CC BY
17
УДК 631.861
ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО РЕГУЛЯРНОГО ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА В ИНТЕНСИВНОМ РЕЖИМЕ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КОСТРЕЦА БЕЗОСТОГО
С.И. Тарасов, кандидат биологических наук М.Е. Кравченко, кандидат биологических наук Т.А. Бужина, научный сотрудник
ВНИИ органических удобрений и торфа - филиал ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ» E-mail: tarasov. s.i@mail. ru
И.А. Архипченко, доктор биологических наук Всероссийский НИИ сельскохозяйственной микробиологии E-mail: [email protected]
Аннотация. Регулярное применение бесподстилочного навоза в агроценозах с бессменным возделыванием костреца безостого способствовало его высокопродуктивному долголетию, подавляющему преобладанию в травостое. На протяжении всех лет исследований качество трав контрольного варианта опыта (безудобрений) не соответствовало нормативным требованиям: содержание сырого протеина в 1 кг сухого вещества не превышало 15%, обменной энергии - 10,3 МДж/кг, количество кормовых единиц - 0,86 кг. Регулярное применение бесподстилочного навоза оказало положительное влияние на качество костреца безостого, с увеличением его дозы в зеленой массе повышалось содержание сырого протеина, каротина, жира, количество обменной энергии, кормовых единиц, снижалось содержание сырой клетчатки. Основным ограничением систематического применения бесподстилочного навоза в дозах, превышающих N500, является негативное влияние на качество зеленой массы костреца безостого вследствие опасного накопления в ней нитратов, калия, фосфора, дисбаланса макроэлементов, щелочных и кислотных грамм-эквивалентов, нарушения сахаро-протеинового отношения, снижения содержания кальция, магния, водорастворимых углеводов. С увеличением длительности проведения исследований, с повышением дозы внесения бесподстилочного навоза плодородие почв, коэффициенты использования кострецом безостым биогенных элементов, рентабельность его применения заметно снижались.
Ключевые слова: бесподстилочный навоз, длительное применение в интенсивном режиме, кострец безостый, ботанический состав,урожайность, качество.
Основным способом утилизации жидкого навоза, помета, навозных, пометных стоков в хозяйствах индустриального животноводства является их использование на удобрение в основном под многолетние травы в целях укрепления кормовой базы, экономии средств на приобретение минеральных удобрений, предотвращения загрязнения окружающей среды. В хозяйствах с крупными животноводческими комплексами в качестве кормовой культуры значительное распространение получил кострец безостый (Bromopsis ^г-mis Leyss), характеризующийся высокой продуктивностью, хорошей отзывчивостью на систематическое внесение бесподстилочного навоза, значительной устойчивостью
произрастания в неблагоприятных экологических условиях. В хозяйствах, как правило, травостой костреца интенсивно используется 5-6 лет [1]. Однако, учитывая, что все работы, связанные с обновлением травостоя -крайне дорогостоящие мероприятия, в большинстве хозяйств практикуется долголетнее использование злаковых трав.
Согласно результатам немногочисленных исследований систематическое, регулярное применение бесподстилочного навоза и помета позволяет получать стабильные урожаи многолетних трав высокого качества, не проводить дорогостоящее перезалужение старовозрастного травостоя [2]. Вместе с тем до сих пор не установлены временные границы
эксплуатации старовозрастных травостоев в целях утилизации бесподстилочного навоза, помета, формирования высоких урожаев кормовых трав, не изучены причины высокопродуктивного долголетия многолетних трав при систематическом применении бесподстилочного навоза, помета, не определены факторы, регламентирующие длительное использование полей их утилизации.
В настоящее время установлены примерные значения оптимальных, максимально допустимых доз, сроков внесения бесподстилочного навоза под многолетние травы. За расчетную среднегодовую дозу бесподстилочного навоза в РФ принимается N200 -при богаре, N300 - при орошении [3]. В международной практике рекомендовано ограничение использования удобрений по азоту в дозе N170 [4,5]. Однако в большинстве хозяйств из-за отсутствия необходимых площадей, низкой надежности средств внесения, значительных транспортных, эксплуатационных расходов применяют сверхвысокие дозы бесподстилочного навоза, помета, как правило, превышающие N500-^700. Комплексные исследования по изучению экологических, агроэкономических последствий длительного, систематического применения бесподстилочного навоза в сверхвысоких дозах не проведены. В литературе имеются многочисленные сведения, основанные на результатах краткосрочных полевых опытов по изучению влияния высоких доз бесподстилочного навоза на величину и качество урожая сельскохозяйственных культур, на изменение свойств почвы. Вместе с тем, согласно требованиям ГОСТ 17.4.3.06, краткосрочные исследования не позволяют достоверно определить влияние систематического применения высоких доз бесподстилочного навоза на изменение урожайности сельхозкультур, качества, безопасности продукции растениеводства [6]. Согласно результатам исследований, проводимых на опытном поле ВНИИОУ с 1983 г., регулярное 37-летнее ежегодное внесение бесподстилочного навоза в интенсивном режиме (Ш00-Ы700) обусловило значительное увеличение плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы,
резкое увеличение содержания в ней фосфатов, калия, уровень безопасности которых из-за отсутствия ПДК трудно установить. В этой связи большой интерес представляет определение влияния изменяющегося плодородия почвы на урожайность и качество костреца безостого в агроценозах с бессменным его 37-летним возделыванием.
В рамках «Программы длительных опытов географической сети по комплексному применению удобрений и других средств химизации» на опытном поле ВНИИОУ - филиала ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ» (Владимирская область, Судогодский район, п. Вяткино) в долгосрочном опыте «Изучить эффективность длительного применения жидкого навоза, навозных стоков при возделывании многолетних трав» (опыт № 02.11. 17.105.04, регистрационный № 088 в «Реестре аттестатов длительных опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами РФ»), начиная с 1983 г., изучаются агроэкологические последствия систематического длительного применения различных доз бесподстилочного навоза в интенсивном режиме на одном и том же поле с бессменным травостоем костреца безостого. Схема полевого опыта включает следующие варианты: Без удобрений (контроль); Бесподстилочный навоз (БН), в дозе N300; БН, N400; БН, N500; БН, N700; Минеральные удобрения Ю00РК (эквивалентно варианту 2).
Площадь опытной делянки 70 м2, учетной - 54 м2, повторность четырехкратная. Опытная культура - кострец безостый (Бгошорв18 тегш1в ЬеуББ) сорта Моршанский 760. Агротехника возделывания костреца безостого -общепринятая для зоны Владимирской области [7]. Агрохимические и ветеринарно-са-нитарные характеристики используемого в исследованиях бесподстилочного навоза КРС, свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы до постановки и в результате 37 лет исследований приведены в статье «Влияние длительного регулярного применения бесподстилочного навоза на плодородие, экологическую безопасность дерново-подзолистой супесчаной почвы» [8]. Бесподстилочный навоз КРС и минеральные удобрения
равномерно распределяли по всей поверхности делянки перед отрастанием трав. При внесении удобрений единовременная доза бесподстилочного навоза не превышала N300. При большей норме бесподстилочный навоз применяли дробно под три укоса: N400(300+100+0); N500(300+100+100); N700(300+200+200). Урожай зеленой массы костреца безостого учитывали сплошным способом со всей учетной площади каждой делянки. Ботанический состав травостоя анализировали методом пробного снопа. Химический состав, качество урожая зеленой массы трав определяли стандартизированными методами (таблица 1). Статистическую обработку результатов исследований проводили методом дисперсионного анализа с использованием компьютерной программы STAT.exe [9]. Согласно результатам исследований, многолетнее использование травостоя костреца безостого в варианте без удобрений приводило к его сильному изрежива-нию (таблица 2), снижению продуктивности. В первые 5 лет содержание костреца в травостое снижалось до 84%, через 10 лет - до 15%, через 18 лет - до 4%.
Таблица 1. Методы анализа растительных _образцов_
Вид анализа Метод
Определение первоначальной влаги, абсолютного сухого вещ-ва ГОСТ 13586.-93; ГОСТ 27548-97; ГОСТ 13496.3-92
Определение каротина ГОСТ 13496.17-95
Определение азота ГОСТ 13496.4-93
Определение фосфора ГОСТ 26657-97
Определение калия ГОСТ 30504-97
Определение клетчатки ГОСТ 13496.2-91
Содержание нитратов ГОСТ 13496.19-93; ГОСТ 29270-95
Определение сырого протеина ГОСТ 13496.4-93; ГОСТ 28074-89; ГОСТ Р 50817-95
Определение магния ГОСТ 30502-97
Определение натрия ГОСТ 30503-97
Определение серы МУ ЦИНАО, 1999
Определение хлора ГОСТ ISO 6495-1
Определение растворимых и легкогидролизу-емых углеводов с ан-троновым реактивом ГОСТ 26176-91
Определение натрия ГОСТ 1090-87
Отбор проб ГОСТ13496.0-80
Таблица 2. Влияние удобрений на содержание _костреца безостого в травостое_
Годы Содержание костреца безостого в травостое по годам, %
Бесподстилочный навоз Минеральные удобрения N300PK
Контроль N300 N400 N500 N700
1987 50 84 84 82 82 76
1992 15 71 76 79 79 64
1997 11 56 64 65 78 48
2002 2 59 62 61 78 56
2007 1 97 97 99 85 84
2013 0,5 98 97 96 99 96
2014 0,5 94 94 95 97 94
2015 0,3 94 96 95 97 96
2016 0,3 92 94 95 96 95
2019 0,3 93 93 94 97 94
В 2001 г. видовой состав травостоя полностью изменился. В травостое отсутствовала доминирующая культура. В его составе было более 20 биологически сильно различающихся видов растений: мятлик луговой, земляника, одуванчик лекарственный, пижма, лисохвост луговой, клевер ползучий, кошачья лапка, овсяница красная, кульбаба осенняя, яснотка, колокольчик, поповник и пр., доля содержания которых в травостое в течение одного вегетационного периода могла меняться. При интенсивном выпадении атмосферных осадков в фитомассе резко повышалась численность клевера ползучего, в засушливые периоды - кошачьей лапки, пижмы, земляники.
Совершенно иные результаты исследований получены в вариантах с регулярным применением удобрений. На протяжении всех лет исследований доминирующее положение в травостое данных вариантов опыта занимал кострец безостый. Положительное влияние бесподстилочного навоза на высокую степень участия культурных видов многолетних трав в травостоях показано в многочисленных краткосрочных исследованиях [2]. Подавляющее преобладание нитро-фильных многолетних злаковых трав в агро-ценозах авторы обусловливали высоким уровнем их обеспеченности азотом в условиях интенсивного применения жидкого навоза, навозных стоков. Согласно результатам исследований, урожайность зеленой массы
травостоев различалась по годам и не зависела от их возраста, определялась дозой применяемых удобрений, погодными условиями вегетационных периодов. К примеру, наибольший урожай костреца безостого за все 37 лет исследований был получен в 2019 г., вегетационный период которого отличался обильным выпадением осадков, умеренно высокой температурой. На протяжении всех лет исследований урожайность зеленой массы повышалась с увеличением доз бесподстилочного навоза (таблица 3). В сравнении с контрольным вариантом опыта применение бесподстилочного навоза в дозах N300^700 повышало урожайность в среднем, соответственно, на 300-500%. Применение бесподстилочного навоза и минеральных удобрений в дозах, эквивалентных по содержанию основных биогенных элементов питания, обеспечивало одинаковое увеличение урожая костреца.
Согласно литературным данным высокая продуктивность многолетних трав, при использовании бесподстилочного навоза, вероятно, обусловлена их биологическими особенностями [10]. Многолетние злаковые травы обладают мощной корневой системой, проникающей на глубину более 2 метров и высокой способностью к отрастанию за счет надземных и видоизмененных подземных побегов. Развитая мочковатая корневая система способствует более полному усвоению питательных веществ, внесенных с удобрениями, надежно обеспечивает растения физиологически активными веществами, стимулирующими рост, развитие растений, их высокую продуктивность, устойчивость к стрессовым условиям произрастания. В соответствии с результатами проводимых исследований значительное увеличение урожайности костреца в вариантах с применением удобрений было обеспечено интенсивным побегообразованием, накоплением биомассы подземных побегов (таблица 4).
Как следует из результатов 37-летних исследований, качество зеленой массы костреца безостого при регулярном применении удобрений определялось, прежде всего, величиной дозы применяемых удобрений, по-
годными условиями вегетационного периода и не зависело от возраста травостоя.
Регулярное применение бесподстилочного навоза обусловило в зеленой массе многолетних трав увеличение содержания общего азота, сырого протеина, каротина, жира, снижение количества сырой клетчатки, водорастворимых углеводов (таблица 5).
Таблица 3. Влияние удобрений на урожайность _костреца безостого (1983-2019 гг.)_
Урожай по годам, в пересчете на сухое вещество, ц/га
Годы Варианты £ а -ТО 3 §
Бесподстилочный навоз Минеральные удобрения Ш00РК
Контроль N300 N400 0 0 «ч £ 0 0 г-£
1983 32 61 59 59 - 66 14 15
1984 4 47 60 63 - 50 5 6
1985 21 108 136 157 - 133 10 30
1986 12 75 77 92 - 75 5 2
1987 5 81 88 78 - 70 4 8
1988 12 51 58 61 67 27 4 5
1989 8 76 81 76 82 54 5 5
1990 16 72 83 107 121 62 2 6
1991 8 28 37 39 57 25 3 3
1992 12 49 57 60 61 48 3 5
1993 39 63 77 106 112 57 5 13
1994 26 73 68 81 86 49 2 3
1995 13 48 58 66 80 49 2 3
1996 13 34 36 37 40 22 3 2
1997 20 65 72 75 75 62 5 3
1998 32 71 82 82 87 70 4 8
1999 24 93 96 100 102 90 2 4
2000 20 87 100 106 114 93 3 3
2001 22 84 89 94 107 84 4 3
2002 8 53 56 60 63 44 3 3
2003 23 119 129 144 133 110 3 10
2004 40 105 117 124 129 124 1 4
2005 40 77 97 105 104 90 2 6
2006 29 116 129 130 126 84 2 6
2007 10 33 43 45 51 32 2 2
2008 34 147 152 159 156 127 1 5
2009 21 62 72 90 94 65 2 4
2010 6 42 53 61 84 36 1 2
2011 8 31 31 35 45 39 3 3
2012 21 44 51 62 68 61 3 4
2013 27 47 52 58 73 67 2 1
2014 23 73 81 88 120 74 1 2
2015 27 65 70 77 100 82 1 2
2016 24 66 79 82 99 76 1 2
2017 43 100 100 103 114 96 1 2
2018 25 56 63 66 76 50 3 3
2019 36 141 169 182 195 152 1 4
Таблица 4. Влияние регулярного применения удобрений на динамику побегообразования, урожай _зеленой массы многолетних трав_
Динамика побегообразования, биомассы корней, ассимиляцион-
Показатели ной поверхности листьев костреца безостого, по годам
Вариант опыта
Контроль БН N300 БН N500 БН N700 NPK, экв. вар.2
1995 год
Урожайность, ц/га 60 221 302 369 224
Количество побегов, шт/м2 684 846 1066 1288 856
Накопление корневой массы (0-30 см), ц/га 98 223 302 335 202
1998 год
Площадь листьев, м2/м2 поверхности почвы 3,84 7,96 8,92 10,66 7,24
Урожайность, ц/га 150 335 385 410 330
Количество побегов, шт/м2 723 826 894 912 865
2000 год
Урожайность, ц/га 93 400 486 525 426
Количество побегов, шт/м2 713 743 798 886 760
Накопление корневой массы (0-30 см), ц/га 155 333 398 427 320
2001 год
Площадь листьев, м2/м2 поверхности почвы 4,96 10,89 11,82 12,04 11,44
Урожайность, ц/га 100 388 432 493 385
Количество побегов, шт/м2 707 1063 1123 1184 1141
2018 год
Площадь листьев, м2/м2 поверхности почвы 5,1 8,6 9,1 10,2 8,3
Урожайность, ц/га 117 260 310 353 231
Количество побегов, шт/м2 832 1208 1308 1344 1102
Таблица 5. Влияние регулярного применения удобрений на качество зеленой массы трав _в агроценозах с бессменным возделыванием многолетних трав (2018 г.)_
Показатели качества Значение норматива Вариант опыта
Контроль Бесподстилочный навоз Минеральные удобрения, Ш00РК
N300 N400 N500 N700
Наличие посторонних запахов отсутствие Посторонние запахи отсутствуют
Цвет зеленой массы Цвет, свойственный зеленой массе растений
Наличие вредных растений < 1% > 5 Вредные растения не обнаружены < 1%
Содержание, % в сухом в-ве:
сырая зола - 2,4 2,51 2,56 2,59 2,62 2,44
зола, нерастворимая в НСЬ < 0,51 0,14 0,22 0,26 0,3 0,38 0,25
сырой протеин > 15 11,9 15,2 15,6 15,6 16,8 15,4
переваримый протеин - 7,41 9,88 10,14 10,14 10,92 10,01
сырой жир - 3,0 3,4 3,4 3,8 4,2 3,2
БЭВ - 11,39 9,51 9,67 9,33 8,82 9,84
сырая клетчатка < 26 27,0 25,6 25,0 24,6 24,4 26,0
водорастворимые углеводы - 7,5 7,1 6,6 6,3 5,8 7,0
Сахаро-протеиновое отношение - 1,01 0,72 0,65 0,62 0,53 0,7
Каротин, мг/кг сух.в-ва - 66,2 80,6 101,8 133,6 154,9 80,6
Обменная энергия, МДж/кг > 10,3 10,14 10,39 10,5 10,57 10,61 10,32
Кормовые единицы в кг сух. в-а > 0,86 0,83 0,87 0,89 0,9 0,91 0,86
Нитраты, мг/кг сырого в-ва < 500 56 288 304 526 544 318
Стойкие хлорорганические пестициды (остаточные количества) Согласно нормативу Не обнаружены
Увеличение дозы жидкого навоза, навоз- в сравнении с контролем соответственно в 5 ных стоков с N300 до N700 во все годы ис- и 7 раз, сбор кормовых единиц с 1 га возрас-следований повышало сбор сырого протеина тал в 4-5 раз. Согласно результатам исследо-
ваний, во все годы исследований применение бесподстилочного навоза повышало в зеленой массе костреца содержание калия, фосфора, уменьшало - кальция, магния (таблица 6). Снижение содержания в зеленой массе
Изменение содержания макроэлементов в растениях костреца при использовании высоких доз удобрений (N500 и более) приводило к опасному нарушению их соотношений: К/Ca + Mg ( > 2,2), К/Na ( > 4,5), Ca/Р (в сторону трехкратного превышения содержания фосфора над количеством кальция), что снижало качество зеленой массы, безопасность ее применения на корм [11].
По литературным данным, при избытке калия снижается поступление азота в растения, подавляется усвоение кальция, магния. Недостаток кальция нарушает ионное равновесие, дестабилизирует структуру мембран. Избыток фосфора ускоряет старение растений, снижает их засухоустойчивость. Недостаток магния подавляет синтез хлорофилла, снижает интенсивность фотосинтеза [13]. Важным показателем сбалансированности кормов минеральными веществами является отношение суммы грамм-эквивалентов кислотных элементов к сумме грамм-эквивален-
кальция и магния, вероятно, обусловлено высоким содержанием в жидком навозе, навозных стоках азота и калия, являющихся элементами-антогонистами для кальция, калия - для магния [11].
тов щелочных элементов. Наиболее благоприятным соотношением считается (0,6-1,0):1 [12]. Согласно результатам исследований, систематическое применение бесподстилочного навоза в дозе N7^, а также минеральных удобрений повышало данное соотношение до критических значений. Избыточное содержание в корме кислотных грамм-эквивалентов может обусловить развитие ацидоза, сопровождаемое снижением общей рези-стенции животных. Вследствие использования бесподстилочного навоза в сверхвысоких дозах (N500 и более) в зеленой массе костреца отмечалось сверхнормативное накопление нитратов, нарушение сахаро-протеи-нового отношения, что ухудшало кормовую ценность зеленой массы, безопасность ее использования.
Регулярное применение различных доз бесподстилочного навоза не оказало заметного влияния на содержание в зеленой массе костреца токсичных элементов (тяжелых ме-
Таблица 6. Влияние применения удобрений на минеральный состав зеленой массы трав в агроценозах с бессменным возделыванием многолетних трав (результаты анализа фитомассы урожая 2018 г.)
Показатели качества, содержание, % в сухом веществе Рекомендуемый норматив [12] Вариант опыта
Контроль Бесподстилочный навоз Минеральные удобрения, N300PK
N300 N400 N500 N700
Азот общий - 1,71 2,46 2,53 2,58 2,66 2,43
Фосфор общий - 0,78 0,96 1,16 1,2 1,26 1,04
Калий общий - 1,66 1,94 2,18 2,46 2,68 1,86
Кальций - 0,54 0,5 0,5 0,46 0,42 0,48
Магний - 0,62 0,56 0,58 0,52 0,5 0,54
Сера - 1,5 1,8 2,1 2,4 2,6 2,0
Хлор - 0,6 0,9 1,1 1,3 1,4 1,1
Натрий - 0,56 0,64 0,64 0,68 0,7 0,62
Соотношение Са:Р (1-3): 1 0,7:1 0,5:1 0,43:1 0,38:1 0,33:1 0,4661
Соотношение К:№ (2,5-4,5):1 2,96:1 3,0:1 3,4:1 3,6:1 3,8:1 3,0:1
Соотношение К/Са + Mg <2,2 1,43 1,83 2,0 2,51 2,91 1,82
Сумма кислотных грамм-эквивалентов - 0,1598 0,1982 0,2348 0,2624 0,2812 0,2218
Сумма щелочных грамм-эквивалентов - 0,145 0,149 0,161 0,155 0,161 0,143
Соотношение суммы кислотных и суммы щелочных грамм-эквивалентов (0,6-1,1): 1 1,1:1 1,33:1 1,46:1 1,69:1 1,75:1 1,55:1
таллов), что связано с чрезвычайно низким их содержанием в бесподстилочном навозе (таблица 7).
Высокое качество зеленой массы костреца при использовании бесподстилочного навоза в дозах, не превышающих N300, на протяжении всех лет его бессменного пользования, вероятно, обусловлено биологическими особенностями данного растения и значительным уровнем плодородия почв в условиях регулярного применения бесподстилочного навоза. Кострец безостый относится к группе поликарпических растений. На протяжении всего периода вегетации у данных растений последовательно появляются побеги, которые развиваются по моно-карпическому типу. Каждый год побеги к концу вегетационного периода полностью или частично отмирают. Сохраняются лишь жизнеспособные почки, дающие впоследствии побеги возобновления [10].
Систематическое применение бесподстилочного навоза, повышая плодородие почвы [8], положительно действует на накопление подземной массы в результате интенсивного
кущения, появление новых побегов, развитие новых корней, способствует ежегодному обновлению травостоя.
Согласно результатам исследований, одним из факторов, ограничивающих длительное применение доз бесподстилочного навоза, превышающих N300, является снижение коэффициентов использования биогенных элементов из удобрения, уменьшение рентабельности его использования. За прошедшие 37 лет систематического применения с бесподстилочным навозом в расчете на 1 гектар при дозе N300 было внесено N - 11,1 т; Р2О5 - 3,6 т; К2О - 7,3 т. При максимальной дозе N700 внесено N - 25,9 т; Р2О5 - 8,7 т; К2О -17,5 т. При выносе урожаем многолетних трав с 1 га хозяйственный баланс элементов питания почти во всех вариантах с использованием удобрений складывался положительно, что обусловило значительное изменение агрохимических показателей плодородия почвы. При внесении бесподстилочного навоза и минеральных удобрений отмечено увеличение содержания гумуса и основных биогенных элементов в почве (таблица 8).
Таблица 7. Влияние регулярного применения удобрений на содержание тяжелых металлов
в костреце безостом (2018 г.)
Содержание тяжелых металлов, мышьяка в костреце безостом,
Вариант мг/кг сух. в-ва
Cu Zn Co Mo Pb Fe As Hg Cd Ni
Контроль 6,2 14 0 0 0 11 0 0 0 0,9
Бесподстилочный навоз
N300 8,2 18 0 0 0 4 0 0 0 1,4
N700 9,4 22 0 0 0 29 0 0 0 1,5
МДУ (максимально допустимый уровень) 30,0 50,0 1,0 2,0 5,0 100,0 0,5 0,05 0,3 3,0
Таблица 8. Влияние удобрений на изменение содержания гумуса и биогенных элементов __в дерново-подзолистой почве (0-20 см) за период с 1997 по 2019 гг._
Показатель Контроль Бесподстилочный навоз Минеральные удобрения Ш00РК
N300 N700
1997 2019 ± 1997 2019 ± 1997 2019 ± 1997 2019 ±
Гумус, т/га 38,3 61,5 23,2 51,2 98,7 47,5 74,5 122,4 47,9 31 75,6 44,6
Р2О5, кг/га 71,0 28,8 -42,2 2049 3027 2769 2769 6381 3612 1176 2940 1764
К2О, кг/га 192 264 72,0 207 938,0 261 261 1404 1143 210 1005 795
С увеличением длительности проведения исследований, с повышением дозы внесения бесподстилочного навоза, плодородия почв, коэффициенты использования кострецом безостым биогенных элементов заметно снижались (таблица 9). Так, в период 1983-1990
гг. коэффициенты использования КРК кострецом из бесподстилочного навоза при дозе внесения N300 составляли, соответственно, 0,5:0,3:0,7. В 2019 году они снизились, соответственно, до 0,29:0,35:0,46. Коэффициенты использования КРК кострецом из бес-
подстилочного навоза при дозе внесения N700 в 1983-1990 гг. соответствовали 0,45:0,3:0,6; в 2019 г. составляли лишь 0,18: 0,21:0,28. По результатам проведенных исследований рассчитан баланс азота при длительном применении удобрений в агроцено-зах с бессменным возделыванием костреца безостого (таблица 10). Согласно данным таблицы, с увеличением дозы бесподстилочного навоза с N300 до N700 повышались непроизводительные потери азота удобрения с
36% до 61%, что снижало агрономическую и экономическую эффективность его применения (таблица 11).
Высокие потери азота при внесении сверхвысоких доз бесподстилочного навоза, как показали результаты полевых и мониторинговых исследований в хозяйствах индустриального животноводства, повышают экологические риски, обусловливая занитра-чивание почвы, растительной продукции, грунтовых вод.
Таблица 9. Использование основных элементов питания многолетними травами
Урожай Внесено с удобрениями Вынос основных элемен- Коэффициент исполь-
Вариант зеленой основных элементов пи- тов питания урожаем, зования основных
массы, тания кг/га кг/га элементов питания
т/га N Р2О5 К2О №К N Р2О5 К2О №К N Р2О5 К2О
Контроль 366 - - - - 1311 531 1348 3190 - - -
Бесподстилочный навоз:
N300 1219 11100 3627 7337 22064 3223 1265 3361 7869 29 35 46
N400 1350 14800 4903 9882 29585 3648 1475 3673 8796 25 30 37
N500 1477 18500 6179 12427 37106 4229 1732 4356 10317 23 23 35
N700 1604 25900 8730 17518 52148 4635 1868 4916 11419 18 21 28
Минеральные удобрения, Ш00РК 1191 11100 3627 7337 22064 3167 1229 3115 7511 29 34 42
Таблица 10. Баланс азота при длительном использовании (1983-2019 гг.) минеральных удобрений, различных доз бесподстилочного навоза в агроценозе с бессменным возделыванием костреца безостого _(Вготорз1з-тегт1з-Ыеузз)_
Вариант Внесено азота, т Вынос азота с урожаем, т Закреплено почвой, т Потери, т
Бесподстилочный навоз: N300 N700 11,1 (100%) 25,9 (100%) 3,22 (29%) 4,64 (18%) 3,89 (35%) 5,44 (21%) 3,99 (36%) 15,82 (61 %)
Минеральные удобрения, Ш00РК 11,1 (100%) 3,17 (29%) 2,44 (22%) 5,49 (49%)
Таблица 11. Экономическая эффективность применения бесподстилочного навоза
Таблица 11. Экономическая эффективность применения бесподстилочного навоза _под многолетние травы (в среднем за 37 лет пользования)_
^ ей 2 3 "Вне ЩИ," ч и: н о р Дополнительная продукция Затраты на внесение удобрений, уборку, реализацию дополнительной продукции, тыс. руб./га ч 8 • о ю ^ а Л" 0х Л" т с
Варианты а ^ « и ав0 Ям ^ р сс 83 У а 9 а -4 Прибавка у ц/га ц з.ед. Стоимость дополнительной продукции, тыс. руб. Внесение навоза Покупка №К Уборка, реализация продукции Итого с^ ¿у д р 1 в ты о н и V о о м £ а упк О И ь л е б 03 т н е Р
Контроль 98 - - - - - - - - - -
Бесподстилочный
навоз:
N300 329 231 46,2 36,96 23,20 - 4,35 27,55 9,41 1,34 34,2
N400 368 270 54,0 43,20 30,94 - 5,04 35,98 7,22 1,2 20,1
N500 400 302 60,4 48,52 38,67 - 5,68 44,35 3,97 1,09 9,0
N700 437 339 67,8 54,24 54,14 - 8,46 62,60 8,36 0,87 -13,3
Минеральные удобрения Ш00РК 323 225 45,0 36,00 - 22,85 4,46 27,31 8,69 1,32 31,8
Газообразные потери азота являются основой формирования кислотных дождей [14, 15]. Таким образом, согласно результатам проведенных исследований, длительное (1983-2019 гг.) систематическое применение бесподстилочного навоза в интенсивном режиме обусловило повышение плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы, снижение ее кислотности, увеличение содержания в ней гумуса, биогенных элементов, обусловило улучшение ее агрофизических, агрохимических свойств, рост биоген-ности, способствовало высокопродуктивному долголетию костреца безостого, его доминированию в травостое. С увеличением дозы жидкого навоза, навозных стоков с N300 до N700 во все годы исследований (1983-2019 гг.) урожайность зеленой массы костреца безостого в сравнении с контрольным вариантом опыта повышалась соответственно в 3 и 5 раз, сбор сырого протеина - в 4 и 6 раз.
Сбор кормовых единиц с 1 га возрастал с 2000 на контроле до 7700 и более при дозах азота навоза N500 - N700. Урожайность и качество зеленой массы костреца безостого не зависели от возраста травостоя, определялись дозой бесподстилочного навоза, погодными условиями вегетационного периода. Вместе с тем регулярное применение жидкого навоза, навозных стоков в сверхвысоких дозах (более N300) оказалось нецелесообразным, что обусловлено следующими факторами:
- опасным увеличением содержания в почве нитратов, подвижного фосфора, калия, активным развитием денитрифицирующих и нитрифицирующих бактерий, актиномице-тов, грибов-продуцентов фитотоксических веществ;
- снижением качества костреца безостого вследствие накопления в зеленой массе нитратов, калия, фосфора в токсичных концентрациях, дисбаланса макроэлементов, саха-ро-протеинового отношения, соотношения кислотных и щелочных грамм-эквивалентов;
- снижением коэффициентов использования биогенных элементов растениями из удобрений;
- уменьшением рентабельности применения удобрений.
В соответствии с результатами исследований экологически и экономически наиболее целесообразным является регулярное применение в агроценозах с длительным бессменным возделыванием многолетних трав бесподстилочного навоза в дозах, не превышающих N300.
Литература:
1. Дозы и сроки внесения бесподстилочного навоза / Г.Е. Мерзлая и др. М.: ВИУА, 1990. 24 с.
2. Агроэкологические основы и технологии использования бесподстилочного навоза / Г.Е. Мерзлая и др. М., 2006. 463 с.
3. Минеев В.Г. Агрохимия. М.: Изд-во МГУ, 2004.
4. Хельсинская конвенция по защите морской среды района Балтийского моря. URL: htm://www.docs.cntd. ru>document/1900924.htm
5. Директива Совета Европейских Сообществ 91/676/ ЕЭС. URL: http://www. base.garant.ru>70266898/
6. ГОСТ 17.4.3.06-86. Охрана природы. М., 2008.
7. Система ведения сельского хозяйства Владимирской области / К.И. Автонеев и др. Владимир, 1985.
8. Тарасов С.И., Кравченко М.Е., Бужина Т.А. Влияние длительного регулярного применения бесподстилочного навоза на плодородие, экологическую безопасность дерново-подзолистой супесчаной почвы // Техника и технологии в животноводстве. 2020. № 2. С. 90-99.
9. STAT EXE-программа для статистической обработки. URL: www.prospo.ru>winmat/961-statex-06.htm
10. Андреев Н.Г. Кострец безостый. М., 1988. 184 с.
11. Синергизм и антагонизм химических элементов. URL: htm://www. direct.farm>post/1378 htm
12. Методические указания по разработке проектно-технической документации по рациональному использованию кормов. М., 1999. 50 с.
13. Роль микроэлементов в жизни растений. URL: htm://www.glicerol-vrn.ru>article/normi-rashoda-na- htm
14. Гриднев П.И., Гриднева Т.Т. Потери аммиака при различных технологиях хранения и подготовки к использованию // Вестник ВНИИМЖ. 2018. № 4. С. 111.
15. Тарасов С.И. Скандинавский опыт снижения экологических рисков при интенсивном применении органических удобрений // Международный сельскохозяйственный журнал. 2017. № 3. С. 32-37.
Literatura:
1. Dozy i sroki vneseniya bespodstilochnogo navoza / G.E. Merzlaya i dr. M.: VIUA, 1990. 24 s.
2. Agroekologicheskie osnovy i tekhnologii ispol'zova-niya bespodstilochnogo navoza / G.E. Merzlaya i dr. M., 2006. 463 s.
3. Mineev V.G. Agrohimiya. M.: Izd-vo MGU, 2004.
4. Hel'sinskaya konvenciya po zashchite morskoj sredy rajona Baltijskogo morya. URL: htm://www.docs.cntd.
ru>document/1900924.htm
5. Direktiva Soveta Evropejskih Soobshchestv 91/676/ EES. URL: http://www. base.garant.ru>70266898/
6. GOST 17.4.3.06-86. Ohrana prirody. M., 2008.
7. Sistema vedeniya sel'skogo hozyajstva Vladimirskoj oblasti / K.I. Avtoneev i dr. Vladimir, 1985.
8. Tarasov S.I., Kravchenko M.E., Buzhina T.A. Vliya-nie dlitel'nogo regulyarnogo primeneniya bespodstiloch-nogo navoza na plodorodie, ekologicheskuyu bezopasno-st' dernovo-podzolistoj supeschanoj pochvy // Tekhnika i tekhnologii v zhivotnovodstve. 2020. № 2. S. 90-99.
9. STAT EXE-programma dlya statisticheskoj obrabotki. URL: www.prospo.ru>winmat/961-statex-06.htm
10. Andreev N.G. Kostrec bezostyj. M., 1988. 184 s.
11. Sinergizm i antagonizm himicheskih elementov. URL: htm://www. direct.farm>post/1378 htm
12. Metodicheskie ukazaniya po razrabotke proektno-tek-hnicheskoj dokumentacii po racional'nomu ispol'zova-niyu kormov. M., 1999. 50 s.
13. Rol' mikroelementov v zhizni rastenij. URL: htm:// www.glicerol-vrn.ru>article/normi-rashoda-na- htm
14. Gridnev P.I., Gridneva T.T. Poteri ammiaka pri razli-chnyh tekhnologiyah hraneniya i podgotovki k ispol'zo-vaniyu // Vestnik VNIIMZH. 2018. № 4. S. 111.
15. Tarasov S.I. Skandinavskij opyt snizheniya ekologi-cheskih riskov pri intensivnom primenenii organicheskih udobrenij // Mezhdunarodnyj sel'skohozyajstvennyj zhur-nal. 2017. № 3. S. 32-37.
INFLUENCE OF LONG-TERM REGULAR APPLICATION OF FREE-BEDDING MANURE REGIME ON THE BROMUS INERMIS' YIELD AND QUALITY AT INTENSIVE S.I. Tarasov, candidate of biological sciences M.E. Kravchenko, candidate of biological sciences T.A. Bujina, research worker
VNII of organic fertilizers and peat -a filial of FGBNY "Verkhnevolzhsky FANC" I.A. Arkhipchenko, doctor of biological sciences All-Russian research institute of agricultural microbiology
Abstract. Regular use of free-bedding manure in agrocenoses at Bromopsis inermis's permanent cultivation promoted to its highly productivity longevity, its grass stand's prevalence overwhelming. Throughout all the research years, the experiment herbs quality control version (withoutfertilizers) did not meet the regulatory requirements: crude protein content in 1 kg of dry matter did not exceed in 15%, exchange energy - 10,3 MJ/kg, the number of feed units - 0,86 kg. Regular use of free-bedding manure would had a positive effect on the Bromopsis inermis's quality at its dose increasing the content of crude protein, carotene, fat, the amount of metabolic energy, feed units were increased in the green mass, but the crude fiber content was decreased. The liquid manure systematic application's main limitation in doses exceeding 500 N is a negative impact on Bromopsis inermis's green mass quality due to dangerous accumulation in it of nitrate, potassium, phosphorus, macroelements' imbalance, alkaline and acid gram-equivalents, sugar-protein relationships violating, calcium, magnesium, water-soluble carbohydrates' content reducing. At the studies duration increasing with of the free-bedding manure dose's increasing, the soil fertility, by Bromopsis inermis's biogen elements' use coefficients, its use profitability were clearly decreased. Keywords: free-bedding manure, long-term at intensive regime using, Bromopsis inermis, botanical composition, yielding capacity, quality.
