CC BY
14
2. Sechnyak L.K., Kindruk N.A., Bredinskij A.A. Gidrotermicheskie i troficheskie faktory formirovaniya vysokokachestvennyh semyan / Sel'skohozyaj stvennaya biologiya, 1990, t.XV, № 6. - S.838-841.
3. Gusakova L.P., Lykova N.A. Opredelenie optimal'nyh uslovij formirovaniya semyan v mnogofaktornom ehksperimente /Zernovoe hozyajstvo, 2004, № 4. - S. 14-16.
4. Babaeva N.Yu., Posevnye kachestva i urozhajnye svojstva semyan yarovoj myagkoj pshenicy v zavisimosti ot uslovij mineral'nogo pitaniya materinskih rastenij v lesostepi Povolzh'ya. - Diss. na soiskanie uch.st. kandidata s.-h. nauk, Penza, 2009. - 148 s.
5. Voropaev V.V., Lekomcev P.V., Yakusheva O.I. Upravlenie produktivnost'yu i kachestvom zerna yarovoj pshenicy na fone pochvennoj neodnorodnosti. V sb.: Metodicheskoe i ehksperimental'noe obespechenie adaptivno-landshaftnyh sistem zemledeliya.- SPb, 2007,-S.214-226.
6. Matvienko D.A., Kovtyuh S.N., Konev A.V., Lekomcev P.V. Differencirovannoe vnesenie azotnyh udobrenij po rezul'tatam aehrofotos"emki posevov yarovoj pshenicy / Mater, mezhdunar. konf. «Tendencii razvitiya agrofiziki v usloviyah izmenyayushchegosya klimata» (k 80-letiyu Agrofizicheskogo NU). - Sankt-Peterburg, 20-21 sentyabrya 2012 goda. - SPb, 2012. - S.527-530.
7. Matvienko D.A., Voropaev V.V., Konev A.V. i dr. Yakushev V.V. Ispol'zovanie testovyh ploshchadok dlya kontaktnoj i distancionnoj opticheskoj registracii opticheskih harakteristik rastenij i opredeleniya doz azotnyh podkormok v sisteme tochnogo zemledeliya. / Mater, koordinacionnogo soveshchaniya Agrofizicheskogo instituta. - Sankt-Peterburg, 25-26 marta 2010 g. - SPb, 2010. - S.45-50."
8. Arhipov M.V., Gusakova L.P., Velikanov L.P., i dr. Metodika kompleksnoj ocenki biologicheskoj i hozyajstvennoj prigodnosti semennogo materiala.- SPb: AFI, 2013 g. - 52 s.
УДК 631:615
Доктор с.-х. наук А.Н. УЛАНОВ (Вятская ГСХА, bolotoagro 50(®mail.ra) Доктор с.-х. наук В.П. ЦАРЕНКО (СПбГАУ, tsarenko_prof(®,mail.ru) Аспирант A.C. ГОРСКИЙ (СПбГАУ, [email protected])
АЗОТНЫЙ ФОНД ТОРФЯНЫХ ПОЧВ И ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНЕГО КУЛЬТУРНОГО ПАСТБИЩА ПРИ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ВОСТОКА ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РФ
Торфяные низинные освоенные почвы на территории Российской Федерации по разным оценкам занимают от 1,3 до 1,5 млн. га. В мелиоративном земледелии этим почвам отведена особая ниша, поскольку по многим параметрам, составляющим понятие «плодородие», они принципиально отличаются от минеральных почв. Главное преимущество освоенных торфяных почв заключается в огромных запасах органического вещества и азота. Так, содержание общего углерода может колебаться от 35 до 45%, а валового азота от 1,8 до 4,0% на абсолютно сухой торф; запасы сухого торфа только в метровом слое могут составлять тысячи тонн на гектар. Другое преимущество - это техническая возможность оперативно управлять водным режимом из-за близости водоносного слоя грунтовых вод к зоне наибольшего распространения корневой системы растений. Поэтому растения, как правило, достаточно хорошо снабжены влагой.
К неблагоприятным свойствам осушенных торфяных почв относят не отрегулированный пищевой режим их профиля и жесткий температурный. Тепловые свойства этих органогенных почв очень слабо поддаются регулированию; путем внесения минерального грунта удается в определенной степени улучшить некоторые теплофизические характеристики торфяника. Также отрицательным фактором этих почв
является низкое содержание валового фосфора (0,2 - 0,5%) и ничтожно малое калия (0,1 -0,3%), а также микроэлементов, особенно Си. В связи с этими причинами сельскохозяйственное производство растениеводческой продукции на освоенных торфяных низинных почвах без применения минеральных удобрений и микроэлементов невозможно. Именно удобрениям принадлежит ведущая роль в управлении пищевым и продукционным процессом осушенных торфяных почв.
Используемые минеральные удобрения на освоенных торфяных почвах, улучшая питательный режим возделываемых сельскохозяйственных культур, изменяют химические, биохимические и микробиологические свойства почвы. Усиливается микробиологическая активность осушенных почв, а с нею и минерализационные процессы органического вещества торфа. Возделываемые сельскохозяйственные растения и связанная с ними агротехника также оказывает серьёзное влияние на процессы минерализации торфа и особенно на трансформацию его азотсодержащих органических соединений, поскольку эти почвы богаты азотом.
Цель исследования - изучить изменения азотного фонда при сравнении целинной торфяной почвы и почвы, находящейся под пастбищем в течение 80 лет (сравнивали вариант без минеральных удобрений с вариантом N90P60K90.), а также исследовать влияние минеральных удобрений и экскрементов КРС на продуктивность и качество трав долголетнего культурного пастбища.
Материалы, методы и объекты исследования. В статье представлены данные по азотному фонду многолетнего культурного пастбища на осушенной среднемощной торфяной низинной почве Кировской лугоболотной опытной станции, его продуктивности и качеству выращенной травяной массы при применении минеральных удобрений. Это уникальный, убедительный пример эффективного и экологически рационального использования природного ресурса, каким являются торфяные почвы. Пастбищный участок был залужен в 1935 году. На площади 25 га была высеяна десятикомпонентная травосмесь: клевер белый, клевер розовый, мятлик луговой, овсяница луговая, овсяница красная, райграс пастбищный, тимофеевка луговая, лисохвост луговой, мятлик болотный, полевица белая. За 80 лет функционирования этого пастбища видовое разнообразие травостоя увеличилось до 60 видов. В процессе многолетней эволюции сформировался максимально адаптированный к условиям органогенной почвы луговой биоценоз, отличающийся исключительно высокой устойчивостью к деградации, связанной с вытаптыванием, перетравливанием и почвенно-воздушной засухой. Последние 10 лет на травостой не вносятся удобрения (контрольный вариант), и это почти не отражается на его продуктивности и качественных показателях. Здесь, очевидно, большое значение имеют многолетние биологические выделения выпасаемого крупного рогатого скота.
По данным А.Н. Уланова [1], во время пастьбы на пастбище остается большое количество продуктов жизнедеятельности крупного рогатого скота в виде кала и мочи. По данным работы [2], от одной головы КРС каловые выделения составляют ежедневно 6,4 кг, а за весь пастбищный период (118 дней) - 7,6 ц. За 7,5 часа пастьбы, то есть за время ежедневного нахождения животного на пастбище, корова выделяет в среднем 1,8 л мочи, а за весь пастбищный период это составляет соответственно 212 л. Подсчитано, что за 118 дней все стадо из 146 голов скота оставляет на пастбище площадью в 25 га примерно 110 тонн каловых выделений и 31 тонну мочи. Подсчеты показывают, что от всего стада в расчете на один гектар пастбища в почву вместе с экскрементами попадает 25,5 кг общего азота, 3,9 Р205 и 13,8 К20. Кроме того, с экскрементами животных в почву ежегодно будет внесено более одной т/га сухого органического вещества. Всё это вместе взятое, безусловно, будет влиять как на продуктивность травостоя, так и на питательный режим (в частности азотный) почвы пастбища и особенно её верхних горизонтов.
Как уже указывалось, долголетнее культурное пастбище было залужено в 1935 году, куда ежегодно вносили NPK удобрения. В 2007 году на пастбище был разбит опыт по следующей схеме: 1. Контроль без удобрений; 2. N90 ; 3. N90K90 ; 4. N90P60 ; 5. N90P60K90
; 6. N35. Опыт заложен в 4-кратной повторности. Площадь каждой делянки (учетная площадь) - 25 м2 Удобрения - аммиачную селитру, простой суперфосфат и хлористый калий вносили следующим образом: азотные - под 1-е и 3-е стравливание, фосфорные и калийные - один раз весной. Всего за период вегетации проводили четыре стравливания.
Погодные условия в годы проведения опытов различались между собой. Вторая половина лета 2015 г. была сырой и холодной, что снизило продуктивность трав. Вегетационный период 2016 г. соответствовал средним многолетним данным.
Почвенные образцы для исследования азотного фонда отбирали в июне 2016 года по всему профилю почвы опыта из контрольного варианта и варианта N90P60K90. Абсолютным контролем служила осушенная почва целинного разреза под лесом.
Исследуемые почвы сложены древесно-осоковым торфом с зольностью 9 - 11% на целинной почве и 10 - 13% по профилю почвы опыта. Изучаемая почва характеризуется слабокислой реакцией среды рН - 5,7, высокой степенью насыщенности основаниями V -73%, по содержанию подвижного фосфора в верхнем (0 - 23 см) слое почвы относится к среднеобеспеченным (34 мг/100 г почвы), а калия - к низко обеспеченным (15,9 мг/100 г почвы). В слое 23 - 88 см содержание этих элементов очень низкое (7 мг/100 г Р205 и 3,6 мг/100 г К20). Это связано с биоподтоком Р205 и К20 многолетними травами во время периода вегетации, с одной стороны, и внесением их с удобрениями и экскрементами животных во время выпаса - с другой.
Результаты исследования. Состояние азотного фонда исследуемых почв под многолетним культурным пастбищем представлено в табл. 1.
Таблица 1. Содержание валового азота и его легкогидролизуемых форм
Вид использования Глубина, см Азот, мг/100 гр.
валовой щелочногидролизуемый по Корнфилду кислотогидролизуемый по Тюрину и Кононовой
Лес (Целина) 0-20 2208 123 82
20-40 1953 115 70
40-70 1959 114 70
70 - 100 2215 128 72
Много л. культурное пастб. - без удобрений 0-8 2023 116 78
8-23 2000 106 75
23-36 1951 103 74
36-51 1735 127 85
51-88 1784 86 50
Много л. культурное пастб. +№К 0-8 2139 127 86
8-23 2210 111 71
23-36 2297 79 53
36-51 1950 102 70
51-88 1764 96 66
НСР 0,5 101 4,22 2,72
Оценка силы связи - - R=0,841
Сравнительная оценка валового содержания азота в исследуемых горизонтах под пастбищем показала (табл.1), что в варианте с внесением минеральных удобрений ^0Р60К90 оно значительно выше, чем в варианте без минеральных удобрений (контроль).
Суммарная разница по этим вариантам по всему профилю составила 869 мг, или на 174 мг/100 г почвы в среднем она была выше в каждом горизонте по варианту №0Р60К90. Особенно значительная разница по этим вариантам отмечена в верхних трех горизонтах - в среднем 224 мг/100 г на горизонт. Это объясняется аккумуляцией азота удобрений путем его
закрепления в органическом веществе (иммобилизация микроорганизмами, вхождение в гетероциклические азотсодержащие соединения), с одной стороны, и новообразованием органического вещества за счет большего, чем в контроле, количества корневых и пожнивных остатков - с другой. Вниз по профилю в горизонтах 36-51 см и 51 - 88 см в обоих вариантах содержание валового азота заметно снижается, но все же остается выше в варианте N90P60K90. Анализ содержания легкогидролизуемых форм азота, которые являются ближайшим резервом минерального азота, указывает на обратную закономерность по сравнению с содержанием общего азота. Здесь в верхних четырех горизонтах в слое 0-51 см суммарное содержание щелочногидролизуемого азота было на 33 мг/100 г, а кислотогидролизуемого - на 32 мг/100 г выше в контрольном варианте по сравнению с вариантом N90P60K90. Это, по-видимому, связано с тем, что ежегодное внесение N90P60K90 способствовало развитию гетеротрофной микрофлоры, что усиливало минерализационные процессы, приводя тем самым к снижению легкогидролизуемых форм азота. Между формами легкогидролизуемых соединений азота прослеживается тесная корреляционная связь R = 0,841 по всем исследуемым горизонтам.
По сравнению с целинной осушенной почвой под лесом (абсолютный контроль), где содержание валового азота в слое 0 - 20 см составляло 2208 мг/100 г почвы, содержание его в контрольном варианте под пастбищем несколько уменьшилось - 2011 мг/100 г, а в варианте с N90P60K90 не изменилось - 2174 мг/100 г. В слое 0 - 40, как показали расчеты, содержание валового азота в контрольном варианте под пастбищем не изменилось (1991 мг/100 г против 2080 мг/100 г под лесом), в варианте N90P60K90 возросло (2215 мг/100 г против 2080 мг/100 г под лесом). В нижних горизонтах содержание валового азота под пастбищем по отношению к целинному разрезу практически не изменилось.
Сравнительная оценка почвы целинного разреза с почвой разрезов под пастбищем вариантов контроль и N90P60K90 показала (табл.1), что содержание легкогидролизуемых форм азота в освоенных почвах под пастбищем в целом ниже, чем в целинной почве, особенно в варианте N90P60K90, где минерализационные процессы идут особенно интенсивно. Это согласуется с нашими более ранними исследованиями азотного фонда освоенных торфяных почв [3].
Исследование продуктивности пастбищного травостоя при различных приемах минеральных удобрений представлено в табл. 2.
Таблица 2. Продуктивность пастбищного травостоя при различных приемах удобрения
Показатель Год Контроль N90 N90K90 N90P60 N90P60K90 N35
Урожайность сухой массы, ц/га 2015 *46,5 40,7 54,5 49,1 61,8 47,3
2016 **60,2 59,0 64,7 62,0 75,6 56,8
Сбор кормовых единиц с 1 га 2015 3980 4618 4627 4468 5395 4252
2016 5364 5127 6024 5419 6607 5186
Сбор ОЭ, ГДж/га 2015 48,1 54,1 56,1 52,4 64,6 50,1
2016 63,1 62,2 67,4 66,9 79,0 60,6
Сбор перевариваемого протеина, кг/га 2015 479,0 489,5 664,9 648,1 710,7 544,0
2016 620,1 749,3 692,3 793,6 831,6 607,8
* - НСР0.5 по урожайности 2015 г - 2.81 ц/га
** - НСР0.5 по урожайности 2016 г - 3,52 ц/га
Как следует из табл. 2, урожайность сухой массы многолетних пастбищных трав в 2015 году колебалась по удобренным вариантам в диапазоне 40,7 - 61,8 ц/га. Наибольшей (61,8 ц/га) она была по полному минеральному удобрению, а наименьшей - по вариантам с односторонним внесением азота N90 и N35. Очевидно, что здесь травам не хватало как
фосфора, так и особенно калия, если судить по урожайности вариантов ЫР и 1МК. Урожайность трав 2016 года была значительно выше неблагоприятного по погодным условиям 2015 года и в среднем превосходила его по каждому варианту на 13,1 ц/га. Наибольшей урожайностью характеризовался вариант ^0Р60К90 - 75,6 ц/га, а наименьшей - варианты с односторонним внесением азота, то есть «картина» была аналогичной 2015 года, но на более высоком уровне урожайности. Следует отметить, что контрольный вариант по урожайности в течение двух лет незначительно уступал вариантам с минеральными удобрениями; 53,3 ц/га против 57,2 ц/га в среднем по варианту. Следовательно, поступление элементов питания с экскрементами коров делает малоэффективным одностороннее внесение азотных удобрений (N90 и N35). Однако по варианту №0Р60К90 эффективность удобрений остается высокой - 68,5 ц/га сухой массы в среднем за 2 года.
По сбору кормовых единиц с 1 га., обменной энергии и переваримого протеина на первое место выходит вариант с полным минеральным удобрением №0Р60К90, где в 2016 году собрано 6607 к.е., 79 КДж. обменной энергии и 831,6 кг/га переваримого протеина. По остальным вариантам и особенно по контролю продуктивность была заметно ниже.
В кормопроизводстве весьма большое значение имеют качественные показатели выращиваемого пастбищного корма [4,5]. Качество пастбищной травы в опыте в зависимости от приемов удобрения представлено в табл.3.
Таблица 3. Качество пастбищной травы в зависимости от приемов удобрения (средневзвешенное, %)
Вариант Азот Фосфор Калий Кальций Сырой протеин Сырая клетчатка Сырой жир БЭВ
2015 год
Контроль 2,61 0,48 1,39 1,11 15,07 21,60 2,55 51,66
N90 3,24 0,49 1,74 1,12 18,77 21,06 3,86 49,05
N90X90 2,96 0,47 2,71 1,07 17,15 22,41 3,99 47,73
ШОРбО 2,82 0,59 1,25 1,08 16,42 21,50 3,94 49,68
Ш0Р60К9 0 3,15 0,56 2,29 1,01 18,25 22,02 3,97 60,04
N35 2,84 0,49 1,55 1,09 16,37 20,79 3,68 51,94
2016 год
Контроль 2,62 0,48 1,40 1,21 15,00 21,10 3,31 53,49
N90 3,13 0,48 1,37 1,26 17,76 21,72 3,62 49,99
N9000 2,74 0,45 2,28 1,19 15,52 20,85 3,39 51.96
ШОРбО 3,13 0,55 1,36 1,21 17,86 19,82 3,41 52,11
Ш0Р60К9 0 2,82 0,54 2,32 1,11 15,87 21,36 3,72 51,24
N35 2,75 0,45 1,28 1,19 15,58 20,11 3,52 54,03
Как следует из табл.3, химический состав пастбищной травы лишь незначительно различается в вариантах по азоту и калию как в 2015, так и в 2016 годах. По фосфору и кальцию как по годам, так и по вариантам различий практически не было. Не наблюдается заметных различий как по годам, так и по вариантам и по биохимическим показателям.
Выводы. Из вышеизложенного следует, что осушенные торфяные почвы в условиях Северо-востока Российской Федерации с точки зрения их рационального природопользования стоит отводить под долголетние культурные пастбища с использованием на них полного минерального удобрения. Это позволит сократить сроки сработки торфяника, поскольку из-за плотной дернины минерализационные процессы органического вещества торфа замедляются, на что указывают небольшие изменения в азотном фонде этих почв. Кроме того, использование пастбищным травостоем питательных
веществ из экскрементов животных и минеральных удобрений позволяет получать высокие урожаи корма хорошего качества на уровне 5,5 - 6,6 тысячи кормовых единиц с 1 га в среднем за пастбищный период.
Литература
1. Уланов А.Н. Торфяные и выработанные почвы южной тайги Евро-северо-востока России: Монография. - Киров, 2005. - 320 с.
2. Косолапов В.М., Зотов A.A., Уланов А.Н. Кормопроизводство на торфяных почвах России. - Киров, 2009. - 858 с.
3. Царенко В.П. Мониторинг азотистых соединений болотных агроэкосистем и применение азотных удобрений // Второй международный конгресс химических технологий: Сб. научн. трудов. - СПб., 2001. - С 70 - 71.
4. Тарасова A.A., Емельянова И.М. Комплексное использование торфяных болот в Нечерноземной зоне - 2-е изд. перераб. и доп.: - Л.: Колос, 1982. - 190 с.
5. Косолапов В.М., Трофимов И. А., Трофимова Л.С. Кормопроизводство -стратегическое направление в обеспечении продовольственной безопасности России. Теория и практика. - М.: ФЕНУ «Росинформагротех», 2009. - 200 с.
Literatura
1. Ulanov A.N. Torfyanyye i vyrabotannyye pochvy yuzhnoy taygi Yevro-severo-vostoka Rossii: Monografiya. - Kirov, 2005. - 320 s.
2. Kosolapov V.M., Zotov A.A., Ulanov A.N. Kormoproizvodstvo na torfyanykh pochvakh Rossii. - Kirov, 2009.- 858 s.
3. Tsarenko V.P. Monitoring azotistykh soyedineniy bolotnykh agroekosistem i primeneniye azotnykh udobreniy // II mezhdunarodnyy kongress khimicheskikh tekhnologiy, Sb. nauchno. Trudov i- SPb., 2001. - S 70 -71.
4. Tarasova A.A., Yemel'yanova I.M. Kompleksnoye ispol'zovaniye torfyanykh bolot v Nechernozemnoy zone - 2-ye izd. pererab. I dop .: - L.: Kolos, 1982. - 190 s.
5. Kosolapov V.M., Trofimov I.A., Trofimova L.S. Kormoproizvodstvo - strategicheskoye napravleniye v obespechenii prodovol'stvennoy bezopasnosti Rossii. Teoriya i praktika. -M.: FGNU «Rosinformagrotekh», 2009. - 200 s.
УДК 663
Канд. техн. наук П.Е. БАЛАНОВ (Университет ИТМО, [email protected]) Канд техн наук И.В. СМОТРАЕВА (СПбГАУ, [email protected])
РОЗЛИВОСТОЙКОСТЬ плодово-ягодных ВИНОМАТЕРПАЛОВ И ПУТИ ЕЁ ПОВЫШЕНИЯ
Практика современного производства плодово-ягодных вин фокусируется в основном на технологических мероприятиях первичного и вторичного виноделия. Это очень разумно ввиду того, что подобное сырьё имеет очень большое разнообразие и предполагает детальный подход к его переработке. Какие-то виды сырья имеют мягкую фактуру, какие-то низкую сокоотдачу, какие-то требуют предварительной обработки мезги [1,2,3] и т.д. Вопросы, связанные со стабилизацией плодово-ягодных вин, прорабатываются
