во 2-ом цикла стравливания. Причем этот процесс шел интенсивнее, чем в вариан тах с внесением только азотных удобрений. Количество бобовых бь ло сведено к минимуму и было представлено клевером белым в силь

з угнетенном состоянии. Резко сократилось и участие разнот-авья.

Таблица 5

Ботанический состав травостоя при сенокосном использовании, %

Вариант Злаки Разнотравье Бобовые Сорные

1-й год

Контроль 50,3 44,3 4,0 1,0

ОМП-1 52,2 47,2 0,5 0,1

ОМП-2 52,5 46,1 1,4 -

ОМП-3 58,6 35,9 2-й год 3,7 0,8

Контроль 50,0 44,9 4,2 0,9

ОМП-1 60,7 39,3 - -

ОМП-2 65,2 34,8 - -

ОМП-3 60,2 39,8 3-й год 1,5

Контроль 54,0 40,2 4,9 1,0

ОМП-1 63,4 35,9 0,7 -

ОМП-2 70,8 29,2 - -

ОМП-3 65,2 33,8 4-й год 1.0 -

Контроль 58,1 37,6 3,3 1,0

ОМП-1 64,7 35,3 - -

ОМП-2 82,0 18,0 - -

ОМП-3 65,0 34,5 0,5 -

На 2-ой год продолжалось доминирование злаков, доля которых оставила 93,9%. При внесении только азотных удобрений этот лро-8сс ослабевал. Участие разнотравья продолжало снижаться, а 6о-овые полностью выпадали из травостоя.

На 3-ий год исследований состав травостоя стабилизировался, эвнесение N70 (вариант ОМП-2) уже не влияло на содержание зла-эв в травостое. Сорные растения полностью выпали из травостоя.

Касаясь соотношения между бобовыми и злаковыми в травостоя; следует отметить, что уменьшение доли бобовых в травостое связано не с отрицательным влиянием на них азота, а с усиленным развитием злаковых трав при внесении удобрений. Бобовые поглощаю' азот почвы и минеральных удобрений почти в такой же степени, ка] и злаковые травы. Но темпы нарастания массы у злаковых превосходят темпы роста у бобовых. Удобрения еще более усиливают рост ]

Таблица б

Ботанический состав травостоя при пастбищном использовании, %

Вариант Злаки Разнотравье Бобовые Сорные

циклы стравливания

1-ый 2-ОЙ 1-ый 2-ой 1-ый 2-ой 1-й 2-й

1-й год

1. Контроль 49,2 40,2 36,9 35,5 11,5 24,3 2,4 -

2. ОМП-1 78,7 64,2 20,6 33,9 0,7 1,9 . - -

3. ОМП-2 67,4 76,4 28,3 20,7 3,5 2,0 0,8 -

4. ОМП-3 83,5 80,7 16,8 17,9 - 0,9 - 0,

5. N 100 68,4 53,0 30,0 41,6 1,6 2,6 - 2,

6. N 280 69,8 69,6 30,2 22,6 - 4,6 - 3,

2-й год

1. Контроль 50,0 24,2 50,0 75,8 - - -

2. ОМП-1 83,9 83,3 16,1 16,7 - - -

3. ОМП-2 73,2 62,3 26,8 37,7 - - -

4. ОМП-3 93,9 87,5 6,1 12,5 - - -

5. N 100 57,1 83,3 42,9 16,7 - - -

6. N 280 64,5 66,7 32,3 33,3 3,2 - -

3-й год

1. Контроль 66,7 - 33,3 - - - -

2. ОМП-1 75,7 - 24,3 - - - -

3. ОМП-2 75,0 - 25,0 - - - -

4. ОМП-3 63,5 - 36,4 - - - -

5. N 100 42,9 - 57,1 - - - -

6. N 280 70,0 - 30,0 - - - -

развитие злаков и тем самым ухудшают и без того плохие условия произрастания бобовых. На исследованных нами кормовых угодьях бобовые имеют небольшой удельный вес в травостое и представлены клевером, характеризующимся более низкой продуктивностью, чем злаки. Следовательно, нет необходимости направлять усилия на сохранение бобовых в травостое. Максимальное количество корма можно получить за счет создания оптимальных условий для интенсивного роста и развития злаков.

4.3. Влияние минеральных удобрений на структуру урожая сенокосного и пастбищного травостоя

При внесении удобрений наряду с увеличением фитомассы изменяется и структура урожая травостоя. Соотношение различных частей растений в урожае определяет питательную ценность корма. В структуре урожая сенокосного травостоя наибольший удельный вес имели стебли, а пастбищного - листья (табл. 7 и 8). Удельный вес генеративных органов пастбищных растений был выше, чем сенокосных. Удобрение сенокосного травостоя обусловило значительный прирост листьев и снижение доли стеблей. Незначительно снизилась доля генеративных органов. В последующие годы эта тенденция сохранилась. Довнесение азота (N70) в варианте 0МП-2 способствовало еще большей облисгвенносги растений.

По иному реагировал на внесение удобрений пастбищный травостой (см.табл. 8). В год внесения полное минеральное удобрение и азотное в дозе 280 кг/га обеспечили максимальную облиствен-ность за счет уменьшения удельного веса стеблей и генеративных органов. Минимальная доля листьев и максимальная генеративных органов отмечались при внесении азота в дозе 100 кг/га. В последующие годы удельный вес листьев снижался, как по сравнению с контрольным вариантом, так и соответствующими вариантами в год внесения удобрений.

Таблица 7

Структура урожая при сенокосном использовании травостоя

Вариант Элементы структуры урожая, %

листья стебли генеративные органы

1-й год

1. Контроль 34 51 15

о к* ■ ОМП-1 48 40 12

3. 4. ОМП-2 ОМП-3 50 48 41 44 9 11

- 2-й год

1. Контроль 35 48 17

2. ОМП-1 46 42 12

3. ОМП-2 52 38 10

4. ОМП-З 44 46 10

3-й ГОД

1. Контроль ЗУ 46 15

2. ОМП-1 45 42 13

3. ОМП-2 51 39 10

4. ОМП-З 47 41 12

4-й ГОД

1. Контроль 35 50 15

2. ОМП-1 40 48 12

3. ОМП-2 50 49 11

4. ОШ-3 43 46 11

Таблица 8

Структура урожая при пастбищном использовании травостоя

Вариант Элементы структуры урожая, %

листья стебли генеративные органы

1-й год

1. Контроль 66.7 26,7 6,6

2. ОМП-1 75,9 22,3 1,8

3. ОМП-2 66,3 30,3 3,1

4. ОМП-3 58,8 36,7 4,5

5. N 100 52,4 40,3 7,3

6. N 280 72,2 22,2 5,6

2-й ГОД

1. Контроль 69,8 23,2 7,0

2. ОМП-1 65,0 30,6 4,4

3. ОМП-2 60,1 33,2 6,7

4. ОМП-3 58,0 35,7 6,3

5. N 100 64,0 26,6 9,4

6. N 280 56,9. 35,6 7,6

3-й год

1. Контроль 65,4 28,0 6,6

2. ОМП-1 59,3 35,7 5,0

3. ОМП-2 60,0 34,8 5,2

4. ОМП-3 59,7 34,4 5,9

5. N 100 61,0 33,0 6,0

6. N 280 54,3 39,4 6,3

4.4. Влияние минеральных удобрений на вертикальное распределение фитомассы

Отдельные виды луговых растений различаются по вертикальному размещению массы в пределах используемого объёма надземной среды. Представленные на рис. 1 результаты свидетельствуют о том, что под влиянием внесенных минеральных удобрений произошло изменение распределения массы пастбищного травостоя по высоте.

Высота, см

40-—

о

1-г-—|-р.-—,-(—-—(-р--—,-р--—I-1—

10 30 10 30 10 30 10 30 10 30 10 30 Контроль ОМП-1 ОМП-2 ОМП-З N-100 N-280

Рис.1. Вертикальное распределение фитомассы пастбиишого травостоя,1-ый год, %

На удобренных вариантах, за исключением варианта с внесением азота 280 кг/га, увеличилась высота травостоя. Максимальная высота (70 см) отмечена в варианте ОМП-2. Высота травостоя на контрольном варианте составила 50-60 см, а максимальное количество фитомассы сосредоточено было на высоте 0-10 см. В варианте ОМП-2 произошло перемещение максимума массы травостоя на высоту 10-20 см от поверхности почвы. В остальных вариантах с внесением как полного, так и азотного удобрения характер распределения массы сохранялся, но стал более вытянутым по высоте.

4.5. Влияние минеральных удобрений на питательные свойства корма

Интегральным показателем качества корма является концентрация питательных веществ в нем (табл. 9). Внесение удобрений

Таблица 9

Питательные свойства сена

Вариант Гигроскопическая влага, % Содержание, % абсолютно сухого вещества

зола "сырой" протеин жир клетчатка БЭВ

1- •ый год

1. Контроль 6,89 7,31 10,08 1,30 35,12 44,57

2. 0МП-1 7,32 7,29 13,04 1,18 35,95 45,65

3. ОМП-2 6,96 7,27 12,77 1,33 32,79 46,79

4. ОМП-3 7,01 7,20 13,11 1,32 33,81 45,00

2-ой ГОД --

1. Контроль 7,00 7,51 11,21 1,29 35,57 44,32

2. ОМП-1 7,28 6,93 12,29 1,08 35,47 45,48

3. ОМП-2 6,99 6,77 13,29 0,81 34,33 46,26

4. ОМП-3 7,11 6,82 12,04 1,01 34,92 45,17

3-й ГОД

1. Контроль 7,25 7,88 10,94 0,40 35,10 45,10

2. ОМП-1 7,92 6,67 13,50 0,58 34,80 46,00

3. ОМП-2 7,83 6,10 12,19 0,60 32,41 49,08

4. ОМП-3 7,84 6,73 12,90 0,68 33,91 . 46,11

обусловило повышение содержания протеина в луговых травах на 30£, при этом увеличилась концентрация нитратного азота по сравнению с контрольным вариантом, но не превышала ВДК. Растения разных агроботанических групп различались по содержанию протеина.. Содержание протеина на контрольных вариантах в злаковых травах варьировало от 5,25-7,76% при сенокосном использовании до 8,25-10,32 - при пастбищном, в бобовых - от 13,03-14,71% на пастбище до 15,21-17,0 на сенокосе, в разнотравье - от 5,25-9,32% на сенокосе до 9,94-10,28 на пастбище. На внесение удобрений наиболее интенсивно реагировали злаки и разнотравье. В бобовых накопление протеина шло слабее. Влияние полного минерального удобрения на содержание протеина в растениях всех групп проявилось сильнее, чем азотного. Внесение микроэлементов (вариант ОМП-З) не оказало влияния на содержание протеина в травах.

Незначительное снижение содержания клетчатки обусловлено интенсивным развитием рыхлокустовых злаков, отличающихся хорошей облиственностью, а также изменением фитоклимата внутри травостоя, позволяющего получать более нежный и сочный корм.

Содержание, безазотистых экстрактивных веществ в корме контрольных вариантов было сравнительно стабильным во все годы исследований, отмечалось лишь незначительное увеличение содержания БЭВ в вариантах с внесением удобрений.

Установить каких-либо закономерностей в содержании жира в луговых растениях не удалось.

Корм, полученный с удобренных вариантов, содержал больше кормовых единиц и переваримого протеина. Обеспеченность 1 к.ед. переваримым протеином была выше в 1,3 раза. Выход кормовых единиц и переваримого протеина с 1 га удобренного луга был в 3 раза выше, чем с контрольного.

4.6. Влияние минеральных удобрений на элементный химический состав луговых растений

Различные условия питания растений, обусловленные применением минеральных удобрений, оказали большое влияние на химический состав растений. Анализ элементного химического состава лу-

гопастбищных растений естественных кормовых угодий Северного Алтая показал, что получаемые с этих угодий корма имели среднюю обеспеченность азотом, кальцием, магнием, натрием, железом, микроэлементами - марганцем, цинком, медью, низкую - фосфором, высокую - калием. Внесение полного минерального удобрения обусловило повышение содержания в растениях азота, фосфора, калия, марганца, снижение - кальция, магния и железа. Действие азотных удобрений, внесенных в чистом виде, оказало влияние, аналогичное действию полного минерального удобрения. Внесение микроудобрений (Со, Си) не оказало влияния на элементный химический состав растений. Наибольшей насыщенностью тканей азотом, фосфором, кальцием, магнием и медью отличались бобовые; калием, марганцем - злаки и разнотравье. Наибольшее содержание азота, калия, кальция, магния, марганца и меди отмечено в листьях, фосфора и цинка - в генеративных органах.

Минеральные удобрения оказали положительное влияние на соотношение Са:Р и негативное - на соотношение К:Са+Мй и К:Иа.

4.7. Вынос элементов питания с урожаем сена и пастбищной травой

Участие в луговом фитоценозе широкого набора видов с различными фенологическими ритмами и экологическими свойствами способствует максимальному использованию ресурсов питания и интенсивному выносу по сравнению с полевыми культурами. Для определения выноса элементов питания учитывали урожай надземной массы с единицы площади и содержание элемента в надземной массе. Количественное соотношение элементов, выносимых из- почвы луговыми сообществами, составляет следующий убывающий ряд

К - N - Са - Мд - Р - Ре - Мп - Ма - 2п - Си.

Высокая продуктивность удобренного луга обусловила более высокий вынос основных элементов питания. Учет выноса элементов питания растениями позволил оценить эффективность использования ими удобрений. Эффективность использования удобрений,рассчитанная разностным методом, составила для азота 82,4% на сенокосе, 41,0% - на пастбище, для фосфора 5,0-7,3 %, для калия - 100%.

- 22 -

4.8. Экономическая эффективность применения минеральных удобрений на естественных кормовых угодьях

Применение минеральных удобрений на естественных кормовых угодьях до последнего времени было экономически оправдано.

Более высокий уровень рентабельности отмечен на пастбище, что связано с отсутствием здесь затрат на скашивание трав и последующие операции при заготовке корма. Около 70% .прямых затрат составляет стоимость минеральных удобрений, 5-8%"- затраты на подготовку и внесение минеральных удобрений, 2-3% - заработную плату.

В современной экономической ситуации, когда цены на промышленную продукцию (минеральные удобрения, сельхозяйственная техника и горюче-смазочные "материалы) возросли в 2500 раз, а на сельскохозяйственную продукцию - в 1000 раз, применение минеральных удобрений стало экономически невыгодно. Такое отношение к ведению лугопаотбищного хозяйства, а в целом и к сельскому хозяйству, приведет к полнейшей деградации естественных кормовых угодий, падению почвенного плодородия и в будущем потребует неисчислимо больших затрат на восстановление и улучшение их.

вывода

1. Наиболее целесообразным приемом повышения урожайности естественных сенокосов в условиях Северного Алтая является внесение полного минерального удобрения, а пастбищ - азотно-фосфор-ного в дозах, рассчитанных на основе комплексного метода оптимизации минерального питания сельскохозяйственных культур, обеспечивающих повышение урожайности горного, луга в 3,2-3,9 раза. Дробное внесение азотных удобрений на пастбище под каждый цикл стравливания и ежегодное внесение азота (N70) на сенокосе не дало преимуществ по сравнению с одноразовым внесением всей дозы. Эффективное последействие минеральных удобрений наблюдалось в течение 2-х лет. Микроудобрения, внесенные по фону полного минерального удобрения, не оказали влияния на урожайность сенокоса и пастбища.

2. Внесение полного минерального и азотного удобрений оказало существенное влияние на ботанический состав травостоя: пре-

имущественное развитие получили злаки, снизилась доля разнотравья и особенно бобовых. На исследованных кормовых угодьях нет необходимости в направлении усилий для сохранения бобовых. Максимальное количество корма можно получить путем создания оптимальных условий для интенсивного роста и развития злаков.

3. Внесение минеральных удобрений обусловило изменение структуры урожая травостоя: увеличился удельный вес листьев и снизился - стеблей и генеративных органов.

4. На удобренных вариантах изменилась вертикальная структура травостоя: произошло перемещение массы травостоя в высоту, но распределение фитомассы сохранилось сбежистым и оптимальным для стравливания животным. В год внесения удобрений максимальное количество фитомассы было сосредоточено на высоте 0-10 см, на 2-ой год - 10-20 см.

5. Изменение биомассы растений, ботанического состава травостоя и структуры урожая под действием минеральных удобрений сопровождалось изменением питательных свойств корма: в год внесения удобрений содержание протеина увеличилось на 30%, последействие удобрений проявлялось в течение 2-х лет.

Под влиянием удобрений наиболее интенсивно накапливали протеин злаки и разнотравье, слабо - бобовые. Влияние полного минерального удобрения на содержание протеина в растениях всех групп проявилось сильнее, чем азотного.

Под влиянием внесенных удобрений в сене и пастбищной траве увеличилось содержание нитратов по сравнению с контрольными вариантами, но не превыиало ПДК.

Внесение полного минерального удобрения обусловило незначительное снижение содержания клетчатки и повышение содержания безазотистых экстрактивных веществ в корме. На содержание жира внесенные удобрения влияния не оказали.

Выход кормовых единиц и переваримого протеина с 1 га удобренного луга в 3 раза выше, чем с контрольного.

6. Корма, получаемые с естественных кормовых угодий Северного Алтая, средне обеспечены азотом, кальцием, магнием, натрием, железом, микроэлементами - марганцем, цинком, медью, низко обеспечены - фосфором, высоко - калием. Внесение полного минерального удобрения обусловило повышение содержания в растениях азота, фосфора, калия, марганца, снижение - кальция, магния, же-

леза. Действие азотных удобрений оказало влияние, аналогичное действию полного минерального удобрения. Внесение микроудобрений (Со, Си) не оказало влияния на элементный химический состав растений. Наибольшей насыщенностью тканей азотом, фосфором, кальцием, магнием и медью отличаются бобовые; калия, марганца - злаки и разнотравье. Наибольшее содержание азота, калия, кальция, магния, марганца и меди отмечено в листьях, фосфора и цинка - в генеративных органах.

Минеральные удобрения оказали положительное влияние на соотношение Са:Р, и негативное - на соотношение К:Са+Ме и К:На. Для исправления последнего необходимо введение в рацион питания животных солей фосфора и натрия.

7. Высокая урожайность удобренного луга, изменение химического состава надземной массы, а также изменение соотношения видов и групп растений внутри фитоценоза обусловили более высокий вынос элементов питания по сравнению -с контрольным вариантом. Количественное соотношение элементов, выносимых из почвы с урожаем сена и пастбищной травы, составляет следующий убывающий ряд: К - N - Са - Ме - Р - Ре - Мп - Ма - 2п - Си.

8. Эффективность удобрений, рассчитанная разностным методом, составила в год внесения для азотных удобрений 82,4% на сенокосе и 41,0% на пастбище, для фосфорных - 5,0 и 7,3% соответственно, для калийных - 100%.

9. Расчет норм и видов минеральных удобрений на основе комплексного метода оптимизации минерального питания растений может быть применен в луговодстве и рекомендован в практику сельскохозяйственного производства.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации.

Мальгин М.А., Ельчининова О.А, Удобрение естественных сенокосов как прием повышения их продуктивности // Почвенно-агрохи-мические' проблемы земледелия в Алтайском крае: Тезисы докл. к конф. Барнаул, 1984. С. 58.

Мальгин М.А., Ельчининова О.А., Пузанов А.В. Влияние минеральных удобрений на урожай и качество естественных сенокосов // Проблемы интенсификации "сельского хозяйства Горного Алтая: Тезисы докл. научно-практической конф. ученых СО ВАСХНИЛ. Горно-Ал-

тайск, 1987. С. 59-60.

Ельчининова O.A. Влияние минеральных удобрений на урожай и питательные свойства сена естественного луга в Горном Алтае // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 1991. N 3. С. 45-47.

Ельчининова O.A. Эколого-агрохимические аспекты применения минеральных удобрений на пастбищах Северного Алтая //Материалы Междунар. симпоз. " Проблемы формирования и развития зколого-экономической зоны "Горный Алтай". Горно-Алтайск, 1992. С.212-220.

Подписано в печать 20.04.94г. Формат 60X90/15

Бумага для множительных: аппаратов.Печать офсетная. Усл.-печ. л. 1,5. Уч.-изд. л. 1.5 Тираж 100 Заказ 670.

Лаборатория множительной техник;* Алтайского гос-универсигета.

656099 Барнаул, ул. Димитрова , 66