Сохранение и воспроизводство плодородия черноземов в ресурсосберегающих технологиях полевого кормопроизводства на Южном Урале

Бобово-злаковый травостой возделывали на фоне фосфорно-калийных удобрений в дозах Р₈₅ К₉₀, рассчитанных на получение урожайности абсолютно-сухой массы 100 ц/га в условиях орошения. Злаковый травостой для определения выноса азота из почвы возделывали на таком же фоне РК. Для определения эффективности азотных удобрений и коэффициента их использования на обоих травостоях фон РК дополняли расчетной дозой N₉₆, на злаковом - полуторной дозой N на фоне РК, на бобово-злаковом - уменьшенной на 50 % дозой азота на фоне расчетных доз РК. Накопление биологического азота устанавливали по методу разницы в выносе азота надземной массой бобово-злакового и злакового травостоев на фоне РК.

Результаты четырехлетних исследований показали, что бобово-злаковый травостой за счет усвоения атмосферного (биологического) азота и лучшего использования других факторов среды обитания формирует урожайность сухого вещества на 18 % выше уровня злакового травостоя (табл. 7).

Бобово-злаковый травостой на фоне РК-удобрения в среднем ежегодно использовал 84 кг биологического азота в 1 га посева. Дополнение фона РК минеральным азотом в дозе 96 кг/га снизило использование биологического азота до 67 кг. Коэффициенты биологической азотфиксации, представляющие отношение выноса биологического азота к общему выносу, составляли на фоне РК - 32 %, РК+N₉₆ - 22 %. Снижение коэффициента на последнем фоне указывает на угнетающее влияние азота минеральных удобрений на деятельность симбиотических азотфиксаторов.

Таблица 8. Вынос и биологическая фиксация азота бобово-злаковым травостоем и эквивалент в минеральных азотных удобрениях (средние за 2002-2005 гг.)

С учетом коэффициента использования азота минеральных удобрений, полученного в опыте (67 %), установили потребность в минеральном азотном удобрении на злаковом травостое, заменяющую дополнительное поступление его за счет симбиотической азотфиксации. Эквивалент биологического азота в минеральном удобрении рассчитали как отношение биологической части азота в общем выносе с урожаем бобово-злакового травостоя к коэффициенту использования азота минеральных удобрений.

Результаты опыта показывают, что для обеспечения равновеликого с бобово-злаковым травостоем выноса азота с урожаем (а значит, и величины сбора белка с единицы площади пашни) необходимо вносить на злаковый травостой на фоне Р₈₅ К₉₀ 125 кг действующего вещества азотного удобрения, на фоне N₉₆ Р₈₅ К₉₀ - 100 кг. При использовании бобово-злакового травостоя вместо злакового отпадает необходимость во внесении указанного выше количества азота. Это соответствует экономии на каждом гектаре 2,1-2,7 ц мочевины, что очень важно с учетом современных требований ресурсосбережения. С учетом того, что бобово-злаковый травостой в активном состоянии - с высоким участием бобовых - в 7-польном лугопастбищном севообороте занимает три поля, в пересчете на всю площадь севооборота эконоия мочевины составит 0,9-1,2 ц с 1 га.

Применение азотного удобрения в дозе N₅₅ в дополнение к фосфорно-калийному фону увеличивает выход сухого вещества бобово-злакового травостоя с 106 до 111, в дозе N₉₆ - до 116 ц/га. Окупаемость 1 кг д. в. азотного удобрения при первой дозе составила 10,0 кг, при второй дозе - 8,9 кг прибавки сухого вещества, что достаточно высокие с точки зрения экономической эффективности показатели. Это свидетельствует о целесообразности применения умеренных доз азотных удобрений в дополнение к фосфорно-калийным для формирования высоких урожаев бобово-злаковых травостоев в условиях орошения.

5. Комплекс агротехнических мероприятий по обеспечению программируемой продуктивности кормовых севооборотов степной зоны Южного Урала

В системах полевого кормопроизводства, как в нашей стране, так и за рубежом применяются два направления использования пашни. Первое направление связано с созданием и использованием долгосрочных постоянных сенокосов и пастбищ. Система постоянного лугопастбищного хозяйства получила преимущественное распространение в территориях с достаточным регулярным естественным увлажнением, как в ряде стран Западной Европы. Так как первым условием поддержания продуктивного долголетия многолетних трав является устойчивый водный режим, в вышеуказанных регионах нет необходимости введения кормовых севооборотов с наличием полевого периода. В Российской Федерации с преобладанием зон недостаточного увлажнения высокопродуктивное полевое кормопроизводство, как правило, основывается на кормовых севооборотах.

Наши полевые эксперименты, проведенные в условиях Зауральской степи Республики Башкортостан (1993-2005 гг.), показали преимущества кормовых севооборотов перед монокультурой многолетних трав. Причем выяснилось, что фактором, вынуждающим применять систему кормовых севооборотов с краткосрочными сенокосами и пастбищами, выступает не только недостаточное атмосферное увлажнение. Так как опыты велись и на фоне орошения, проявилось ограничивающее влияние теплового режима и условий зимовки. Недостаточная сумма активных температур, их неравномерная динамика, частые малоснежные зимы приводят к сокращению продуктивного долголетия многолетних трав, особенно бобовых. В севооборотах проводится периодическое обновление травостоев многолетних трав, что поддерживает их продуктивное состояние.

В ОПХ "Абзелиловское" (1993-2000 гг.) изучали продуктивность экспериментальных кормовых севооборотов на богаре и в условиях орошения. Для представления потенциальных возможностей изучаемых севооборотов приводим усредненные данные их кормовой продуктивности на интенсивных фонах удобрения и орошения. Экспериментальные севообороты обеспечивали на 60-88 % более высокие сборы кормовых единиц по сравнению с контролем - травяным звеном лугопастбищного севооборота (табл. 9).

Таблица 9. Продуктивность кормовых севооборотов за ротацию. Фон - с орошением и удобрением (среднее за 1993-2000 г.г.)

НСР₀₅ = 3,6

* - в числителе - продуктивность бессменных многолетних трав; в знаменателе - продуктивность севооборота

Первые места по продуктивности занимают 5-польный прифермский и 8-польный лугопастбищный севообороты. В среднем за ротацию с 1 га площади этих севооборотов собрано соответственно 60,0 и 58,3 ц к.е., что на 88 % выше, чем бессменная культура многолетних трав (31,9 ц/га). Уровень продуктивности указанных севооборотов захватывает нижний предел запланированной продуктивности 60-70 ц к.е. с 1 га. При программировании урожайности за основу взяли 2 %-ный коэффициент использования ФАР. Средние расчетные значения потенциальной урожайности по кормовым севооборотам при орошении составляли 100-104 ц/га абсолютно-сухой надземной биомассы. Для обеспечения потенциальной урожайности почвенным питанием проводили расчет доз удобрений по балансовому методу.

В среднем за ротацию 5-польного прифермского севооборота средневзвешенная фактическая урожайность СВ была близкой к программируемой, и составила 98,1 ц сухой массы с 1 га или 94 % оправдываемости. В ОПХ "Баймакское" соответствующие показатели составили 97,0 ц и 93 %.

Влияние системы удобрения на урожайность зависело от фона увлажнения. При орошении прибавки урожайности были значительно более высокие по сравнению с богаром. Так абсолютная прибавка средневзвешенной урожайности (выхода СВ) по лугопастбищному севообороту за 2001-2005 гг. на фоне орошения была более чем в два раза выше, чем в условиях естественного увлажнения (табл. 10).

Таблица 10. Изменение выхода СВ в лугопастбищном севообороте под влиянием удобрения и орошения (среднее за 2001-2005 гг.)

Окупаемость 1 кг д.в рекомендуемых доз полного минерального удобрения и на богаре и при орошении практически одинаковая и составляет 11 кг СВ и 8,5 к.е. Несмотря на одинаковость относительных прибавок, применение удобрения при орошении с хозяйственной точки зрения более эффективно. Так как обеспечивает повышение сбора сухой поедаемой массы с единицы площади в 1,8 раза более высокого по сравнению с богаром. Примерно такая же закономерность по влиянию удобрений в условиях естественного и искусственного увлажнения наблюдается и в прифермском севообороте. Следовательно, на обыкновенных черноземах Южного Урала в лугопастбищном и прифермском севооборотах агрономическая эффективность удобрений на поливе более высокая, чем на богаре.

Расчетные же дозы удобрений при орошении действуют более эффективно, чем рекомендуемые. Так средневзвешенная урожайность СВ в лугопастбищном севообороте при расчетных дозах удобрений на фоне орошения составила 95,8 ц/га, что на 11 % больше, чем при рекомендуемых дозах. 1 кг д.в. расчетных доз удобрений в прифермском севообороте окупается прибавкой 11,1 кг к.е., в лугопастбищном - 11,7 кг к.е. Окупаемость удобрений при рекомендуемых дозах оказалась ниже. Таким образом, оптимизированные в соответствии с потребностями растений расчетные дозы удобрений в условиях орошения более эффективные, чем рекомендуемые.

В лугопастбищном севообороте наибольшей отзывчивостью на полное минеральное удобрение в расчетных дозах отличились многолетние травы 3 и 4-го годов жизни, обеспечившие прибавку 14,6-13,3 к.е. на 1 кг д.в. внесенных удобрений. Средняя отзывчивость у многолетних трав 1, 2 и 5 годов жизни, ячменя с поукосным рапсом - 10-12 к.е. Следовательно, благодаря высокой отзывчивости многолетних трав на удобрения насыщение ими кормовых севооборотов вполне оправдано.

Несмотря на все более возрастающее влияние на повышение урожайности таких факторов, как селекция и семеноводство, применение удобрений и средств защиты растений, в подавляющем большинстве площадей пашни сохраняется существенная зависимость от обработки почвы. На обработку почвы приходится до 40 % от суммарных энергозатрат в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур (Мелихов, Шишлянников, 2003). В связи с этим актуальным становится минимализация обработки почвы в севооборотах.

В полевом опыте в учхозе БГАУ (Южная лесостепь, 1985-1988 гг.) минимализация заключалась в снижении объема взрыхляемой части пахотного слоя при плоскорезной и бесплужной обработках почвы в сравнение с вспашкой. Глубина основного рыхления (20-22 см под пшеницу и 25-27 см под кукурузу) при всех обработках почвы была одинаковой. Несмотря на благоприятные агрофизические свойства почвы, более высокая засоренность посевов при безотвальных обработках способствовала формированию более низких урожаев яровой пшеницы и кукурузы при этих обработках по сравнению с системой отвальной обработки (табл. 11).

Таблица 11. Зависимость урожайности зерна яровой пшеницы и зеленой массы кукурузы в звене зернопаропропашного севооборота от основной обработки почвы, ц/га. (учхоз БГАУ, среднее за 1985-1988 гг.)

В варианте с комбинированной обработкой под яровую пшеницу после кукурузы плоскорезные обработки, проведенные в предыдущие два года, были прерваны вспашкой. Отвальное рыхление способствовало разуплотнению пахотного слоя, улучшению его структурно-агрегатного состава, уменьшению засоренности посева. В результате взаимодействия этих факторов урожайность зерна яровой пшеницы после кукурузы по комбинированной обработке была выше, чем по отвальной и бесплужной системах.

В экспериментальных севооборотах в ОПХ "Баймакское" (2001-2005 гг.) изучали минимализацию обработки обыкновенного чернозема в условиях Зауральской степи путем уменьшения глубины основного рыхления в системе отвальной обработки. В лугопастбищном севообороте на богаре не обнаружено существенной разницы в средней урожайности по системам обработки почвы. Средняя по севообороту урожайность СВ кормового сырья на обычной обработке составила 48,0, на минимальной - 49,4 ц с 1 га. Однако по отдельным культурам севооборота имеется математически доказуемая разница по урожайности.

Ячмень с рапсом, идущие в лугопастбищном севообороте сразу после многолетних трав - сороочищающего предшественника - бывают практически чистыми от сорняков. Так как ограничивающий фактор засоренности снимается, в данном поле проявляется положительное влияние минимальной обработки на увеличение урожайности через улучшение агрофизических свойств почвы. В результате, среднемноголетняя суммарная урожайность СВ ячменя с рапсом при минимальной обработке на 2,2-2,7 ц/га выше в зависимости от фона удобрения по сравнению с обычной обработкой. На посеве вико-овсяной смеси, идущей второй культурой после многолетних трав, засоренность начинает увеличиваться. Так как на минимальной обработке все же создаются худшие условия для подавления сорняков, урожайность при этой обработке формируется на 2,2 ц/га меньше, чем при обычной обработке (соответственно 47,0 и 49,2 ц/га).

Оптимизация водного режима почвы на фоне орошения способствует резкому улучшению роста и развития культур в исследуемых кормовых севооборотах. В результате они успешнее конкурируют с сорняками в сравнение с условием на богаре. Значительно более чистое от сорняков состояние полей лугопастбищного севооборота на фоне орошения приводит к тому, что улучшенные при минимальной обработке агрофизические свойства почвы способствуют повышению средней урожайности СВ на 2,5 ц/га без удобрения и 2,6 ц/га при расчетных дозах удобрений. В прифермском севообороте, на фоне без орошения, урожайность почти всех культур на варианте с минимальной обработкой была несколько меньшей, чем на обычной обработке. Средняя по севообороту урожайность СВ на минимальной обработке на фоне без орошения и удобрения составила 49,5 ц/га, что на 3,5 ц/га меньше, чем при обычной обработке. В варианте с рекомендуемыми дозами удобрений соответствующие показатели составили 61, 5 и 3,7 ц/га. На фоне орошения разница в урожайности по вариантам обработки почвы менее выражена из-за формирования высокой урожайности культур и усиления их конкурентной способности в отношении сорняков. На обычной обработке урожайность СВ составила: без удобрения - 69,5, расчетных доз - 97,0 ц/га, на минимальной обработке - на2,2-3,9 ц/га меньше. Однако эти разницы находятся в пределах ошибки опыта, и можно заключить, что в условиях орошения в прифермском севообороте формируется примерно одинаковая урожайность по фонам обработки почвы.

Повышение засоренности посевов при минимализации основной обработки выступает ограничивающим фактором на пути энергосбережения в интенсивных технологиях полевого кормопроизводства на обыкновенных черноземах Южного Урала. В то же время при минимальной обработке улучшаются основные агрофизические свойства почвы. Разрешением противоречия может являться более умеренная минимализация обработки почвы и применение гербицидов.

Продуктивное долголетие травостоев многолетних трав в севообороте во многом зависит от приемов ухода и способов использования. В экспериментальном лугопастбищном севообороте мы изучили влияние весеннего боронования трав и числа скашиваний на урожайность и качество сухой поедаемой массы многолетнего бобово-злакового травостоя.

Эффективность весеннего боронования многолетних трав зависела от погодных условий и возраста трав. Нами выяснено, что сразу после прохода зубовой бороны (БЗТС-1,0) происходит изреживание травостоя в среднем на 12 % от состояния до боронования. Однако уже к началу первого укоса травостой не только восстанавливается, но даже становится на 13 % гуще, чем на участке без боронования. Это указывает на улучшение условий для роста оставшихся после боронования крепких растений. Показателем лучшего произрастания травостоя многолетних трав на боронованном участке является высота растений. В варианте с боронованием травостой был на 5-11 см выше, чем без боронования.

В 2002 году с прохладным периодом отрастания травостоя на первый укос боронование дало отрицательный результат. При бороновании урожайность была на 5,4-7,7 ц/га меньше. В 2003-2005 годах с повышенными температурами за период вегетации первого укоса трав, создавались лучшие условия для восполнения изреженного после боронования травостоя, и урожайность на боронованных участках была на 8-30 % выше, чем при отсутствии боронования. Средняя за 4 года урожайность СВ многолетних трав в варианте с боронованием была на 2,2-9,9 ц/га выше.

По нашим данным, происходит постепенное снижение прибавок урожайности от боронования по мере старения многолетних трав. Прибавка от боронования для травостоев второго года жизни составила 9,9, третьего - 4,8, четвертого - 2,2 ц/га. При проведении боронования следует учитывать погодные условия и возраст трав. В годы с прохладным, затяжным весенним и раннелетними периодами боронование может дать отрицательный результат. Более высокая эффективность боронования в повышении урожайности достигается на молодых травостоях, начиная со второго года жизни. Поэтому, с хозяйственной точки зрения, выгоднее пробороновать в первую очередь молодые травостои.

В 2002-2005 гг. в ОПХ "Баймакское" исследовали влияние сроков и частоты скашиваний на урожайность сухого вещества многолетних трав. Среднегодовой суммарный выход СВ многолетних трав за вегетационный период в варианте двухукосного использования составил 70,5 ц с 1 га, что на 15 % больше по сравнению с трехукосным использованием. Увеличение кратности использования положительно сказалось на химическом составе. В корме, получаемом при трех укосах, содержалось сырого протеина, сырого жира, фосфора и кальция больше соответственно на 1,6, 0,27, 0,04 и 0,07 %, а сырой клетчатки - на 1,7 % меньше по сравнению с двухукосным использованием.

Однако и по сбору питательных веществ с 1 га трехукосный вариант все же уступал двухукосному из-за значительного отставания по урожайности сухой массы. Таким образом, в условиях степной зоны Южного Зауралья при орошении оптимальным способом использования культурных сенокосов является двухкратное скашивание.

В экспериментальных кормовых севооборотах создавали фоновое орошение. Применяли вегетационные поливы с нормой 450-600 м³/га в количестве 1-2 во влажные и 4-5 в сухие годы. Расчет водного баланса в лугопастбищном севообороте показывает, что 30 % от суммарного водопотребления многолетних трав обеспечивали поливы, 46 % - атмосферные осадки, 24 % - запасы почвы (табл. 11). Средний за годы исследований коэффициент водопотребления многолетних трав составил 269 м³/т. При орошении продуктивность севооборотов относительно к фону естественного увлажнения возросла в 1,1-1,88 раза в условиях без удобрения и 1,31-2,02 раза - на фоне удобрений. Это показывает, что удобрения повышают отдачу от орошения.

Таблица 12.Водный баланс полей многолетних трав в лугопастбищном севообороте

Основные факторы интенсификации кормовых севооборотов - удобрение и орошение - способствуют улучшению биохимического состава кормового сырья. В лугопастбищном севообороте на фоне орошения энергетическая питательность корма была более высокая, чем на богаре, составляя соответственно 10,1 и 9,9 МДж в 1 кг сухой массы. Удобрения положительно влияли на повышение содержания сырого протеина независимо от фона увлажнения. Удобрения повышали содержание сырого жира в СВ культур лугопастбищного севооборота на фоне орошения, в прифермском севообороте - также и на богаре. Относительное увеличение составляет

6-13 %. Содержание сырой клетчатки и БЭВ существенно не изменяется по вариантам удобрения и орошения. При расчетных дозах удобрений на фоне орошения энергонасыщенность 1 кг сухой массы урожая составила 9,9-10,1 МДж ОЭ и 0,79-0,82 к.е., обеспеченность 1 кг к.е. переваримым протеином - 109-111 г. Эти показатели соответствуют требованиям кормления высоко-удойных коров (Кутузова, Жезмер, Козлов, 1990).

6. Биоэнергетическая и экономическая эффективность технологий в кормовых севооборотах

Сопоставление выхода обменной энергии (ОЭ) с 1 га посевной площади и затрат на возделывание и уборку кормовых культур показывает, что энергетическая эффективность технологий достаточно высокая. Коэффициенты энергетической эффективности (КЭЭ) в лугопастбищном севообороте составляют от 2,17 до 4,76 в зависимости от влияния изучаемых факторов. На фоне орошения КЭЭ имеют меньшие значения из-за возрастания техноголических затрат в 2,5-3 раза в сравнение с богаром. Однако, поскольку на орошаемом фоне сбор ОЭ по сравнению с неорошаемым фоном увеличивается в 1,6-1,8 раз, повышенные технологические затраты оправдываются.

При минимальной обработке в лугопастбищном севообороте сбор обменной энергии несколько повысился, а затраты энергии понизились по сравнению с обычной обработкой почвы. Значения КЭЭ при минимальной обработке составили на фоне без орошения, без удобрения - 4,76, с рекомендуемыми дозами удобрения - 3,97, на орошаемом фоне - 2,41 и 2,27. КЭЭ технологий при обычной обработке были на 6-12 % меньше. В прифермском севообороте при минимальной обработке из-за некоторого снижения урожай-ности СВ кормовых культур уменьшается сбор обменной энергии в среднем на 3200-3600 МДж/га на фоне без орошения, на 1270-2000 МДж/га - с орошением. В то же время при минимальной обработке уменьшаются и затраты энергии. В результате показатели КЭЭ при обеих обработках получаются примерно одинаковыми.

Применение рекомендуемых доз удобрений повышает себестоимость 1 ц к.е. до 69-74 рублей на богаре и до 111-116 рублей при орошении, снижает рентабельность до 230 и 101 %. Соответствующие показатели в условиях без удобрения составляют 57-61 и 54-57 рублей, 328 и 181 %. Заметное снижение рентабельности при интенсивных факторах - удобрения и орошения - по сравнению с экстенсивными вариантами оправдывается повышением сбора к.е. с 1 га до 38-73 ц в лугопастбищном и 53-81 ц в прифермском севообороте.

Выводы

1. При решении вопросов регулирования гумусового состояния и агрофизических свойств черноземов в кормовых севооборотах Южного Урала следует учитывать выявленные закономерности изменения свойств почвы:

· в 7-8-польных лугопастбищных и 5-6-польных прифермских севооборотах на богаре, при рекомендуемых дозах удобрений обеспечивается бездефицитный баланс гумуса в пахотном слое выщелоченного чернозема. При орошении на фоне без удобрения складывается близкий к бездефицитному, расчетных доз удобрений - положительный баланс гумуса;

· независимо от фона увлажнения, в 5-польном прифермском севообороте к концу ротации происходит слабое уменьшение содержания гумуса (на 0,21-0,39 %) в пахотном слое чернозема обыкновенного на фоне без удобрения и с применением рекомендуемых доз удобрений. При расчетных дозах удобрений на фоне орошения устанавливается близкий к бездефицитному баланс гумуса. В лугопастбищном севообороте применение рекомендуемых доз удобрений на богаре, расчетных доз - при орошении способствует формированию положительного баланса гумуса в пахотном слое чернозема обыкновенного.

· в пахотном слое чернозема выщелоченного в кормовых севооборотах обеспечивается высокое содержание структурных и водопрочных агрегатов, свойственное окультуренным черноземам. 7-польный лугопастбищный и 6-польный прифермский севообороты с преобладающей долей многолетних трав способствуют лучшей сохранности агрономически ценных структурных и водопрочных агрегатов почвы. Наличие в 5-польном прифермском севообороте кукурузы и однолетних трав, слабо влияющих на улучшение структуры, способствует уменьшению содержания структурных агрегатов на 3,5 % и водопрочных агрегатов на 7,2 %.

· у чернозема обыкновенного Зауральской степи к концу ротации лугопастбищного и прифермского севооборотов происходит увеличение в пахотном слое содержания структурных и водопрочных агрегатов.

· минимализация основной обработки способствует некоторому увеличению содержания структурных и водопрочных агрегатов крупнее 0,25 мм в пахотном слое чернозема обыкновенного по сравнению с обычной, более глубокой обработкой.

2. Взаимодействие звеньев лугопастбищного севооборота выступает эффективным биологическим и технологическим фактором регулирования плотности и других агрофизических свойств чернозема выщелоченного Зауральской степной подзоны. По мере увеличения возраста многолетних трав в севообороте плотность почвы возрастает. В начале полевого периода под влиянием вспашки пахотный слой несколько разуплотняется, в конце - вновь уплотняется. С началом лугового периода происходит постепенное разуплотнение почвы под воздействием корневой системы многолетних трав.

Средняя плотность пахотного слоя в севообороте остается в оптимальном интервале - 0,98-1,12 г/см³.

Минимальная обработка чернозема обыкновенного, способствуя улучшению его структурно-агрегатного состава, приводит к более рыхлому сложению пахотного слоя по сравнению с обычной обработкой.

3. Выщелоченные черноземы в соответствие с большей мощностью гумусового горизонта, более равномерным распределением гумуса по профилю, высоким содержанием водопрочных агрегатов и менее плотным сложением обладают и более высокой влагоемкостью по сравнению с обыкновенными черноземами. Средние значения НВ 0-70 см слоя этих почв составляют 28 и 25 % соответственно.

Более высокую влагоемкость исследуемые черноземы приобретают в полях многолетних трав и ячменя по пласту в лугопастбищном севообороте. Под второй однолетней культурой после многолетних трав - вико-овсяной смесью по обороту пласта - влагоемкость значительно снижается. Под бессменными многолетними травами НВ несколько снижается по сравнению с многолетними травами в севообороте.

4. Водопроницаемость выщелоченных и обыкновенных черноземов повышается в севообороте по сравнению с бессменными агрофонами. При определении методом искусственного дождевания водопроницаемость чернозема выщелоченного колеблется от 0,94 до 1,28 мм/мин, заливки рам - 2,82-4,20 мм/мин по различным агрофонам. Соответствующие показатели для чернозема обыкновенного составляют 0,52-1,18 и 1,30-2,35 мм/мин. Водопроницаемость обоих черноземов возрастает в ряду: пар чистый бессменный, однолетние культуры бессменные, однолетние травы по обороту пласта в севообороте, многолетние травы в севообороте, зерновые по пласту многолетних трав.

В полях однолетних трав минимализация обработки способствует установлению более высокой водопроницаемости чернозема обыкновенного по сравнению с показателем на обычной обработке. Под травостоем многолетних трав на богаре водопроницаемость почвы по фонам обработки выравнивается. Под многолетними травами в условиях орошения наблюдается тенденция слабого увеличения водопроницаемости при минимальной обработке.

5. Минимальная обработка чернозема обыкновенного, повышая содержание структурных и водопрочных агрегатов и водопроницаемость почвы, способствует улучшению водного режима. Содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы под однолетними культурами прифермского севооборота на минимальной обработке было выше, чем на обычной: перед посевом - на 26 мм, в середине вегетации - на 6 мм, перед уборкой - на 7 мм. В полях многолетних трав наблюдалась лишь слабая тенденция к увеличению продуктивной влаги по минимальной обработке по сравнению с обычной обработкой.

6. Эффективным способом ресурсосбережения в технологиях полевого кормопроизводства является возделывание бобово-злаковых травостоев многолетних трав в кормовых севооборотах. Для обеспечения равновеликого с злаковым травостоем сбора кормового белка с 1 га при использовании бобово-злакового травостоя за счет симбиотической фиксации атмосферного азота отпадает необходимость во внесении 100-120 кг азота минеральных удобрений.

7. Интенсивные кормовые севообороты при орошении в степной зоне Южного Урала обеспечивают программируемую урожайность СВ, близкую к 100 ц с 1 га. Для достижения такой продуктивности кормового поля целесообразно применять расчетные дозы минеральных удобрений.

8. В лугопастбищном севообороте на богаре не обнаруживается существенной разницы в средней урожайности по системам обработки почвы. Однако культуры севооборота по-разному отзываются на обработку. Ячмень с пожнивным рапсом при минимальной обработке формируют урожайность СВ на 2,2-2,7 ц/га выше, чем при обычной обработке. Вико-овсяная смесь и суданская трава снижают урожайность при минимальной обработке по сравнению с обычной обработкой. Имеется тенденция к увеличению урожайности многолетних трав при минимальной обработке на фоне рекомендуемых доз удобрений.

На фоне орошения, в условиях ослабленной конкуренции со стороны сорняков в результате более интенсивного развития посевов, улучшенные агрофизические свойства чернозема обыкновенного при минимальной обработке способствуют формированию более высокой урожайности культур лугопастбищного севооборота на этом варианте по сравнению с обычной обработкой.

В прифермском севообороте на богаре из-за более высокой засоренности посевов урожайность при минимальной обработке несколько снижается по сравнению с обычной обработкой. В условиях орошения формируется примерно одинаковая урожайность по обеим системам обработки почвы.

9. Ранневесеннее боронование посевов многолетних трав является эффективным приемом повышения их продуктивного долголетия в условиях степи Южного Урала. Более высокая эффективность боронования в повышении урожайности достигается на молодых травостоях, начиная со второго года жизни.

10. В условиях степной зоны Южного Зауралья при орошении оптимальным способом использования травостоев культурных сенокосов, обеспечивающим более высокую суммарную урожайность сухой массы и высокий сбор сырого протеина и других питательных веществ с единицы площади, является двухкратное скашивание.

11. В засушливой степи Южного Урала высокоэффективным приемом повышения продуктивности лугопастбищных и прифермских севооборотов является орошение. Эффективность орошения возрастает на фоне применения расчетных доз минеральных удобрений. Совместное влияние удобрения и орошения повышает кормовую продуктивность севооборотов до 2-х раз по сравнению с продуктивностью на фоне удобрения на богаре.

Основные факторы интенсификации кормовых севооборотов - удобрение и орошение способствуют улучшению биохимического состава кормового сырья по сравнению с экстенсивными вариантами без удобрения и орошения. При расчетных дозах удобрений на фоне орошения энергонасыщенность 1 кг сухой массы урожая составляет 9,9-10,1 МДж обменной энергии и 0,79-0,82 к.е., обеспеченность 1 кг к.е. переваримым протеином - 109-111 г.

12. При минимальной обработке почвы в лугопастбищном севообороте за счет некоторого повышения сбора обменной энергии и снижения затрат энергии на проведение этого приема энергетическая эффективность возрастает по сравнению с вариантом обычной, более затратной обработки. Коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ) технологий при минимальной обработке с применением рекомендуемых доз удобрений в среднем по севообороту составляют - на богаре 3,97, при орошении 2,27. КЭЭ при обычной обработке были на 6-12 % меньше.

В результате некоторого снижения сбора обменной энергии с 1 га и одновременного снижения затрат при минимальной обработке по сравнению с обычной обработкой, в прифермском севообороте достигается примерно одинаковая энергетическая эффективность при обеих обработках.

В лугопастбищном севообороте сокращение производственных затрат на обработку почвы приводит к некоторому снижению себестоимости 1 ц к.е. при минимальной обработке по сравнению с обычной обработкой. Соответствующие показатели на богаре с рекомендуемыми дозами удобрений составляют 75 рублей при обычной обработке и 69 рублей при минимальной обработке. На фоне орошения - 116 и 110 рублей. Рентабельность производства при орошении на фоне расчетных доз удобрений и обычной обработки почвы составляет 125 %, на таких же фонах увлажнения и питания, но при минимальной обработке - 133 %.

В прифермском севообороте без орошения значительное уменьшение сбора к.е. при минимальной обработке приводит к некоторому снижению рентабельности производства при этой обработке по сравнению с обычной обработкой. В условиях орошения показатели рентабельности по исследуемым системам обработки почвы выравниваются, составляя на фоне расчетных доз удобрений 89-92 %.

Предложения производству

1. В целях повышения кормовой продуктивности пашни, сохранения и воспроизводства плодородия черноземов в степи Южного Урала целесообразно вводить 7-8-польные лугопастбищные и 5-6-польные при-фермские севообороты интенсивного типа, обеспечивающие выход 38-55 ц кормовых единиц, 56-68 ГДж обменной энергии с 1 га на богаре и 63-70 ц к.е., 89-102 ГДж обменной энергии с 1 га при орошении.

2. Для обеспечения программируемой продуктивности севооборотов, близкую к 100 ц СВ с 1 га, рекомендуется применять расчетные дозы удобрений и орошение из расчета поддержания влажности метрового слоя почвы не менее 70-75 % НВ.

3. В целях энерго- и ресурсосбережения в технологиях полевого кормо-производства в интенсивных кормовых севооборотах применять минимальную обработку, основанную на сниженных глубинах рыхления (вспашки) почвы.

В лугопастбищном, независимо от фона увлажнения: под многолетние травы - на глубину 20-22 см, под зернофуражные и однолетние травы по пласту многолетних трав - 20-22 см, под однолетние травы по обороту пласта - от 16-18 см при слабой до 20-22 см при более высокой засоренности поля.

В прифермском, при орошении: под кукурузу - на глубину 25-27 см; под смесь вика+овес, идущую после озимой ржи - 16-18 см; под смесь вика+овес, идущую после вики-овса - от 16-18 до 20-22 см в зависимости от засоренности поля; под подпокровный донник с могаром после вики-овса - 23-25 см. В условиях богары в прифермском севообороте, в целях недопущения засорения посевов и возможного снижения урожайности, применять обычную обработку почвы, основанную на более глубокой вспашке: под кукурузу - на глубину 28-30 см; под смесь вика+овес, идущую после озимой ржи - 20-22 см; под смесь вика+овес, идущую после вики-овса - от 23-25 до 25-27 см в зависимости от засоренности поля; под подпокровный донник с могаром после вики-овса - 25-27 см.

4. Для обеспечения более высокой кормовой продуктивности пашни и экономии дорогостоящих азотных удобрений в лугопастбищном севообороте многолетние травостои формировать из бобово-злаковой смеси (люцерна +кострец безостый).

5. Для повышения продуктивного долголетия многолетних трав в условиях степи Южного Урала применять ранневесеннее боронование их посевов зубовыми боронами, двухкратное скашивание травостоя в течение вегетационного периода. Боронование травостоев рекомендуется проводить в условиях теплой погоды весны, начиная со второго года жизни.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Лысак Г.Н., Каипов Я.З. Влияние сельскохозяйственных культур и способов обработки на физические свойства и развитие водной эрозии на выщелоченных черноземах в Южной лесостепи Башкирии // Научные основы и практические приемы повышения плодородия почв Урала и Поволжья. Тез. докл. ХI научно-производственной конф. почвоведов, агрохимиков и земледелов Урала и Поволжья. - Уфа, 1988. - С. 74-75.

2. Лысак Г.Н., Каипов Я.З. Почвозащитные системы земледелия (сельскохозяйственное эрозиоведение). Учебное пособие. - Ульяновск, 1989. - 75 с.

3. Лысак Г.Н., Каипов Я.З., Гилязетдинов А.С. Эффективность комбинированной обработки почвы // Земледелие. - 1990. -№ 8. - С. 23-24.

4. Каипов Я.З., Сафин Х.М. Кормовые севообороты для Зауралья // Земледелие. - 1998. -№ 6. - С. 27.

5. Сафин Х.М., Каипов Я.З. Кормовые севообороты для орошаемых земель Башкирии // Мелиорация и водное хозяйство. - 1999. -№ 1. - С. 27-29.

6. Кузеев Э.М., Каипов Я.З., Зарипова Г.К., Сафин Х.М. и др. Технология залужения деградированной пашни (рекомендации). Уфа: БНИИСХ, 1999. - 25 с.

7. Сафин Х.М., Каипов Я.З. Еще раз о козлятнике восточном // Сельские узоры. - Уфа, 1999. - № 2. - С. 6-7.

8. Сафин Х.М., Каипов Я.З. Почвозащитные кормовые севообороты для орошаемых черноземов Зауралья // Материалы ІІІ съезда Докучаевского общества почвоведов. - М., 2000. - С. 219-220.

9. Каипов Я.З., Сафин Х.М. Орошаемые кормовые севообороты - надежная база для зеленого конвейера // Информ. бюллетень Минсельхозпрода РБ. - Уфа, 2000. -№ 3. - С. 34-37.

10. Зарипова Г.К., Еникеев Р.С., Гафаров Р.Н., Каипов Я.З. и др. Агротехнические рекомендации по возделыванию кормовых культур в Республике Башкортостан. - Уфа: БНИИСХ, 2001. - 52 с.

11. Продуктивность лугопастбищных и прифермских севооборотов в Зауралье Башкортостана // Материалы научно-практ. конф. «Теоретические и прикладные вопросы травосеяния в криолитозоне». - Якутск, 2001. - С. 4-9.

12. Сафин Х.М., Каипов Я.З. Зауралье: какова отдача лугопастбищных и прифермских севооборотов // Сельские узоры. - Уфа, 2001. - № 2. - С. 25-26.

13. Каипов Я.З., Сафин Х.М. Продуктивность кормовых севооборотов при орошении // Кормопроизводство. - 2001. -№ 8. - С. 10-12.

14. Каипов Я.З. Энергетическая оценка кормовых севооборотов // Кормопроизводство. - 2001. -№ 8. - С. 12-13.

15. Каипов Я.З., Сафин Х.М. Организация зеленого конвейера на орошаемых кормовых угодьях // Материалы межд. научно-практич. конф. «Актуальные проблемы развития прикладных исследований и пути повышения их эффективности в сельскохозяйственном производстве». - Казань: РИЦ «Школа», 2001. - С. 434-435.

16. Сафин Х.М., Каипов Я.З. Отдача орошаемых севооборотов в производстве кормов // Материалы межрегиональной научно-практ. конф., проходившей в рамках ХI межд. специализ. выставки АПК «Агро - 2001». Уфа. - 2001. С. 131-136.

17. Каипов Я.З., Зарипова Г.К., Сафин Х.М. Роль интенсивных кормовых севооборотов в борьбе с засоренностью посевов // Материалы межд. научно-практ. конф. «Перспективы развития производства продовольственных ресурсов и рынка продуктов питания». - Уфа, 2002. - С. 172-174.

18. Каипов Я.З., Сафин Х.М., Зарипова Г.К. Возделывание кормовых культур на орошаемых землях Башкортостана (рекомендации). - Уфа: БНИИСХ, 2002. - 64 с.

19. Каипов Я.З. Производство экологически безопасной продукции в кормовых севооборотах при орошении // Материалы всероссийской научно-практ. конф. «Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России». - Уфа, 2003. - С. 381-383.

20. Сафин Х.М., Зарипова Г.К., Каипов Я.З. Эффективность кормовых севооборотов в степном Зауралье // Сельскохозяйственные вести. - 2003. -№ 1. - С. 33-34.

21. Зарипова Г.К., Каипов Я.З., Гафаров Р.Н. и др. Адаптивные технологии кормопроизводства в Башкортостане (рекомендации). - Уфа, 2004. - 76 с.

22. Сафин Х.М., Зарипова Г.К., Каипов Я.З. Эффективность кормовых севооборотов в степном Зауралье // Матер. регион. научно-практ. конф. «Резервы повышения эффективности агропромышленного производства». - Уфа, 2004. - С. 191-196.

23. Каипов Я.З., Абдуллин М.М. Экологические и ресурсосберегающие технологии в лугопастбищном и прифермском севооборотах // Материалы всероссийской научно-практ. конф. «Повышение эффективности и устойчивости развития агропромышленного комплекса». - Уфа, 2005. - С. 249-250.

24. Шаяхметов И.Т., Сахибгареев А.А., Халиуллин К.З., Гаитов Т.А., Зарипова Г.К., Каипов Я.З. и др. Современные системы земледелия в степной зоне Башкортостана (рекомендации). - Уфа: БНИИСХ, 2005. - 76 с.

25. Каипов Я.З., Суюндуков Я.Т. Засоренность посевов в звеньях лугопастбищного и прифермского севооборотов в зависимости от обработки почвы, удобрения и орошения // Материалы всероссийской научно-практ. конф. «Сельскохозяйственная наука Республики Мордовия: Достижения, направления развития». - Саранск, 2005. - С. 129-131.

26. Зарипова Г.К., Еникеев Р.С., Каипов Я.З. Технология возделывания козлятника восточного в Республике Башкортостан (рекомендации). - Уфа: БНИИСХ, 2005. - 20 с.

27. Каипов Я.З., Зарипова Г.К., Сафин Х.М. Программирование урожаев в кормовом севообороте // Земледелие. - 2006. -№ 1. - С. 30-31.

28. Каипов Я.З., Зарипова Г.К., Сафин Х.М. и др. Высокопродуктивные кормовые севообороты для степной зоны Башкортостана (рекомендации). - Уфа, 2006. - 30 с.

29. Зарипова Г.К., Идрисов Р.А., Каипов Я.З., Сафин Х.М. Травы и травосмеси для улучшения естественных малопродуктивных склоновых угодий // Кормопроизводство. - 2006. -№ 10. - С. 9-11.

30. Каипов Я.З. Агроэнергетическая оценка кормовых севооборотов - критерий экологической устойчивости агроэкосистем // Материалы всероссийской научно-практической конф. «Пути решения экологических проблем в сельскохозяйственном производстве Урала». - Екатеринбург, 2006. - С. 168-173.

31. Каипов Я.З., Зарипова Г.К., Сафин Х.М. Атмосферный азот в продукционном процессе в лугопастбищном севообороте при орошении // Достижения науки и техники в АПК России. - 2007. - № 2. - С. 27-28.

32. Сафин Х.М., Каипов Я.З., Япаров Г.Х. Плодородие почв в кормовых севооборотах Зауралья // Плодородие. - 2007. - Приложение к № 2. - С. 64-66.

Размещено на Allbest.ru