Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЫЯВЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ И УРОВНЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ПАСТБИЩНЫХ ТРАВОСТОЕВ НА ЧЕРНО3ЕМНО-ЛУГОВЫХ ПОЧВАХ ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ВАК РФ 06.01.12, Кормопроизводство и луговодство

Автореферат диссертации по теме "ВЫЯВЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ И УРОВНЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ПАСТБИЩНЫХ ТРАВОСТОЕВ НА ЧЕРНО3ЕМНО-ЛУГОВЫХ ПОЧВАХ ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТИ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

ВЫЯВЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ И УРОВНЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ПАСТБИЩНЫХ ТРАВОСТОЕВ НА ЧЕРНОЗЕМНО-ЛУГОВЫХ ПОЧВАХ ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Платон Платонович ДОБЛО

(Специальность 06.01.12 — луговодство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА— 1978

Лига/ и и— Орсшеш>*4

Диссертация .выполнена яа кафедре луговодства Московской ордена Ленина и ордена Трудового .Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — заслуженный- деятель науки и техники РСФСР, доктор с.-х. наук, лауреат Государственной премии СССР, академик ВАСХНИЛ Н. Г. Андреев:

Официальные оппоненты: доктор биологических наук К. А. Куркии и -кандидат <наук. Д. В. Якушев.

(Ведущее предприятие — Тамбовское областное управление сельского хозяйства, - ■ , ■

Защита диссертации состоится « (О » 978 года

в [& час. на -заседании специализированного Совета К-120.35.03 в Московской брдена Ленина и "Ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева. ■ ' ■

Адрес: 127550, Москва, Тимирязевская ул., 49. Сектор защиты диссертации ТСХА.

С диосертацией можно ознакомиться в ЦНБ (10-й корпус.). ТСХА. ■ -

Автореферат разослал « ¿с. » 197£ г.

Ученый секретарь специализированного Совета доцент Н. К. Торянская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. работы. В решениях XXV съезда КПСС большое значение уделяется вопросам создания прочной кормовой .базы для животноводства.

Уделяя большое вшшамие расширению площадей- под культурные пастбища и осуществляя меры сто повышению их продуктивности, орошение и удобрения, признаны действенно верными и надежными звеньям« в интенсификации кормопроизводства.

■ Широкое развитие орошаемого.луговодства.ставит задачу рационального использования- водных ресурсов и предполагает получение высоких урожаев за счет оптимального, сочетания- влагообеспечения и минерального- питания.- Поэтому проблема применения поливного режима дифференцированного в зависимости от норм вносимых удобрений выдвигается в число наиболее актуальных.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей диссертационной работы состояла в выявлении оптимальных соответствий между режимами увлажнения и уровнями минерального питания, обеспечивающими высокуюпродуктивность-пастбищно-го травостоя при наибольшем экономическом эффекте. Основными задачами исследования являлись: проследить за изменением влажности почвы, ее пищевого режима, уровнем поч-венно-грунтовых вод; выявить особенности формирования травостоя; определить влияние удобрений на продуктивность и питательную ценность пастбищных трав и степень использования их растениями; установить зависимость концентрации клеточного сока трав от влажности почвы; провести экономическую оценку применяемых приемов.

Научная новизна исследований заключалась в установлении оптимального режима орошения и уровня минерального питания пастбищных травостоев на черноземно-луговых почвах Тамбовской области;: применении норм удобрений, рассчитанных на планируемый урожай; проведении комплекса исследований и балансовых расчетов, позволивших установить более продуктивное использование поливной воды и эле-

ментов питания; установлении возможности полива по концентрации клеточного сока растений; применении математических методов анализа с применением ЭВМ.

Практическая ценность и апробация работы

Результаты исследовании, апробирова-иные в учхозе им. М, И. Калинина Тамбовской области и опубликованные в печати, позволяют установить наиболее рациональный поливной режим пастбищных травостоев в условиях поймы на почвах, подверженных .влиянию .почвенно-трунтавых вод.

Объем работы. Диссертация изложена на 140 страницах, содержит таблиц 52, рисунков 12 и состоит из введения и VII глав, общих выводов, рекомендаций, производству, библиографических названий (русских — 273, иностранных авторов — 32, приложений из 51 таблицы).

Условия и методика проведения исследований

Экспериментальная работа .выполнена в 1971 —1973 тт. в учебном хозяйстве им. М. И. Калинина ТСХА Тамбовской области. Опытный участок располагался в одном из загонов культурного пастбища, созданном на кратковременно затопляемой пойме р. Польный Воронеж. Травостой (третьего года использования) в основном состоял из овсяницы луговой (Festuca pratensis Н.)—67,0%,ежи сборной (Dactylis glome-rata L.)—2,0%, тимофеевки луговой (Phleum pratense) — 19,2%, клевера красного (Trifolium pratense)—6,0%, люцерны синей (Medicago sativa) — 1,5%.

Способ использования травостоя до закладки опыта был сенокоаио-пастбищный, во время проведения опыта — пастбищный.

Почва опытного участка черноземно-луговая, выщелоченная, среднесугл иниста я. В слое почвы О—40 см содержание гумуса 4,53%, pH — 6,5, общего азота 0,25%,содержание P2Os (по Чирикову) — 7,53, К2О {по Масловой) — 13,39 мг на 100 г почвы.

Почва в,Слое 0—40 см имела рыхлое сложение (объемный вес 1,21 г/см3), ППВ —32,07% (1551 м3/га)„ ВЗ — 12,02%', скважность — 50,53%, ДАВ — 970 м3/га.,

Изучались пять режимов увлажнения-почвы: I — без орошения; II —-полив проводился лри снижении влажности почвы в расчетном слое до 60% от ППВ; III — до 70%[ от ППВ; IV —до 80% от ППВ; V —до 90% от ППВ.

На фоне указанных, режимов увлажнения исследовались уровни минерального питания:, 1 —контроль,(без удобрений),.

2— РбсгКм, 3 — NiMPeoKaot 4— NisoPaoKiso. 5— Ni«P]2oKisc, G— NaooPisoKiso» 7 — ¡^збоР^Кгза» 8 — N«oPaioK;ao* Нормы удобрений были рассчитаны на получение урожайности сухой массы 50, 100, 150 ц/га. Площадь опытной делянки 75 м1, повторность опыта четырехкратная, размещение вариантов рендомизнрованное. Фосфорно-калийные удобрения вноснли весной и осенью в половинной дозе, азотные — 5 раз за вегетацию равнымн долями.

Полив проводился короткаструйной дожлезальвой установкой КДУ-55М. Все наблюдения и анализы проводили по общепринятым методикам, концентрацию клеточного сока — лабораторным (РПЛ-3) и полевым рефрактометрами. Статистическую обработку урожайных данных и корреляционный анализ проводили на ЭВМ «Напрн-2» с использованием методики Б. А. Доспехова, 1973. Погодные условия 1971 года бы-.неблагоприятными для роста трав и близкими к средней многолетней норме.

Пастбищный период 1972 года был о строз а су ш л t ш ш'г. 1973 год по сумме осадков можно отнести к влажному, с превышением средней многолетней нормы на 97,1 мм.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Некоторые характеристики пастбищного - фитоценоза

Высота трав. Вголы прозедения опыта проводились наблюдения за ростом пастбищных трав как в полевых условиях, так и в условиях вегетационного опыта. Наиболее интенсивное отрастание наблюдалось при Ш и IV режимах орошения^ При недостаточном увлажнении (режим И) высота растений , была в 1,5—2,5 раза ниже, чем при IV—V режимах.

Внесение азотных удобрений при орошении ускоряло отрастание пастбищных, трав в 2—2,5 раза по сравнению с контролем без удобрений. Высота растений при внесении 240—300 кг/га азота составляла 25—38 см, дальнейшее увеличение дозы удобрений до 420 кг/га способствовало увеличению высоты растений только при IV и V режимзх орошения.

Плотность травостоя. Пастбищным травостоям свойственна большая густота растений.

Большое влияние на изменение плотности травостоя оказали режимы орошения. При режиме без орошения {реж. I) н недостаточном орошении (реж, II) травостой был изрежен-ным. Особенно отрицательное влияние на побегооб-

разоваиие трап оказала летняя засуха 1972 года. За вегетационный период этого года густота стояния трдв уменьшилась з 1,3—2,7 раза. Основная часть погибших растений приходилась на тимофеевку луговую, ежу сборную и бобовые. Если весной 1971 года в среднем на 1 м' приходилось 1020 п об егоз, то к осени 1973 года плотность травостоя составила 475— 632 шт/.ч2. С увеличением уровня увлажнения плотность травостоя увеличивалась с 852—Н97 шт/м2 {реж. II) до 1214— 2003 побегов/м2 (реж. IV).

Наилучшие условия для развития трав были созданы при III н IV режимах увлажнения. К концу вегетации 1973 года плотность травостоя увеличилась на 2, 4 и 5 вариантах (реж. IV) в 1,5—2 раза и составила 1500, 1470 и 1714 побегов на I мг.

Избыточное орошение (реж. V) затрудняло побегообразование трав вследствие плохих условий аэрации и слабой перезимовки.

Вносимые дозы удобрений способствовали также изменению соотношения ботанических групп н видов многолетних трав. Так, на вариантах без удобрений и PK {вар. 1 — 2) плотность травостоя увеличивалась за счет разрастания бобовых и в особенности клевера красного. За годы исследований количество побегов клевера красного и клевера белого узеличмлось в 2—9 раз, люцерны синей—1,5—5 раз. Общее количество побегов па этих вариантах увеличилось в зависимости от уровня увлажнения от 757—1226 побег/м* в 1971 году до 1030—1497 побег/мг в 1973 году.

На вариантах с полным минеральным питанием плотность травостоя увеличивалась за счет разрастания злаковых— овсяннцы луговой, тимофеевки луговой, а иа высоких дозах азота и ежи сборной. Так, если весной 1971 года количество побегов овсяницы луговой (вар. 5, IV реж.) составило 858, тимофеевки луговой — 75, ежи сборной — 35 побе-гов/мг, то осенью 1973 года уже 1413, 183, 107 побегов/мг.

Микробиологическая активность почвы культурного пастбища. Время н объем поступления в круговорот питательных веществ, зависят от процессов минерализации, происходящих в почве.

Результаты исследований говорят о том, что режимы орошения'коревным образом преображают течение биологических процессов в почве. Наиболее интенсивное разложение клетчатки отмечено при III и IV режимах увлажнения. Отсутствие запасов продуктивной влаги при I режиме (без полива) в lVnVmiMax стравливания 1971 г. и в III, IV н V циклах стравливания 1972 г. вызвало прекращение микробиологических

процессов, Наличие избытка влаги в 1973 году при V режиме орошения снизило активность в 1,5—2 раза по сравнению с III и IV режимами. Повышение влажности почвы до 80% ППВ (IV режим) усилило разложение клетчатки от 7,2—11,1% в 1971 г., до 11,8—29,2% в 1972 roiy. Наибольшая активность микрофлоры была в верхнем 0—10 см слое почвы, с глубиной она снижалась. Так в 1972 году (реж. IV) биологическая активность почвы в этом слое составила 38,7—62,2%, в то орем я как в слое 20—30 см только 7,3— 23,1%.

Существенное -влияние на активность целлюлозоразлага-ющих бактерии в почве оказыааш! дозы удобрений. Внесение (небольших доз ¡минеральных удобрении (aap. 2, 3) стимулировали, а внесение повышенных доз (вар. 5—8), наоборот, снижали aiKTi явность иелл юлозор а зл а г а ю ш н х микроорганизмов. Особенно резкое снижение наблюдалось етри I режиме — без орошения и II режиме (недостаточного узлажнення).

Между стеленью разложения льняной ткани и -влажностью почяы выя:злен-а прямая корреляционная связь. В среднем за три года исследований корреляционная зависимость изменялась ог слабой (R = 0,260, y = 0,030Xt + 9,943) при I режиме до тесной (R = 0,720, У = 0,125X1+5,085) при IV режиме.

Другим показателем, характеризующим биологическую активность почвы, является количество микроорганизмов в почве. Исследования показали, что с изменением водного п пищевого режима почвы происходят довольно существенные изменения числа микроорганизмов различных физиологических групп.

Лктнпомииеты, широко представленные * в почве (752— 1579 тыс. на 1 г почвы), принимали активное участие в процессах превращения органического вещества, разлагая наиболее труднопорол изуемые формы. Высокое их содержание, даже при режиме без орошения и варианте без удобрений (1014 тыс. на 1 г почвы) свидетельствует об их слабой требовательности к влаге « почвенному плодородию.

Бактерии — тарификаторы лучше всего развивались при уровнях увлажнения 70—80% ППВ. Их количество при IV режиме (вар. 3) насчитывалось более 92 тыс. на I г почвы, в то время как при I режиме только — 65 тыс. на 1 г почвы. При увеличении влажности почвы до 90—100% ППВ деятельность тарификаторов также подавлялась (54.тыс. на 1 г почвы).

Если грибы продолжали хорошо развиваться даже при влажности 90—100% ПП.В, то аэробные иелл юлозоразл ara-ющне н азотофнксирующ'не бактерии максимальную актив-

иость (74; 56 тыс. на 1 г. почвы) имели при оптимальном уровне увлажнения (реж. IV) и среднем уровне минерального питания (взр. 3).

Режимы орошения способствуют усилению дыхания почвы. Так, если при I режиме количество выделившегося ОСЬ составило 2—5 мг, то при III—IV режимах уже 6—12 мг на 100 г сухой почвы. По мере понижения влажности, дыхание почвы снижалось.

Максимальное ¡количество СО2 выделяется из слоя 0— 10 см, что объясняется бурным развитием растений, наличием основной массы корней, усилением деятельности аэробной микрофлоры л нитрифицирующих бактерий.

Запасы, корневой.массы н ее распределение определялись а слое почвы 0—30 см по горизонтам через 10 см. Результаты исследований показали, что корневая масса многолетних трав но всем вариантам опыта да годы исследований увеличивалась. Так, если при I режиме запасы корневой массы в 1972 году составили 41,6—75,3 ц/га, то при II режиме уже 58,7— 93,7 ц/га, при III режиме 88,9—И8,0; при IV режиме 86,0— 125,6 и при V режиме 83,1—118,4 ц/га воздушно-сухой массы. Слабое развитие корневой ¡массы при I и II режимал обусловлено недостатком влаги, а сравнительно высокий процент корневой массы при I режиме объясняется лалнчием большого количества разнотравных растений.

Большую роль в стимуляции роста корневой системы пастбищных растений оказали минеральные удобрения. Увеличение веса корней наблюдалось при возрастании доз азота до 240—300 кг/га (.вар, 5. 6). При дальнейшем увеличении уровня минерального питания, даже npnt -высоком водообес-печенин, различия в накоплении корневой массы были незначительные.

Обща-я тенденция, которая наблюдалась в накоплении корневой массы, это увеличение массы корней в верхнем 0— 10 см слое почвы с увеличением режима увлажнения и уровня минерального питания. При недостаточном увлажнении (I и II режи,мы) происходит углубление корневой системы, а следовательно, и накопление корневой массы в более глубоких слоях почвы.

Листоваяповерхность травостоя находилась в прямой зависимости от режима увлажнения и уровня минерального питания; Улучшение этих условий способствовало увеличению листового индекса в 2—5 раз. Причем, это увеличение достигало своей »максимальной величины -при дозе N240— 300 Iкг/га. дальнейшее увеличение уровня минерального пнта-- кия N360—420 кг/га и режима увлажнения, свыше 80% от

ППВ не способствовало существенному увеличению площади листьев, или было несколько ниже, вследствие изреженности и изменения ботанического состава тразостоя. Максимальная площадь листьев (4,72—5,66 м'/м1) отмечена при IV режиме орошения (вар. 2, 5, 6). Увеличение листового индекса на 2 вар. объясняется наличием большого процента бобовых (вар. 2), а на вар. 5, 6 — увеличением плотности и урожайности злаковых видов. *

Водный режим почвы

Заданные режимы увлажнения поддерживались, исходя из .влажности почвы в слое 0—40 см.

Поскольку, исследования проводились на участке с сравнительно близким залеганием почвенио-груитовых вод, то нами было предусмотрено проведение наблюдений за их уровнем, а также проведение ряда лизиметрических наблюдений по изучению миграции питательных веществ и осуществление водобалансовых: расчетов, по использованию поливной води луго пастбищным и растениями.

В среднем за три года исследований грунтовые воды стабилизировались на глубине 1,3—2,4 м, а капиллярная кайма (прерывалась на глубине 0,7—1,1 м. Интенсивность понижения уровня грунтовых вод (УГВ) зависела от количества и частоты выпадения осадков и имело место от .весны к осени.

О влиянии погоды на влажность почвы можно судить, рассматривая ее динамику при режиме без орошения. В 1971 тоду выпало за вегеташию 234 мм осадков, но лишь до первой декады мая влажность почвы была в пределах 90% ог ППВ. Сильная засуха.в 1972 году снижала влагозапасы почвы до ВЗ. Во влажном 1973 году запасы влаги в почве часто находились в -пределах оптимальных границ.

Хотя в метровом слое содержалось большое количество влаги (450—500 мм) однако это не могло характеризовать обеспеченность трав водой, потому, что наибольшему иссушению подвергался слой почвы 0—20 см. В слое 60—100 см влажность почвы почти всегда была близка к ППВ.

Для поддержания влажности почвы на уровне не ниже 60% от ППВ (II режим) в 1971 году проведено 4 полива, в 1972 — 5 поливов, а в 1973 т.— 1 полив. При III режиме число поливов составило: в 1971—6, в 1972 — 7, в 1973 — 4, при IV режиме соответственно— 10, 12 и 7 пативов.прн V— i9,25 п 15. -

Водопотребление пастбищных трзв, в значительной степени зависело от погодных условий, режима орошения, уровня грунтовых вод и по годам было различным (таблица 1). Сум-

Тайлица Г

Водопотребленне пастбищных трав (м3/га)

Режимы Израсходовано воды за счет Фильтрация Суммарное-водопо-требление.

запасов влаги из почвы подпиты* вання грунтовых вод осадков поливов *

1972 год

I 2754 230 539 ._ _ 3573

II. 1046 490 №9 2940 - 23 5042

Ш 959 530 589 3290 85- 5283

IV 548 600 589 4220 350 5607

V 610 750 589 5480 600 6829

1973 год »

Г 1057 570 2307 40 3894

II 1048- 720 2107 550 120 4535

Ш 534 1010 2307 1740 320 5271

IV 252 1080 2307 2460 580 5519

V 428 1200 2307 2830 720 6045

Таблица ?

Коэффициенты водопотребления (м3 воды на тонну сухого вещества)

Варианты удобрений:

Режимы I о 3 4 5 С | 7 | 8

В среднем за 1971—1973 годы

1 1549 1282 808 759 676 744 791- —

И 1316 1193 755 658 584 618 667 , —

Ш:. ,1376 122:1 754 618 573 585- 640 —

IV ■ 1616 975 665 583 539 583 571 60»

V 1654г - 1300 910 741 671 700 678' 732

марное водопотребленне в 1972 году составило от 3573 м3/га при I режиме до 6829 при V режиме.

- В 1973 году этот расход был несколько ниже и составил 3894—6045 м3/га. Увеличение уровня увлажнения способствовало росту суммарного водопотребления за счет возрастания количества оросительной воды.

Коэффициенты водопотребления зависели не только от

погодных условий,: но значительной" степевдги от уровней минерального питания (таблица 2) .. Более, высокие коэффициенты водоиотребления:(1654) были отмечены при\контроле без удобрений (вар; 1)..Улучшение условий минерального пи-тания'(вар.5—6)-и орошение.(реж. Ill—IV) снизили коэффициенты водопотребленняв;2—3 и -более раз, .способствовали более продуктивному использованию поливкой воды.

Концентрация клеточного сока (ККС)

Концентрация клеточного сока тесно связана с важнейшими физиологическими процессами и является показателем степени насыщенности клетки водой. В наших исследованиях установлена тесная зависимость влажности почвы (X) с ККС (У) злаков (таблица 3). Корреляционная зависимость оказалась достаточно тесной и наблюдалась прямолинейная обратная связь — чем ниже влажность, тем выше ККС и наоборот (таблица 3).

Т а б л .и ц а 3

Концентрация клеточного сока. (4-й вариант, злаки, 1972 г.)

Даты опре- I режим II режим 111 режим. IV режим V режим

деления ККС ВП ККС ВП ККС ВП ККС ВП ККС ВП

20/VI 4,2 22,1 2,8 23,3 3,2 27,8 3,8 £6.4 2.7 29,0

C0/VI 7,4 17,8 4.2: 21,9 2,6 31,1 2,9 28,1 2,2 33,9

2S/VII 7,8 16,1 5,2 19.5 2,8 30,5 2,4 32,6 2.6 29,3

зо/vir 8,0 15.3 5,2 19,6 — — 2,5 31^3 2.3 33,7

7/VI И 8,2 13,6 5,0 18,1 3.8 22,8 2,5. 31,6 2.4 32,5

co/vm 8.6 12,7 2,7 29,4 ■ы 22,6 2.9 30.1 2,3 30.6

10/IX 8.6 12,7 5,3 19,2 3,6 24,4 3,0 30,0 2,4 - С2,7

15/lX 8.4 2,7- 29.6 3,9" 22,5 2,4 3i,2 2,4 ?2,2

ККС — концентрация клеточного сока, % ВП — влажность почвы в слое 0—40 см, %

Зависимость мзжду указанными величинами выражалась уравнением вида — У■=—0,231X4-9,603 (IV реж. 1972 г.).

Коэффициенты корреляции изменялись от 0,846 при II реж. до 0*984 при IV рсжгче. •

.'"■ Теслал зависимость этой величины с влажностью почвы позволяет использовать RKC для диагностики сроков полива пастбищ. Нижний предел ККС, соответствующий влажности-80% от ППВ, при котором следует проводить полив, соответствует 4,2—4,6%. При этом допустимо отклонение от этой критической величины ККС листьев злаков ллшь на-е-0,5% сухого вещества.

ПРОДУКТИВНОСТЬ ПАСТБИЩНОГО ТРАВОСТОЯ

Сажным критерием хозяйственной оценки лугопастбшц-eiux трав является их урожайность. В своих исследованиях урожайность пастбищных трав мы рассматривали, ка.к результат комплексного влияния режимов орошения, уровней минерального питания, метеорологических условий и ботанического состава травостоя.'

Трехлетнне исследования показали, что режимы орошения и удобрения оказывают значительное влияние на продуктивность культурного пастбища (таблица 4).

Так, даже без орошения, внесение только минеральных удобрений лоззолнло полутать, в среднем за три года от 129,2 до 294,3 и/га зеленой массы пастбищного корма. Внесение фосфорно-калийных удобрений (PeoKso) не дало существенной прибавки урожая (реж. I), а <внесслие полного минерального питания NisoPidKeo повысило урожай в 1,3 раза, NifffPwKiso — в 2,0 раза, а внесение N^oPiioKiso ° Раза сравнению с контролем (вар. 1), Дальнейшее увеличение уровня минерального питания (вар. 6—8) не дало существенной прибавки урожая.

Значительное влияние на продуктивность пастбищного травостоя оказывали режимы орошения. Наибольшей продуктивностью характеризовались варианты При режимах орошения 70, 80 и 90% от ППВ; При I режим г урожай был в 2,0—2,8 раза ниже по сравнению с III и IV режимами и в 1,2 разз меньше чем лри 11 режиме. Высокий уровень увлажнения (V режим) способствовал увеличению урожайности трав только в засушливые периоды -года. Во влажные периоды года продуктивность при этом режиме была даже нлже, вследствие ухудшения условий аэрации и снижения плотности травостоя из-за слабой перезнчозкн.

Более высокие различия в урожаях пастбищного травостоя были достигнуты при сочетании режимов орошения it уровней минерального питания. Урожай состави 129,2 ц/га зеленой маосы, то при внесении М^РдоКцо, N^oPtioKieo « реж. III было уже получено 488,0—543,8 ц/га, а при IV режиме орошения — 550,2—612,5 ц/га зеленой массы.

• ..........Таблица 4

Продуктивность зеленой массынсухого вещества - ■ пастбищного травостоя, ц/га .

о

си.

о

2. 5Б я

а =

* £ С. 9

«

V *

9С а

3£ СЗ '

= ё « Л 3 £ в в

Л о. <-

Зеленая масса

1971

1972

1973

о у

о О я «-

Сухое вещество

1971

1972

1973

<и 5

о» О .

И ь-

V «

И

1

2

3

4

5

6 7

1

2

3

4

5

6 7

1

2

' 3 +

5

6 7

1

2

3

4

5

6

7

8

2

3

4

5

6

7

8

частных средник

НСР<& орошения

удобрений НСР,^ н вэаимод. факторов

III

IV

НСРЛ

ИЗ,О 174,7

269,0

288.7 310,5 236,3 197,2 237,0

271.2

380.0 458,5

488.1

417.3

312.5

235.6

274.2

395.4 485,9

525.5

460.3

370.1

253.2

359.0

484.8

543.6

625.9

503.1 541,5

446.0

265.2

310.8

465.4

533.1

616.3 520,1 549,3

442.9

98.2 115,4 115,4 129,1

170.1 132,9

109.0 176,7 192,7 338,7

372.3 408,7

464.6

457.7

180.4

216.7

368.2

416.6 446,2

491.5

494.2

238.3

297.1 426,9 ФГ5,6

512.8

521.4

530.1

519.7

222.2

268.6 402,6 440,3

483.9 506,2 596,6 528,1

128.4

151.1

294.5

318.3

360.4

337.8 316,3

177.5

195.6 320,3 375,6

457.2

526.9

520.0 186,6 219,9

376.8

513.9

574.1

594.2

562.0 260,5

293.5

426.6

569.1 619.0

589.6

578.7

591.3

163.8

237.9 3:5,9

465.5 5^6,1

541.3

533.4

525.6

129.2 152,4 238,6 257,9

294.3 247,9

237.4

203.3

226.4

356.1

415.0

460.2

510.1 475,4

207.4

244.8

391.5 489.0 5«.8

534.6

557.9

261.7

325.8 461,8

550.2 612,5 597.0 606,0

603.8

225.3

281.7

412.4 498,0

569.9 573,3 589,0

579.8

28,76 34,98

54.86 57,54 61,15 58,04 50,03 46.76

52.87 73,72 87,13 92,13 79,70 65,44

46.42 53,10 76,6* 91,51 68,39 {45,77

69.43 47,50 66,56 89,02 97,25 109,96 87,66 94,43 79,09 48,91 55,54 84,6^ 93,76

105,37 88,61 91.95 76.73,

18.631 20,72 22,03 24,77 32,43 25,00 26,11 36,56 39,51

70.90 77.3$ 83,22 87,26 82,98 37,60 42,49 73,77 81,53 87,29

92.91 93,03 47,63 57,62 85.2Л 90,29 06,4!>

97.68 98,02 £6,33 43,19 49,82 77,81 82,65

88.69 92,75 96,33 95,81

26,14 30,76 60,89 64,81 71,97 68,87 64,47 34,54 37,46 62,22 70,75 81,5« 84,67 82,99 35,34 39,96 69,81

94.42 102,60

103.93 97,20

50.89 52,38 80,61

104,06] 110,66 105,36 103,53

104.94 31,44 40.9!)

47.90 М).79 92,32

93.43 91,94 90,01

24.51

28,82 45,92 49,04 55,18

50.63 46,87 39,28 43,28 68,94 78,42

85.64 83,87 77,13 39,78 45,18 73,42 89,15 95,76 94,55 86,55 35,34 58,85 84,96 97,18

105,68 97,00 98,66 93,45 41,18 49,08 70,13 85,73 95,36 91,59 91,06

87.52

41,68 13,98 21,31 37.91 5.36 5,08 3,43 8,07 2,35 1,36 1,68 2,24 0,85 0,62 0.68 1,04

2.79 1,61 1,99 8,40 К00 0,97 0,80 1,23

И

"Дальнейшее увеличение уровня увлажнения (реж. V) не дало существенной прибавки, урожая, на этнх вариантах, Увеличение дозы азотных удобрений от 300 до 420 кг/га способствовало увеличению урожайности пастбищных трав только £ первый-год исследований. В. последующие годы урожайность этих вариантов была ла уровне 5 вар., а иногда даже несколько ниже, вследствие плохой перезимовки и изреженности травостоя,- • ■ *

Таблица

Окупаемость . азота сухим кормом (кг сухого корма на .1 кг азота)

• ■ ■ Варианты. . *. 1 Режимы увлажнения

г: ' И, Ш IV V-

1971 — 1973 гг.

^•131) Pfti Kgti 17.8 37,0 40,7' 50,3 С8.0

Nid Р»> Kja> 13,6 ' 2Э,9 as,э 40,3 34,0

К (A, 12,7 25,4 29,6 31,3 29,5

'' PlVI ^fjij 8-7 19,7 23,3 ' 24,1 22,3

- . . Njrto , 6,2 14,6 17,2 20,6 19,3.

P;-|0- —' — . — 16, 15,3

■ Оптимальное сочетание орошения л удобрений позволило увеличить продуктивность пастбищ в 5,3 раза. Если на варианте без удобрений и без орошения урожай составил 18,63 ц/га сухого вещества, то при внесении Ns»oPiaoKiso (IV реж.) ~ 96,30 ц/га (таблица 4). В среднем за три года исследований на контроле без удобрений в зависимости от режима орошения сбор сухого вещества увеличился от 1,5 до 1,8 раза, На варианте фосфорно-калийного питания, при I режиме получено 33,39 ц/га сухого вещества, а при IV режиме— 60,4 ц/га.-На вариантах полного" минерального питания максимальный урожай сухого вещества.77,55—.110,17 ц/га получен при Ш и IV режимах орошения.

, Однако, анализ прибавок урожая на 1 лг внесенного азота показывает, что эффективность удобрений уменьшилась с увеличением доз вносимых удобрений (таблица 5). При этом снижение выхода сухого коргма на 1 &т азота было более резким при I и И режимах. Наиболее эффективно попользовались удобрения при IV и V режимах увлажнения. Прибавка, сухого корма на I кг внесенного азота составила при этих режимах 2S 35—31,07 кг/га.

!?

Таблица б

Прибавки урожая на1 мм оросительной воды, в среднем да 1971—1973 гг. (кг сухого корма)

Изрианты Режимы увлажнения

11 1 ш 1 IV V

1971 — 1973 гг.

7,3 5,6 4,0 t.i

2 7,2 6,1 10,3 5,0

3 ) 1 >5 10,2 13,4 6.0

4 14.6 13.0 ' 14,3 * 9,1

5 15,2 . 15,1 16,7 10,0

6 15,6 16,4 14.7 Ю,1

7 15,1 14,8 17,0 И,7

8 — — 13,8 10,1

Максимальная продуктивность за три года — 105,68 ц/га

достигнута при III режиме увлажнения, (вар. 7). Дальнейшее увеличение уровня минерального питания.от 300 до 420 кг/га даже при высоких режимах увлажнения не привело к увеличению урожая сухого вещества.

»Максимальная оплата 1 .мм оросительной золы (таблица б) получена при IV режиме орошения и составила 16,7— 17.0 кг сухого корма (вар.5, 7).

Ботанический состав травостоя i

В наших исследованиях систематическая пастьба,, периодическое подкашизан'ие, обеспечение травостоя запасами продуктивной влаги и элементами литерального литания, способствовали значительному изменению ботанического состава.

Овсяница луговая, как основной компонент травостоя интенсивно отрастала в период между циклами стравливания. На.варианте полного минерального питания (вар. 4—7), при III—V режимах орошения, участие ее было наибольшим и составило в 1971году53—8Г%,в 1972 г.—15—80%, в 1973 г.— 46—77%> Снижение содержания ее по годам исследований несвязано с кустистостью этого вида, а с увеличением конкурентноспособности ежи сборной, процентное содержание которой постоянно увеличивалось с увеличением уровня минерального питания.

Тимофеевка луговая в начале исследований составляла в травостое 19—26%. В последующие годы обильного поавле^ ння ее (16—29%) отмечено в 1971 году в первых:трех циклах стравливания (вар, 2, I реж.).

Особенно низкое содержание ее наблюдалось в 1972 г, при I и II режимах (5—13%), где летняя депрессия, вызванная сильной засухой, особенно хорошо была заметна..

В 1973 году содержание в травостое тимофеевки луговой несколько возросло и достигло в III цикле стравливания (вар, 5—7) от 5—21% npnt III режиме, до 13—14% при V режиме.

Доля ежи сборной в исходном травостое была очень низкой и составляла 1—2%. Достаточные условия увлажнения (реж. III—IV) и высокий уровень имииерального питания (вар. 5—8) способствовали разрастанию ежи сборкой. Так, если на вариантах 3—5 при IV режиме увлажнения (III цикл) содержание ее составило п 1971 году 2—5%, а при V режиме —3—5%, то в 1972 г. 7—9%, 6—8%, а в 1973 году уже 8—13%, 9—12%. Максимальное содержание (16—21%) отмечено в 1973 году на 5—7 вариантах (реж. IV—V),4to еще раз подтверждает хорошую отзывчивость ежи сборной на азотные удобрения и орошение.

Увеличение доли бобовых от 8—10% е 1971 году до 30,9— 58,0% при IV режиме в 1973 году — вар. 1—2, объясняется мощным развитием клевера белого в связи с переходом от сенокосно-пастбнщиого использования травостоя к регулируемому стравливанию, а также сложившимися условиями водного и пищевого режимов.

Питательная ценность пастбищного корма определяется их химическим составом и переваримостью.

С увеличением режима увлажнения и уровня .минерального питания возрастала оводненность корма, уменьшалось содержание сырой клетчатки и БЭВ. С увеличением уровия минерального питания увеличивалось содержание в сухом веществе сырого протеина, сырого жира, сырой золы, общего азота, калия, фоофора, а при больших до зал удобрений несколько повышалось содержание кальция и имагния.

В целом зоотехнический анализ постбищного корма показал, что он при оптимальном режиме увлажнения соответствовал нормам кормления животных.

Использование элементов минерального питания^ из'почвы:и удобрений

Исследования показали, что использование пастбищным травостоем литеральных фракций азота зависело от доз вносимых удобрений, водного и температурного режимов, содержания органического вещества в почве, степени аэрации п физических свойств почвы. Внесение минеральных удобрений несколько увеличивало содержание азота в почве. Хотя ре-

жимы орошения способствовали вымыванию азота из верхних горизонтов, между запасами минерального азота в почве и содержанием азотистых соединений в растениях наблюдалась взаимосвязь.

Проведенные лизиметрические исследования показали, что передвижение фосфора в нижние слои почвы практически отсутствовало при всех режимах увлажнения. Отмечено некоторое накопление подвижного фосфора в почве, однако на содержание фосфора в пастбищном корме значительного влияния не оказало.

К копну пастбищных сезонов отмечено уменьшение обменного калия в слое почвы 0—(0 см, что связано с высокой усвояемостью его пастбищной растительностью и частичной вы-мываемостью поливной водой.

Проведенные балансовые расчеты показали, что при достаточном увлажнении (Ш—IV режимы) и внесении повышенных доз удобрений (вар, €—7) вьшос калия' с урожаем достигал 348—369 кг/га, что презышало количество внесенного калия примерно на 89—128 кг/га.

Л\аксимальное использование калия из удобрений отмечено при III режиме орошеншя (вар. 4) и составило 99,93%.

Наибольший процент использования фосфора удобрений получено при IV и V режимах орошения (вар. 6—8), что в среднем за три года составило 46,7—60,9%.

Экономическая эффективность различных уровней увлажнения'и удобрения

Расчет экономической эффективности изучаемых вариантов проведен по методике кафедры организации социалистических сельскохозяйственных предприятий ТСХЛ..

Исчисление себестоимости пастбищного корма было выполнено на основании фактических затрат, проведенных в учхозе л м. Калинина Тамбовской области при создании-и. использовании культурных пастбищ. Применение удобрений совместно с орошением обеспечило получение 9209 к. ед. с 1 га, л то время как без применения удобрений н без орошения было получено 2015 к. ед. с 1 га.

На Г кг внесенного азота дополнительно получено 9,93— 13,97 к. ед. при I режиме (без орошешгя) и 11.60—23,38 к. ед, при IV режиме (80% отШТВ).

Самая низкая себестоимость одной к. ед. получена при I режиме на варианте без удобрений — 1,68 коп.

На орошаемых вариантах более низкая себестоимость получена при IV режиме (вар. 4—5)—2,12—2,13 коп. Дальнейшее увеличение режима увлажнения (V режим) и уровня ми-

морального ннтання способствовало увеличению себестоимости 1 к. ел. до 5,00 коп. на 1 вар. и 3,36—4,32 коп. на 2—8 вариантах. Орошение без удобрений было неэффективным.

Следовательно, при режиме орошения с нижним пределом увлажнения почвы «0% от ППВ и внесении удобрений NjmPisoKim достигнута высокая произаодительность труда (7—8 ц. к. ед. на 1 чел. день) и более низкая себестоимость 1 к. ед. — 2,12—2,13 коя.

Выводы

К Водный режим пастбищных травостоев, произрастающих на черноземно-луговых почвах Тамбовской области, зависит от количества осадков, уровня почвенно-грунтовых вод и испаряемости.

2. Надежными показателями, отражающими потребность растений в поливе, являются влажность почвы и концентрация клеточного сока растений. При диагностике срока полива по влажности почвы норму полива достаточно определять, исходя из запасов влаги в 0—10 см слое почвы, так как здесь расположена основная часть корней и наиболее подвергается колебаниям температурного режима. Влажность почвы в слое 50—100 см, в основном, была близкая к ГТПВ.

3. Между влажностью почвы н концентрацией клеточного сока злаковых компонентов установлена тесная отрицательная корреляционная зависимость. Она выражается в виде уравнений (1972 г.). У =—0,134Х+ 0,062 {I режим) и У=-—0,234 + + 9,603 {IV режим). Коэффициенты корреляции равнялись соответственно — 0,846 и — 0,984. Тесная взаимосвязь указанных факторов позволяет использовать этот показатель для диагностики сроков полива культурных пастбищ.

4. Потребность в поливе появляется при снижении уровня почвенно-грунтовых вод ниже 120 см., когда капиллярная койма не достигает поверхности почвы.

5. Нижний; предел оптимального увлажнения этих почв составляет 80% ППВ. Норма полива при снижении влажности почвы до 60% ППВ составляет около 600 м3/га, до 70% ППВ —450 м3/га, до 80% ППВ —350 м3/га и до 90% ППВ — 200 м3/га. Нижний предел концентрации клеточного сока, соответствующий влажности 80% ППВ, при котором следует проводить полив, соответствует 4,2—4,6%. Число поливов зависит от погодных условий и в среднем составило от 3 при 60% ППВ, 5 при 70% ППВ, 9 при 80% от ППВ до 19 при 90% ППВ.

6. Суммарное водопотребление изменялось от 3573 до 6829 м3/га, а коэффициенты водопотребления от 539 до 1654

и зависели от уровня увлажнения, метеорологических условий вегетационных периодов и уровня минерального питания. Самый низкий расход воды на 1 т сухого корма (539— 573 м3/т) получен при уровне увлажнения почвы не ниже 70—80% ог ППВ и внесении удобрений до 300 кг/ra азота.

7. С улучшением влагообеспеченности растений эффективность минеральных удобрений возрастает, причем дозы вносимых удобрений должны соответствовать уровню увлажнения почвы, При оптимальном режиме увлажнения (влажность почвы не ниже 80%) целесообразно вносить N^oPiaoKiso. а при режиме без орошения NimPsoK». Внесение удобрений

и выше (N^PaicKias) привело к накоплению в поверхностном (0—10 см) слое почвы ннтратов и фосфора, в меньшей степени калия.

8. Режимы орошения и уровни минерального питания оказали значительное влиннне на формирование пастбищного агрофитоценоза, влияя на густоту стояния травостоя, накопление корневой массы, увеличение площади листьев (более 5 м'/м*. IV реж.) ботанического состава. Наилучшее развитие многолетних трав наблюдалось при поддержании влажности лочеш не ниже 80% ГГГ1В,

9. При внесении фосфорно-калийных и полных минеральных удобрении в дозе не превышающих Nía Peo Км происходит формирование травостоя с участием бобовых. Применение азотных удобрений NímPiíoKim и выше приводит к формиро-ьанию травостоя с преобладанием злаковых видов, особенно овсяницы луговой, тимофеевки луговой, а при высоких дозах азота — ежи сборной.

10. Выявлена корреляционная зависимость между влажностью почвы н степенью разложения льняной ткани. По режимам н ииклам стравливания корреляционная зависимость изменялась от слабой (R = 0,260 I реж.) до тесной (R = 0,814 IV реж.). Наиболее интенсивная активность микроорганизмов различных физиологических групп и дыхание почвы (выделение СОг) отмечено при уровне увлажнения почвы — 80% ПИВ. Недостаток и избыток влаги сдерживали эти процессы.

11. Максимальный урожай (105,7 ц/ra сухой массы) за три года исследований получен при нижнем пределе увлажнения 80% ППВ и норме удобрений N^oPisoKieo. Наибольшие прибавки сухого норма на I кг внесенного азота — 33,8— 50.3 кг (вар. З—5) и на 1 мм оросительной воды — 16,7—17,0 кг (вар. 5—7), получены при IV режиме орошении.

12. Совместное применение орошения и удобрений обеспечивает увеличение продуктивности травостоя более чем в 4 раза (до 9209 к ед./га). Решаюшую роль при этом играют удоб-

2—2701

17

рения. Без применения удобрений орошение является неэффективным. Самая низкая себестоимость I к ел. на орошаемых фонах получена при IV режиме (вар. 4—5) и составило 2,12—2,13 коп., а также достигнута более высокая производительность труда — 7—8 ц. к. ед. на 1 чел. день.

13. При оптимальном уровне увлажнения и минерального питания химический состав корма соответствовал зоотехническим нормам кормления животных.

Предложения производству

1. Для получения высокой продуктивности пастбищных травостоев с преобладанием овсяшшы луговой на чернозем-ко-луговых почвах Тамбовской обл. рекомендуется вносить 240—300 кг/га азота с соответствующим количеством фосфора и калия. Влажность почвы при этом необходимо поддерживать на уровне не ниже 80% от ППВ.

2. Для поддержания влажности почвы на уровне не ниже 80% от ППВ поливы необходимо проводить при достижении концентрации клеточного сока злаковых компонентов травостоя до 4,2—4,6%. Определение данного показателя достаточно проводить на полевом рефрактометре.

По^материалам- диссертации, опубликованы, следующие работы:,

1. Орошаемые культурные пастбища. Изд. «Тамбовская правда», выпуск 5,1971 (в соавторстве).

2.. Культурные пастбища! на бросовых землях в учхозе имени Калинина Тамбовской области. В сб. «Создание и использование орошаемых культурных пастбищ», изд. «Колос», М., 1973 {в соавторстве).

3. Продуктивность культурных пастбищ в зависимости от уровня увлажнения и минерального питания. «Доклады ТСХЛ», вып. 204. М., 1974.

Подл, в печать 26.1. 78 г. Объем 1.25 п. л. Тираж 150 экз. Зак. 2701 Типография ВВА пм, Ю. А. Гагарина,