CC BY
12
УДК 504.3.054:630.385
ВЛИЯНИЕ ЗАПАХАННОЙ ДРЕВЕСНО-КУСТАРНИКОВОЙ БИОМАССЫ И УДОБРЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЛАКОВЫХ ТРАВ
1 о 3
Н.А. Семенов, д.б.н., А.В. Шуравилин, д.с.-х.н., Ю.И. Сухарев, д.т.н. 1ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, e-mail: [email protected]
2Российский университет дружбы народов, e-mail: [email protected] ЪРГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, e-mail: [email protected]
Выявлено влияние запаханной древесно-кустарниковой (береза, осина, ива) биомассы в дерново-подзолистую суглинистую почву на урожайность сеяных злаковых травостоев при освоении залежных земель. Установлено, что в первые годы после запашки биомассы отмечалось снижение урожайности сеяных трав. Недобор сеянных трав за 3 года (2011-2013 гг.) по сравнению с пашней (контроль) при заделке ивы и осины на неудобренном фоне составил соответственно 2,7 и 11,4 ц/га, а на фоне NPK: при заделке ивы - 9,6 ц/га, березы - 8,2 ц/га.
Ключевые слова: почва, залежь, ива, береза, осина, удобрения, сеяные травы.
INFLUENCE OF PLOUGHED TREE AND SHRUBBERY VEGETATION AND FERTILIZERS ON EFFICIENCY OF CEREAL HERBS
lDr. Sci. N.A. Semenov, 2Dr. Sci. A.V. Shuravilin, 2Yu.I. Sukharev
lThe All-Russian research institute for forages named after V.R. Williams, e-mail: [email protected] 2People's Friendship University of the Russian Federation, e-mail: [email protected] 3Russian Timiryazev State Agrarian University, e-mail: [email protected]
Influence of tree and shrubby (a birch, an aspen, a willow) biomass ploughed into the sod-podzolic loamy soil on productivity of the sowed cereal herbs is determined. Established that after biomass ploughing into the soil decrease of sowed herbs has been noted during first years. The sowed herbs yield shortage for 3 years (20112013) in compare with arable land (control) (SV c/hectare) was: 2,7 - at seeding of willow and 11,4 - of aspen on not fertilized background, and against NPK - at seeding of willow - 9,6, birch - 8,2.
Keywords: soil, deposit, willow, birch, aspen, fertilizers, cultivated herbs.
В Российской Федерации площадь пашни, выбывшая из сельскохозяйственного оборота, составляет 40-42 млн. га. Это привело к резкому ухудшению состояния сельскохозяйственных угодий и стихийному их использованию. Одним из способов сохранения пашни и сельскохозяйственных угодий должно стать освоение этих площадей под сенокосы. Установлены некоторые закономерности формирования сеяных агрофитоценозов при освоении залежей [1, 2]. Однако на первых этапах их влияние на ряд показателей травостоев и эффективность удобрений практически не изучали.
Цель исследований - изучение воздействия запаханной древесно-кустарниковой биомассы на урожайность сеяных злаковых трав при естественном плодородии почвы и при внесении удобрений. Объект - неиспользуемая пашня (восьмилетняя залежь), заросшая порослью ивы, мелколесьем из березы и осины высотой 1,5-2,2 м. Методы исследований - лизиметрические [3]. Площадь лизиметров варьировала от 0,5 до 0,8 м2, повторность трех-четырехкратная; размещение вариантов рендоми-зированное. Урожайность травостоя учитывали пу-
тем ручного срезания ножницами на высоте трав 45 см. Химический состав зеленого корма определяли с использованием общепринятых методов.
Схема опыта включала: 1. Консервация пашни, злаковый травостой, без внесения удобрений; 2. Консервация пашни, злаковый травостой, ^5К45 под каждый укос; 3. Долголетняя залежь с порослью ивы, злаковый травостой; 4. Долголетняя залежь с порослью ивы, злаковый травостой, NK-удобрения по 45 кг/га д.в. под укос; 5. Долголетняя залежь с мелколесьем березы, злаковый травостой; 6. Долголетняя залежь с мелколесьем березы, злаковый травостой, NK-удобрения по 45кг/га д.в. под укос; 7. Долголетняя залежь с мелколесьем осины, злаковый травостой); 8. Долголетняя залежь с мелколесьем осины, злаковый травостой, NK-удобрения по 45кг/га д.в. под укос; 9. Долголетняя залежь с мелколесьем березы, злаковый травостой + навоз = 40 т/га; 10. Долголетняя залежь с мелколесьем березы, злаковый травостой + навоз = 40 т/га + ^5К45 под укос.
Результаты. Общая органическая масса, заделанная в дерново-подзолистую почву лизиметров,
значительно различалась по вариантам, как по надземной, так и по подземной (корни) частям и варьировала по надземной массе от 103 ц/га СВ (ива) до 246 ц/га (осина), а по запаханной корневой массе -от 33 (ива) до 61 (осина) ц/га СВ. Значительные колебания наблюдались по концентрации элементов питания и их количеству, содержащихся в различной (по видам) запаханной массе: в надземной массе осины содержится более всего азота, а менее всего азота - в поросли ивы. Снижение концентрации и содержания азота в запаханной биомассе происходит в следующей (понижающей) последовательности: осина - береза - ива, а в целом по снижению концентрации азота: береза - ива - осина. Концентрация фосфора выше в надземной массе, чем в корнях. Это можно объяснить хорошей обеспеченностью почвы фосфором, преобладанием разнотравья с участием бобовых. Древесно-кустарниковая растительность содержит менее 1% калия, хотя по его потреблению, особенно надземными органами, наблюдаются значительные колебания: в биомассе осины накапливалось (К2О) 222 кг/га, березы - 167, ивы - 101 кг/га СВ.
В надземной массе ивы, березы, осины, потенциальный запас СаО составил соответственно 90, 158 и 207 ц/га; в корнях 27, 13, 15 ц/га.
Фосфорные удобрения внесены 1 раз в дозе Р60 в сочетании с ^0К60 в 2007 г., в 2008 и 2009 гг. вносили N45X45 за сезон на злаковых травостоях и К45 на бобово-злаковых. В 2010 г. и в 2011-2013 гг. на изучаемых злаковых травостоях внесены ^5К45 (под каждый укос; использование двухукосное).
В 2011 г. первый укос проведен 09.06, второй -05.09.11г. Варьирование величины урожая сеяных трав и других показателей зависит как от природных факторов, так и антропогенных (в данных исследованиях - от различных видов запаханной в почву растительной массы и разной степени ее минерализации, типов травостоя, удобрений и др.), поэтому необходимо дать объективную оценку влияния этих факторов в динамике.
Данные по урожайности сеяных травостоев за 2011-2013 гг. (табл. 1) свидетельствуют о неоднозначном влиянии различных факторов на величину урожая трав. В 2011 г. урожайность по всем вариантам была значительно ниже, чем в 2010 г., что вызвано экстремальными погодными условиями периода вегетации в 2010 и 2011 гг. и соответствующей реакцией торможения ростовых процессов трав на эти условия, особенно на второй год засухи, а также влияния типов сеяных травостоев, удобрений, видов запаханной биомассы и не однозначной их трансформацией в процессе неодинаковой минерализации. Так, на неудобренных вариантах снижение урожайности по запаханной древесно-кустарниковой биомассе в 2011 г. по сравнению с контролем (пашня - начало консервации) составило
2,3-13,1 ц/га, в 2012 г. 6,7-16,8 ц/га, в 2013 г. недобор отмечался только при заделке в почву биомассы осины (4,1 ц/га СВ). В среднем за 2011-2013 гг. недобор урожайности трав зафиксирован только при запашке ивы (2,7 ц/га) и осины (14,4 ц/га СВ). Внесение удобрений способствовало снижению потерь на злаковом травостое: урожайность трав после запашки древесно-кустарниковой биомассы (2011 г.) увеличилась на 2,1-12,3 ц/га СВ. В 2012 г. недобор был только по иве (10,3 ц/га) и березе (7,5 ц/га), а по запашке осины урожайность увеличилась на 9,9 ц/га. Недобор урожайности трав в 2013 г. по иве составил 21,2 ц/га, по березе - 22,3 ц/га и по осине - 5,0 ц/га. В среднем недобор по иве составил 9,6 ц/га, по березе - 8,2 ц/га, а по осине урожайность по сравнению с контролем (вариант 2) увеличилась на 5,7 ц/га.
На неудобренном фоне наибольшая урожайность многолетних трав в среднем за 2011-2013 гг. получена по запашке березы и составила 51,7 ц/га, что превышало контроль (вар. 1) на 2,5 ц/га, или на 5,1%. На других неудобренных вариантах отмечалось снижение урожайности по сравнению с контролем на 2,7-11,4 ц/га, или на 5,5-23,2%. На удобряемых вариантах наибольшая урожайность сеяных трав получена в варианте 8 по запашке березы и составила в среднем за три года 84,0 ц/га, что превышало контроль на 34,8 ц/га, или на 70,7%, а по сравнению с удобряемой пашней - на 5,7 ц/га или на 7,3%. В других удобренных вариантах запашки биомассы урожайность снижалась на 10,5-12,3%. В контроле эффективность удобрений повышается из года в год в течение трех лет (табл. 2). В 2012 г. по сравнению с 2011 г. она увеличилась на 34,5%, а в 2013 г. по сравнению с 2012 г. - на 29,2%. В отличие от контроля (пашня) при запашке ивы, березы и осины эффективность удобрений возрастала лишь в 2012 г. по сравнению с 2011 г. и составила по: иве - 24,6%, березе - 18,3, осине - 45,5, по березе с внесением навоза + №К - 53,6%.
В 2013 г. эффективность удобрений снизилась по сравнению с 2012 г. при запашке ивы на 22%, бе-
1. Урожайность сеяных злаковых
многолетних трав за 20 »11-2013 гг., ц/га
Вариант 2011 г. 2012 г. 2013 г. Среднее за 3 года Отклонение от вар. 1
ц/га %
1 43,8 52,0 51,7 49,2 0 100
2 54,6 82,8 97,4 78,3 +29,1 159,1
3 41,5 44,2 53,8 46,5 -2,7 94,5
4 57,7 72,3 76,2 68,7 +19,5 139,6
5 40,8 45,3 67,8 51,3 +2,1 104,3
6 60,1 75,0 75,1 70,1 +20,9 142,5
7 30,7 35,2 47,6 37,8 -11,4 76,8
8 66,9 92,7 92,4 84,0 +34,8 170,7
9 52,2 46,8 56,2 51,7 +2,5 105,1
10 72,3 89,9 67,6 76,0 +26,8 154,5
НСР05 7,1 8,2 6,6
Примечание. Расшифровка вариантов дана в начале статьи.
резы - на 54,9%, осины - на 69,3%, березы + навоз + NPK - на 71,8%, а степень минерализации запаханной биомассы повысилась. Снижение эффективности удобрений при запашке биомассы ивы, березы, осины в 2013 г. связано обратной зависимостью со степенью минерализации древесно-кустарниковой биомассы. Эффективность удобрений ослабевает (снижается) по мере возрастания степени минерализации запаханной в почву биомассы, а вследствие этого усиливается степень доступности высвобождающихся в процессе разложения биомассы элементов питания растений.
Величина урожая кроме метеоусловий зависела от типа травостоя и степени минерализации заделанной в почву растительной массы. Варьирование величины урожая на не удобряемых травостоях при заделке в почву биомассы зависело от содержания в ней потенциальных элементов питания растений. Положительное прямое действие органических удобрений (навоз, 40 т/га) и его последействие (в 2013 г.) повысило урожайность с 46,8 ц/га СВ - в 2012 г. до 56,2 - в 2013 г.
Сравнение величины урожая в среднем показало (табл. 2), что эффективность удобрений в контроле за 3 года повысилась на 32,3% (составив 159,1%), а за последние два года она составляла 173,8%. Подобная тенденция сохранилась и при заделке ивы и березы + органоминеральная подкормка. Удобрение травостоя при заделке мелколесья осины было наиболее эффективным приемом, который обеспечил прибавку урожая в среднем за 3 года в 2,2 раза, или превосходил контроль на 63%. При заделке поросли ивы урожайность в среднем за три года увеличилась на 22,2 ц/га СВ, или на 147,7%, при заделке мелколесья березы - на 18,8 ц/га (на 136,6%), а мелколесья осины - на 24,2 ц/га СВ, или на 222,2%. В контроле минеральные удобрения обеспечили повышение урожайности трав в среднем на 29,1 ц/га, или на 159,1%. При заделке мелколесья из березы с одновременным внесением 40 т/га навоза прибавка от удобрений составила24,3 ц/га, или 147%. Наибольшая эффективность мине-
2. Эффективность удобрений на сеяном злаковом травостое_ (2011-2013 гг.)
Вариант 2011 г. 2012 г. 2013 г. Среднее
Консервация пашни (контроль, злаковый гравостой) 10,8 124,7 30,8 159,2 45,7 188,4 29,1 159,1
Долголетняя залежь: с порослью ивы 16,2 139,0 28,1 163,6 22,4 141,6 22,2 147,7
Долголетняя залежь: с мелколесьем березы 19,3 147,3 29,7 165,6 73 110,7 18,8 136,6
Долголетняя залежь: осина 36,2 217,9 57,5 263,4 44,8 194,1 46,2 222,2
Долголетняя залежь: береза + навоз + КК 20,1 138,5 43,1 192,1 11,4 120,3 24,3 147,0
Примечание. Числитель - ц/га, знаменатель - %.
ральных удобрений была получена на долголетней залежи с мелколесьем осины. При заделке ивы и березы урожайность была меньше, чем в контроле на 22%. Снижение урожайности при заделке осины при сравнении с контролем было не существенным и составило 5%. На не удобряемых травостоях урожайность в 2013г. по сравнению с 2012г. возросла при заделке поросли ивы на 22%, мелколесья березы на 15%, мелколесья осины на 14%.
При заделке мелколесья березы с единовременным внесением навоза 40 т/га + NK-удобрения произошла полная ее минерализации (лишь с остатками неразложившейся коры = 1,5-2,0%) на травостое, что повысило урожай на 20% по сравнению с внесением навоза (40 т/га) без минеральных удобрений за счет вовлечения высвободившихся питательных веществ из запаханной биомассы мелколесья березы и их вовлечения в обменные процессы питания трав.
Таким образом, при восстановлении пашни, выбывшей из сельскохозяйственного оборота, получены данные, свидетельствующие о неоднозначном влиянии различных факторов на величину урожая сеянных травостоев.
Варьирование урожая на не удобряемых травостоях при заделке в почву различной биомассы зависело от содержания в ней потенциальных элементов питания растений. Положительное прямое действие органических удобрений (навоз, 40 т/га) и его последействие способствовало повышению урожайности с 46,8 ц/га в 2012 г. до 56,2 ц/га в 2013 г.
Литература
1. Семенов Н.А., Муромцев Н.А., Шуравилин А.В., Крупнов В.А. Влияние удобрений при запахивании древесно-кустарниковой растительности на урожайность трав и качество корма // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель, 2011, № 1. - С. 85-92.
2. Шуравилин А.В., Семенов Н.А., Муромцев Н.А., Акутнева Е.А. Влияние запаханной древесно-кустар-никовой растительности на инфильтрационный сток и потери питательных веществ // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель, 2010, № 12. - С. 82-87.
3. Амелин А.В., Казьмин В.м., Рыжов И.А., Абакумов Н.И. состояние почвенного плодородия земель, выведенных из сельскохозяйственного оборота в Орловской области // Агрохимический вестник, 2013, № 3. - С. 15-17.
4. Семенов Н.А., Муромцев Н.А., Сабитов Г.А. и др. Лизиметрические исследования в луговодстве. -М., 2005. - 498 с.
5. Спиридонов Ю.Я., Ларина Г.Е. Лизиметрические эксперименты для контроля поведения пестицидов // Агрохимический вестник, 2003, № 2. - С. 19-20.
6. Никонов в.В., Горбачева Т.Т., Лукина Н.В. Гравитационные лизиметры с ненарушенными почвенными монолитами // Агрохимический вестник, 2003, № 2. - С. 6-9.
