Продуктивність лучних травостоїв за різних систем удобрення і режимів використання на суходолах Лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

УДК 633.2:633.21.3:631.8:631.559:631.42

ПРОДУКТИВНІСТЬ ЛУЧНИХ ТРАВОСТОЇВ ЗА РІЗНИХ СИСТЕМ УДОБРЕННЯ І РЕЖИМІВ ВИКОРИСТАННЯ НА СУХОДОЛАХ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.12 - кормовиробництво і луківництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

ЛУК'ЯНЕЦЬ Олександр Петрович

Київ - 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в лабораторії луківництва Інституту землеробства Української академії аграрних наук протягом 2000-2003 рр.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор КУРГАК Володимир Григорович, Інститут землеробства УААН, завідувач лабораторії луківництва

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор ЯРМОЛЮК Михайло Тимофійович, Інститут землеробства і тваринництва західного регіону УААН, головний науковий співробітник лабораторії луківництва

кандидат сільськогосподарських наук, доцент КОЗЯР Олександр Михайлович, Національний аграрний університет, доцент кафедри рослинництва та кормовиробництва.

Провідна установа: Інститут кормів УААН

Захист відбудеться 21 грудня 2004 р. о 12 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.01 при Інституті землеробства УААН.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту землеробства УААН.

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати за адресою: Україна, 08162, смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області, Інститут землеробства УААН, вченому секретареві Спеціалізованої вченої ради.

Автореферат розісланий 18 листопада 2004 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук Л.О. Кравченко

ценоз удобрення симбіотичний протиерозійний

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

У зміцненні кормової бази тваринництва важлива роль належить підвищенню ефективності використання природних кормових угідь, площа яких в Україні у складі сільськогосподарських угідь становить приблизно 5,4 млн. га, або 12,8%. Виконують вони й велику природоохоронну роль в агроландшафтах. Згідно рекомендацій з оптимізації агроландшафтів, за рахунок земель виведених із ріллі, площа природних кормових угідь в перспективі буде збільшена на 8 млн. га. Тому розробка та запровадження ефективних заходів їх поліпшення, відтворення на ерозійно небезпечних орних землях та раціонального використання з урахуванням грунтово-кліматичних умов, спеціалізації та ресурсного забезпечення господарств має надзвичайно важливе народногосподарське значення.

Актуальність теми. Незважаючи на значний обсяг досліджень із створення і використання високопродуктивних лучних травостоїв (М.В.Куксін, І.В.Ларін, П.С. Макаренко, А.В.Боговін, М.Т.Ярмолюк, В.Г.Кургак та ін.) багато питань даної проблеми залишається ще недостатньо вивченими, що утруднює розробку ефективних заходів раціонального використання природних кормових угідь. Потребує вивчення особливостей формування видової структури різнотипних лучних травостоїв на колишніх орних землях за різних систем удобрення і режимів використання, а також вивчення впливу цих факторів на продуктивність відтворених природних кормових угідь, біохімічний склад корму, показники родючості грунту. Вивченню цих питань і присвячена дана дисертаційна робота.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота, є складовою частиною тематичного плану Інституту землеробства УААН і виконувалась згідно Державної науково-технічної програми УААН на 2001-2005 рр. “Кормовиробництво” (номер державної реєстрації 0101U 003828).

Мета і задачі досліджень. Мета роботи полягає у встановленні закономірностей формування різнотипних лучних травостоїв, оптимізації системи їх удобрення і використання та розробці малозатратної екологічно безпечної технології відтворення високопродуктивних лучних угідь на виведених із інтенсивного обробітку темно-сірих опідзолених грунтах північної частини правобережного Лісостепу України.

Для досягнення цієї мети передбачалося вирішити такі задачі:

1. Виявити особливості трансформації різнотипних лучних ценозів за їх видовим складом, густотою і висотою залежно від систем удобрення і режимів використання;

2. Встановити продуктивність сіяних злакового і бобово-злакових травостоїв, та перелогу, їх отавність і використання ФАР за різних систем удобрення та режимів відчудження;

3. Визначити органічний, макро- і мікроелементний склад, поживність та енергонасиченість корму різних травостоїв залежно від систем удобрення та режимів використання;

4. Виявити вплив систем удобрення та режимів використання лучних травостоїв на накопичення симбіотичного азоту бобових, кореневої маси та їх протиерозійну стійкість;

5. Встановити зміну фізико-хімічних і агрохімічних властивостей грунту, баланс та коефіцієнти використання основних поживних елементів лучними травостоями з грунту за різних систем удобрення;

6. Дати економічну й енергетичну оцінку технологіям створення різнотипних лучних травостоїв на орних землях за різних систем їх удобрення та режимів використання.

Об'єкт дослідження - формування видової та морфометричної структури, продуктивності відтворених лучних травостоїв, показників якості корму і родючості грунту залежно від систем удобрення і режимів їх використання на орних землях північної частини правобережного Лісостепу України.

Предмет дослідження - переліг, сіяні злакові, люцерно- і конюшино-злакові лучні травостої за різних систем їх удобрення та режимів використання, вивчення впливу цих факторів на продуктивність відтворених лук, біохімічний склад корму та показники родючості грунту.

Методи дослідження - польовий і лабораторний з використанням візуального, вимірювально-вагового та розрахункового - для встановлення фенологічного стану рослин і рослинних угруповань, їх ботанічного складу, густоти, висоти, продуктивності, поживності корму; аналітичного - для визначення біохімічного складу корму, фізико-хімічних і агрохімічних властивостей грунту; економіко-математичного - для оцінки достовірності отриманих результатів та визначення показників економічної і енергетичної ефективності способів відтворення природних кормових угідь на орних землях.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в обгрунтуванні особливостей формування та порівняльній оцінці сіяних злакових, бобово-злакових травостоїв та перелогу, що дозволяє визначити найкращі моделі лучних ценозів при відтворенні їх на колишніх орних землях з темно-сірими опідзоленими грунтами. Виявлена можливість прискореного формування перелогу шляхом підсівання насіння дикорослих лучних рослин при відновленні лучних травостоїв на орних землях. Встановлено ефект дії агроекологічних факторів (тип травостою, система удобрення, режим використання) на особливості росту лучних рослин, трансформацію видової структури травостоїв, їх продуктивність, використання ФАР, біохімічний склад корму за вмістом у ньому органічних речовин, макро- і мікроелементів та важких металів, фізико-хімічні і агрохімічні властивості грунту, нагромадження кореневої маси та симбіотичного азоту бобовими травами, баланс азоту, фосфору і калію та коефіцієнти їх використання з грунту і азоту з добрив, протиерозійну стійкість лучних ценозів.

Практичне значення одержаних результатів полягає в розробці пропозицій виробництву із створення лучних травостоїв на орних землях Лісостепу, їх удобренню і використанню, які забезпечують одержання з 1 га на сіяних люцерно-злакових травостоях - 90-110, конюшино-злакових та злакових - 70-85, і перелозі - 50-65 ц кормових одиниць, економію азоту мінеральних добрив при включенні до травосумішки люцерни посівної 180-210 кг/га, конюшини лучної - 65-100 кг/га та поліпшення показників якості корму і родючості грунту.

Наукові розробки автора впроваджені в СВК “Перемога” Хорольського району Полтавської області, та у СТОВ “Гребінківське” Васильківського району Київської області на загальній площі 355 га.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є самостійним дослідженням здобувача. Автором розроблена програма, проведені дослідження та аналіз і узагальнення одержаного експериментального матеріалу, сформульовано основні положення та висновки дисертації.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень оприлюднені й обговорені на регіональних, республіканських та міжнародних науково-практичних конференціях: “Актуальні проблеми землекористування на початку нового тисячоліття та шляхи їх вирішення” (Херсон, 2002); “Проблеми сучасного землекористування” (Чабани, 2002); “Наукові основи раціонального використання земель виведених з обробітку” (Київ, 2003); “Стабілізація землекористування та сучасні агротехнології” (Чабани, 2003); “Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан та перспективи” (Вінниця, 2004) та на засіданнях лабораторії луківництва й методичної комісії з питань землеробства та рослинництва Інституту землеробства УААН (Чабани, 2001, 2002, 2003, 2004).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 11 наукових праць, у тому числі 6 - у фахових виданнях.

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається із вступу, семи розділів, висновків, пропозицій виробництву, списку використаних джерел та додатків. Викладена на 213 сторінках, включає 30 таблиць, 6 рисунків та 12 додатків. Список використаної літератури налічує 295 джерел, з яких 37 - надруковано латинським шрифтом.

ЗМІСТ РОБОТИ

Природоохоронне значення лучних угідь, формування їх травостоїв, удобрення та раціональне використання (огляд літератури)

Наведено аналіз результатів досліджень вітчизняних і зарубіжних авторів, які стосуються стану та водо- і грунтозахисного значення природних кормових угідь в агроландшафтах України, добору трав і травосумішок різного призначення для створення високопродуктивних лучних травостоїв, оптимізації системи їх удобрення та режимів використання. Обгрунтовано необхідність вивчення кращих лучних травостоїв, їх удобрення й використання при відтворенні природних кормових угідь на орних землях ерозійно небезпечної зони агроландшафтів та впливу цих факторів на особливості формування лучних ценозів, їх продуктивність, біохімічний склад корму і показники родючості грунту.

Характеристика об'єктів, програма і методика досліджень

Комплексні дослідження нами проведено у трьохфакторному польовому досліді протягом 2000-2003 рр. на суходільних природних кормових угіддях, виведених із інтенсивного обробітку в дослідному господарстві “Чабани” Інституту землеробства Києво-Святошинського району Київської області. Схема досліду включала чотири травостої (1 - переліг, де спонтанне заростання поєднувалось з підсіванням суміші насіння дикорослих лучних рослин, 2 - сіяний злаковий, 3 - люцерно-злаковий і 4 - конюшино-злаковий), три системи удобрення (1 - без добрив, 2 - Р₆₀К₁₂₀, і 3 - N₁₄₀Р₆₀К₁₂₀ та два режими використання (1 - сінокісне з 1-м укосом у фазі цвітіння домінуючих компонентів, наступним - через 50-55 днів і 2 - багатоукісне (по типу пасовищного) з 1-м укосом на початку колосіння злаків і бутонізації бобових, наступних - через 30-35 днів). Сівбу трав проведено під покрив пажитниці однорічної.

Фосфорні добрива незалежно від режиму використання вносили в один строк навесні; калійні рівними частинами (по К₆₀) - в два строки навесні і після першого відчуження травостою; азотні рівними частинами: за укісного використання в два строки (по N₇₀) навесні і після першого скошування травостою, за багатоукісного - в чотири (по N₃₅ під перші чотири цикли використання).

Погодні умови в роки проведення досліджень були сприятливими для багаторічних трав, за виключенням зимового періоду 2002-2003 рр., коли повністю випала із травостою конюшина лучна та другої половини літа 2002 і 2003 рр., коли через нестачу вологи на злаковому травостої і особливо на перелозі трави погано відростали в отавах.

Грунт дослідної ділянки - темно-сірий опідзолений, який характеризується високим забезпеченням фосфору і калію та близькою до нейтральної кислотністю.

У досліді використані районовані сорти багаторічних трав (тимофіївка лучна Евола, костриця лучна Аргента, стоколос безостий Вишгородський, пажитниця однорічна Еней, люцерна посівна Ольга, конюшина лучна Маруся) та насіння суміші дикорослих лучних рослин з домінуванням пирію повзучого.

Обліки і спостереження у досліді проводили за загально прийнятими методиками: облік урожаю та вміст у ньому сухої маси (абсолютно сухої речовини) - ваговим та термостатно-ваговим методами; висоту домінуючих компонентів у травостоях - у двох несуміжних повтореннях на 10 рослинах, густоту травостоїв - по видах весною на двох зафіксованих площадках розміром 50х50 см та ботанічний склад урожаю - по видах у відібраних снопах; назви таксономічних одиниць - згідно сучасної номенклатури таксонів; рівень компенсації мінерального азоту симбіотичним та нагромадження останнього - розрахунковим методом; коефіцієнт використання ФАР - за Ничипоровичем;

В рослинних висушених і подрібнених зразках, відібраних під час збирання врожаю, вміст загального і білкового азоту, сирого жиру, сирої клітковини, сирої золи, перетравність сухої маси корму in vitro та вміст фосфору, кальцію і калію визначали методом інфрачервоної спектрофотометрії з використанням комп'ютерного забезпечення; вміст сирого протеїну і білку - за добутком кількості загального і білкового азоту на перевідний коефіцієнт 6,25; кількість безазотистих екстрактивних речовин - відніманням від 100% вмісту сирих протеїну, золи, жиру, клітковини; вміст кальцію, магнію, мікроелементів (міді, цинку, марганцю, заліза) та важких металів (свинцю, нікелю, кадмію, кобальту) - методом атомноабсорб-ційної спектрометрії; вміст валової і обмінної енергії та кормових одиниць в сухій масі, а також перетравного протеїну в кормовій одиниці і протеїнове відношення - розрахуновим методом з використанням коефіцієнтів перетравності сухої маси in vitro та хімічного складу корму.

Масу коренів у 0-20-см шарі грунту визначали за Станковим; на початку та в кінці досліджень вміст у грунті гумусу - за Тюріним, легкогідролізованого азоту - за Корнфілдом, рухомих фосфору і калію - за Чіріковим, рН (сол.) - електрометрично; винесення та коефіцієнти використання азоту, фосфору та калію з грунту та азоту з добрив - за методикою ЦИНАО; протиерозійну стійкість грунту - шляхом розмивання моноліту рівномірним струменем води; мікробіологічну активність грунту - за Дубовенко; вміст у грунті мікроелементів (міді, цинку, марганцю, заліза) та важких металів (свинцю, нікелю, кадмію, кобальту) та кальцію і магнію (в кінці досліджень) - методом атомноабсорбційної спектрофотометрії;

Математичну обробку експериментальних даних проводили методом дисперсійного аналізу та варіаційних рядів за Доспеховим, а економічну та енергетичну оцінку досліджуваних заходів - за методиками ВІК, ВІМ та Інституту кормів УААН.

Особливості формування лучних травостоїв залежно від систем удобрення та режимів використання

Проведеними нами дослідженнями встановлено, що на формування лучних травостоїв при виведенні із обробітку орних земель суттєво впливає вихідний їх склад, удобрення та режими використання. В даних екологічних умовах формувались лучні угруповання із щільністю 1518-2562 пагонів на 1 м² та висотою 80±33 см за сінокісного використання і 39±10 см - за багатоукісного. Найбільшою висотою характеризувались стоколос безостий та люцерно-злаковий травостій, найменшою - пирій повзучий та переліг. Додаткове внесення N₁₄₀ збільшує висоту сіяного злакового травостою і перелогу на 32-46%, а додавання до тих же сіяних злаків люцерни посівної - на 15-18%, конюшини лучної - на 7-8%.

Переліг (рис.) вже на третьому році перетворився із пажитнице-різнотравного з вмістом у першому році пажитниці багатоквіткової 56-65% і різнотрав'я 31-38% у пирійне чи пирійно-різнотравне угруповання з вмістом пирію повзучого 65-85% і різнотрав'я 15-28%.

Сіяний злаковий травостій із пажитнице-різнотравно-кострично-стоколосого з вмістом цих трав відповідно 25-39, 24-28, 14-20 і 12-20% перетворилось в безосто-стоколосове угруповання з вмістом даного виду 75-90%. За сінокісного використання частка його була більшою. За багатоукісного використання поряд з домінуванням стоколосу безостого на четвертому році значну питому вагу (18-23%) займали несіяні злаки.

Люцерно-злаковий травостій з пажитнице-люцернового з вмістом їх відповідно 22-28 і 33-43% трансформувався у люцерно-стоколосове угруповання з вмістом їх відповідно 40-52 і 43-55%. За багатоукісного використання дане угруповання виявилось менш стійким до впровадження у нього різнотрав'я порівняно із сінокісним використанням.

Конюшино-злаковий травостій з пажитнице-конюшинового з вмістом їх відповідно 21-24 і 31-36%, а також вмістом костриці лучної і стоколосу безостого по 10-14% перетворилось на четвертому році у безосто-стоколосове угруповання з вмістом його 77-92%. Вміст конюшини лучної на другому році збільшився до 41-53%, на третьому різко зменшився - до 14-18%, а на четвертому вона випала з травостою.

Костриця лучна (на злаковому травостої, навіть у якості содомінанта) та тимофіївка лучна, з вмістом лише 1-8%, у формуванні всіх сіяних травостоїв приймали участь протягом перших 3-х років.

Несіяні види, зокрема із групи різнотрав'я, найбільшу участь у формуванні врожаю приймали на перелозі. Питома вага несіяних видів, без пирію повзучого у середньому за перші чотири роки тут становила 33-40%, у тому числі різнотрав'я - 25-30%. На сіяних злаковому травостої їх кількість відповідно зменшилась до 16-27 і 10-16%, а на бобово-злакових - до 7-17 і 5-10%. У формуванні травостою перелогу за чотири роки користування за різних варіантів удобрення і використання приймали участь 39 несіяних видів із 13 родин, зокрема, айстрові, березкові, гвоздичні, капустяні, молочайні, подорожникові, бобові, гречкові, жовтецеві, злакові, лободові, маренові, мальвові, пасльонові, ранникові. Найбільш поширеними видами були галінсога дрібноцвіта (у першому році), грицики звичайні, злинка канадська, кукіль звичайний, кульбаба лікарська, латук компасний, метлюг звичайний, підмаренник чіпкий, плоскуха звичайна, подорожник великий і ланцетовидний, полин звичайний і гіркий, ромашка непахуча. З роками питома вага багаторічників збільшилась від 7 до 68%.

При залуженні травосумішками кількість несіяних трав, які беруть участь у формуванні врожаю, зменшується до 15-25 видів на злаковому травостої, і - до 10-22 видів на бобово-злакових травостоях.

Закономірності одержані стосовно участі різних ботанічних груп у формуванні травостоїв за ботанічним складом урожаю були такими ж й за кількістю пагонів на 1 м².

Включення бобових трав до травосумішок позитивно впливало й на висоту злакових компонентів, яка більшою була при включенні до травосумішок люцерни посівної, ніж конюшини лучної.

Вплив видового складу, удобрення та використання на продуктивність лучних травостоїв

Дослідження показали, що у формуванні продуктивності (табл. 1) відтворених луків у перші три роки найбільш впливовим був фактор травостій з дольовою участю 58-86%, на четвертому році - удобрення (49%). Найвищу продуктивність забезпечив люцерно-злаковий травостій (97,7-140,5 ц/га сухої маси, 94,7-112,4 ц/га кормових одиниць, 19,6-24,9 ц/га сирого протеїну, 180,0-262,1 валової і 98,9-118,1 ГДж/га обмінної енергії з коефіцієнтом використання ФАР 1,06-2,46%), що на 17-39% більше порівняно з конюшино-злаковим, 22-106 - з сіяним злаковим і на 69-216% - з перелогом. Більшу перевагу люцерно-злаковий травостій мав на безазотних фонах, тим часом як сіяний злаковий та переліг, краще реагуючи на азот на фоні внесення повного мінерального удобрення, менше йому поступались.

За виходом з 1 га сухої маси і валової енергії сінокісний режим використання травостоїв переважав багатоукісний, а кормових одиниць, обмінної енергії та сирого протеїну - обидва

Таблиця 1 Урожайність лучних травостоїв за роками залежно від систем удобрення та режимів використання, ц/га сухої маси (2000-2003 рр.)

режими були майже рівноцінними. Багатоукісний порівняно з сінокісним режимом характеризувався меншою нерівномірністю розподілу урожаю за укосами (62-94 проти 90-114%).

Всі травостої слабко реагували на внесення Р₆₀К₁₂₀ з приростом урожаю лише 3-18%. На азотні добрива найкраще реагували сіяний злаковий і переложний траво- стої. При додаванні N₁₄₀ до Р₆₀К₁₂₀ урожайність сіяного злакового і переложного травостоїв та коефіцієнт використання ними ФАР підвищились в 1,6-1,9 раза з окупністю 1 кг азоту урожаєм сухої маси - 21-32 кг та урожаєм сирого протеїну - 5,2-5,5 кг, поліпшилась рівномірність розподілу урожаю за укосами та стабільність його за роками. Урожайність люцерно-злакового травостою від азоту підвищилась лише в 1,1, а конюшино-злакового - в 1,2-1,3 раза при окупності 1 кг його відповідно 5-7 і 15 кг сухої маси.

Поміж бобово-злакових травостоїв найвищим і стабільним за роками користування рівнем компенсації мінерального азоту симбіотичним на фоні щорічного внесення Р₆₀К₁₂₀ за чотирирічного користування (на рівні 183-217 кг/га в розрахунку на суху масу і 236-242 кг/га - розрахунку на сирий протеїн) характеризувався люцерно-злаковий травостій, який за цим показником переважав лучноконюшино-злаковий в 2,3-3,4 рази. На конюшино-злаковому травостої цей показник на рівні люцерно-злакового травостою утримувався лише в перші два роки, після чого знижувався до рівня 3-26 кг/га. Дещо вищі ці показники були за багатоукісного використання порівняно з сінокісним.

На злаковому травостої та перелозі продуктивність та коефіцієнти використання ФАР на фоні внесення повного мінерального удобрення та окупність азотних добрив урожаєм, за виключенням першого року, на високому рівні зберігались в усі роки. На люцерно-злаковому травостої в усі роки, а на конюшино-злаковому - у перші два роки, тобто при наявності бобового компонента окупність азоту добрив була дуже низькою. На конюшино-злаковому травостої на четвертому році після повного випадання бобового компонета продуктивність і окупність азотних добрив досягала рівня сіяного злакового травостою.

Біохімічний склад корму лучних травостоїв за різних систем удобрення і режимів використання

Проведеними дослідженнями встановлено, що вдалим добором травостоїв з використанням як симбіотичного азоту бобових трав, так і мінерального азоту добрив поряд із застосуванням раціональних режимів використання можна регулювати біохімічний склад корму (табл. 2). При внесенні N₁₄₀ на фоні Р₆₀К₁₂₀ у сухій масі сіяного злакового травостою, в першу чергу, збільшився вміст азотовмісних речовин і, зокрема сирого протеїну за сінокісного використання від 13 до 14,7%, перелогу (варіант самозаростання) до 15,4%, за багатоукісного - відповідно від 16,9 до 19,1 і від 17,5 до 18,8%. Одночасно збільшився вміст білка та за багатоукісного використання міді, цинку при зменшенні вмісту безазотистих екстрактивних речовин, калію та за сінокісного використання марганцю й заліза.

Таблиця 2 Біохімічний склад та перетравність сухої маси корму лучних травостоїв, % (середнє за 2000-2003 рр.)

Включення до злаків багаторічних бобових трав, зокрема люцерни посівної на тому ж фоні Р₆₀К₁₂₀ підвищило вміст сирого протеїну в сухій масі корму до 17,1% за сінокісного використання і до 20,5 - за багатоукісного, що значно більше, ніж при застосуванні мінерального азоту на злаковому травостої в дозі N₁₄₀. При включенні конюшини лучної до злаків вміст сирого протеїну за сінокісного використання в середньому за чотири роки на тому ж фоні РК підвищився до 14,3%, за багатоукісного - 19,2%, що дещо менше, ніж при внесенні N₁₄₀ на злаковий травостій.

Вміст сирого протеїну на бобово-злакових травостоях тісно позитивно корелював з вмістом у ньому бобових трав. На люцерно-злаковому травостої як вміст люцерни утримувався на високому рівні (в межах 40-70%) в усі роки користування, так і вміст сирого протеїну в усі роки знаходився на високому рівні (15,6-19,5% за сінокісного використання і 17,5-23,4% - за багатоукісного). На лучноконюшино-злаковому ж травостої вміст бобового компонента високим був лише у перші два роки його користування (на рівні 30-50%), відповідно і вміст сирого протеїну у ці роки був високим (на рівні 15,0-18,6% за сінокісного використання і 20,9-22,8% - за багатоукісного), тобто таким як і на люцерно-злаковому травостої. З роками в міру випадання конюшини лучної вміст сирого протеїну в сухій масі корму різко зменшився, і на четвертому році при повному випаданні бобового компонента становив 12,4% за сінокісного і 16,4% за багатоукісного використання при вмісті його на злаковому травостої на тому ж фоні Р₆₀К₁₂₀ - відповідно 12,5 і 15,4%.

У бобово-злакових травостоях, і зокрема в люцерно-злаковому порівняно з злаковим на тому ж фоні Р₆₀К₁₂₀ поряд із більшенням вмісту азотовмісних речовин, в тому числі й білка, збільшився вміст сирого жиру та сирої золи, кальцію, за різних режимів використання від 0,52-0,55 до 0,66-0,72% і цинку, заліза, свинцю, нікелю, кадмію, кобальту та за багатоукісного використання марганцю. Одночасно у сухій масі корму зменшився вміст безазотистих екстрактивних речовин від 41,1-45,1 до 38,1-42,6% та на 1-2 абсолютних відсотків - сирої клітковини.

Переведення травостою з сінокісного використання на багатоукісне (по типу пасовищного використання) з проведенням укосів на початку колосіння злаків-бутонізації бобових вміст сирого протеїну на перелозі збільшився від 13,0 до 17,5%, на сіяному злаковому травостої - від 13,0 до 16,9, люцерно-злаковому - від 17,1 до 20,5 і на конюшино-злаковому - від 14,3 до 19,2%. Одночасно підвищилась перетравність сухої маси корму від 50-58 до 58-64%, збільшився вміст білка, а також міді, цинку, кобальту, нікелю, свинцю, кадмію при зменшенні вмісту сирої клітковини - від 27,3-30,2 до 25,1-26,3%.

Вміст основних поживних речовин та макро- і мікроелементів у кормі знаходився у межах зоотехнічних норм, за виключенням вмісту фосфору, особливо за багатоукісного використання (0,39-0,58% при нормі 0,2-0,35%) міді за сінокісного режиму використання (2,8-3,4 мг/100 г грунту при нормі 4-8 мг). Вміст важких металів не виходив за межі гранично допустимих рівнів.

За сінокісного режиму використання за біохімічним складом зелена маса 1-го укосу згідно вимог Державних стандартів найбільш придатна на виготовлення сіна та сінажу першого класу, за виключенням злакових травостоїв без внесення азотних добрив, 2-го - для виготовлення висококласного сіна, сінажу, зеленого корму і третього класу трав'яного борошна, 3-го - на випас. За багатоукісного використання в усіх укосах вона відповідає вимогам стандартів на виготовлення висококласного трав'яного борошна та зеленого корму для згодовування безпосередньо худобі та на випас, останнього укосу - на випас.

Вплив лучних травостоїв за різних систем удобрення та режимів використання на показники родючості грунту

Під лучними травостоями, які формуються на виведених із інтенсивного обробітку землях, на четвертому році користування у 0-20-см шарі грунту в кінці листопада нагромадилось 73,8-131,0 ц/га сухої кореневої маси, що в 5-10 разів більше, ніж під озимою пшеницею з коефіцієнтом продуктивної дії коренів 0,38-1,07. Більшими показники маси коренів та коефіценти продуктивної їх дії були під люцерно-злаковим травостоєм, при внесенні азотних добрив у дозі N₁₄₀ на травостоях з домінуваням злаків, а також за сінокісного використання порівняно з багатоукісним.

Лучні травостої характеризувались високою протиерозійною стійкістю. Тривалість періоду, за який моноліт грунту з корінням розмивався водою, порівняно з озимою пшеницею більшим був в 5,3-8,3 рази. При внесенні азотних добрив на травостої з домінуванням злаків протиерозійна стійкість лучних травостоїв збільшилась в 1,3-1,5 раза, а при включенні до них бобових - в 1,1-1,3 раза.

У сухій кореневій масі містилось 1,18-1,66% азоту, 0,18-0,25% P₂O₅ і 0,81-1,15% K₂O, а в розрахунку на 1 га, відповідно 87-224 кг, 16-36 і 62-148 кг. Найбільше їх нагромадилось під бобово-злаковими травостоями та при внесенні азотних добрив на злакові травостої (табл. 3).

Бобово-злаковими травостоями, залежно від систем удобрення і режимів використання на 1 га нагромадилось від 45 до 329 кг симбіотичного азоту, в тому числі 66-85% - у надземній масі. В 1,4-2,0 рази більше його нагромадилось на безазотному фоні порівняно з внесенням його у дозі 140 кг/га і в 1,2-3,0 раза - на люцерно-злаковому травостої порівняно із конюшино-злаковим. Люцерно-злаковий травостій високими темпами нагромаджував симбіотичний азот протягом перших чотирьох років, тим часом як конюшино-злаковий - лише протягом перших двох років.

За чотири роки у верхньому шарі грунту збільшився вміст лужногідролізованого азоту від 9,5-9,9 до 10,8-11,3 мг/100 г за щорічного внесення азотних добрив у дозі N₁₄₀ на травостоях з

Таблиця 3 Зміна показників фізико-хімічних і агрохімічних властивостей грунту під лучними травостоями (за 2000-2003 рр.)

домінуванням злаків, а також від 11,7-12,0 до 12,4-13,8 мг - при додатковому включенні до злаків

бобових трав.

При внесенні повного мінерального удобрення на злакові травостої та на бобово-злакових травостоях на всіх агрофонах за чотири роки відбулось зменшення вмісту у 0-20-см шарі грунту на 5-10 мг/100 г обмінного калію, а інколи й рухомого фосфору. У зв'язку з підвищеними виносами під бобово-злаковими травостоями порівняно із сіяним злаковим на 2-54 мг/100 г грунту зменшився вміст кальцію, а також магнію, міді й цинку. За чотири роки під лучними травостоями зменшився вміст у грунті марганцю, заліза, свинцю та нікелю.

При внесенні азотних добрив на злакові травостої підвищилась мікробіологічна активність грунту від 13 до 22-23%. Збільшилась вона, але в меншій

мірі й при включенні до злаків бобових компонентів.

Залежно від типу травостою, системи удобрення та режиму використання луч- ними травостоями з урожаєм на 1 га винесено 83-396 кг азоту при надходженні його з різних джерел 38-366 кг. Найбільше його виносилось при внесенні на злакові травостої азотних добрив та при включенні до них бобових компонентів, і особливо, люцерни посівної. На бобово-злакових травостоях у прихідній частині балансу питома вага симбіотичного азоту становила 18-80%. Більша питома вага його була на безазотних фонах. На всіх травостоях з домінуванням злаків баланс азоту від'ємний. Найбільший дефіцит його (84-116 кг/га) спостерігався на сіяному злаковому травостої, а найменший - на люцерно-злаковому травостої на безазотних фонах, де він досягав навіть позитивних значень.

Коефіцієнт використання азоту з добрив у дозі N₁₄₀ найбільших значень досягав на сіяному злаковому травостої (67-89%) і, найменших - на люцерно-злаковому (25-28%).

Винесення фосфору урожаєм різних травостоїв за різних систем удобрення та режимів використання знаходилось у межах від 37 до 144 кг/га, калію - від 104 до 550 кг/га. Найбільших значень вони досягають на злакових травостоях при внесенні повного мінерального удобрення та при додатковому включенні до них бобових трав. Баланс цих елементів у більшості випадків був від'ємним. Найбільших значень дефіцит фосфору і калію досягав на бобово-злакових травостоях у варіанті без внесення добрив, відповідно 88-125 і 264-445 кг/га. Значним дефіцит по калію спостерігався і при внесенні повного мінерального удобрення у дозі N₁₄₀Р₆₀К₁₂₀ який на бобово-злакових травостоях становив 233-430 кг/га, а на злакових - 163-251 кг/га. Позитивних значень або з малим дефіцитом він досягав на перелозі та на злаковому травостої при внесенні фосфорно-калійного удобрення.

Коефіцієнти використання поживних елементів з грунту лучними травостоями були такими: азоту - 20-46%, фосфору - 3-12% і калію - 8-35%. Коефіцієнти використання азоту більшими були на злакових травостоях, тим часом як фосфору і калію - на бобово-злакових.

Економічна та енергетична оцінка формування лучних травостоїв за різних систем удобрення та використання

При відтворенні лучних травостоїв суходільних лук на виведених із інтенсивного обробітку землях, які характеризуються високим забезпеченням фосфором і калієм, найкращі показники економічної та енергетичної ефективності одержано на сіяному люцерно-злаковому травостої з умовно чистим прибутком у межах від - 2744 грн/га за сінокісного використання при внесенні NРК і до 3379 грн/га - за пасовищного використання без внесення добрив, рівнем рентабельності - відповідно 156 і 826%, окупністю сукупних витрат коштів вартістю валової продукції - 3,4 і 9,2 та окупністю витрат енергії виходом з 1 га валової (КЕЕ) 8,9 і 36,0 й обмінної (БЕК) енергій - 4,9 і 19,8, що 1,1-1,7 рази перевищило ці показники які одержані нами на вихідному сіяному конюшино-злаковому травостої, в 1,2-2,7 - на сіяному злаковому і в 1,4-6,8 - на перелозі; собівартістю 1 ц корм. од - 4,18 і 15,59, сирого протеїну - 20,87 і 70,36 грн, що порівняно з іншими травостоями відповідно в 1,2-1,7, 1,1-2,1 та в 1,3-2,8 разів менше.

Поміж варіантів удобрення на бобово-злакових травостоях найкращі показники економічної та енергетичної ефективності одержано у варіанті без внесення мінеральних добрив. Зокрема, люцерно-злаковий травостій за різних режимів використання тут забезпечив одержання 3242-3379 грн/га умовно чистого прибутку, 353-826% рівень рентабельності з окупністю витрат коштів вартістю валової продукції в 4,5-9,2 рази та КЕЕ - 21,7-36,0 і БЕК - 9,5-19,8, що в 1,1-2,4 рази більше порівняно з фоном РК і в 1,1-3,4 - порівняно з NРК. На сіяному злаковому травостої та перелозі, як і на люцерно-злаковому травостої найвищими показники рентабельності (193-503%), окупності затрат коштів (2,9-6,0) та КЕЕ (7,6-20,4) і БЕК (3,6-10,0) були на варіанті без внесення добрив, але найвищий умовно чистий прибуток - на фоні внесення повного мінерального удобрення (1075-1990 грн/га).

Поміж режимів використання найбільш ефективним на всіх травостоях і за всіх систем удобрення був пасовищний режим, який порівняно з багатоукісним та сінокісним режимами забезпечив на 4-28% більший умовно чистий прибуток, а також рентабельність, окупність витрат коштів та енергії при найнижчій собівартості 1 ц кормових одиниць та сирого протеїну.

ВИСНОВКИ

1. У дисертації наведене нове вирішення наукової задачі, яке виявляється у встановленні закономірностей формування видової структури і продуктивності сіяних травостоїв й перелогу та розробці малозатратної екологічно безпечної технології їх створення на колишніх орних темно-сірих опідзолених грунтах північної частини правобережного Лісостепу, яка вирішена шляхом застосування різних типів травостоїв, систем їх удобрення та режимів використання з метою збільшення виробництва високоякісних трав'яних кормів та підвищення ерозостійкості грунтів.

2. При висіванні пажитниці однорічної та підсіванні на першому році суміші насіння дикорослих лучних рослин з домінуванням пирію повзучого вже на третьому році початкове пажитнице-різнотравне угруповання перетворюється в переліг з вмістом пирію повзучого 65-85%. Вихідний злаковий травостій із стоколосу безостого, костриці лучної, тимофіївки лучної і покривної пажитниці однорічної та при включенні до цих же злаків конюшини лучної поступово на четвертому році трансформуються в стоколосове угруповання, а додавання до цієї сумішки люцерни посівної - в люцерно-стоколосове.

3. Природні і сіяні лучні угруповання формуються із щільністю 1518-2562 пагонів на 1 м² та висотою 80±33 см за сінокісного використання і 39±10 см - за багатоукісного. За щільністю переліг не поступається, а часто й переважає сіяні травостої. Найбільшою висотою характеризується стоколос безостий та люцерно-злаковий травостій, найменшою - пирій повзучий та переліг. Додаткове внесення N₁₄₀ збільшує висоту сіяного злакового травостою і перелогу на 32-46%, а додавання до злаків у сумішку люцерни посівної - на 15-18%, конюшини лучної - на 7-8%.

4. У формуванні перелогу у перші чотири роки за різних варіантів удобрення і використання приймає участь 39 несіяних видів із 13 родин. З роками кількість багаторічних видів на перелозі збільшується від 7 до 68%. При залуженні травосумішками кількість несіяних видів, які приймають участь у формуванні травостою на першому році зменшується в 1,3-1,5, а на четвертому - у 2-3 рази.

5. Найбільш впливовим у формуванні продуктивності відтворених луків є у перші три роки фактор травостій з дольовою участю 58-86%, на четвертому - удобрення (49%). Найвищу продуктивність забезпечує люцерно-злаковий травостій (97,7-140,5 ц/га сухої маси, 94,7-112,4 ц/га кормових одиниць, 19,6-24,9 ц/га сирого протеїну), що на 17-39% більше порівняно з конюшино-злаковим, 22-106 - із злаковим і на 69-216% - з перелогом. За виходом з 1 га сухої маси і валової енергії сінокісний режим використання травостоїв переважає багатоукісний, а кормових одиниць, обмінної енергії та сирого протеїну - обидва режими є рівноцінними. Багатоукісний порівняно з сінокісним режимом характеризується меншою нерівномірністю розподілу урожаю за укосами (62-94 проти 90-114%).

6. Всі травостої слабко реагують на внесення Р₆₀К₁₂₀ з приростом урожаю лише 3-18%. При додаванні N₁₄₀ до Р₆₀К₁₂₀ урожайність сіяного злакового і переложного травостоїв та коефіцієнт використання ними ФАР підвищуються в 1,6-1,9 раза з окупністю 1 кг азоту урожаєм сухої маси - 21-32 кг, поліпшується рівномірність розподілу урожаю за укосами та стабільність його за роками. Урожайність люцерно-злакового травостою від азоту підвищується в 1,1, конюшино-злакового - в 1,2-1,3 раза при окупності 1 кг його відповідно 5-7 і 15 кг сухої маси.

7. Найкращим біохімічним складом корму характеризується люцерно-злаковий травостій. У ньому порівняно із злаковим на тому ж фоні Р₆₀К₁₂₀ збільшується вміст сирого протеїну за сінокісного використання від 13 до 17,1%, за багатоукісного - від 16,9 до 20,5%, а також білка, кормових одиниць і обмінної енергії, сирого жиру та сирої золи, кальцію, цинку, заліза, свинцю, нікелю, кадмію, кобальту, а за багатоукісного використання й марганцю і зменшується вміст безазотистих екстрактивних речовин та сирої клітковини. Конюшино-злаковий травостій за якістю у перші два роки наближається до люцерно-злакового, у наступні - до злакового.

8. Азотні добрива найбільше впливають на поліпшення біохімічного складу злакових травостоїв. При внесенні N₁₄₀ на тому ж фоні Р₆₀К₁₂₀ у них збільшується вміст сирого протеїну за сінокісного використання до 14,7-15,4% і за багатоукісного - до 18,8-19,1%, а також білка та за багатоукісного використання - міді, цинку і зменшується - вміст безазотистих екстрактивних речовин, калію та за сінокісного використання й марганцю та заліза.

9. За багатоукісного порівняно з сінокісним використанням у сухій масі корму лучних травостоїв на 3,4-4,9% збільшується вміст сирого протеїну, а також білка, кормових одиниць і обмінної енергії, сирої золи, фосфору, калію, міді, цинку, кобальту, нікелю, свинцю, кадмію при зменшенні вмісту сирої клітковини - від 27,3-30,2 до 25,1-26,3%, поліпшується перетравність сухої маси.

10. Під лучними травостоями у 0-20-см шарі грунту у коренях нагромаджується 73,8-131,0 ц/га сухої маси, 87-224 кг/га азоту, 16-36 фосфору і 62-148 кг/га калію. У озимої пшениці у фазі кущення маса коренів та їх протиерозійна стійкість - у 5-10 разів менша. При застосуванні мінерального і симбіотичного азоту бобових нагромадження у коренях сухої маси та основних поживних елементів і їх протиерозійна стійкість збільшуються в 1,1-1,5 раза.

11. Люцерно-злаковий травостій протягом перших чотирьох, а конюшино-злаковий - двох років після залуження на 1 га в надземній і підземній масі нагромаджують 100-300 кг симбіотичного азоту, що становить 19-87% від всього його надходження. Додаткове внесення на бобово-злакові травостої N₁₄₀ зменшує його нагромадження у 1,5-2,0 раза.

12. За чотири роки у 0-20-см шарі грунту за щорічного внесення на злаковий травостій азотних добрив та при додаванні до злаків бобових компонентів підвищується мікробіологічна активність, збільшується вміст лужногідролізованого азоту, а також міді і цинку та змешується - калію, кальцію, марганцю, заліза, свинцю, нікелю й тенденційно фосфору і магнію.

13. У середньому за перші чотири роки користування лучними травостоями з урожаєм виноситься 83-396 кг/га азоту, 37-144 фосфору та 104-550 кг/га калію з коефіцієнтами використання їх з грунту відповідно - 20-46, 3-12, і 8-35% та азоту з добрив - 24-89%. Найбільше їх виноситься при внесенні азотних добрив на злакові травостої та при включенні до них бобових компонентів. Баланс цих елементів у системі “рослина-добриво”, за виключенням азоту на люцерно-злаковому травостої на безазотних фонах та фосфору й калію на злакових травостоях при внесенні Р₆₀К₁₂₀, є від'ємним з дефіцитом азоту 9-116 кг/га, фосфору 6-125 і калію 84-445 кг/га. Найбільший дефіцит азоту спостерігається на сіяному злаковому травостої, фосфору й калію - на люцерно-злаковому, та на всіх травостоях без внесення добрив. Коефіцієнти використання азоту з добрив та грунту більші на злакових травостоях, фосфору й калію з грунту - на бобово-злакових.

14. Найкращі показники економічної та енергетичної ефективності забезпечує люцерно-злаковий травостій з умовно чистим прибутком в межах від 2744 за сінокісного використання при внесенні N₁₄₀Р₆₀К₁₂₀ до 3379 грн/га - за пасовищного використання без внесення добрив, рівнем рентабельності - відповідно 156 і 826%, окупністю сукупних витрат коштів валовою продукцією - 3,4 і 9,2 та енергії виходом з 1 га валової - 8,9 і 36,0 й обмінної енергій - 4,9 і 19,8, що в 1,1 і 1,7 рази більше порівняно з вихідним конюшино-злаковим, в 1,2 і 2,7 - сіяним злаковим і в 1,4 і 6,8 - перелогом; собівартістю 1 ц кормових одиниць - 4,18 і 15,59, сирого протеїну - 20,87 і 70,36 грн, що порівняно з іншими травостоями в 1,1-2,8 раза менше. Поміж режимів використання найкращим за економічною та енергетичною ефективністю є пасовищне використання, а поміж систем удобрення на бобово-злакових травостоях - варіант без добрив, на злакових - N₁₄₀Р₆₀К₁₂₀.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Для отримання з 1 га 95-110 ц кормових одиниць при виведенні темно-сірих опідзолених грунтів Лісостепу України із ріллі, формування лучних травостоїв доцільно проводити шляхом залуження травосумішками з участю стоколосу безостого, костриці лучної, тимофіївки лучної та люцерни посівної під покрив пажитниці однорічної, для одержання 70-85 - з участю цих же злаків та злаків і конюшини лучної, а при відсутності матеріально-технічних ресурсів для одержання 50-65 ц - й шляхом прискореного формування перелогу з сівбою пажитниці однорічної та наступним підсіванням суміші насіння дикорослих лучних рослин.

2. Фосфорні і калійні добрива вносити на всіх травостоях щорічно з урахуванням вмісту цих елементів у грунті, азотні - на злакові щорічно та вихідні лучноконюшино-злакові травостої на третьому році в екологічно та економічно виправданій дозі N₁₄₀ роздрібно рівномірними частинами під кожний цикл використання.

3. Для зменшення сукупних затрат коштів та енергії на 10-15% доцільно ширше практикувати пасовищне використання відтворених лучних угідь.

ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Кургак В.Г., Лук'янець О.П. Продуктивність лучних травостоїв на орних землях північного Лісостепу України // Зб. наук. пр. Інституту землеробства УААН. - К.: Фітосоціоцентр, 2002. - Вип. 2. - С. 77-82.