CC BY
70
агробиоценозов в полевых севооборотах лесостепи Поволжья: монография / Р.С. Голомолзин, В.И. Морозов, М.И. Подсевалов, С.В. Шайкин, А.В. Карпов, Е.А. Петухов. - М.: ФГБОУ ВПО МГАУ, 2012. - 98 с.
16. Роль агротехнических приемов в технологии возделывания озимой пшеницы в услови-
ях черноземных почв Среднего Поволжья / С.В. Богомазов, О.А. Ткачук, Е.В. Павликова, А.Г. Коч-мин //Нива Поволжья.- 2014. - №2 (31). - С. 2-7.
17. Карпович, К.И. Эффективность паров в лесостепи Среднего Поволжья / К.И. Карпович, А.И. Захаров, С.Н. Немцев. - Ульяновск: ОКИ «Симбирская книга», 2003 - 24 с.
УДК: 633.2:631.51:631.8
ВОДНО-ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ И УРОЖАЙНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ В СЕВООБОРОТАХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ
Тойгильдин Александр Леонидович, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Земледелие и растениеводство»
ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина»
432017, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1, тел. раб. 8(8422)55-95-75;
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: урожайность, многолетние травы, водный режим почвы, водопо-требление, запасы продуктивной влаги, отава.
В статье приведены результаты исследований формирования урожайности костреца безостого, люцерны посевной и эспарцета песчаного двухгодичного использования, возделываемых на двух фонах органоминеральных удобрений, в зависимости от водно-теплового режима посевов в севооборотах лесостепи Поволжья.
Введение
Доктриной продовольственной безопасности РФ обозначены достаточно высокие пороговые значения собственного производства мяса, молока и других продуктов в общем объеме продовольственных товарных. Достижение таких показателей возможно только при развитии кормопроизводства в системах земледелия, как звена, определяющего уровни рационального природопользования, устойчивости агро-экосистем и агроландшафтов, экологического состояния территории и окружающей среды [1]. В этом контексте очень важно повысить эффективность использования приемов биологизации, в частности за счет возделывания многолетних трав [2-4].
Продукционный процесс растений и формирование урожая определяются постоянным наличием факторов жизни, среди
которых важное место занимают тепло и вода. Характерной особенностью природных условий лесостепи Поволжья является проявление экстремальных климатических аномалий, вызывающих температурные стрессы биотических объектов в агроэкоси-стемах, что обуславливает необходимость изучения водно-теплового режима посевов и его влияние на формирование урожайности сельскохозяйственных культур [5-10].
Цель исследований: изучить водно-тепловой режим посевов и его влияние на формирование урожайности многолетних трав в севооборотах лесостепи Поволжья.
Объекты и методы исследований Изучение условий и особенностей формирования урожайности многолетних трав проводилось в стационарном полевом опыте кафедры земледелия Ульяновской ГСХА в период с 2004 по 2006 гг. Объектом
нашего исследования являлись посевы многолетних трав (фактор А), которые размещались в следующих севооборотах: 1) горох - озимая пшеница
- яровая пшеница - кострец - кострец - яровая пшеница; 2) вика на зерно - озимая пшеница
- яровая пшеница - люцерна - люцерна - яровая пшеница; 3) вика + овес на сидерат - озимая пшеница - яровая пшеница - эспарцет - эспарцет - яровая пшеница [11].
В каждом севообороте применялось по два фона удобрений (Фактор В): с горохом и викой 1 фон - навоз + NPK, 2 фон
- солома + NPK, в сиде-ральном севообороте 1 фон - сидерат + NPK и 2 фон - сидерат + солома + NPK. Навоз вносили под озимую пшеницу после уборки предшественника, солому заделывали в почву после измельчения при обмолоте зерновых культур (пшеница, горох,
вика). Нормы минеральных удобрений под
кострец по 1 фону N с Р ПК и по 2 фону N =
66 20 20 86
Р20К20, под люцерну и эспарцет по 1 и 2 фону
Р20К2°.
Размер делянок первого порядка 14х40 м (560 м2), второго порядка 7х40 м (280 м2) посевной площади. Размещение делянок систематическое, повторность трехкратная. Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный сред-несуглинистый.
По данным Октябрьского метеопоста, 2003-2006 годы, в течение которых проводились опыты, по характеру увлажнения были различными. 2003 и 2004 годы были достаточно увлажненными, гидротермиче-
Таблица 1
Урожайность зеленой массы многолетних трав по укосам в зависимости от системы удобрений в севооборотах (20042006 гг.), т/га
Культура Фон удобрений* Урожайность, т/га
Первый укос Второй укос За 2 укоса**
Первый год пользования (2004-2006 гг.)
Кострец 1 15,5 8,1 23,5/6,46
2 15,8 8,4 24,2/6,63
Люцерна 1 18,4 12,9 31,3/7,43
2 18,3 11,8 30,1/7,16
Эспарцет 3 19,1 6,5 25,6/6,12
4 19,9 6,4 26,3/6,31
НСР05 = 1,6-1,9/ 0,32-0,46 НСРА = 1,1-1,3/0,23-0,33 НСРВ =0,9-1,1/0,19-0,27
Второй год пользования 2005-2006 гг.
Кострец 1 13,6 9,1 22,6/6,25
2 15,8 9,7 25,4/7,04
Люцерна 1 22,2 10,7 32,9/8,20
2 24,3 11,8 36,1/8,76
Эспарцет 3 18,3 6,7 25,0/6,47
4 18,9 6,9 25,8/6,68
НСР05 = 2,2-2,3/ 0,49-0,61 НСРА = 1,6/0,35-0,43 НСРВ =1,3/0,28-0,35
*-1 - навоз + МРК; 2- солома + МРК; 3 - сидерат + МРК; 4 - сидерат + солома + ЫРК
**— над чертой зеленой массы; под чертой сухой массы
ский коэффициент за апрель-август составил соответственно 1,41 и 1,85. Следует отметить, что в июле 2004 года выпало 138,5 мм, при среднемноголетней норме 31,3 мм. В апреле и сентябре 2005 года наблюдались засушливые периоды, однако это не отразилось на росте и развитии многолетних трав (ГТК=1,45). 2006 год по характеру вегетационного периода был близок к среднемноголетним данным, а гидротермический коэффициент составил 0,97, при среднемноголетнем значении 0,96.
Результаты исследований
Многолетние травы являются ценными кормовыми культурами и занимают важное место в системе зеленого конвейера, поэтому существует необходимость
изучения формирования урожая зеленой массы костреца, люцерны и эспарцета по укосам [12, 13].
Исследования показали, что урожайность зеленой массы костреца второго года жизни в первый укос по первому фону удобрений составила 15,5 т/га, по второму
- 15,8 т/га. Люцерна в первый укос на варианте навоз + NPK формировала 18,4 т/га зеленой массы, а на варианте солома + NPK
- 18,3 т/га. Урожайность эспарцета в первый укос на варианте сидерат + NPK находилась на уровне 19,1 т/га, на варианте сидерат + солома + NPK - 19,9 т/га (табл.1).
Урожайность второго укоса по сравнению с первым снизилась по всем вариантам опыта и составила у костреца 8,1 и 8,4 т/га, люцерны 12,9 и 11,8 т/га, эспарцета 6,5 и 6,4 т/га соответственно по первому и второму фонам удобрений. Доля второго укоса в урожайности люцерны составила - 35,5-36,8 %, костреца 36,4-37,3 %, эспарцет характеризовался меньшей отавностью (25,5-26,1%).
За два укоса урожайность костреца второго года жизни составила 23,5 т/га зеленой
массы, или 6,45 т/га сухого вещества по первому фону удобрений и 24,2 т/га, или 6,63 т/га по второму. Урожайность люцерны составила 31,3 т/га, или 7,43 т/га и 30,1 т/га, или 7,17 т/га, эспарцета - 25,6 т/га зеленой массы, или 6,12 т/га сухой массы и 26,3 т/га, или 6,31 т/га по первому и второму фонам соответственно.
Урожайность костреца третьего года жизни за два укоса (в среднем за 2005-2006 гг.) по первому фону находилась на уровне 22,6 т/га зеленой массы, или 6,25 т/га сухой массы, по второму фону 25,4 и 7,04 т/ га соответственно. Следует отметить повышение урожайности к третьему году жизни люцерны до 32,9-36,1 т/га зеленой массы, или 8,20-8,76 т/га сухой массы. Урожайность эспарцета третьего года жизни значительно не отличалась от травостоя второго года жизни.
Оценка влияние фонов удобрений показала, что утилизация соломы зерновых культур в органоминеральной системе удобрений севооборота по влиянию на урожайность многолетних трав не уступала фону с
Водопотребление и урожайность многолетних трав систем удобрений в севооборотах (2004-2006 гг.)
Таблица 2
по годам жизни в зависимости от
Культура Фон удобрений Продуктивная влага в метровом слое, мм Осадки, мм Расход влаги, мм Урожайность сухой биомассы, т/ га Расход влаги м3 на 1 т сухой биомассы
возобновление вегетации перед вторым укосом
Второй год жизни
Кострец 1 157,5 80,8 224,8 301,5 6,45 469
2 157,0 79,3 302,5 6,63 458
Люцерна 1 159,4 71,4 236,5 324,4 7,43 445
2 159,5 67,5 328,4 7,17 467
Эспарцет 3 155,2 77,5 241,3 319,0 6,04 540
4 159,9 76,5 324,7 6,40 519
Третий год жизни
Кострец 1 124,8 47,9 196,6 273,5 6,25 437
2 131,0 45,7 281,9 7,04 406
Люцерна 1 109,7 43,0 223,1 289,7 8,20 362
2 106,2 43,8 285,5 8,39 357
Эспарцет 3 112,1 53,3 229,0 287,8 6,47 453
4 113,7 54,5 288,2 6,68 435
*-1 - навоз + ЫРК; 2- солома + ЫРК; 3 - сидерат + ЫРК; 4 - сидерат + солома + ЫРК
Таблица 3
Использование продуктивной влаги многолетними травами за счет почвенных запасов и осадков (2004-2006 гг.)
Фон удо- г~ ч/ * брений Использование продуктивной влаги
Культура Период наблюдений из запасов почвы за счет осадков
мм % мм %
Весеннее отрастание - 1 76,9 54,7 61,6 45,3
первый укос 2 78,9 55,6 61,6 44,4
Кострец Первый укос-второй укос 1 11,1 8,0 139,6 92,0
2 10,8 8,1 141,6 91,9
За два укоса 1 76,8 27,6 212,5 72,4
2 80,8 28,6 212,5 71,4
Весеннее отрастание - 1 75,7 44,2 92,9 55,8
первый укос 2 74,8 43,7 92,9 56,3
Люцерна Первый укос-второй укос 1 8,8 6,6 129,4 93,4
2 9,2 6,9 129,4 93,1
За два укоса 1 79,4 25,8 227,5 74,2
2 80,1 25,7 227,5 74,3
Весеннее отрастание - 3 67,0 41,6 89,8 58,4
первый укос 4 69,7 42,6 89,8 57,4
Эспарцет Первый укос-второй укос 3 11,1 7,5 127,7 92,5
4 11,1 8,1 131,1 91,9
За два укоса 3 70,1 23,0 237,7 77,0
4 73,7 23,9 242,1 76,1
*-1 - навоз + ЫРК; 2- солома + ЫРК; 3 - сидерат + ЫРК; 4 - сидерат + солома + ЫРК
использованием навоза в сочетании с минеральными удобрениями, а на бобовых культурах имела преимущество.
Размеры потребления влаги посевами многолетних трав определялись ее запасами в почве, количеством осадков за вегетацию, продолжительностью вегетационного периода и биологическими особенностями культур.
К моменту возобновления вегетации от второго к третьему году жизни многолетних трав запасы влаги в метровом слое заметно уменьшались в связи с ее расходом на транспирацию растений. Если на второй год жизни влагозарядка составляла 155,2159,9 мм, то к третьему году - 106,2-131,0 мм, убыль была особенно заметна в посевах люцерны (табл. 2). Нарастание биомассы обуславливало высокую потребность в воде, поэтому происходило снижение запасов продуктивной влаги в метровом слое на третий год жизни. За счет осенних осадков и
талых вод полного восстановления запасов влаги в почве под многолетними травами не происходило, однако урожайность травостоев третьего года жизни не снижалась по отношению к травостою предыдущего года, что связано с развитой корневой системой и способностью использовать влагу с более глубоких горизонтов почвы [14-16].
Суммарное водопотребление многолетних трав зависело от влагозарядки почвы в период весеннего отрастания и количества осадков за вегетацию. Суммарный расход влаги в посевах люцерны второго года жизни в зависимости от систем удобрений составлял 324,4-328,4 мм, в посевах эспарцета 319,0-324,7 и костреца 301,5-302,5 мм.
Наибольший расход влаги на 1 т сухой биомассы отмечен у эспарцета второго года пользования - 540-519 м3, тогда как у костреца второго года жизни он составлял 469-458 м3/т и люцерны 445-467 м3/т соответственно по первому и второму фонам удобрений.
1!
га еа »1
Р и ш М
00 и
Таблица 4
Связь урожайности сухой массы многолетних трав по укосам (у, т/га) с запасами про-
дуктивной влаги в метровом слое почвы (х, х^ мм)* и с суммарным расходом влаги (х2, мм)
Культура Укос Запасы продуктивной влаги Суммарный расход влаги
г Уравнение регрессии г Уравнение регрессии
Кострец 1 0,561 У=0,006х+3,3139 [1] 0,562 У=0,0076х2+3,1434 [10]
2 0,466 У=0,0156х1+1,2022 [2] 0,777 У=0,002х2+2,1697 [11]
За 2 укоса 0,226 У=0,0052х+5,8195 [3] 0,604 У=0,0054х2+4,731 [12]
Люцерна 1 0,576 У=0,0111х+3,1252 [4] 0,445 У=0,0154х2+2,2506 [13]
2 0,490 У=0,0177х1+1,6958 [5] 0,617 У=0,0078х2+1,4022 [14]
За 2 укоса 0,138 У=0,0038х+7,4677 [6] 0,604 У=0,0082х2+5,1774 [15]
Эспарцет 1 0,735 У=0,0036х+4,2334 [7] 0,333 У=0,0101х2+2,9717 [16]
2 0,689 У=0,058х1+2,6826 [8] 0,633 У=0,0292х2-3,6653 [17]
За 2 укоса 0,187 У=0,0044х+5,6586 [9] 0,581 У=0,0049х2+5,0317 [18]
* - х -перед возобновлением вегетации, мм; х - перед отрастанием отавы, мм
Таблица 5
Зависимость урожайности сухой массы (у, т/га) от суммы осадков (х, мм) и суммы по-
ложительных температур (х1, оС) в посевах многолетних трав по укосам
Культура Укос Осадки, мм Сумма температур, оС
г Уравнение регрессии г Уравнение регрессии
Кострец 1 0,559 У=0,0412х+1,7097 [19] 0,426 У=0,0089х1-1,7067 [25]
2 0,716 У=0,0022х+2,0873 [20] 0,422 У=0,0022х1+0,0971[26]
Люцерна 1 0,629 У=0,0504х+0,5091 [21] 0,672 У=0,0352хг24,307 [27]
2 0,653 У=0,0034х+2,5994 [22] 0,650 У=0,0029х1+0,366 [28]
Эспарцет 1 0,478 У=0,0495х+0,0854 [23] 0,512 У=0,135х1-6,0211 [29]
2 0,633 У=0,0058х+0,9632 [24] 0,706 У=0,02х1-11,598 [30]
По затратам влаги на формирование урожая можно судить об адаптивном потенциале растений к абиотическим факто-
" " г»
рам и экологической устойчивости. В этом отношении люцерна и кострец в сравнении эспарцетом эффективнее использовали ресурсы влаги.
Формирование урожая многолетних трав происходило как за счет почвенных ресурсов влаги, так и за счет атмосферных осадков выпавших в период вегетации. Учеты показали, что долевое участие этих двух источников влаги по годам неодинаковое. В
среднем за годы исследований на формирование урожая первого укоса костреца по первому и второму вариантам удобрений из почвы использовалось 76,8-80,8 мм влаги, что составляло 54,7-55,6 % от суммарного водопотребления, в посевах люцерны соответственно 75,7-74,8 мм или 44,2-43,7 %, эспарцета 67,0-69,7 мм или 41,6-42,6 % (табл.3).
На формирование урожая второго укоса костреца в зависимости от систем удобрений использовалось 139,6-141,6 мм атмосферных осадков или 92-91,9 % от обще-
го расхода влаги, в посевах люцерны соответственно 129,4-129,4 мм или 93,4-93,1 % и эспарцета 127,7-131,1 мм или 92,5-91,9 %.
Доля почвенной влаги в формировании урожая костреца за 2 укоса в зависимости от систем удобрений составляла 27,628,6 % от общего расхода, люцерны - 25,825,7 % и эспарцета 23-23,9 %.
Нами установлена положительная связь урожайности сухого вещества многолетних трав с содержанием продуктивной влаги в метровом слое почвы перед началом отрастания первого и второго укосов (г=0,466-0,735) и с суммарным расходом влаги (г=0,333-0,777), что характеризуется уравнениями регрессии (1-18) (табл. 4).
Приведенные модели (1-9) показывают, что формирование урожайности первого укоса многолетних трав в большей степени зависит от содержания продуктивной влаги в метровом слое почвы, чем второго укоса.
Уравнения регрессии, приведенные в таблице 5, характеризуют количественную зависимость продуктивности культур от суммы осадков и температурного режима. Увеличение количества осадков приводит к повышению уровня урожайности многолетних трав (0,478<г<0,716), особенно второго укоса (0,653<г<0,716). Выявлена положительная связь величины урожайности костреца и суммы положительных температур как первого (г =0,426) так и второго укоса (г= 0,422). Приведенные модели (19-24) показывают, что уровень урожайности, особенно второго укоса многолетних трав, определялся количеством осадков в период вегетации, поэтому при отсутствии осадков в период отрастания отавы второй укос многолетних трав не формируется.
Уровень урожайности многолетних трав первого и второго укосов также имел прямую среднюю связь с суммой положительных температур (г= 0,422-0,706).
Таким образом, формирование урожая многолетних трав происходит под действием абиотических факторов, где решающее значение имеет содержание продуктивной влаги в метровом слое и сумма осадков за периоды формирования укосов.
Выводы
1. Формирование величины урожайности многолетних трав определялось биологическими особенностями культур, фонами органоминеральных удобрений, а также водно-тепловым режимом посевов.
2. Наибольшая урожайность была отмечена у люцерны, которая имела тенденцию повышения по фону удобрений с использованием соломы зерновых культур.
3. Более эффективное использование ресурсов влаги было отмечено у костреца и люцерны. В почве под многолетними травами к третьему году жизни происходило снижение запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы, однако их урожайность не снижалась, что указывает на использование влаги с более глубоких горизонтов.
4. Формирование урожая первого укоса примерно в равной степени происходит за счет весенней влагозарядки почвы и атмосферных осадков, а урожай второго укоса находился в прямой зависимости от атмосферных осадков, что подтверждается корреляционно-регрессионными моделями.
Библиографический список
1. Кормопроизводство - важный фактор роста продуктивности и устойчивости земледелия / В.М. Косолапов, И.А. Трофимов, Л.С. Трофимова, Е.П. Яковлева // Земледелие.- 2012.- № 4.-С. 20-22.
2. Беляк, В.Б. Биологизация сельскохозяйственного производства (теория и практика): монография / В.Б. Беляк.- Пенза: ИПК «Пензенская правда», 2008. - 320 с.
3. Картамышев, Н.И. Биологизация земледелия в основных земледельческих регионах России/ Н.И. Картамышев, В.Ф.Мальцев, В.А. Семыкин. - «КолосС», 2012.- 472 с.
4. Морозов, В.И. Биологизация севооборотов и их синергетическая эффективность в управлении плодородием почвы в лесостепи Поволжья / В.И. Морозов // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии.- 2012.- № 1.- С. 36.
5. Буров, Д.И. Научные основы обработки почв Заволжья / Д.И. Буров .-Куйбышев, 1970.- 294с.
6. Бялый, A.M. Водный режим почвы в севооборотах / A.M. Бялый .- Л.: Гидромете-оиздат, 1971. -232с.
7. Агроклиматическая оценка атмосферных засух и урожайности на территории ГНУ Ульяновский НИИСХ / Р.Б. Шарипова, А.Г. Галиакберов, С.Н. Никитин, М.М. Сабитов // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии.- 2011.-№3.-С. 35- 39.
8. Подсевалов, М.И. Водный режим почвы и продуктивность звеньев севооборотов с озимой пшеницей в условиях лесостепи Поволжья / М.И. Подсевалов, А.А. Асмус // Вестник Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова.- 2007.-№4. - С. 13-15.
9. Морозов, В.И. Засуха 2010: учесть уроки, ослабить риски/ В.И. Морозов // Поволжье Агро. - 2011. - № 1-2. - С. 32-35.
10. Роль многолетних трав в полевых севооборотах засушливой степи Поволжья/ Ю.Ф. Курдюков, Л.П. Лощилина, Ж.П. Попова, Г.В. Шубитидзе, Ф.П. Кузьмичев, М.В. Третьяков// Аграрный вестник Юго-Восто-ка.-2009.- №2.-С. 38-42.
11. Морозов, В.И. Полевой опыт как метод познания и практического освоения
инновационных технологий / В.И. Морозов, А.Л. Тойгильдин // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии.- 2012.- №1 (17).- С. 40-44.
12. Многолетние травы в чистом и смешанном посеве в системе зеленого конвейера / В.Г. Васин, А.В. Васин, Л.В. Киселева, А.А.Брагин // Кормопроизводство.- 2009.-№ 2.- С. 14-16.
13. Васин, В.Г. Основные направления развития кормопроизводства в самарской области / В.Г. Васин, Н.Н. Ельчанинова, А.В. Васин// Кормопроизводство.-2012.- № 8.- С. 34-36.
14. Kutschera L., Lichtenegger E. Wurzelatlas mitteleuropaischer Grunlandpflanzen. Bd.l. Monocotyledoneae, Stuttgart, N.Y.Gustav Fisher Verlag, 1982,-516 p.
15. Производство грубых кормов. Книга 2/ под общей ред. Д. Шпаара. - Торжок: ООО «Вариант», 2002-. 374 с.
16. Извеков, А.С. Эрозия почв и борьбы с ней в степных и лесостепных районах России/ А.С. Извеков // Материалы международной научно-практической конференции «Эрозия почв: Проблемы и пути повышения эффективности растениеводства».-Ульяновск, 2009.- С. 21-40.
УДК 631.582,587/633.3 ПРЕДШЕСТВЕННИКИ РЕДЬКООВСЯНОЙ СМЕСИ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ
Шапсович Сергей Николаевич, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий агроном
Филиал ФГБУ «Россельхозцентр» по Республике Бурятия, 670034, г. Улан-Удэ, ул. Челябинская, 11 (тел.: 8-301-2) 55-55-13, e-mail: [email protected]
Ключевые слова: редькоовсяная смесь, предшественники, нитратный азот, орошение, продуктивность.
Статья посвящена вопросу определения лучших предшественников редькоовсяной смеси в орошаемых кормовых севооборотах. Показано влияние предшественников на содержание в почве нитратного азота и его связь с продуктивностью смеси. Определены лучшие предшественники - рапс яровой на силос, ячмень и смеси овса и ячменя с рапсом на зерносенаж.
Введение туры в Забайкалье [1, 2]. В Бурятии она стала
Редька масличная является примером наиболее распространенным культурным удачной интродукции новой кормовой куль- растением из семейства капустовых благо-
