Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние многокомпонентных смесей на плодородие эродированных почв юго-запада Центрально-Черноземной зоны

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние многокомпонентных смесей на плодородие эродированных почв юго-запада Центрально-Черноземной зоны"

БЕЛГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ $ ^ АКАДЕМИЯ

на правах рукописи

Чернявских Владимир Иванович

ВЛИЯНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ НА ПЛОДОРОДИЕ ЭРОДИРОВАННЫХ ПОЧВ ЮГО-ЗАПАДА ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

06.01.01 - общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Белгород - 1996

Работа выполнена в Белгородской государственной сельскохозяйственной академии в 1993-1995 гг.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент Россельхозакадемии О.Г. КотляроЕа

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

М.М. Ломакин

кандидат сельскохозяйственных наук В.В. Черенков

Ведущее предприятие - Курская государственная сельскохозяйственная академия

Защита состоится" /О " /Уте/У^У* 1996 г. в _ часов

на заседании диссертационного совета

Белгородской государственной сельскохозяйственной академии

Просим Ваши отзывы, в двух экземплярах, присылать по адресу: 309103, Белгородская обл., Белгородский ра-н, п. Майский, Белгородская государственная сельскохозяйственная академия.

С-диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

.Автореферат разослан "Л "гаде г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат с.-х. наук

Н.С. Добудько

ОБШДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ -

'тгуальнсеть проблемы. Наиболее эродированной (более 53% сельскохозяйственных угодий) среди областей Центрально-Черноземной зоны является Белгородская область. Стабилизация и повышение плодородия смытых почв - одно из непременных условий эффективности сельскохозяйственного производства этой зоны.

Для восстановления плодородия, эродированных почв используют повышенные дозы минеральных удобрений и навоза. Эти приемы оказывают далеко'не однозначное влияние на плодородие почвы изменяя состав почвенного раствора, ' воздействуя на физические и химические свойства почв. При высоких дозах этих удобрений возможно их вымывание и загрязнение окружающей среды.

а условиях резкого снижения количества вносимых как минеральных, так и органических удобрений, интенсивного развития эрозионных процессов, падение плодородия почв неизбежно. Биологические способы повьпзенкя плодородия смытых почв в этих условиях дают наибольший эй>ект и могут быть использованы для поддержания и восстановления плодородия эродированных почв Юго-Запада ЦЧЗ.

Цель и задачи исследований. . Основной целью исследований является изучение влияния многокопонентных смесей на плодородие смытых почв и повышение их продуктивности.

Исходя из цели работы, в задачи исследований входило:

1. Изучить влияние многокомпонентных смесей на водный и питательный режим эродированных черноземов.

2. Исследовать влияние многокомпонентных смесей на агрофизические свойства эродированных почв.

3. Изучить поступление органических остатков.в почву под различными культурами, оценить их качество и скорость разложения. Оценить возможность использования поукосной сидерации.

4. Определить продуктивность различных культур на смытых почвах и качество получаемой- продукции.

Научная новизна работы. . В- работе впервые в Юго-Западной части Центрально-Черноземной зоны доказана эффективность использования однолетних многокомпонентных смесей в целях повышения плодородия смытых почв и показана возможность достижения положительного баланса гумуса при использовании однолетних- культур.. Установлена высокая продуктивность смесей с большим количеством компонентов и повышение качества кормов' в. сравнении с кукурузой на зеленую массу.

Практическая значимость результатов. Разработаны составы многокомпонентных- смесей, обеспечивают^ стабильное получение урожай-

ности в экстремальных погодных условиях и обеспечивающих' повышение плодородия эродированных почв. Доказано, что использование рекомендуемых приемов выращивания многокомпонентных однолетних смесей может обеспечить' бездефицитный'баланс гумуса на склонах, улучшение фосфорного и калийного режимов почв в условиях недостатка минеральных удобрений.

Апробация работы. Основные положения-диссертации докладывались автором и получили одобрение' на научно-практической конференции БГСХА (г.Белгород, 1995), на международной,научной конференции молодых ученых и специалистов'(г. Воронеж; 1995), на заседаниях кафедры земледелия (1993, 1994, 1995. гг.), на заседаниях ученого совета агрономического факультета БГСХА (1993', 1994, ^995 гг.).

Публикация результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в 6 печатных работах/ ■

.Структура и объем работы. ' Диссертация изложена на 154 страницах машинописного текста'и состоит, из введения, восьми глав, выводов, предложений производству, списка литературы. - список.литературы включает 285 наименований, в том числе.на-35 иностранных языках.

Основные положения выносимые на защиту.

1. На склонах Белгородской' области в условиях ландшафтного земледелия для повышения плодородия' эродированных почв наряду с многолетними травами могут быть использованы многокомпонентные смеси однолетних кормовых культур.

2. Многокомпонентные однолетние смеси с уплотнительными и поу-косными культурами имеют высокую и продуктивность, ббеспечивают рациональное использование эродированной пашни и сохранение плодородия смытых почв! -

3. Использование ; поукосной сидерации после .однолетних многокомпонентных смесей'- позволяет стабилизировать. гумусное состояние эродированных черноземов. ' - . .' ' '

4. В сравнении е кукурузой на Зеленую массу многокомпонентные смеси многолетних и однолетних культур дают более высокую продуктивность и качество продукции. ,

.' /.,'■• \ " СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ".

Глава 2. Схема опыта, методика и условия его проведения

2.1 Почвенно-климатич'еская характеристика природной зоны и погодные

условия в период проведения исследований ,

Белгородская область размещается на правобережье.р. Дон на отрогах Средне-Русской возвышенности в двух природных зонах - лесос-

тепи (западные, северо-западные и центральные, районы) и степи (юго-восточные районы). •

Доля сельхозугодий' в общей земельной площади области составляет 90%, доля пашни в структуре сельскохозяйственных угодий - 79,1%.

По данным госземучета на 1985 год на склонах более 2° в области расположено 60,1% сельскохозяйственных угодий. Эродированные сельхозугодия составляют 52,6% . В следствие развитой сети оврагов (расчлененность - 1,3) территория области отличается высокой дрени-рованностью, ' что вызывает почвенные засухи.

Среднемноголетнее количество осадков выпадающее за вегетационный период 312 мм. В годы исследований наиболее засушливыми были 1994 (особенно вторая половина вегетации) и 1995' (первая половина вегетации), когда за вегетационный период выпало, соответственно, 166 и 233 мм осадков. Очень благоприятным для развития многокомпонентных смесей и,промежуточных культур был 1993 год (364 мм).

2.2 Схема опыта и методика проведения исследований

Исследования проводились в 1993-1995 гг. в , стационарном опыте по изучению влияния на плодородие эродированных почв склонов раз. личных однолетних многокомпонентных смесей с уплотнительными и поу-косными посевами на зеленую массу и зеленое удобрение при однолетнем и двухлетнем их использовании в сравнении с многолетними травами и кукурузой на зеленую массу (табл 2Л)

2.1 Схема опыта

N

Вариант опыта

Состав смесей

1 Бессменный посев кукурузы на зеленую массу (контроль)

2 Первая яровая много- . А. горох зерновой (0.5) , горох кормовой компонентная смесь с (0.6), соя (0.5), овес (1.1), суданка уплотнительными куль- (0.6), просо (0.3), эспарцет (0.6), турами (в дальнейшем донник (0.6), кострец б/о (0.3)

1 яровая смесь) Б. Овес, суданка, эспарцет, донник,

кострец б/о - .

3 Вторая яровая много- А. Вика'яровая (1.5), вика мохнатая (1.0), компонентная смесь с гречиха (0.2), подсолнечник (0.5), поукосным посевом (в суданка (0.3), овес (1.0) дальнейшем 2 яровая В. Гречиха.(0.6), кукуруза (0.8), рапс смесь) " ' ' озимый (0.8), подсолнечник (1.0), про- ; со (0.8)

4 Третья яровая много- А. Кукуруза (0.5)/ овес (1.5), суданка

компонентная смесь с уплотнительными культурами (в дальнейшем 3 яровая смесь) 5 Первая озимая многокомпонентная смесь.с поукосным посевом (в дальнейшем 1 озимая смесь)

6 Вторая озимая многокомпонентная смесь с уплотнительными культурами (в дальнейшем 2 озимая смесь)

7 Многолетние ■ травы

■- 6 -

(1.0),. фасоль".(0.2), соя (0.5), амарант (0.2), кострец б/о (0.6) Б. Овес, кострец б/о

A. Рапс озимый'(0.5), сурепица (0.5) ., . вика озимая.(2.0), озимая пшеница Мироновская 61,(0.5).озимая рожь: Орловская 9 (0.5), Харьковская 74 (0.5), Заречанская зеленоукосная.(0.5)

B. Гречиха.(0.6), кукуруза (0.3), рапс озимый (0.8), подсолнечник (1.0), про- * со (0.8)

А. Озимая рожь: Орловская 9 (0.5), Зарё-.чанская зеленоукосная (0.5) , тритека-ле,(0.5), вика озимая (2.0), люцерна : '(0.5), эспарцет (0.5), тифон (0.5) Б.. Озимая рожь, тритикале, вика озимая, . люцерна, эспарцет, донник Люцерна (1.5)*, донник (0.75), клевер (0.75), эспарцет(О.75), кострец б/о(2!2)

* - в скобках норма высева' семян, млн. шт/га, А -' основные культуры, Б - уплотнительные культуры (отава), В - поукосные культуры

Опыт заложен на склоне северной экспозиции крутизной 3-5° - в трехкратной, повторности. Почва> чернозем выщелоченный, содержание' гумуса 3.8-4.5%, рНс - 5.8-6.5. Общая площадь делянки 150 м2, учетная - 100 м2". Варианты опыта развернуты во времени и пространстве. Изучение влияния поукосной сидерации проводилось методом расщепленных делянок на второй год использования многокомпонентных смесей.

Почвенные исследования проводились согласно существующим методикам принятым в опытах по' общему земледелию, .полевым и лабораторным исследованиям. . Отбор образцов для определения качества продукции и ее химический анализ проводились по методикам ЦИНАО.

Уборку'урожая проводили поделяночно. Подученные урожайные данные приводили к стандартной влажности (16%) и проводили, математическую обработку методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1979).

Для обсчетов больших массивов данных,' а также для расчета многомерных статистик (дисперсионный анализ) использовали пакет прикладных статистик (ППО) Statcraphics (подробное описание см. (Тюрин и др.,1995) ) и табличный процессор SupsrCalc (Литвин и др.,1995).

С целью выявления связей между различными исследованными признаками применяли корреляционный анализ' (Лакин, 1990) . Коэффициенты корреляции рассчитывали с использованием ППС 31а(^гарЬ1сз.

Глаза 3. Развитие растений, накопление и качество пожннвно-корневых остатков при выращивании различных культур и их смесей

3.1 Рост и развитие многокомпонентных смесей на эродированных почвах склонов

Наши исследования показали, что в период вегетации доля различных культур в составе смесей изменяется в зависимости от условий выращивания. .. •

У многолетних трав отмечается более равномерное распределение культур в смеси, чем в многокомпонентных однолетних смесях и четко видна тенденция развития в более сухие годы засухоустойчивых культур (донник, эспарцет),; а во влажные-более влаголюбивого клевера. Наибольшее значение на соотношение компонентов в смеси многолетних трав в наших исследованиях имели условия влагообеспеченности второй половины вегетации. - ■ '

Общей тенденцией для всех трех изучаемых яровых многокомпонентных смесей является преобладание в их составе овса. В среднем затри года исследований его доля составила : в 1 яровой смеси -. 58.77%, во второй яровой смеси - 55.4% и в третьей - 85.5%. Это наиболее мощная конкурентном отношении культура и именно степень ее развития определяло общее соотношение компонентов в составе смеси.

Изучение соотношения компонентов в " озимых многокомпонентных смеся-х по годам показало, что оно зависело, главным образом, от условий влагообеспеченности в летне-осенний период вегетации.

В среднем за 1994-1995 гг. соотношение злаковых и бобовых компонентов было примерно одинаковым.В составе 1 озимой смеси злаки занимали 58.6%, о вика озимая - 41,4% всей массы. В составе 2 озимой смеси злаки занимали "51.5%', а вика озимая 43.9%. Содержание в общей зеленой массе капустных (тифон) составило - 4.62.

3.2 Накопление и качество пожнивно-корневых остатков под различными ¡■у ль турами с поукосннми и уплотнитель ными посевами на склонах

?!зкопление полшивно-корпевых остатков. Результаты наших исследований показали, что наибсдашее количество полшивно-корневых остатков в слое 0-40 см накапливается под многокомпонентными смесями многолетних трав (7.05 - 7.65 т/га), наименьшее - кукурузой на зеленую массу (1.75 - 2.05). Под яровыми и озимыми многокомпонентными

смесями накапливалось от 2.20 до 3.27 т/га растительных остатков.

Выращивание промежуточных культур после многокомпонентных смесей позволяет, внести в почву 0.55 - 0.57 т/га сухой массы при ис-. пользовании уплотнительных культур и 0.72-1.18 т/га - при использо-■ вании поукосных культур. . •

Применением пожнивного зеленого удобрения'.можно . добиться дополнительного поступления в почву'до.2.44 т/га сухой органической массы. Наиболее стабильный урожай зеленого удобрения обеспечивали поукосные и уплотнительные культуры после озимых смесей-(1.47-1.79 т/га сухого вещества) и уплотнительные культуры после 1 яровой многокомпонентной смеси (2.44 т/га)...

Качественный состав поступающих в почву растительных остатков во многих случаях может иметь решающее значение в направлении динамики плодородия почвы (Муха, 1979)- - -

На рисунке 3.1 видно, что по содержанию азота, фосфора и.каль-

Рис. 3.1 Содержание элементов "питания н сухой веществе пожнивно-корневых остатков многокомпонентных смесей, % .

2.5 -

1 . 2 '.;•■ 3 ' ,4-. 5 6 . 7 , ' ^ ' ' Варианты опыта

□ Р В Са ПК ИИ

ция в пожнивно-корневых остатках основных культур однолетние многокомпонентные смеси превосходят кукурузу, но уступают многолетним травам. В пожнивно-корневых остатках озимых культур накапливается

максимальное количество калия.' Сидеральная масса поукосных культур отличается значительным накоплением калия и кальция (рис. 3.2).

Рис. 3.2 Содержание элементов питания в сухом веществе сидератов, % ■

4 3 2 1

О

2 ' 3 4 5 6

Варианты опыта

0 N , а р ш к н Са

Глава 4. Влияние яровьк и озимих многокомпонентных смесей, многолетних трав и кукурузы на водно-физические свойства эродированных почв

4.1 Водный режим почв и потребление влаги различными культурами и смесями

Существенных различий в запасах доступной влаги в почве весной перед посевом между изучаемыми вариантами не отмечено. Общий уровень весенних запасов во все годы составлял 2300- 2500 м3/га и согласно классификации можно оценивать как очень хорошие (Вадюнина и др., 1986).

Оценка запасов продуктивной влаги перед посевом озимых в различные годы показала, что во влажный 1993 год содержание ее во всех слоях было очень хорошим, в засушливом 1994 году неудовлетворительным, особенно в слое 0-20 см. Таким образом, получение полноценных всходов озимых более проблематично, чем яровых.

К моменту уборки запасы продуктивной влаги в почве под различ-

1

2

Щ

I

- 10 -

ными культурами отличались значительно (табл. 4.1)

К 1 укосу наиболее сильно иссушают почву многолетние травы, -наибольший запас продуктивной влаги отмечен под 3 яровой смесью. Озимые смеси по этому показателю превосходили все'культуры, кроме 3 яровой смеси.

Расход воды различными смесями зависел от биологических особенностей культур, и длины их вегетационного периода;. Анализ коэффициента водопотребления показал, что более экономно расходует воду кукуруза. Многолетние травы к 1 укосу на создание 1 т. сухого вещества затрачивали наибольшее количество воды. Наибольший коэффициент водопотребления среди смесей отмечен у 2 яровой смеси.

4.1 Содержание продуктивной влаги в почве и ее потребление

различными культурами

Варианты Запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-100 см- Коэффициент водопотребления культур, м°/т

опыта 1 укос Сред. Сред. 1993- 19941995 1995 2 УКОС Сред. Сред. 1993- 19941995 1995 к 1 Сред. 19931995 укосу Сред. 19941995 ко 2 Сред. 19931995 укосу Сред. 19941995

Кукуруза на

зеленую массу 1749 1551 — -— 315 283 —

1 яровая смесь 1571 1429 1740 1243 363 394 . 421 402

2 яровая смесь 1483 1330 1792 1338 425 519 693 948

3 яровая смесь 1818 1900 — 346 370 — —

1 озимая смесь — 1644 — 1348 — 597 — 5.10

2 озимая смерь — 1668 1586 ---- 610 — 662

Многолетние' • 1379 1271- 1568 1208 538 532 724 910 .

травы 1 г. ж.

Поукосные культуры на-, построение единицы сухого вещества затрачивают значительно большее количество вогы, чем уплотнительные и больше зависят от количества выпадающих осадков.

4.2 Влияние многокомпонентных смесей и кукурузы на физические показатели-почв склонов

Плотность почвы. В среднем по изучаемым вариантам в слое 0-40 см плотность сложения отличалась незначительно - до 0.05 г/см3. Несколько большее уплотнение отмечалось, под озимыми многокомпонентными смесями (1.15-1.20 г/са3} к уборке. В цедон плотность в слое

- и-

0-40 см в изучаемых условиях не. превышала 1.20 г/см3.

Более дробное изучение плотности по слоям 0-10, 10-20, 20-30 и 30-40 см показало, что для всех культур общей тенденцией является уплотнение слоя 10-20 см (до 1.22-1.32 г/см3), особенно заметное под озимыми смесями и кукурузой на зеленую массу.

Структурно-агрегатный состав. Результаты исследований показали, что стабильное улучшение агрегатного состава почвы в слое 0-20 см. '(сухое просеивание) отмечалось лишь под многолетними травами. Коэффициент оструктуренности под многолетними травами составил 5.1, под 1 яровой смесью - 4.4, 2 яровой смесью и 3 яровой смесью - 4.7. Озимые многокомпонентные смеси уступали по этому показателю яровым (3.3-3,6). Под кукурузой почва имела наименьший коэффициент оструктуренности -2.7). Выращивание уплотнительных и поукосных культур повышала степень оструктуренности почвы.

За период проведения с весны.1993 до весны 1995 года под многолетними травами количество водопрочных агрегатов повысилось на 7%, причем основной прирост произошел за счет фракции >1 мм.

Вырашивание бессменной кукурузы привело к снижению водопроч-ности структуры почвы с 33.1 до 28.7%.■ Многокомпонентные смеси без использования сидератов не оказывали существенного влияния на во-допрочность структуры. ■

Использование поукосных сидератов позволило повысить содержание водопрочных агрегатов под 1 яровой многокомпонентной смесью на 1.9%, под второй яровой многокомпонентной смесью на 2.9%, на озимых смесях на 1.6-2.2%.

Отмечена тенденция более быстрого увеличения количества водопрочных агрегатов >1 мм при использовании уплотнительных культур (1 яровая многокомпонентная смесь с 9.2% в 1993 году до 10.6% в 1995 году, 2 озимая многокомпонентная смесь с 9.0% в 1993 году до 10.4% в 1995 году) и агрегатов 0.25 мм при использовании поукосных культур (например, 2 яровая многокомпонентная смесь с 23.7% в 1993 году до 26.0% в 1995 году).

Глава 5. Изменение питательного режима почв склонов в зависимости от выращиваемых культур

5.1 Азотный режим почв

При.однолетнем выращивании многокомпонентный смесей, кукурузы на зеленую массу и многолетних трав нами не обнаружено значительных отличий в содержании легкогидролизуемого азота в почве к уборке этих культур в слое 0-40 см. Его содержание в разных вариантах не

- 12 -

быходило из рамок 141-162 мг/кг. .

При двухлетнем бессменном использовании нами отмечено резкое снижение содержания легко-гидролизуемого азота в почЕе под кукурузой до (96 мг/кг). в то время как'под многолетними травами и однолетними смесями подобного явления не наблюдалось.

Количество нитратного азота в почве под кукурузой в целом за вегетацию было на 5-8 мг/кг больше, чем под многокомпонентными смесями. что. мы связываем с более интенсивными процессами минерализации гумуса под кукурузой; .

5.2 Фосфорный режим

При однолетнем выращивании многокомпонентных смесей к 1 уборке под всеми культурами происходит снижение подвижных форм шостора. Вырашивание поуко'сных культур поел? смесей, способствует увеличению содержания в почве-доступных форм этого элемента.

Изучение взаимосвязей между видовым.составом смесей и' количеством .подвижных фосфатов в почве позволило нам получить достоверную корреляцию (г= 0.923 при. Р< 0.01). между массой гречихи в смеси и количеством подвижных форм фосфора в почве. Аналогичная зависимость отмечена между массой донника в смеси многолетних трав и количеством подвижных фосфатов в почве (г= 0.899 при Р< .0.05).

Использование сидератов способствует повышению содержания доступного фосфора в почве на второй год после их'внесения.

5.3 Калийный режим

Нашими#исследованиями установлено, что под. всеми культурами к 1 укосу происходит снижение содержания доступных'форм калия. Наиболее значительное оно ■под • кукурузой и яроБыми многокомпонентными смесями (до 108-11? $н7кг). Наибольшее количество доступного калия к уборке сохраняется под многолетними травами 1 года жизни (152 мг/кг) и озимыми многокомпонентными смесями (120-142 мг/кг)." 1

Ко второму укосу под всеми многокомпонентными смесями и много-, летними.травами наблюдается процесс увеличения количества доступных форм калия, наиболее интенсивный. при использовании поукосных культур. За время их вегетации в почве может накопиться до 54 мг/кг доступного калия по сравнению с состоянием на момент посева.

При двухлетнем бессменном посеве .под всеми .изучаемыми культурами отмечается недостаток- доступного.калия, .особенно острый под кукурузой. На делянках .с использованием сидератов содержание доступного калия в почве было ниже, чем на делянках без сидератов.

- 13 -

Глава 6. Засоренность посевов различи le культур

При изучении засоренности различных вариантов нами установлено, что при, практически, одинаковой сухой массе сорняков в начальный период развития по суше трех лет среди яровых культур к первому укосу наименее засорена 2 яровая многокомпонентная смесь 46 г/м2, наиболее сильно - многолетние травы и третья яровая смесь 185 г/м2 и 153 г/м2 соответственно.

Засоренность посевов в целом по опыту в сильной степени зависела (от складывающихся погодных условий и возделываемой культуры. Менее всего погодные условия влияли на засоренность посевов 2 яровой смеси. Не зависимо от влагообеспеченности года она"активно подавляла сорняки и их масса в посевах составляла 38-58 г/м2, причем в более влажные годы она подавляла сорняки сильнее, чем в сухие. У всех остальных смесей и многолетних трав отмечена более сильная засоренность во влажные годы, чем в засушливые.

Количество сорняков и их масса в посевах кукурузы зависели в основном от качества междурядных обработок в период вегетации и составляло в различные годы, соответственно, 13-50 шт/м2 и 2-39 г/м2. Причем в условиях 1995 года нами не Еылвлено математически доказанных различий в сухой массе сорняков посевах кукурузы и 2 яровой смеси, а в условиях 1994 года - между кукурузой и озимыми многокомпонентными смесями.

В посевах различных культур отмечены различия не только по обилию сорняков, но и их видовому.составу. Не отмечено значительного влияния многокомпонентных смесей и кукурузы на развитие осота желтого (Sonchus oleraceus) и осота розового (Cirsium arvense). На оснований трехлетних данных в целом по опыту нами выявлена отрицательная корреляция средней силы . между количеством компонентов в смеси и количеством видов сорняков в посевах к уборке (г=-0.621 ,± 0.12). - •

Глава 7. Урожайность и качество продукщш кукуруза, многолеткж трав и различных многокомпонентных смесей при Еура^дзашп! ixz

на склонял

7.1 Урожайность и устойчивость производства кормов

Урожайность сельскохозяйственных культур является основным показателем, характеризующим плодородие почв в зависимости от выращиваемых культур (табл 7.1).

7.1 Урожайность сена многокомпонентных смесей и трав 1 года жизни

в 1993-1995 гг, т/га

N Варианты 1993 1994 1995 В ср. 19931995г. В ср. 19941995г.

1 Кукуруза на

зеленую массу 4.9 10.6 6.2 7.2 8.4

2 1 яровая смесь

1 укос 6.0 8.9 3.7 6.2 6.3

2 укос 1.7 3.9 '1.9 2.1 2.4

Всего 7.7 12.8 . 5.6 8.7' 9.2

3 2 яровая смесь

1'укос 6.6 5.7 4.5 5.6 5.1

2 укос . 3.6 0.0 1".1 1.6 0.6.

Всего 10.2 5.7 5.6 . 7.2 5.7

4 3 яровая смесь

1 укос 6.5 5.4 4.8 5.6 5.1

2 укос 0.6 0.0 0.0 0.2 0.0

Всего 7.1 5.4 • 4.8 5.8 5.1

5 1 озимая смесь

1 укос 6.8 2.9 4.9

2 укос 2.6 1.7 2.1

Всего 9.4 4.6 7.0

6 2 озимая смесь

1 укос 6.3 2.8 4.5

2 укос 3.6 0.0 1.8

Всего ' 9.9 2.8 6.3

7 Многолетние тр.

1 года жизни

1 укос 3.8 6.7 3.5 4.7 5.1

2 укос 3.2 0.0 . . 2.0 1.8 1.0

Всего 7.0 6.7 5.6 6.4 6.1

НСР 05 1.укос :о.4 0.9 0.6

2 укос 0.4 0.7 0.4

Всего 0.7 1.1 0.6

Максимальная урожайность сена в среднем за 1993-1995 гг. получена при использовании 1 яровой смеси с ушготнительными культурами

- 15 - -

и составила 8.7 т/га, что значительно вше урожайности многолетних трав за 2 укоса и кукурузы на зеленую массу, которая составила, соответственно, 6.4 и 7.2 т/га. .

Вторая яровая смесь с поукосными культурами, имея в среднем за три года урожайность сена равной урожайности кукурузы на зеленую массу (7.2 т/га), превосходила многолетние травы Первого года жизни за 2 укоса на 0.6 т/га.

В среднем за 1994-1995 годы озимые смеси по урожайности сена значительно уступали первой яровой смеси за 2 укоса и кукурузе на зеленую массу, но превосходили все остальные культуры.

7.2 Качество продукции ■ ' •

Результаты исследований химического состава кормов, многокомпонентных смесей многолетних трав, многокомпонентных смесей озимых и яровых культур и кукурузы на зеленую массу показал, что все изучаемые многокомпонентные смеси по сбору большинства элементов питания в среднем за 1993-1995. гг превосходили кукурузу на зеленую массу не смотря на то, что уступали ее в урожайности зеленой массы основных культур (тайл7.2). ' * '

Наибольший сбор- кормовых единиц в среднем за 1993-1995 гг в гумме за два укоса обеспечила 1 яровая ".' смесь с уплотнит ель ными культурами, что составило 7.4 т/га. Это на 2.3 т/га больше, чем при использовании многолетних трав и на 2.1 т/га больше, чем при ис-тальзовании кукурузы на зеленую массу. Озимые смеси с уплотнитель-гами и поукосными культурами в среднем за -1994-1995 гг по сбору сормовых единиц уступали'кукурузе на 0.2 - 0.5 т/га, но превосходим многолетние травы. 1 года жизни.за 2 укоса на 0.5-0.8 т/га.

Кукуруза на зеленую массу; не смотря на высокий сбор кормовых ■диниц имела наименьшую обеспеченность кормовой единицы.переваримым ротеином (53-56.г). Наибольшая обеспеченность кормовой единицы в аших исследованиях имела место при использовании многолетних трав составила в среднем за два укоса 140-142 г).

Однако, если учесть, что оптимальной является обеспеченность ормовой единицы переваримым протеином равная 105 -110 г, то видно, го многокомпонентные смеси обеспечивают наиболее благоприятное со-гноаеняе белка и кормовых единиц (103-136 г на 1 кормовую единицу первом укосе). Это позволит более рационально попользовать корма животноводстве.' .

- 16 -

7.2 Сбор основных элементов питания при выращивании различных культур в 1993-1995 гг

Варианты

опыта

Сбор перевар, протеина,кг/га

Сбор кормовых единиц, т/га

Обеспеченность корм.' ед переваримым протеином, г

1993- 1994-"'Эбг 1995г

1993- 19941995г 1995г

1993- 1994-' 1995г 1995г

зеленую массу 281.9 -328.4 . 5.3 5.8 53 56

1 яровая 1 укос 523.3 552.5 5.1 . 5-1 103 ' 108

смесь 2 укос 191.8 199.1 2.3 2.7 84 •74

Всего.715.1 751.7 7.4 7.8 . 97' 96

2 ярозая 1 укос 592.5 492.7 4.4 4.1 136 121

смесь 2 укос 123.4 48.9 ; 1.2 0.4 102 114

Всего 716.0. 541.6 5.6 ' 4.4 129 121

3 яровая 1 укос 445.4 467.4 4.2 4.0 106 118

смесь 2 укос 17.0 0.0 0.2 0.0 108 0

Всего 462.5 467.4 4.4 4.0 106 118

1 озимая 1 укос — .550.6 г-— 4.0 138

смесь 2 укоо. -- 162.6 1.6 101

. Всего 713.2 5.6 127

2 озимая 1 укос 534.2 : 3.9 136

смесь С<2 укос — 133.8 ' -— 1.4 98

Всего —•' 668.0 5.3 — . 126

Многолет- - 1 укос 498.4 515.2 3.6 3.9 137 132

ние травы 2 укос 225Л 152.6 1.4 0.9 156 175

Всего 723.6 667.8 5.1 4.8 ' 142 140

Глава 8. Биоэнергетическая оценка выращивания кормовых культур на сыктш почвах

Результаты расчетов показали, что наименьшие затраты совокупной энергии имели место при выращивании многолетних трав и составили за 1 укос 9548 ВДж/га и за 2 укоса - 13534 ВДж/га. Кукуруза на зеленую массу , ^превосходя по затратам энергии многолетние травы на 2938 ВДж/га и третью яровую смесь на 1106 ВДж/га, имела их меньшими по сравнению первой и;второй многокомпонентными смесями. Наибольшие затраты совокупной энергии отмечены при выращивании 2 яровой смеси с поукосными культурами (31134 ВДж/га) и связаны с дополнительными затратами по посеву поукосных смесей (табл. 8.1).

8.1 Биоэнергетическая эффективность производства кормов в среднем за 1993-1995 гг

Показатели Кукуруза на зеленую массу Первая яровая смесь Вторая яровая смесь Третья яровая смесь Многолетние траЕы 1 года жизни

1. Затраты сово- 1 укос 19619 18151 17525 9548

купной энергии 2 укос —■ 3707 12984 1391 3986

на 1 га, МДж Всего 20022 23326 31134 18916 13534

2. Выход с 1 га:

валовой энергии, 1 укос 98521 ' 88688 85881 71905

Щж 2 укос- — - 34255 22176 2459 27033

Всего 92276 "132776 110864 88340 98938

обменной энергии 1 укос — 51231 47005 46376 36672

Щж 2 укос . ---- 18155 11753 1278 14598

Всего 51674 69386 58758 47654 51269

3. Энергетический 1 укос — 5.02 4.89 '4.90 7.53

коэффициент 2 укос — 9.24 1.71 1.77 6.78

Всего 4.61 . 5.69 3.56 4.67 7.31-

4. Коэффициент 1 укос — 2.61 2.59 2.65 3.84

энергетической 2 укос " 4.90 0.91- 0.92 3.66

эффективности Всего - 2.58 - 2.97 1.89 2.52 3.79.

5. Приращение 1 укос 78903 70537 68356 62357

валовой энергии 2 укос- . 30548 9192 1068 23047

ВДж/га ■ Всего 72254 109451 79730 69424 85404

По сбору обменной энергии 1 и 2 многокомпонентные смеси за два укоса превосходили и кукурузу, на. зеленую массу и многолетние травы .1 года жизни, соответственно, на .7084-17712 и 7489-18117 МФк/га.

Наиболее: высокий энергетический коэффициент. (7.53 за 1 укос и 7.31 за 2 укоса) был при возделывании многолетних трав.• Самый низкий (3.56 за 2 укоса) - при.возделывании поукосных культур после 2 яровой многокомпонентной смеси.

Самым низким коэффициент • энергетической эффективности среди многокомпонентных смесей был при выращивании 2 яровой смеси с поу-косными культурами (2.59 при одноукосном использовании и 1.89 - при двуукосном), что объясняется высокими затратами на подготовку почвы под посев и посев поукосных культур, при низкой.урожайности в засушливые годы. Кукуруза по величине коэффициента'энергетической эффективности уступала всем.многокомпонетным смесям при их одноукос-

ном использовании, а первой яровой многокомпонентной смеси и многолетним травам и за два укоса .

По приращению валовой энергии все изучаемые многокомпонентные смеси за 2 укоса за исключением 3 яровой смеси превосходили кукурузу на зеленую массу с ее приращением энергии равным 72254 Щж/га на 7476 - 37197 ВДж/Та.

Анализ структуры затрат совокупной энергии показал, что при возделывании кукурузы на зеленую массу, наибольший процент (79.4%) занимает энергия жидкого топлива, которое является невозобновимым природным ресурсом. В тоже время, жидкое топливо в структуре затрат совокупной'энергии многокомпонентных смесей за 2 укоса в зависимости от варианта занимает 46.7-62.6%.

Таким- образом, использование многокомпонентных смесей способствует экономии невозобновимых' природных ресурсов в большей степени чем кукуруза. Если учесть почвозащитное влияние многокомпонентных смесей и возможность обеспечения под ними бездефицитного баланса гумуса без использования удобрений, то становится очевидным более предпочтительное их использование на склонах.

- ' ВЫВОДЫ _ ; '

1. За вегетационный ' период . в среднем за 3 года- наблюдений в слое почвы 0-40 см количество растительных остатков накапливалось под многокомпонентными смесями, многолетних трав - 7.05' т/га, под яровыми и озимыми многокомпонентными смесями - от 2.20 до 3.27 т/га, меньше всего растительной массы почве оставляла кукуруза на зеленую массу -1.75 т/га.

При этом наибольшее накопление питательных веществ в растительных остатках также отмечено' под многолетними травами - 129 кг/га азота, 22- фосфора (Р2О5), 106 калия'(К2О) и 58 - кальция. Лучшая из однолетних многокомпонентных трав (2 яровая см^сь) соответственно, 52-, 11, 67 и 25 кг/га. Наименьшее количество питательных веществ в растительных остатках наблюдалось под кукурузой, соответственно, 20, 3, 19. и 5 кг/га.

Сидеральные культуры позволяли дополнительно внести от 10.7 до 51.7 кг/га азота, 1.8-7.1 - фосфора, 17.9-68.0 - калия и 9.6-38.1 - кальция.

2. В течение года разложение растительных остатков в почве было более интенсивным под однолетними и многолетними многокомпонентными смесями и составляло 47.2-59.8 X, в то время как под кукурузой этот показатель был'равен всего лишь 31%. .

Дефицит гумуса под кукурузой, на зеленую массу составил 1424 кг/га. Устойчивый положительный баланс гумуса отмечен под многолетними травами я всеми однолетними многокомпонентными смесями с использованием сидеральных культур - от 340 до 1224 кг/га.

Использование многокомпонентных смесей с поукосными и уплотни-тельными культурами способствовало дополнительному поступлению в почву органического вещества эквивалентного 1.4-7.4 т/га подстилочного навоза.

3. За период исследований плотность почвы под различными культурами была в оптимальных пределах и изменялась незначительно -1.17-1.20 г/см3. •.•''.••

Многокомпонентные смеси оказывали положительное влияние на структуру почвы. Коэффициент оструктуренности под яровыми многокомпонентными смесями составил Ът 4.4 до 4.8, озимыми -.3.3- 3.6, под многолетними травами - 5.1-5,3,. в то время, как под кукурузой только 2.7-3.1. ,

Многолетние травы способствовали увеличению количества водопрочных агрегатов на 7%, кукуруза снижала их содержание на 4.4%, однолетние смеси 'занимали промежуточное положение. :

4. Влажность почвы к уборке в сильной степени зависит от коэффициента водопотреблёния культур, который в свою очередь зависит от состава выращиваемых смесей. Наибольшее потребление воды отмечено под многолетними травамикукуруза на зеленую массу расходует воду экономнее всех изучаемых.смесей. Озимые смеси на единицу сухой массы используют большее количество влаги, чем яровые.

Для выращивания. 'уплотнительных и поукосных культур наибольшее значение имеет наличие продуктивной влаги,в пахотном слое во второй половине лёта, которое целиком зависит 6т выпадающих в этот период осадков. Уплотнительные культуры значительно меньше зависят от количества осадков "в период вегетации и лучше используют влагу более глубоких слоев почвы, чем noyкосные. .

5. При однолетнем выращивании.различных культур не отмечено значительной разницы в содержании доступных форм азота в почве, на содержание подвижных форм фосфора в почве многокомпонентные смеси оказывают положительное влияние. Наиболее существенной является проблема обеспечения почв калием при выращивании кукурузы и многолетних трав. ...

6. Максимальная урожайность сена в среднем за три года получена при использовании первой яровой многокомпонентной смеси суп-лотнительными культурами.«'составила 8.7 т/га.

Многокомпонентные смеси значительно превосходили кукурузу на

зеленую массу по обеспеченности кормовой единицы переваримым протеином. Таким образом, при использовании многокомпонентных смесей для снабжения животноводства обеспеченные:; по белку .кормами понадобится меньше зеленой массы, чем при использовании кукурузы.

7. Использование многокомпонентных смёсей на склонах выгодно как с энергетической, так и с экологической точки зрения, поскольку их выращивание способствует экономии невозобновимых природных' ресурсов (в первую очередь жидкого топлива) в большей степени, чем кукуруза, а также повышению плодородия почв.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На смытых почвах склонов Юго-Западной части Центрально-Черноземной зоны в условиях ландшафтных систем земледелия наилучшим средством повышения их плодородия при отсутствии органических и минеральных удобрений являются многокомпонентные смеси многолетних трав, включающие: люцерна,- донник, клевер, эспарцет, кострец б/о.

2. Выращивание многокомпонентных яровых смесей в составе: горох зерновой, горох кормовой, овёс .суданская трава, эспарцет, донник, кострец б/о и вика яровая, вика мохнатая,1 гречиха, подсолнечник, суданка, овес с использованием поукосных и уплотнительных культур в сравнении с кукурузой на зеленую массу повышает плодородие почвы и позволяет получить корма, более высокого качества.

По матаркаааы диссертации опубликованы следующне работы:

1. Многокомпонентные смеси при выращивании их на склоновых зем-лях//Материалы межвузовской конференции: Земледелие и растениеводство. Селекция и семеноводство.- Белгород: Изд.-ство БГСХА, 1995.-С.51-52. .; .

2. Урожайность и качество продукции многокомпонентных- смесей при выращивании их на склонах Белгородской области//Повышение эффективности агропромышленного производства в условиях современных форм хозяйствования. (Тезисы докладов международной научно-практической конференции молодых ученых.и специалистов. Часть 2).- Воронеж: ВГАУ им. Глинки, 1995.- С.46-47.

3. Водный резким почв под различными многокомпонентными смесями/Земельные ресурсы Украины: рекультивация, рациональное использование и охрана: Материалы международной конференции, посвященной 90-летию со дня рождения профессора Н.Е.Бекаревича Днепропетровск: Днепропетр. гос. агр.: ун-т,. 1996.- С.171-172 (в соавторстве).

4. Рациональное использование, склоновых земель//3емледелие- 1996.-

N2.- С.4-6 (в соавторстве).

5. Влияние многокомпонентных смесей и сидеральных культур на плодородие эродированных почв//Стабилиэация развития АПК Центрального Черноземья на основе рационального использования природно-ресурсного потенциала (Тезисы докладов научно-практической конференции, посвященной 150-летию со дня рождения В.В. Докучаева,- Воронеж: ВГАУ им. Глинки, 1996.- С.113-115 (в соавторстве).

6. Влияние многокомпонентных смесей на плодородие и водный режим эродированных почв//Грунти Укра1ни: еколог!я, еволюЩя, систематика, окультурення, овднка, мон1торинг, географ!я, використання. (Те-з!Гдопов1дей на конфренцН, присвячен1й 50-р1ччию факультеру агро-х1м!1 та грунтознавства. Червень 1996 р.) Харк1в: ХДАУ 1м,- В.В. Докучаева, 1996.- С. 44-45.(в соавторстве).

26.0В, 96г. Заказ 423. Тирах 100 экз. Отпечатано на ротапринте. Белгородского ЛЖИ.