Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Эффективность использования многолетних трав в качестве фитомелиорантов на каштановых почвах Заволжья

Специальность 06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

Капцов И.Ф.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Чамышев Алексей Васильевич

Ведущая организация ? ФГНУ «Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации» (ВолжНИИГиМ).

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Длительное интенсивное сельскохозяйственное использование привело к деградации каштановых почв. Учеными НИИСХ Юго-Востока и ЮжНИИгипрозема за последние 30 лет установлена потеря до 30 % гумуса, а ежегодные потери оцениваются от 0,5 до 1,5 т/га. Наблюдается общее ухудшение комплекса агрофизических и агрохимических свойств, что выразилось в разрушении структуры, переуплотнении почвы, развитии эрозионных процессов, декальцификации, ухудшении пищевого и водного режимов. В результате снизилась общая продуктивность агроэкосистем.

По данным М.П. Чуб и др. (2003), прогрессирующая деградация почв Саратовской области происходит в связи с увеличением площади чистых паров и пропашных культур, незначительным количеством вносимых удобрений, снижением запасов растительных остатков. Поэтому важную роль в предупреждении деградации почвенного покрова играют увеличение содержания органического вещества, восстановление утраченной структуры и улучшение агрофизических и агрохимических свойств почвы. Большим потенциалом для решения этих вопросов обладают растения-фитомелиоранты, в первую очередь - многолетние травы.

В настоящее время в сельском хозяйстве развивается новое направление - биологизация земледелия. Важную роль в ней играет возделывание многолетних трав, которые позволяют улучшать плодородие почвы и повышать урожайность сельскохозяйственных культур.

Изучению процесса восстановления агрофизических свойств почвы под разными видами трав в сухостепном Заволжье уделено недостаточное внимание. Изменение агрофизических свойств почв под влиянием многолетних трав является одним из важнейших факторов воспроизводства почвенного плодородия. Поэтому изучение влияния многолетних трав на физические свойства почв и физические процессы, происходящие в них, разработка и агрономическая оценка различных приемов их улучшения в засушливых условиях сухостепной зоны - актуальное направление в исследованиях.

Цель работы заключается в сравнительной оценке влияния различных многолетних трав, используемых в качестве фитомелиорантов и кормовых культур, на основные агрофизические и агрохимические свойства каштановых почв и продуктивность агроценоза.

В задачи исследований входило:

· изучить влияние различных многолетних трав на обогащение каштановой почвы органическим веществом пожнивно-корневых остатков, а также на содержание гумуса в ней;

· выявить изменение агрофизических свойств каштановых почв по годам жизни культур-фитомелиорантов;

· проследить динамику агрохимических свойств почвы в посевах многолетних трав;

· исследовать интенсивность процесса структурообразования под различными многолетними травами;

· определить влияние фитомелиорантов на степень увлажнения глубоких слоев почвогрунта;

· показать сравнительную продуктивность многолетних трав на каштановых почвах сухостепной зоны Поволжья;

· дать эколого-энергетическую и экономическую оценку эффективности возделывания многолетних трав.

Научная новизна. В условиях острозасушливой сухостепной зоны Заволжья изучено влияние четырех злаковых и четырех бобовых многолетних трав на физические и агрохимические свойства каштановых почв, содержание гумуса, интенсивность структурообразования. Выявлено влияние фитомелиорантов на содержание влаги в слое почвы 0?120 см.

На основании статистического анализа экспериментальных данных выявлена и оценена зависимость факторов почвенного плодородия от количества поступающего в почву свежего органического вещества. Дана сравнительная оценка продуктивности многолетних трав.

Практическая значимость работы состоит в конкретных рекомендациях по подбору и использованию многолетних трав в качестве фитомелиорантов, позволяющих повысить содержание гумуса в почве на 0,04?0,08 %; снизить плотность пахотного слоя на 0,03?0,11г/см³, подпахотного - на 0,03?0,06г/см³; увеличить пористость аэрации на 0,5?1,14 %; улучшить структуру почвы на 11,6?19,8 %; получать высокопитательные корма (до 11,89 т/га зеленой массы и до 5,86 т/га сена). При внедрении результатов исследований получен экономический эффект 1110 руб./га. почва фитомелиорант органический

Основные положения, выносимые на защиту:

· обоснование возможности использования различных многолетних трав для предотвращения деградации каштановых почв в сухостепной части Заволжья;

· характер воздействия изучаемых фитомелиорантов на улучшение агрофизических и агрохимических свойств каштановых почв;

· возможная урожайность фитомелиорантов как кормовых культур на каштановых почвах острозасушливого Заволжья.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на международных конференциях «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, 2005); «Региональные проблемы устойчивого развития сельской местности» (Пенза, 2007), на «Вавиловских чтениях - 2006, 2007» (Саратов 2006, 2007), на конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов СГАУ им. Н.И. Вавилова (Саратов, 2006). Результаты исследований внедрены на полях Марксовского, Краснокутского и Ровенского районов Саратовской области.

Публикация результатов исследований. Основные положения работы опубликованы в 12 научных статьях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций производству. Работа изложена на 188 страницах компьютерного текста, содержит 60 таблиц, 12 рисунков и 9 приложений. Список литературы включает в себя 255 источников, в том числе 46 - на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения исследований

Опыты проводились в 2004?2007 гг. на территории Краснокутской опытно-селекционной станции Краснокутского района Саратовской области.

Климат - резко континентальный, засушливый. Гидротермический коэффициент по Селянинову колеблется от 0,4 до 0,7. Почвенный покров представлен каштановыми почвами. Мощность гумусового горизонта - 25-30 см. Содержание гумуса в слое 0?30 см составляет 2,8?3,04 %. Плотность пахотного горизонта - 1,28?1,33 г/см³; подпахотного - 1,34?1,43 г/см³. Содержание нитратного азота - 3,0?3,5 мг на 100 г почвы, доступного фосфора - 2,2?4,4, обменного калия - 45 мг на 100 г почвы. Сумма поглощенных оснований составляет 38,2?38,7 мг-экв на 100 г почвы. Низкое содержание гумуса и наличие в ППК натрия (3,1?3,6 %) обусловливают неблагоприятную структуру изучаемых почв.

Схема опыта включала в себя 9 вариантов: ячмень, кострец безостый, многолетняя рожь, житняк ширококолосый, овсяница желобчатая, люцерна синегибридная, люцерна желтогибридная, эспарцет песчаный, козлятник восточный. За контроль был принят ячмень. Опыты закладывали в трехкратной повторности. Форма делянок - прямоугольная, площадь делянки составляла 0,1 га. Метод расположения делянок - рендомизированный. При возделывании трав применялась общепринятая агротехника.

Исследования проводились согласно общепринятым методикам (Аринушкина В.Е., 1962; Кауричев И.С., 1973; Доспехов Б.А., 1985; Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов А.М., 1987, и др.). Плотность почвы определялась методом режущего кольца буром Н.А. Качинского в трехкратной повторности до глубины 60 см. Для учета количества пожнивно-корневых остатков применяли способ рамочной выемки почвы по Н.З. Станкову (1964) в трехкратной повторности. Структуру почвы определяли по методике Н.И. Саввинова (1987), степень водопрочности структуры - по П.И. Андрианову (1987), влажность почвы - термостатно-весовым методом в трехкратной повторности до глубины 120 см послойно через каждые 10 см. Содержание подвижных форм фосфора определяли по методу Мачигина в модификации ЦИНАО ГОСТ 26205-84, гумуса - по методу Тюрина в модификации ЦИНАО ГОСТ 26213-84, нитрификационную способность почвы - по «Методическим указаниям по определению нитрификационной способности почв» (М., 1984), количество обменного натрия ? по ГОСТ 26950-86, обменных оснований Са²⁺ и Mg²⁺ ? согласно МРТУ № 46-15-67. Урожайность находилась методом учетных делянок. Энергетическую эффективность рассчитывали по энергетическим эквивалентам по методике ВАСХНИЛ и Волгоградского СХИ (Базаров Е.И., 1983, 1984; Коринец В.В., 1985). Экспериментальные данные подвергнуты статистической обработке на ПЭВМ методами дисперсионного и корреляционного анализов по Б.А. Доспехову (1979).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Пожнивно-корневые остатки и гумус

На первом месте среди факторов воздействия растений на почву стоит обогащение её свежим органическим веществом пожнивно-корневых остатков. В среднем за годы исследований наибольшее количество пожнивно-корневых остатков было под кострецом - 9,1 т/га; житняком - 11,0 т/га; люцерной - 9,1?9,6 т/га и многолетней рожью - 8,6 т/га (табл. 1).

Таблица 1

Количество пожнивно-корневых остатков под травами в среднем за годы исследований, т/га

Эти культуры превысили контроль в 2,3?2,9 раза. Под овсяницей, козлятником и эспарцетом пожнивно-корневых остатков отмечено наименьшее количество - 5,3?5,9 т/га, что на 39,5-55,3 % больше, чем у ячменя, но на 16,9?62,2 % меньше, чем у люцерны, житняка, костреца и многолетней ржи. Преобладающая масса пожнивно-корневых остатков у изучаемых культур была сосредоточена в слое 0?30 см. В слое глубже 30 см масса корней составила у костреца безостого - 1 %; у житняка - 0,9 %; у эспарцета - 5,2 %; у люцерны - 7,6?8,3 %; у козлятника - 5,7 %; у многолетней ржи - 3,5 % от количества свежего органического вещества в слое 0?60 см. Таким образом, наибольшее количество пожнивно-корневых остатков после житняка, костреца и люцерны находилось в пахотном слое почвы.

В 2004 г. содержание гумуса под травами мало отличалось от контрольного варианта и составило 3,26?3,28 %. В 2007 г. на контроле количество гумуса было одинаковым с исходным состоянием (2004 г.) и равнялось 3,26 %. Под всеми многолетними травами наблюдалось увеличение содержания гумуса в пахотном слое. Под злаковыми травами по сравнению с исходным состоянием оно составило: 0,04 % - под овсяницей и многолетней рожью; 0,07 % - под кострецом; 0,08 % - под житняком. Аналогично увеличение отмечено под бобовыми травами. Наименьшее увеличение содержания гумуса наблюдалось среди бобовых трав под эспарцетом и козлятником восточным - на 0,04 %, наибольшее - под люцерной (на 0,07?0,08 %).

Плотность и пористость почвы

На начало исследований плотность слоя почвы 0-30 см составляла 1,25 г/см³; 30?60 см - 1,44 г/см³. В среднем за годы исследований наименьшая плотность в пахотном слое была под кострецом и житняком - 1,15 и 1,14 г/см³ соответственно. В подпахотном слое плотность почвы на вариантах со злаковыми травами мало отличалась от контроля и составила соответственно 1,42 г/см³; 1,44 и 1,40 г/см³ (табл. 2).

Таблица 2

Плотность почвы по вариантам опыта в среднем за годы исследований, г/см³

В среднем за годы исследований многолетние злаковые травы разуплотняли пахотный слой и не оказывали заметного рыхлящего действия на подпахотный горизонт.

Плотность пахотного слоя 0?30 см под люцерной и эспарцетом составила в среднем за годы исследований 1,23?1,26 г/см³. В подпахотном слое 30?60 см под бобовыми травами плотность почвы была меньше, чем на вариантах со злаковыми культурами на 0,08?0,11 г/см³ и составила 1,34?1,37 г/см³. Это меньше контроля на 0,04?0,07 г/см³. Таким образом, установлено заметное разуплотняющее действие, оказываемое злаковыми травами на пахотный горизонт и бобовыми травами - на подпахотный глубже 30 см. В первом случае дрейф составил по сравнению с контролем 0,05?0,06 г/см³, во втором - 0,03?0,06 г/см³.

Накопление под травами пожнивно-корневых остатков сопровождалось снижением плотности почвы (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость плотности почвы от количества пожнивно-корневых остатков в слое почвы 0-60см

Зависимость плотности почвы от количества пожнивно-корневых остатков под житняком аппроксимировалась уравнением вида:

у = - 0,0009х³ + 0,0258х² - 0,267х + 2,1461.

Наибольшая плотность пахотного слоя отмечена на втором году жизни многолетних трав после эспарцета, овсяницы, люцерны и ржи - 1,24?1,27 г/см³, наименьшая - под кострецом и житняком - 1,22?1,23 г/см³ соответственно. На третий год жизни под злаковыми травами в пахотном слое плотность снизилась до 1,16?1,21 г/см³. Дрейф составил по сравнению с предыдущим годом 0,03?0,06 г/см³.

Под бобовыми травами дрейф составил в этом случае 0,02-0,07 г/см³, под многолетней рожью - 0,06 г/см³. На четвертый год по сравнению с предыдущим годом плотность почвы или не изменялась или изменялась с дрейфом 0,01 г/см³.

В среднем за годы исследования в слое 0?30 см многолетние злаковые травы превышали пористость контрольного варианта на 1,9?4,2 %. В слое 30?60 см многолетние злаковые травы уступали контролю на 0,4?0,7 %. Под многолетними бобовыми травами пористость в слое 0?30 см была ниже значения контроля. В слое 0?60 см за 2004?2006 гг. наибольшее превышение над контролем наблюдалось под житняком, кострецом и люцерной желтогибридной - 2,1 %; 1,3; и 1,3 % соответственно.

Многолетние злаковые травы в слое почвы 0?30 см способствовали увеличению пористости аэрации на 1,0?1,9 %. В подпахотном слое под злаковыми травами значения изучаемого показателя на 1,4?1,6 % уступали контрольному варианту. Многолетние бобовые травы за годы исследований в слое 0?30 см по пористости аэрации уступали контрольному варианту. В то же время в слое 30?60 см они превосходили по пористости аэрации контроль на 1,2 % - под люцерной и на 0,6 % - под эспарцетом. Таким образом, под многолетними злаковыми культурами более пористыми были верхние горизонты почвы, а под бобовыми травами - слой почвы 30?60 см.

На второй год жизни трав пористость аэрации под кострецом безостым почти не отличалась от контроля (23,8 %). Наименьшей она была под люцерной синегибридной и многолетней рожью - 20,4 и 20,9 %. В подпахотном слое почвы под кострецом и житняком пористость аэрации была больше чем на контроле на 1,6 и 2,2 %; под рожью - на 0,5 %; под люцерной синегибридной и желтогибридной - на 3,2 и 3,4 % соответственно. На третий год жизни в слое 0?30 см по сравнению со вторым пористость увеличилась под житняком и многолетней рожью на 3,9?3,2 %. Менее всего увеличивалась пористость аэрации под овсяницей - на 1,5 %. В слое 30?60 см под злаковыми травами она не отличалась от показателей предыдущего года, но уступала значению контроля. Под люцерной и эспарцетом на третий год пористость аэрации в слое 0?60 см возросла по сравнению со вторым на 1,5?1,2 % и превысила контроль на 2,0?3,1 %. На четвертый год наивысшая пористость аэрации в слое 0?30 см на была под кострецом и житняком - 26,4 и 27,0 % соответственно. В подпахотном слое почвы пористость выше всего была под люцерной - 26,2 и 25,6 %. По сравнению с предыдущим годом пористость аэрации под люцерной синегибридной возросла на 0,6 %, а под желтогибридной - снизилась на 0,4 %.

Под злаковыми травами в слое 0?30 см наибольшая пористость аэрации наблюдалась на третий - четвертый годы произрастания, а под бобовыми культурами максимальные значения пористости аэрации в подпахотном слое отмечены на второй - третий год произрастания.

Структура почвы

За годы исследований количество структурных агрегатов в почве под многолетними травами возросло по сравнению с контрольным вариантом. Под злаковыми травами наибольшее содержание агрономически ценных агрегатов отмечено под кострецом и житняком - 84,6 и 82,8 %. Это на 19,8 и 18,0 % больше, чем на контроле. Под многолетней рожью агрономически ценных агрегатов было на 17,3 % больше по сравнению с контролем. Под бобовыми травами агрономически ценных структурных агрегатов имелось больше всего под эспарцетом песчаным и люцерной желтогибридной - 83,5 и 80,5 %.

За период исследований под многолетними травами структурное состояние каштановой почвы улучшилось. Наибольших значений коэффициент структурности в слое 0?30 см достигал под кострецом и житняком - 4,78?5,71, что в 3,0?3,1 раза больше, чем на контроле. Под рожью и овсяницей в слое 0?30 см он превысил значение контрольного варианта в 2,4 раза.

Многолетние бобовые травы слабее злаковых культур влияли на структурное состояние почвы. Наибольших значений коэффициент структурности достигал под эспарцетом песчаным - 5,02, что в 2,7 раза больше, чем на контроле. Козлятник оказал наименьшее влияние на структурное состояние почвы, превысив контроль в 1,9 раза.

За годы исследований под всеми изучаемыми культурами степень водопрочности почвенных агрегатов была выше контрольного варианта. Наибольшее превышение в среднем по фракциям наблюдалось под кострецом - 12 % (табл. 3).

Таблица 3

Степень водопрочности почвенных агрегатов под травами в среднем за годы исследований, %

На житняке превышение над контролем составило 6,9 %, что на 4,2 % меньше по сравнению с кострецом. Наименьшей водопрочность почвенных агрегатов оказалась под овсяницей ? 65,7 %. Многолетние бобовые травы влияли на степень водопрочности на уровне злаковых трав. Наибольшие значения данного показателя наблюдались под люцерной желтогибридной и эспарцетом - 68,3 и 66,3 % соответственно.

Многолетние злаковые травы обеспечивали большую степень водопрочности крупных почвенных агрегатов, чем бобовые культуры. Под многолетними травами в среднем за годы исследований значительно повышалась степень водопрочности агрегатов большого диаметра - 3?5 и 5?7 мм.

Между количеством пожнивно-корневых остатков и степенью водопрочности почвенных агрегатов отмечена тесная корреляционная связь (рис. 2).

Взаимосвязь степени водопрочности структурных агрегатов и количества пожнивно-корневых остатков аппроксимировалась уравнением вида:

у = 0,06х³ ? 1,5411х² + 13,136х + 34,696.

Рис. 2. Зависимость водопрочности почвенных агрегатов от количества пожнивно-корневых остатков

Поступление в почву органического вещества пожнивно-корневых остатков до 12 т/га способствовало повышению степени водопрочности с 65 до 80 %.

Влажность почвы

Под всеми многолетними злаковыми травами влажность почвы была намного ниже, чем на контроле под ячменем в севообороте: в слое 0?30 см на 2,0?3,9 %; в слое 0?50 см - на 3,6?6,2 %; в слое 50?120 см - на 5,5?8,3 %, в слое 0?120 см - на 4,5?7,2 %. В посевах бобовых культур наблюдалась аналогичная закономерность. В слое 0?30 см влажность почвы была ниже, чем на контроле на 3,5?4,2 %; в слое 0?50 см - на 2,4?6,6 %; в слое 50?120 см - на 5,6?9,2 %; в слое 0?120 см - на 3,9?7,7 %. Таким образом, многолетние бобовые травы, как и злаковые, значительно иссушали почву, особенно в глубоких слоях.

Агрохимические свойства каштановой почвы

Под многолетними злаковыми травами содержание нитратного азота в среднем за годы изучения было ниже контроля (3,0 мг/100 г) на 0,3?0,5 мг на 100 г почвы, за исключением житняка, под которым наблюдалось превышение этого показателя на 0,2 мг/100 г.

Наибольшее содержание доступного фосфора наблюдалось под овсяницей и кострецом - 3,3 и 2,9 мг на 100 г почвы. Значительно меньше его было под житняком - 2,4 мг на 100 г почвы; это всего на 4 % больше, чем на контроле.

Калия под кострецом и овсяницей содержалось одинаковое количество - 39,4 мг на 100 г почвы. Житняк по содержанию калия уступал контролю на 1,4 мг на 100 г почвы.

Под многолетней рожью азота содержалось на 0,5 мг на 100 г почвы меньше, чем на контроле. По содержанию доступного фосфора она превысила контроль на 20 %, житняк - на 14 %. Обменного калия под ней было больше на 1,0 и 2,4 мг на 100 г почвы, чем на контроле и под житняком.

Многолетние бобовые травы за время исследований повлияли на содержание элементов питания в почве. Нитратного азота больше всего было под люцерной - 3,6 мг на 100 г почвы, или на 20 % больше контрольного варианта. Наибольшее содержание доступного фосфора отмечено под люцерной желтогибридной - 3,3 мг на 100 г почвы. Люцерна синегибридная превысила значение контрольного варианта на 16 %. Под эспарцетом фосфора было как на контроле - 2,3 мг на 100 г почвы.

Обменного калия только под люцерной желтогибридной содержалось на 2,1 мг/100 г, или 6 % больше, чем на контроле. Люцерна синегибридная и эспарцет уступили по этому показателю контролю на 1,5?3,5 %. Козлятник восточный по содержанию нитратного азота и обменного калия уступал контролю и остальным многолетним травам.

Под всеми многолетними травами увеличивалась сумма поглощенных оснований в почве. Наибольших значений она достигла под многолетней рожью и житняком - 42,47 и 41,48 мг-экв на 100 г почвы соответственно. Среди бобовых трав наибольшей сумма поглощенных оснований была под козлятником - 40,82 мг-экв на 100 г почвы. Наибольшее количество обменного кальция под злаками наблюдалось под житняком ширококолосым - 33,02 мг-экв на 100 г почвы, наименьшее - под овсяницей - 30,50 мг-экв на 100 г почвы. Под бобовыми многолетними травами содержание кальция возрастало под козлятником и люцерной до 32,10 и 31,92 мг-экв на 100 г почвы соответственно. Эспарцет уступил другим бобовым, превысив контроль по кальцию на 1,70 мг-экв на 100 г почвы. Содержание поглощенного магния по сравнению с контролем снижалось под кострецом на 0,70 мг-экв/100 г, а под рожью и житняком возрастало на 2,49 и 0,55 мг-экв на 100 г почвы соответственно. Под бобовыми травами магния содержалось на 0,14 мг-экв на 100 г больше чем под контрольным вариантом. Козлятник превысил контроль по этому показателю на 0,55 мг-экв на 100 г почвы.

Продуктивность многолетних трав

Наибольшее количество зеленой массы за годы исследований формировалось на житняке и ржи - 11,89 и 10,32 т/га. Урожайность овсяницы за исследуемый период была на 32-57 % ниже других злаковых трав. Стабильно высокую продуктивность зеленой массы обеспечивали люцерна и эспарцет песчаный, превысив контрольный вариант на 54 и 52 % соответственно. По количеству накопленного сухого вещества житняк превысил значения контроля почти в 2 раза, на 28 % ему уступили кострец и многолетняя рожь (табл. 4).

Меньшая продуктивность по сухому веществу наблюдалась на многолетних бобовых травах. Эспарцет превысил контроль на 40 %, что в 1,5 раза меньше, чем кострец и рожь, и в 2,2 раза меньше, чем житняк. Люцерна желтогибридная уступила эспарцету на 22 %, в 1,2 раза превысив контроль. Люцерна синегибридная уступила по продуктивности сухого вещества ячменю (контроль) на 5 %, козлятник восточный - на 25 %. Наименьшее количество сухого вещества было на овсянице - всего на 11 % больше контрольного варианта.

Таблица 4

Продуктивность многолетних трав в среднем за годы исследований, т/га

Расчеты энергетической эффективности показали, что производство зеленой массы при выращивании многолетних трав в сухостепной части Заволжья было энергетически выгодно. Коэффициент энергетической эффективности на контроле составил 1,86 ед., при выращивании злаковых трав - 2,56?3,36, или в 1,4?2,8 раза больше. Наибольшим коэффициент энергетической эффективности был при выращивании житняка ширококолосого - 3,36. У бобовых многолетних трав он колебался в пределах 2,89?3,33, превысив контроль в 1,5?1,8 раза. Самый высокий коэффициент энергетической эффективности отмечен на люцерне желтогибридной - 3,33. С учетом повышения плодородия почвы этот показатель возрос до 5,69?5,76. Экономическая эффективность при выращивании многолетних трав подтверждала энергетическую оценку (табл. 5).

Таблица 5

Энергетическая эффективность возделывания многолетних трав

* без учета плодородия почвы ** с учетом плодородия почвы

Наибольшие затраты материальных ресурсов на 1 га посева были на контрольном варианте - 2,68 тыс. руб. На многолетних травах в связи с минимализацией обработки почвы и отсутствием расходов на посев затраты на производство продукции снизились. Наименьшие затраты на 1 га среди многолетних злаковых трав были при выращивании овсяницы желобчатой - 1,73 тыс. руб. Наибольшие материальные затраты среди злаковых трав наблюдались при возделывании житняка - 2,21 тыс. руб./га, что составляет 82,4 % от затрат на контрольном варианте. Самая большая рентабельность была получена при возделывании житняка и многолетней ржи - соответственно 164 и 169 %. Из бобовых культур наибольшей рентабельностью характеризовались эспарцет песчаный и люцерна желтогибридная - 170 и 175 % соответственно. Высокая рентабельность обусловлена высокой урожайностью этих культур.

ВЫВОДЫ

1. Многолетние травы способствовали увеличению количества органического вещества в каштановой почве за счет пожнивно-корневых остатков. Наибольшую их массу накопили из злаковых культур житняк, кострец и рожь - соответственно 11,0 т/га; 9,1 и 8,6 т/га; из бобовых - люцерна синегибридная и желтогибридная - 9,6 и 9,1 т/га. Содержание гумуса возросло с 2004 по 2007 г. на 0,04 % под овсяницей и рожью, на 0,07 % - под кострецом, на 0,08 - под житняком, на 0,07-0,08 % - под люцерной, и на 0,04 % - под эспарцетом и козлятником.

2. Под злаковыми травами житняком, кострецом и рожью со второго по четвертый год жизни произошло разуплотнение почвы в слое 0?30 см на 0,05?0,11 г/см³. Под люцерной желтогибридной, синегибридной и эспарцетом плотность почвы в слое 30?60 см снизилась на 0,03-0,06 г/см³. Наибольшие значения пористости аэрации наблюдались на четвертый год в слое 0?30 см под житняком и кострецом - 27,0 и 26,37 %, а в слое 30?60 см - под люцерной - 26,18?25,60 %.

3. Под злаковыми травами содержание азота в почве уменьшалось на 0,3?0,5 мг/100 г, а под люцерной и эспарцетом - напротив, увеличивалось на 0,6?0,7 мг на 100 г почвы. Под многолетними травами значение суммы поглощенных оснований возросло: под многолетней рожью и житняком - до 42,47 и 41,48 мг-экв на 100 г почвы соответственно, под козлятником - до 40,82 мг-экв на 100 г почвы.

4. Под многолетними злаковыми и бобовыми травами повышалась оструктуренность каштановой почвы. Наибольший коэффициент структурности в слое 0?30 см отмечен под кострецом и эспарцетом - 5,71-5,02. Степень водопрочности возросла до 63-68 %.

5. Многолетние бобовые и злаковые травы значительно иссушали почву, особенно в глубоких слоях. В слое 0?120 см влажность почвы под злаковыми травами была ниже, чем на контроле на 4,5?7,2 %, под бобовыми - на 3,9?7,7 %.

6. Наибольшая продуктивность зеленой массы и сухого вещества была получена на посевах житняка и ржи - 10,89 т/га; 10,32 и 5,86 и 5,08 т/га соответственно. Среди бобовых трав наибольшей продуктивностью характеризовались люцерна желтогибридная и эспарцет песчаный - по 11,51?11,35 т/га зеленой массы и 3,55?4,52 т/га сухого вещества.

7. Наибольшие коэффициенты энергетической эффективности получены на вариантах с люцерной желтогибридной и житняком - 3,33?3,36; с учетом повышения плодородия - под люцерной желтогибридной и синегибридной - 5,69?5,76. Наибольшая рентабельность отмечена при возделывании житняка и многолетней ржи -164 и 169 %, а также люцерны желтогибридной и эспарцета - 170 и 175 % соответственно.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для достижения фитомелиоративного эффекта бобовые многолетние травы в условиях Саратовского Заволжья должны возделываться не менее 3 лет, а злаковые - 3?4 года и более.

Для получения высокой продуктивности и улучшения плодородия почвы необходимо использовать культуры, хорошо адаптированные к условиям Заволжья, такие, как житняк, рожь и кострец из злаковых трав, люцерну и эспарцет из бобовых культур.

Ввиду незначительности воздействия на почву и низкой продуктивности в богарных условиях Заволжья козлятник восточный и овсяницу желобчатую в качестве фитомелиорантов и кормовых культур применять не рекомендуется.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Говердов, Д. В. Эффективность залужения земель многолетними травами / Д. В. Говердов, И. Ф. Капцов // Сб. молодых учёных / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2002. - С. 37-38.

2. Капцов, И. Ф. Оценка агромелиоративного воздействия многолетних трав на плодородие почвы / И. Ф. Капцов // Матер. межвузовской научной конференции студентов / Пензенская ГСХА. - Пенза, 2004. - С. 48-49.

3. Влияние многолетних трав на плодородие каштановых почв / М. Н. Панасов, Ю. А. Калинин, А. П. Солодовников, Г. И. Шестёркин, К. Е. Денисов, И. Ф. Капцов // Актуальные проблемы земледелия : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2005. - С. 48-54.

4. Капцов, И. Ф. Значение многолетних трав как фактора повышения плодородия каштановых почв / И. Ф. Капцов // Молодые ученые - агропромышленному комплексу Поволжского региона : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2005. - С. 73-76.

5. Агробиологические аспекты фитомелиорации / Е. П. Денисов, А. П. Солодовников, И. В. Чепрасов, А. С. Линьков, И. Ф. Капцов // Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы : сб. матер. III Межународной научно-практической конференции / МНИЦ ПГСХ. - Пенза ; Нейбраденбург, 2005. - С. 13-14.

6. Солодовников, А. П. Агромелиоративное и агроэкологическое значение многолетних трав и их влияние на плодородие каштановых почв Заволжья / А. П. Солодовников, К. Е. Денисов, И. Ф. Капцов // Вавиловские чтения - 2005 : матер. конференции, посвященной 118-й годовщине со дня рождения академика Н. И. Вавилова / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2005. - С. 74-77.

7. Приемы повышения плодородия каштановых почв / Е. П. Денисов, И. В. Чепрасов, А. П. Солодовников, Д. А. Уполовников, И. Ф. Капцов // Актуальные проблемы земледелия : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2006. - Вып. 2. - С. 8-11.

8. Влияние многолетних трав на плодородие темно-каштановых почв / А. М. Косачев, А. П. Солодовников, Н. П. Молчанова, И. Ф. Капцов, А. С. Комарова // Актуальные проблемы земледелия : сб. науч. работ / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2006. - Вып. 2. - С. 96-98.

9. Панасов, М. Н. Многолетние травы в условиях сухостепной части Заволжья / М. Н. Панасов, Ю. А. Калинин, И. Ф. Капцов // Вавиловские чтения - 2006 : матер. конференции, посвященной 119-й годовщине со дня рождения академика Н. И. Вавилова / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2006. - Вып. 2. - С. 66-70.

10. Многолетние травы в условиях сухостепной зоны Саратовского Заволжья / Е. П. Денисов, М. Н. Панасов, Ю. А. Калинин, К. Е. Денисов, И. Ф. Капцов // Региональные проблемы устойчивого развития сельской местности : сб. статей IV Международной научно-практической конференции. - Пенза, 2007. - С. 58-60.

11. Система комплексной фитомелиорации в Поволжье / Е. П. Денисов, А. П. Солодовников, А. В. Ганькин, К. Е. Денисов, И. Ф. Капцов // Вестник Саратовского госагроуниверситета. - 2007. - № 5. - С. 13-17.

12. Динамика агрофизических свойств под многолетними травами / Е. П. Денисов, А. П. Солодовников, Д. А. Уполовников, И. Ф. Капцов // Вавиловские чтения - 2007 : матер. конференции, посвященной 120-й годовщине со дня рождения академика Н. И. Вавилова / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2007. - С. 223-225.

Размещено на Allbest.ru