Агробиологические аспекты повышения почвенного плодородия и трансформации агрофизических свойств почвы при возделывании многолетних трав в Нижнем Поволжье

Таблица 13. Урожайность зелёной массы многолетних трав по годам жизни в одновидовых и смешанных посевах, т/га

Варианты	Посевы 2-го года	Посевы 3-го года
	1999 г	2000 г	2000 г	2001 г
	б/у	Р90	N30	б/у	Р90	N30	б/у	Р90	N30	б/у	Р90	N30
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Люцерна	16,3	19,2	18,6	15,8	18,0	18,0	15,7	18,3	18,6	16,8	19,2	19,8
Эспарцет	15,2	17,0	17,2	14,5	16,7	17,0	10,4	14,7	15,3	12,1	13,2	13,6
Кострец	12,8	13,3	14,4	12,0	12,4	15,1	14,8	15,2	18,4	15,3	16,1	17,0
Люцерна + эспарцет	16,1	18,8	18,3	14,2	17,0	17,6	13,6	16,8	17,6	13,8	15,4	16,8
Люцерна + эспарцет + кострец	15,6	17,3	17,8	14,8	17,0	17,6	13,8	15,7	17,4	14,4	16,6	18,7
НСР05, т/га, общая	2,1741	1,9970	1,6590	2,0774
НСР05 (А) (мн. травы)	1,2552	1,1530	0,4672	1,1994
НСР05 (В) (удобрения)	0,9723	0,8931	0,3619	0,9290
НСР05 (АВ)	0,9723	0,8931	10,3619	0,9290

* - по фону солома 5 т/га + N30 под основную обработку

Влияние продолжительности использования и видового состава многолетних трав на плотность сложения почвы. Наши экспериментальные данные показали, что во второй год жизни многолетних трав, когда происходит значительный прирост корневой массы и сформировался уже достаточно плотный травостой, плотность сложения почвы по сравнению с плотностью пахотных земель, несколько повышается, что связано с преобладанием процессов накопления органической массы в почве над процессами гумификации органического вещества. Положительное влияние проявляется и от внесения под основную обработку 5 т/га соломы, т.е. внесение соломы обеспечивает стабильность отмеченных процессов и это положительно отражается на плотности сложения почвы под бобовыми культурами. В смеси бобовых с кострецом плотность сложения почвы несколько ниже, чем под бобовыми травостоями (табл. 14).

Данные таблицы 14 отражают заметные различия плотности сложения, как по годам жизни, так и от видового состава.

Так, общим положительным свойством характерным для всех вариантов является снижение плотности сложения почвы к началу вегетации, т.е. происходит естественное разуплотнение почв за осенне-зимне-весенний периоды.

Таблица 14. Динамика плотности сложения почвы в посевах многолетних трав по годам жизни, т/м³ (контроль - фон 5 т/га соломы + N₃₀)

Варианты	Слой почвы, см	2-й год	3-й год	4-й год
		весна	осень	весна	осень	весна	осень
1	2	3	4	5	6	7	8
люцерна	0 - 10	1,22	1,26	1,21	1,30	1,24	-
	10 - 20	1,24	1,29	1,23	1,26	1,22	-
	20 - 30	1,22	1,23	1,22	1,26	1,22	-
	0 - 30	1,22	1,26	1,22	1,27	1,23	-
эспарцет	0 - 10	1,20	1,26	1,22	1,26	-	-
	10 - 20	1,2	1,26	1,22	1,24	-	-
	20 - 30	1,20	1,23	1,20	1,24	-	-
	0 - 30	1,20	1,25	1,20	1,25	-	-
кострец	0 - 10	1,17	1,23	1,22	1,22	1,19	1,22
	10 - 20	1,20	1,25	1,20	1,24	1,20	1,26
	20 - 30	1,16	1,20	1,20	1,22	1,20	1,28
	0 - 30	1,17	1,22	1,20	1,23	1,19	1,25
люцерна + эспарцет + кострец	0 - 10	1,22	1,25	1,20	1,25	1,24	1,26
	10 - 20	1,23	1,26	1,22	1,24	1,22	1,28
	20 - 30	1,22	1,26	1,20	1,23	1,22	1,28
	0 - 30	1,22	1,25	1,21	1,24	1,22	1,27

Переход на севообороты с короткой ротацией, увеличение площади чёрных паров, активизирует процессы разрушения почвенной структуры. Приостановить этот процесс можно за счёт внесения больших доз органических удобрений, которых в хозяйстве практически нет, или введением в севообороты многолетних трав, что для хозяйств более реально. Исследованиями установлено, что многолетние травы положительно влияли на водопроницаемость, пористость, восстанавливали структуру пахотного слоя. Так, содержание водопрочных агрегатов в травосмеси бобовые + кострец повышалось до 56,1 %, при наиболее высоком коэффициенте структурности (1,41) под эспарцетом и в смеси бобовые +кострец (1,45). Содержание агрономически ценных агрегатов более высоким (68,3 %) было под травосмесью (бобовые + кострец) в конце третьего года.

Возделывание многолетних трав способствовало обогащению почвы органическим веществом. Нарастание корневой массы у бобовых идёт до 3-4-х лет, у мятликовых до 4-х лет и более, что положительно отражается на обеспеченности почвы элементами питания и восполнении гумуса (табл. 15).

Ежегодное восполнение гумуса под посевами второго года оставляло под люцерной - 69 кг/га, под эспарцетом - 104 кг/га, кострецом - 18 кг/га, под травосмесью бобовые + кострец - 68 кг.

Таблица 15. Баланс гумуса в почве под посевами многолетних трав в зависимости от продолжительности использования, кг/га

Варианты	Кол-во пожнивно-корневых остатков, т/га	*Образуется гумуса из растительных остатков, кг/га	**Минерализация гумуса, кг/га	Баланса гумуса ±кг/га
Посевы второго года (1999 - 2000 гг)
Люцерна	4,05	801	732	+69
Эспарцет	4,12	824	720	+104
Кострец	3,60	720	702	+18
Люцерна + эспарцет + кострец	4,00	800	732	+68
Посевы третьего года (2000 - 2001 гг)
Люцерна	4,00	800	732	+68
Эспарцет	4,38	876	720	+156
Кострец	4,40	880	720	+160
Люцерна + эспарцет + кострец	4,30	860	726	+134
Посевы четвёртого года (2001 - 2002 гг)
Люцерна	4,10	820	819	+1
Кострец	4,30	860	714	+146
Люцерна + эспарцет + кострец	4,15	830	732	+98

* - коэффициент гумификации - 0,20; ** - уровень минерализации гумуса - 1,0 % (слой 0 - 20 см)

В посевах третьего года за счёт большого накопления органических остатков восполнение гумуса достигало от 68 кг/га (люцерна), до 160 кг/га (кострец. После четырёх лет использования восполнение гумуса под люцерной практически не происходит (+1,0 кг/га), тогда как под кострецом оно составило до + 146,0 кг/га, при +98 кг/га в травосмеси бобовые + кострец.

Таким образом, возделывание многолетних трав в полевых кормовых севооборотах на южных чернозёмах обеспечивает сохранение потенциала плодородия южных чернозёмов и позволяет иметь положительный баланс гумуса. Наибольшее восполнение гумуса в посевах второго года за счёт корневых остатков характерно для эспарцета (+104,0 кг/га), в посевах третьего года для костреца (+160,0 кг/га).

Проведённые исследования показывают, что при разработке систем воспроизводства почвенного плодородия эффективным приёмом является включение в полевые кормовые севообороты многолетних трав со сроком использования до трёх лет, что позволяет создавать уравновешенный бездефицитный баланс гумуса.

Размеры биологической фиксации молекулярного азота посевами люцерны и эспарцета по годам жизни. В исследованиях доля биологического азота определялась методом сравнения с не бобовой культурой кострецом безостым (табл. 16).

Таблица 16. Содержание общего и биологического азота в урожае многолетних бобовых трав по годам жизни

Варианты	Посевы 2-го года (среднее за 1999 - 2000 гг)	Посевы 3-го года (среднее за 2000 - 2001 гг)
	азот в общей биомасса, кг/га	доля биологического азота	азот в общей биомасса, кг/га	доля биологического азота
		кг/га	%		кг/га	%
Люцерна:
контроль	213,0	130,9	61,4	216,2	112,4	52,0
Р90	245,7	160,6	65,3	244,4	137,3	56,2
N30	242,0	135,6	56,0	250,5	123,2	49,2
Эспарцет:
контроль	208,9	126,8	60,7	170,5	66,7	39,1
Р90	239,5	154,4	64,5	199,1	92,0	46,2
N30	240,1	133,7	55,7	205,9	78,0	38,2
Кострец:
контроль	82,1	-	-	103,8	-	-
Р90	85,1	-	-	107,1	-	-
N30	106,4	-	-	127,3	-	-

Данные таблицы 16 показывают, что в богарных условиях на южных чернозёмах коэффициент азотфиксации в посевах люцерны второго года составляет от 0,61 (контроль), до 0,65 (Р₉₀). Применение минерального азота N₃₀ снижает коэффициент азотфиксации до 0,56.

С возрастом коэффициент азотфиксации снижался и в посевах третьего года он составил: 0,52 на контроле, 0,56 на Р₉₀ и 0,49 на варианте с внесением в подкормку минерального азота (N₃₀).

Коэффициент азотфиксации у эспарцета второго года жизни достигал на контроле 0,61, на варианте Р₉₀ до 0,64 и до 0,56 на варианте (N₃₀).

На третий год коэффициент азотфиксации в посевах эспарцета снижался соответственно до: 0,39; 0,46 и 0,38.

Следует отметить, что использование 5 т/га соломы под основную обработку с внесением N₃₀ является достаточно эффективным способом не только улучшения агрофизических свойств, но обеспечивает высокую азотфиксирующую способность у люцерны и эспарцета.

Проведённые наблюдения за активностью микробиологических процессов в посевах многолетних трав различных возрастов выявили некоторые различия в характере их протекания. Так, активность почвенной микрофлоры под люцерной не затухает до трёх лет. Под эспарцетом активность почвенной микрофлоры значительно снижается к третьему году, т.е. оптимальный срок продуктивного долголетия для эспарцета два года. Продуктивное долголетие для костреца следует продлевать до трёх-четырёх лет, так как к концу третьего года степень разложения льняной ткани достигала до 26,3 %.

На основании полученных данных по биологической активности почвы (по степени разложения льняной ткани) можно утверждать, что внесение соломы под посевы многолетних трав на южном чернозёме и заделка её в верхние слои почвы активизирует деятельность почвенных микроорганизмов в последействии до двух-трёх лет, что позволяет рекомендовать этот приём в севооборотах с короткой ротацией. Возделывание многолетних трав в полевых севооборотах в течение двух-трёх лет улучшает агрономически значимые свойства почвы. Снижается плотность сложения, уменьшается количество эрозионностей и пыльной фракции, что в целом способствует более интенсивному накоплению органического вещества и улучшению плодородия южных чернозёмов.

Последействие пласта многолетних трав на урожайность последующих культур севооборота. Интегральным показателем и оценкой эффективности возделывания многолетних трав служит уровень урожайности последующих культур севооборота. Исследования выявили высокое положительное действие пласта и оборота пласта на продуктивность последующих культур на южном чернозёме в зоне исследований (табл. 17).

Таблица 17. Урожайность культур по пласту многолетних трав разных лет жизни, т/га (контроль)

Варианты (предшественники)	Пласт многолетних трав 2-го года, 2001 год	Пласт многолетних трав 3-го года, 2002 год
	кукуруза на силос	кукуруза на зерно	просо	кукуруза на силос	кукуруза на зерно	просо
1	2	3	4	5	6	7
Люцерна	26,3	4,40	1,90	28,4	4,7	2,30
Эспарцет	27,2	4,20	1,70	23,1	3,8	1,90
Кострец	22,4	3,30	1,60	24,6	3,6	2,00
Люцерна + эспарцет + кострец	23,2	3,80	1,82	26,4	4,2	2,20
Озимая пшеница	20,4	3,2	1,65	22,3	3,3	1,80

Данные таблицы 17 позволяют сделать вывод, что пласт многолетних трав является хорошим предшественником для кукурузы и проса и обеспечивает достаточно высокую прибавку по отношению к наиболее традиционному предшественнику для этих культур - паровой озими.

Эффективность технологий основной обработки почвы при возделывании многолетних трав. Выбор способа основной обработки почвы под многолетние травы остаётся сложным звеном в технологии их возделывания. Мировое земледелие продвигается в сторону минимальных и даже нулевых обработок почвы и поэтому проведённые исследования имеют определённую значимость, как для науки, так и для практики.

Изучались следующие варианты основной обработки почвы: отвальная вспашка на 25…27 см, безотвальная рыхление на 18…20 см и поверхностная обработка на 12…15 см (БДМ-6).

Обработка почвы проводилась по фону внесения соломы 5 т/га и 1,5 ц/га аммофоса. Весной под культивацию вносили N₃₀, семена люцерны и эспарцета обрабатывали ризоторфином. Повторность во времени - двухкратная (2003…2004 гг.). В опытах проводились следующие наблюдения (определение полевой всхожести, динамики густоты стояния по годам жизни и плотность стеблестоя, засорённость травостоя по годам жизни, влагообеспеченность по годам жизни, структура суммарного водопотребления), что позволило объективно подойти к оценке способов основной обработки и их влияние на продуктивность многолетних трав (табл. 18).

Таблица 18. Продуктивность многолетних трав по годам жизни в зависимости от способов основной обработки почвы, т/га

Варианты	Второй год (2004 - 2005 гг.)	Третий год (2005 - 2006 гг.)	Четвёртый год (2006 - 2007 гг.)
	урожайность з/м	*кормовых единиц	*переваримого протеина	урожайность з/м	*кормовых единиц	*переваримого протеина	урожайность з/м	*кормовых единиц	*переваримого протеина
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Люцерна
Отвальная вспашка	18,9	3,59	0,57	20,4	3,87	0,61	14,7	2,75	0,44
Безотвальное рыхление	18,4	3,49	0,55	18,7	3,55	0,56	13,5	2,56	0,40
Поверхностная обработка	17,0	3,23	0,51	17,6	3,34	0,53	12,1	2,30	0,36
Эспарцет
Отвальная вспашка	18,3	3,29	0,51	14,9	2,68	0,42	-	-	-
Безотвальное рыхление	17,7	3,18	0,49	14,4	2,54	0,40	-	-	-
Поверхностная обработка	17,0	3,06	0,47	12,9	2,32	0,36	-	-	-
Кострец безостый
Отвальная вспашка	15,5	2,94	0,32	19,0	361	0,40	16,3	3,10	0,34
Безотвальное рыхление	15,5	2,94	0,32	19,1	3,62	0,40	17,1	3,24	0,36
Поверхностная обработка	15,1	2,87	0,32	18,5	3,51	0,39	15,8	3,00	0,33
НСР (0,5) общая	2,3069	9,0895	2,1832
НСР (0,5) А	1,3319	5,2478	1,2605
НСР (0,5) В	1,3319	5,2478	1,5437
НСР (0,5) АВ	1,336	5,2478	1,5437

* - содержание кормовых единиц в 1 кг корма: люцерна - 0,19; эспарцет - 0,18; кострец - 0,19. Содержание протеина в 1 кг: люцерна - 30 г; эспарцет - 28 г; кострец - 21 г.

Из способов основной обработки преимущество должно отдаваться отвальной вспашке и безотвальному рыхлению. При отсутствии в полях многолетних сорняков допустима и поверхностная обработка на глубину до 0,12…0,15 м. Лучше на поверхностную обработку реагирует кострец безостый.

Тяжёлые металлы в растениях и их экологическая роль. На аккумуляцию тяжёлых металлов растениями влияет комплекс факторов, важнейшими среди них являются видовые особенности, величина техногенной нагрузки, технология возделывания.

К настоящему времени установлены фоновые содержания ТМ в почвенном покрове и в растениях некоторых регионов РФ (Московская, Воронежская области, Западная Сибирь). На этом фоне зона исследований характеризуется очень слабой изученностью по содержании ТМ в почвах Нижнего Поволжья, имеются данные о содержании ТМ в продукции зерновых культур в зависимости от предшественников (Кононов М.В., 1999). По способности аккумулировать ТМ среди многолетних трав, как показали исследования, она выше у костреца безостого (табл. 19).

Таблица 19. Содержание тяжёлых металлов в надземной массе многолетних трав в зависимости от продолжительности использования мг/кг сухой массы (среднее за 1993…2005 гг.)

Культуры	Второго года	Четвёртого года
	Cu	Zn	Pb	Cd	Cu	Zn	Pb	Cd
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Люцерна	13,7	16,1	0,26	н/о	12,1	18,4	0,38	н/о
Эспарцет *	12,3	12,7	0,30	н/о	10,2	16,3	0,36	н/о
Кострец	14,6	18,6	0,29	н/о	13,3	21,4	0,56	н/о

* - на травостоях третьего года

Изучаемые виды характеризуются довольно ровным по варьированию и достаточно высоким содержанием меди в надземной биомассе (10,2 - 14,6 мг/кг), при ПДК по меди для растений 15,0 - 20,0 мг/кг. Показатели по содержанию цинка и свинца не выходят за пределы значений по ПДК для этих элементов (ПДК для свинца - 10,0 - 20,0 мг/кг, для цинка - 150 - 300 мг/кг).

Биоэнергетическая и экономическая эффективность возделывания многолетних трав. По результатам проведённых исследований был сделан энергетический анализ и дана биоэнергетическая оценка изученных вариантов с использованием методик ВАСХНИЛ (1983, 1986), Волгоградской ГСХА (2000).

При двухлетнем использовании люцерны при орошении Кээ достигает от 4,10 (контроль), до 4,20 (навоз + солома). При трёхлетнем сроке использования Кээ повышался до 4,13 (контроль) и 4,42 на варианте навоз 60 т/га + солома 10 т/га.

Возделывания многолетних трав в богарных условиях в травосмеси обеспечивает Кээ от 5,59 (контроль), до 6,30 (N₃₀). При оценке способов основной обработки Кээ изменялся от 5,51 до 6,27, более высоким Кээ был по поверхностной обработке.

Экономическая оценка технологии возделывания люцерны в орошении при 3-х летнем использовании обеспечивает рентабельность от 93,4 % (солома 10 т/га), до 104,5 % на варианте навоз 60 т/га + солома 10 т/га.

Возделывание многолетних трав в травосмеси на богаре обеспечивает уровень рентабельности от 111,2 % на контроле (б/у), до 117,9 % на варианте внесение N₃₀ весной в подкормку, при себестоимости 1 т кормовых единиц соответственно от 710,2 до 688,3 р/т.

Уровень рентабельности при оценке способов основной обработки почвы под многолетними травами изменялся от 85,0 %, до 141,7 %.

Более высоким он характерен для варианта поверхностной обработки. Себестоимость 1 т кормовых единиц составляла от 744,7 до 912,1 р/т.

Основные выводы

1. В Нижнем Поволжье увеличить производство высококачественных кормов сбалансированных по белку в условиях сухостепной зоны каштановых почв можно за счёт расширения посевов люцерны при орошении, а в богарных условиях на южных чернозёмах за счёт возделывания люцерны, эспарцета и костреца безостого.

Высокая продуктивность агрофитоценозов многолетних трав определяется их видовым составом, уровнем питания и почвенно-климатическими условиями возделывания.

2. Радиационные и тепловые ресурсы подзоны светло-каштановых почв Волго-Донского междуречья вполне достаточны для формирования орошаемой подпокровной люцерны в первый год пользования 3-х укосов с урожаем зелёной массы до 40 - 67 т/га, 4-х укосов на посевах второго года с урожаем до 60,0 - 80 т/га. В посевах 3-го года урожайность зелёной массы снижается до 53,0 т/га.

3. Получение оптимальной густоты травостоя орошаемой люцерны является важным условием высокой продуктивности по годам жизни. Плотность травостоя оказывает влияние на продуктивное долголетие и накопление пожнивно-корневых остатков, что положительно влияет на водно-физические показатели и плодородие почвы.

Посев люцерны с нормой высева 9 млн. всхожих семян под покров овса обеспечивает плотность всходов до 580 - 590 шт/м², что обеспечивало продуктивное использование посевов до 3-х лет. В технологии возделывания подпокровных посевов люцерны особое внимание должно уделяться сроком уборки подпокровной культуры.

4. Проведённые исследования позволяют выделить основные причины, ведущие к снижению жизнеспособности, ослаблению и выпадению растений люцерны из травостоя. Это, во-первых, изменение внутренних условий в неблагоприятную сторону под влиянием жизнедеятельности фитоценоза, падение потенциала способности растений в процессе онтогенетического развития, во-вторых влияние факторов экзогенного характера приводящих к ослаблению растений под влиянием приёмов эксплуатации (подпокровный посев, интенсивный режим использования, поздние сроки проведения последнего укоса, уплотнение почвы). Учёт имеющихся факторов и управление отмеченными процессами с учётом биологических особенностей культуры создавать высокоурожайные травостои позволяет сохранять продуктивное долголетие люцерны в условиях орошения.

5. Применение органического материала под люцерну в орошении способствует улучшению агрофизических свойств почвы в посевах люцерны на протяжении трёх лет пользования.

Наибольшее положительное влияние на величину плотности оказывало внесение навоза 60 т/га + солома 10 т/га. Исследования выявили определённую взаимосвязь увеличение плотности сложения почвы, как по годам жизни, так и по периоду вегетации. По всем годам жизни отмечается значительное увеличение плотности сложения к концу вегетации и её разуплотнение к периоду начала весеннего отрастания.

В посевах третьего года жизни плотность сложения в слое 0…30 см по вариантам опыта весной достигала от 1,30 т/м³ на контроле, до 1,27 т/м³ на варианте совместного внесения навоза и соломы.

6. Применение органического материала увеличивает общую пористость в посевах первого года в пахотном слое до 54,2 %, при соотношении капиллярной пористости и некапиллярной - 1,8, на контроле - 2,4. В посевах второго года в слое 0 - 30 см общая пористость составила 54,0 %, капиллярная - 36,1 %, соотношение капиллярной и некапиллярной пористости повышалось до 2,0, при 46,3 % и 33,3 % на контроле. Закономерности изменения показателей пористости под влияние органического материала характерны и для третьего года жизни (52,7%, 36,5 %, 2,2 %), при 46,1 %; 32,3 % и 2,3 % на контроле.

7. Органические удобрения являются главным фактором, определяющим микробиологические свойства орошаемых светло-каштановых почв. Биологическая активность почвы была максимальной в посевах второго года и достигала в среднем 412 мкг/г полотна на варианте навоз + солома. Наиболее высокая токсичность почвы характерна для посевов первого года при внесении соломы (10 т/га) и достигала 54 усл. ед.

8. Установлено, что повышение почвенного плодородия под люцерной связано с внесением органики и накоплением пожнивно-корневых остатков. Наибольшая масса органического вещества накапливается при совместном применении навоза и соломы. Основная масса их сосредоточена в пахотном слое (0…30 см) и достигает 37,98 т/га от воздушно-сухой массы, что обеспечивает бездефицитный баланс гумуса.

9. Для поддержания предполивного порога влажности почвы на уровне 75 - 80 % НВ требуется проведение 10 -11 вегетационных поливов с оросительной нормой 5317 - 5850 м³/га.

Суммарное водопотребление на посевах первого года - 8135 м³/га, второго - 8316 м³/га, третьего года - 6813 м³/га. Доля оросительной воды соответственно по годам жизни: 65,4 %; 71,0 % и 55,8 %.

10. Положительное влияние люцерны на последующие культуры обусловлено обеспечением почвы органическим веществом, улучшением водно-физических свойств почвы, накоплением до 150 - 250 кг/га азота.

Урожайность озимой пшеницы по пласту люцерны трёх лет жизни достигала на контроле (б/у) до 3,73 т/га при 1,55 т/га по предшественнику суданская трава.

Урожайность кукурузы в последействии пласта люцерны двух лет составила после контроля (б/у) - 5,77 т/га, после навоза - 7,78 т/га, соломы - 6,89 т/га, после трёх лет соответственно: 6,10 т/га, 7,82 т/га; 7,00 т/га и 8,40 т/га.

Влияние люцерны положительно сказывается на качестве продукции последующих культур. Так, содержание белка в зерне озимой пшеницы повышалось до 14,1…14,2 %, клейковины до 27,2…27,8 %, натуры до 740 - 745 г, массы зерна до 38,7 - 39,1 г, при 12,0 %; 22,1 %; 702 г/л и 29,8 г по предшественнику суданская трава.

11. В богарном земледелии в зоне южных чернозёмов эффективны посевы многолетних трав (люцерна, эспарцет, кострец безостый). Их продуктивность определяется видовым составом, уровнем питания и климатическим условиями вегетации.

В технологии возделывания многолетних трав очень важны способы и сроки посева, условия питания, режим использования. Предпосылкой создания высокопродуктивных травостоев многолетних трав в богарных условиях является формирование оптимальной плотности стеблестоя, которая во многом определяется способом посева, биологическими особенностями культуры и условиями влагообеспеченности

Полнота всходов у люцерны составила от 42,3 до 47,1 %, эспарцета от 46,7 до 56,8 %, костреца безостого от 48,9 до 55,1 %. В травосмеси (люцерна + эспарцет + кострец) полнота всходов изменялась незначительно.

Показатели сохранности многолетних трав первого года более низкими были у люцерны (69,0 - 75,1 %), при 72,7 - 79,3 % у эспарцета и 79,5 - 85,7 % у костреца безостого.

12. Целесообразность подпокровных посевов определяется получением полноценного укоса покровной культуры, что увеличивает продуктивность посевов первого года, а также снижением засорённости травостоя в посевах первого года.

Использование овса в качестве покровной культуры обеспечивает урожайность зелёной массы в посевах первого года жизни до 19,1 т/га. Величина урожая и долевое участие компонентов в урожае зависит от условий влагообеспеченности весенне-летнего периода.

Максимальная продуктивность у люцерны по выходу кормовых единиц (3,65 т/га) и протеина (0,57 т/га) характерна для травостоев третьего года, у эспарцета - 3,08 т/га корм. ед. и 0,48 т/га протеина для травостоев второго года, у костреца безостого - 3,36 т/га корм. ед. и 0,39 т/га протеина для травостоев третьего года. В травосмеси (люцерна + эспарцет + кострец) выход кормовых единиц более высоким - 3,24 т/га и протеина 0,47 т/га был на травостоях третьего года жизни.

13. Положительное влияние многолетних трав проявляется в улучшении агрофизических свойств почв (плотности сложения, структуры, пористости) в накоплении органического вещества (до 4,40 т/га в слое 0…30 см) повышение содержания азота, фосфора и калия в почве и восполнении гумуса (до 160 кг/га) под кострецом безостым третьего года жизни.

14. Величина биологического азота в посевах люцерны второго года достигает на контроле - 130,9 кг/га, на варианте Р₉₀ - 160,6 кг/га, на варианте N₃₀ - 135,6 кг. В посевах третьего года количество биологического азота достигало соответственно: 112,4 кг/га, 137,3 кг/га и 123,2 кг/га.

В посевах эспарцета величина биологического азота наиболее высокой была во второй год и составила на контроле - 126,8 кг/га, на варианте Р₉₀ - 154,4 кг/га, на варианте N₃₀ - 133,7 кг/га. На третий год величина биологического азота снижалась до 92,0 кг/га (Р₉₀).

Коэффициент азотфиксации в посевах люцерны достигал до 0,65, у эспарцета до 0,64. С возрастом он снижался до 0,46. внесение соломы (5 т/га + N₃₀) под основную обработку является достаточно эффективным способом не только улучшения агрофизических свойств почвы, но обеспечивает высокую азотфиксирующую способность у люцерны и эспарцета.

15. Оценка влияния пласта многолетних трав на урожайность последующих культур показала, что максимальная урожайность была по пласту люцерны третьего года и составила у кукурузы на зерно (4,7 т/га), кукурузы на силос (28,4 т/га), проса (2,30 т/га).

16. В результате исследований установлено, что в системе основной обработки почвы преимущество за отвальной и безотвальной обработках.

При безотвальной и поверхностной обработках благодаря созданию на поверхности почвы мульчирующего слоя за счёт внесения сломы, создаются лучше условия для начального роста растений.

Во второй и последующие годы плотность стеблестоя несколько выше по отвальной вспашке и безотвальному рыхлению. Кострец безостый менее реагирует на приёмы основной обработки, для которого допустима и поверхностная обработка.

По поверхностной обработке продуктивное долголетие эспарцета необходимо ограничить двумя годами пользования (жизни).

17.В зависимости от способов основной обработки почвы в посевах люцерны второго-третьего года выход кормовых единиц достигал до 3,87 т/га по отвальной вспашке, до 3,55 т/га (безотвальное рыхление), до 3,34 (по поверхностной обработке). В посевах эспарцета соответственно: 3,29 т/га,; 3,18 т/га и 3,03 т/га. В посевах костреца до: 3,61; 3,62 и 3,51 т/га кормовых единиц. На травостоях четвёртого года продуктивность у люцерны снижалась до 2,75 т/га, у костреца безостого до 3,24 т/га кормовых единиц.

18. На аккумуляцию тяжёлых металлов, в растениях влияет целый комплекс факторов. Так, содержание меди в надземной биомассе трав второго года находилось в интервале от 12,3 мг/кг (эспарцет), до 15,7 мг/кг у костреца безостого при ПДК для растений на уровне 15,0 -20,0мг/кг сухого вещества. Содержание меди снижалось в биомассе бобовых, что связано с тем, что медь играет значительную роль в жизнедеятельности клубеньковых бактерий и в некоторых физиологических процессах.

Содержание цинка у изучаемых видов в интервале от 12,7 мг/кг (эспарцет), до 18,6 мг/кг у костреца и 16,1 мг/кг у люцерны, при ПДК от 150 до 300 мг/кг. В биомассе четвёртого года содержание цинка было в интервале от 21,4 мг/кг (кострец), до 16,3 мг/кг (эспарцет).

Содержание свинца в биомассе второго года в интервале 0,26 мг/кг (люцерна), до 0,29 - 0,30 мг/кг (эспарцет, кострец), при ПДК - 1,5 - 14,0 мг/кг. С возрастом аккумулирующая способность у всех трав повышается, и достигала максимальных значений до 0,56 мг/кг у костреца безостого.

19. С энергетической точки зрения технологии возделывания многолетних трав имели высокий коэффициент. Так, возделывание люцерны в орошении обеспечивало величину Кээ до 4,42 ед. Многолетних трав в богарных условиях до 6,30 (в травосмеси люцерна + эспарцет + кострец безостый). Кээ по способам основной обработки достигал более высоких значений в посевах люцерны и составил 6,18 (отвальная вспашка), 6,27 (безотвальная и поверхностная обработки).

Уровень рентабельности при 3-хлетнем сроке использования достигал при возделывании люцерны в орошении от 93,4% (солома 10 т/га), до 104,5 % (навоз + солома).

В богаре уровень рентабельности при возделывании многолетних трав со сроком использования до 3-х лет изменялся от 85,0 % до 141,7 %.

Предложения производству

1. Для снижения дефицита протеина в кормовом балансе и получения максимального количества корма богатого растительным белком, повышения плодородия и улучшения агрофизических почв в орошаемом земледелии Нижнего Поволжья на светло-каштановых почвах эффективно внесение под люцерну органического материала в виде навоза и соломы. Наибольшее положительное влияние на водно-физические показатели почвы оказывает внесение навоза 60 т/га + солома 10 т/га. Применение органического материала под люцерну в орошении улучшает агрофизические свойства почвы в посевах люцерны на протяжении трёх лет пользования.

В посевах третьего года жизни плотность сложения в слое 0...0,30 м по вариантам опыта весной достигала от 1,30 т/м³ на контроле, до 1,27 т/м³ на варианте совместного внесения навоза и соломы, к концу вегетации происходит увеличение плотности сложения до 1,34 - 1,30 т/м .

2. Получение оптимальной густоты травостоя орошаемой люцерны является важным условием высокой продуктивности по годам жизни. Люцерну следует высевать с нормой 9 млн. всхожих семян под покров овса, что обеспечивает плотность всходов до 580 - 590 шт./м² и продуктивное использование посевов до 3-х лет. В технологии возделывания подпокровных посевов люцерны особое внимание должно уделяться сроку уборки покровной культуры. Своевременное скашивание (фаза вымётывания) обеспечивает формирование в первый год второго и третьего укосов и значительно сокращает выпад растений.

Для поддержания предполивного порога влажности почвы на уровне 75 - 80 % НВ требуется проведение 10-11 вегетационных поливов с оросительной нормой 5317-5850 м³/га.

Положительное влияние люцерны на последующие культуры обусловлено обогащением почвы органическим веществом, улучшение водно-физических свойств почвы и накопление до 150 - 250 кг/га азота. По пласту люцерны следует высевать озимую пшеницу или кукурузу на зерно.

Предпосылкой создания высокопродуктивных травостоев многолетних трав в богарных условиях является формирование оптимальной плотности стеблестоя, которая во многом определяется способом посева, биологическими особенностями культуры и условиями влагообеспеченности.

Использование овса в качестве покровной культуры обеспечивает урожайность зелёной массы в посевах первого года жизни до 19,1 т/га. Максимальная продуктивность у люцерны по выходу кормовых единиц (3,65 т/га) и протеина (0,57 т/га) характерна для травостоев третьего года, у эспарцета -3,08 т/га корм. ед. и 0,48 т/га протеина для травостоев второго года, у костреца безостого - 3,36 т/га корм. ед. и 0,39 т/га протеина для травостоев третьего года. В травосмеси (люцерна + эспарцет + кострец) выход кормовых единиц более высоким - 3,24 т/га и протеина 0,47 т/га был на травостоях третьего года жизни.

6. Внесение соломы (5 т/га + N₃o) под основную обработку является достаточно эффективным способом не только улучшения агрофизических свойств почвы, но обеспечивает высокую азотфиксирующую способность у люцерны и эспарцета.

Величина биологического азота в посевах люцерны второго года достигает на контроле - 130,9 кг/га, на варианте Р₉о - 160,6 кг/га, на варианте N₃₀ -135,6 кг. В посевах третьего года количество биологического азота снижалось соответственно: 112,4 кг/га, 137,3 кг/га и 123,2 кг/га.

В посевах эспарцета величина биологического азота наиболее высокой была во второй год и составила на контроле - 126,8 кг/га, на варианте Р₉о -154,4 кг/га, на варианте N30 - 133,7 кг/га. На третий год величина биологического азота снижалась до 92,0 кг/га (Род)-

Коэффициент азотфиксации в посевах люцерны достигает до 0,65, у эспарцета до 0,64. С возрастом он снижался до 0,46.

7. В богарных условиях многолетние травы более высокое продуктивное долголетие имеют при посеве их в смеси (люцерна + эспарцет + кострец) по 50 % от нормы высева в чистом виде под покров овса с нормой не выше 2,5млн. всхожих семян/га.

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

8. В системе основной обработки почвы под многолетние бобовые травы преимущество за отвальной и безотвальной обработках. Для костреца безостого допустима и поверхностная обработка

При безотвальной и поверхностной обработках благодаря созданию на поверхности почвы мульчирующего слоя за счёт внесения сломы, создаются лучше условия для начального роста растений.

9. В богарных условиях по пласту многолетних трав следует высевать кукурузу на зерно, кукурузы на силос и просо.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Киричкова, И.В. Накопление в почве органического вещества при длительном возделывании многолетних трав / И.В. Киричкова, А.М. Гаврилов // Плодородие. -2008. -№2. -С. 37-38

2. Киричкова, И.В. Агрофизические свойства почвы и урожайность сельхозкультур / И.В. Киричкова // Сб. науч. статей студентов и молодых ученых Волгоградской области (по итогам I межвузовской научно-практической конференции): - Волгоград: «Перемена», 1994. - С. 132-136.

3. Киричкова, И.В. Аналитический мониторинг качества почвы / И.В. Киричкова, Е.А. Литвинов // Вавиловские чтения - 2004: Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции: - Саратов, 2004.-С. 64-67.

4. Киричкова, И.В. Биологические процессы, происходящие в почве в зависимости от влияния органических удобрений / И.В. Киричкова // Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства: Сб. науч. тр: - Волгоград, 2005. - С.

5. Киричкова, И.В. Влияние агрофизических свойств почвы на урожайность сельскохозяйственных культур / И.В. Киричкова // Агроэкологические приемы сельскохозяйственного производства: Сб. статей Всероссийской научно-практической конференции: - Пенза, 2006.-С. 62-64.

6. Киричкова, И.В. Влияние способов основной обработки почвы на продуктивность агроценозов многолетних трав в условиях Нижнего Поволжья // Вестник Саратовского Госагроуниверститета им. Н.И. Вавилова -2008. №5. - С. 24-27

7. Киричкова, И.В. Влияние органического материала на баланс органического вещества в посевах люцерны / И.В. Киричкова // Актуальные проблемы развития АПК. Сб. науч. тр.: «Материалы международной научно-практической конференции: - Волгоград, 2005.-С. 103-105.

8. Киричкова, И.В. Влияние органического материала на трансформацию плотности почвы и урожайность люцерны в условиях орошения / И.В. Киричкова // Перспективы сельского хозяйства: Межвузовский сб. науч. тр.: - Калининград: изд-во КГТУ, 2005. - С. 65-70.

9. Киричкова, И.В. Влияние органических удобрений на агрофизические свойства почвы и урожайность возделываемых культур / И.В. Киричкова // Совершенствование научного обеспечения и подготовки кадров для агропромышленного производства Волгоградской области: Сб. тр.: «. -Волгоград, 1993. - С. 139-141.

10. Киричкова, И.В. Влияние органических удобрений на агрофизические свойства почвы и урожайность люцерны при орошении / И.В. Киричкова, Е.А. Литвинов // Эколого-мелиоративные аспекты научно-производственного обеспечения АПК: Сб. тр.: - М., 2005. - С. 206-209.

11. Киричкова, И.В. Влияние органических удобрений на микробиологическую активность и токсичность почвы при возделывании люцерны на зеленую массу в условиях орошения / И.В. Киричкова, А.А. Киричков // Актуальные инновационные разработки по оптимизации агроландшафтов в условиях рыночных отношений: Сб. материалов Всероссийской научно- практической конференции / Вестник РАСХН. - М., 2004. - С. 156-158.

12. Киричкова, И.В. Влияние органического материала на накопление пожнивно-корневых остатков и баланс органического вещества в посевах люцерны / A.M. Гаврилов, И.В. Киричкова // Адаптивно-ландшафтные системы земледелия для засушливых условий Нижнего Поволжья: Материалы Всероссийской научно-практической конференции: - Волгоград, 2005. -- С. 182-184.

13. Киричкова, И.В. Влияние органического материала на накопление пожнивно-корневых остатков и баланс органического вещества в посевах люцерны / И.В. Киричкова // Научно-производственное обеспечение развития комплексных мелиорации Прикаспия: Сб. тр.:- М., 2006. - С. 238-241.

14. Киричкова, И.В. Влияние органических удобрений на биологическую активность и токсичность светло-каштановых почв и урожайность люцерны в условиях орошения / И.В. Киричкова // Проблемы агропромышленного комплекса: Сб. тр.:- Волгоград, 2003. - С. 117-118.

15. Киричкова, И.В. Влияние органических удобрений на биологическую активность и токсичность светло-каштановых почв в условиях орошения / И.В. Киричкова, А.А., Киричков // Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства: Сб. тр.: / ВГСХА: - Волгоград, 2004. - С.34-36.

16. Киричкова, И.В. Влияние тяжелых металлов на окружающую среду и человека / И.В. Киричкова // Перспективные технологии для совершенного сельскохозяйственного производства: Сб. тр.: - Волгоград, 2006.-С.

17. Киричкова, И.В. Динамика структуры почвенного покрова под различными видами многолетних трав / И.В. Киричкова, Е.А. Литвинов // Плодородие 2008. №2. -С. 40-41.

18. Киричкова, И.В. Изучение последействия пласта люцерны на урожайность последующих культур севооборота / И.В. Киричкова // Проблемы и тенденции устойчивого развития аграрной сферы: Сб. материалов международной научно-практической конференции, повяленной 65-летию Победы в Сталинградской битве. Том I. -Волгоград, 2008.-С. 38-39.

19. Киричкова, И.В. Интенсивное земледелие и агрофизические свойства светло-каштановых почв / И.В. Киричкова // II Межвузовская научно-практическая конференция студентов и молодых ученых Волгоградской области: Сб. статей: - Волгоград, 1997. - С. 132-134.

20. Киричкова, И.В. Концептуальные основы социальной защиты молодежи / И.В. Киричкова// Молодежь и формирование гражданского общества в России: Материалы первой общероссийской научно-практической конференции: - Волгоград: Панорама, 2005. -С. 249-252.

21. Киричкова, И.В. Мероприятия по снижению загрязнения продукции тяжелыми металлами / И.В. Киричкова // Экология и экономика: Материалы круглого стола: - Волгоград, 2005. - С. 90-94.

22. Киричкова, И.В. Микробиологическая активность почвы в посевах многолетних трав и формирование клубеньков у бобовых компонентов / И.В. Киричкова // Плодородие 2008. №3. -С. 32-32.

23. Киричкова, И.В. Проблемы альтернативного производства экологически безопасных продуктов питания / И.В. Киричкова, С.А. Игнатьева, А.А. Киричков // Эколого-экономическая оптимизация природопользования: Материалы круглого стола: ВОЛГУ. - Волгоград, 2004. - С.208-211.

24. Киричкова, И.В. Проблемы экологических рисков / Е.А. Литвинов, И.В. Киричкова, А.А. Киричков, Е.А. Иванцова // Эколого-экономическая оптимизация природопользования: Материалы круглого стола: ВОЛГУ. - Волгоград, 2004. - С. 45-48.

25. Киричкова, И.В. Продуктивность посевов многолетних трав по годам жизни в условиях Нижнего Поволжья / Кормопроизводство. -2008. №4. -С. 3-9.

26. Киричкова, И.В. Рациональное применение пестицидов в агроценозах полевых культур / И.В. Киричкова, Е.А. Иванцова // Актуальные инновационные разработки по оптимизации агроландшафтов в условиях рыночных отношений: Сб. материалов Всероссийской науч.-практ. конференции: Вестник РАСХН. - М., 2004. - С. 145-150.

27. Киричкова, И.В. Роль полевых культур в воспроизводстве органического вещества почвы / И.В.Киричкова // Современные проблемы развития АПК: Сб. тр.:- Волгоград, 2006. - С. 60-62.

28. Киричкова, И.В. Система интегрированной защиты люцерны / И.В. Киричкова //Проблемы сельского хозяйства: Международный сб. науч. тр.: - Калининград: изд-во КГТУ, 2006. -С. 160-166.

29. Киричкова, И.В. Совершенствование региональной структуры зернового рынка и оптимизация зерно-фуражного подкомплекса / И.В. Киричкова // Актуальные вопросы сельского хозяйства: Сб. научн. тр.: -Калининград, 2008 г. -С. 3-9.

30. Киричкова, И.В. Совершенствование экологического воспитания / И.В. Киричкова, Е.А. Литвинов, А.А. Киричков // Материалы круглого стола: Эколого-экономическая оптимизация природопользования: Сб. тр.: ВОЛГУ. - Волгоград, 2004. - С. 236-238.

31. Киричкова, И.В. Трансформация агрофизических свойств светло-каштановых почв и урожайность люцерны при применении органического материала / И.В. Киричкова, М.П. Лобанов // Материалы научно-практической конференции агрономического факультета Пензенской ГСХА: Сб. тр.: - Пенза, 2005. - С. 136-138.

32. Киричкова, И.В. Тяжелые металлы (ТМ) в окружающей среде обитания человека /И.В. Киричкова// Научно-производственное обеспечение развития комплексных мелиорации Прикаспия: Сб. тр.: - М, 2006. - С.717-720.

33. Киричкова, И.В. Экологические аспекты выращивания культур в полосных посевах / И.В. Киричкова, А.А. Киричков // Проблемы научного обеспечения экологической эффективности орошаемого земледелия в рыночных условиях: Сб. тр.: - Волгоград, 2001. - С. 194-195.

34. Киричкова, И.В. Экологическая культура и мышление - путь к оздоровлению населения» / И.В. Киричкова // Состояние биосферы и здоровье людей: Сб. материалов IV международной научно-практической конференции: - Пенза, 2004. - с. 70-74.

35. Экология: учебное пособие для практических занятий / Е.А. Литвинов, С.И. Калмыков, И.В. Киричкова и др. Изд.-полигр. комплекс ВГСХА «Нива». -Волгоград, 2007. -258 с.

36. Киричкова, И.В. Эффективность возделывания многолетних трав в Нижнем Поволжье // Плодородие. -2008. №3. -С. 41-42.

37. Киричкова, И.В. Фотосинтетическая продуктивность сеяных агрофитоценозов многолетних трав, как основа формирования высоких урожаев // Кормопроизводство. -2008. №7. -С. 21-23.



Подписано в печать 2008.

Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.

Ризограф

Уч.-изд. Л. 2,0 Тираж 100. Заказ

Издательство и типография ВГСХА

400002, г. Волгоград, Университетский проспект, 26

Размещено на Allbest.ru