Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

Эффективность минеральных и органических удобрений на естественных лугах Центральной Якутии

06.01.12 - «Кормопроизводство и луговодство»

кандидата сельскохозяйственных наук

Устинова Васена Васильевна

Новосибирск - 2009

Работа выполнена в Институте биологических проблем криолитозоны

Сибирского отделения Российской Академии наук

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, Наталья Владимировна Барашкова

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

старший научный сотрудник Постников Борис Алексеевич

кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент Вязовский Виктор Алексеевич

Ведущая организация - ФГОУ ВПО Якутская государственная сельскохозяйственная академия

Защита состоится «17» декабря 2009 г. в 12⁰⁰ часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 006.058.01 при Государственном научном учреждении «Сибирский научно-исследовательский институт кормов СО Россельхозакадемии» (630501, Новосибирская область, Новосибирский район, п. Краснообск, ГНУ СибНИИ кормов СО Россельхозакадемии, факс: 8(383) 348-39-11; e-mail: korma@online.nsk.su, sibkorma@ngs.ru, sibniik@ngs.ru; web: www.sibkorma. ru; ученому секретарю)

С диссертацией можно ознакомиться в ученой части ГНУ СибНИИ кормов СО Россельхозакадемии.

Автореферат разослан « » ноября 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Осипова Г.М.

органический удобрение минеральный растительность

Общая характеристика работы

Актуальность. Важная роль в укреплении кормовой базы животноводства Якутии принадлежит естественным сенокосам и пастбищам. В Якутии естественные луга и пастбища занимают 1,4 млн. га, из них сенокосов 740 тыс. га и 670 тыс. га пастбищ, и дают до 85% всех кормов. Одним из перспективных источников возобновляемых ресурсов являются органические удобрения (навоз, перегной, перепревший перегной) как в чистом виде, так и в сочетании с разработанными дозами минеральных для улучшения естественных лугов. В настоящее время урожайность естественных лугов и пастбищ Якутии крайне низкая: на остепненных составляет от 2-6 ц/га сена, на разнотравно-злаковых от 3-10 ц/га и на пырейных лугах от 8-12 ц/га. С учетом накопляемого перегноя в хозяйствах республики (750-820 тыс. тонн) этот ресурс перспективно использовать на естественных лугах, особенно в тех районах, где слабо развиты овощеводство и картофелеводство. Однако до сих пор в условиях Центральной Якутии отсутствуют экспериментальные результаты по использованию возобновляемых ресурсов (перегной) на естественных лугах разного видового состава при сенокосном использовании. Поэтому возникает проблема проведения экспериментальной оценки влияния органических удобрений и их сочетание с минеральными на видовой состав растительности естественных лугов с целью повышения урожайности, продуктивности и улучшения фитоценотического состава.

Цель и задачи исследований. Изучить влияние органических удобрений, как в чистом виде, так и в сочетании с разработанными дозами минеральных удобрений на разные типы растительности естественных лугов в условиях мерзлотных пойменных слоистых почв Центральной Якутии.

Задачи исследований:

- выявить эффективность органических удобрений и их сочетание с минеральными для улучшения разных типов растительности естественных лугов в условиях Центральной Якутии;

- установить реакцию флористического (видового) состава и хозяйственно-ботанических групп разных типов растительности естественных лугов на удобрения;

- определить потенциал продуктивности разных типов естественных лугов (по сбору сухого вещества, кормовых единиц, обменной энергии и сырого протеина 1 га) при использовании органических и минеральных удобрений;

- дать оценку жизненности ценопопуляций доминирующих видов травостоя естественных лугов в условиях Центральной Якутии;

- дать экономическую и агроэнергетическую оценку эффективности применения удобрений на естественных лугах в условиях Центральной Якутии.

Научная новизна. Впервые в условиях Центральной Якутии изучена реакция трех типов естественных лугов разного видового состава на внесение органических удобрений и их сочетание с минеральными для комплексной оценки потенциала продуктивности и определения виталитетной структуры доминирующих злаков с целью получения стабильных урожаев при наименьших затратах труда и средств.

Защищаемые положения:

- оптимальные дозы органических и минеральных удобрений для естественных лугов с разным флористическим составом;

- комплексный потенциал продуктивности разнотравно-злаковых, пырейных и остепненных лугов в зависимости от удобрений;

- виталитетное состояние ценопопуляций доминирующих видов естественных лугов при воздействии на них разными дозами минеральных и органических удобрений;

- агроэнергетическая и экономическая эффективность применения удобрений на естественных лугах разного видового состава.

Практическая значимость. Разработанные дозы комплексных удобрений (перегной 20 т/га в год закладки + N₆₀P₆₀K₆₀ ежегодно) и минеральных (N₆₀P₆₀K₆₀) для пырейных лугов обеспечивают увеличение продуктивности в 3,3 раза при урожайности до 22,8-25,6 ц/га сена 1-2 класса и с содержанием сырого протеина до 13,8-15%. Внесение перегноя 20 т/га 1 раз в 4 года и комплексных удобрений (перегной 20 т/га 1 раз в 4 года + N₆₀P₆₀K₆₀ ежегодно) на разнотравно-злаковые луга повышает урожайность до 13,3-17,0 ц/га СВ со сбором кормовых единиц с 1 га до 745-1105. Во влажные годы остепненные луга Центральной Якутии при внесении перегноя 20 т/га один раз в 4 года обеспечивают получение сена 2 класса с урожайностью до 11,4 ц/га со сбором кормовых единиц с 1 га до 684. Оценка жизненности доминирующих злаков позволит выявить степень адаптационного механизма в условиях применения различных удобрений с учетом их ответной реакции на природные и антропогенные воздействия.

Основные результаты исследований прошли производственную проверку и внедрены на естественных сенокосных угодьях СХПК «Терют» Таттинского улуса Республики Саха (Якутия).

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на республиканском форуме географов «География в Якутии: наука и образование» (Якутск, 2005), на 111 всероссийской научно-практической конференции «Принципы и способы сохранения биоразнообразия» (Пущино, 2008), на научно-практическом семинаре «Сохранение и обогащение природной и культурной флоры Якутии» (Якутск, 2008). А также ежегодно докладывались и обсуждались на ученом совете ИСЛ АН РС (Я) и семинарах Ботанического общества Якутского отделения. По материалам диссертации опубликовано 9 работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 163 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству; содержит 44 таблицы, 16 приложений, 10 рисунков. Список литературы включает 127 источников, в том числе 7 - иностранных авторов.

Условия, объект и методика исследований

Центральная Якутия является наиболее развитым сельскохозяйственным районом республики, где находится 85% сельскохозяйственных угодий, в том числе посевных площадей - 60%, сенокосов - 82%, сосредоточено около 50% поголовья крупного рогатого скота и лошадей, 34% свиней. Научные исследования проводились в 2005-2008 годах, в Пригородной зоне Центральной Якутии на естественных лугах стационара «Мархинский» Института биологических проблем криолитозоны СО РАН, расположенного в 13 км от г. Якутска на надпойменной террасе р. Лена.

При описании растительности в 2005 г. исходный травостой разнотравно-злакового формировался из дикорастущих злаков до 47,4 % (Elytrigia repens (L.) Nevski, Poa stepposa (Kryl.) Roshev., Koeleria cristata (L.) Pers., Agrostis trinii Turcz., Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.), из разнотравья до 52,6% (Artemisia commutata Bess., Anemone sylvestris L., Galium verum L., Senecio jacobaea L., Linum komarovii Juz., Plantago media L., Linaria acutiloba Fisch., Heteropappus tataricus., Dianthus versicolor Fisch. ex Link), осоковые и бобовые отсутствовали. Разнотравно-злаковый луг использовался хозяйствами как сенокос со средней урожайностью до 4-10 ц/га сена. Исходный травостой пырейного луга состоял из дикорастущих злаков до 92,3% (Elytrigia repens, Poa pratensis, Alopecurus arundinaceus Poir.), из разнотравья до 1,5% (Potentilla anserina L.) и осоковых до 6,2% (Carex praecox Schreb.). Использование пырейного луга - сенокосное с урожайностью сена до 8-12 ц/га. Растительность остепненного луга представлена дикорастущими злаками до 21 % (Koeleria cristata, Poa stepposa, Elytrigia repens), разнотравьем до 77% (Artemisia commutata Bess., Linum komarovii, Heteropappus tataricus) и единичными бобовыми до 2% (Onobrychis sibiricus Turcz., Oxytropis strobilcea Bunge). Урожайность остепненного луга составляла 3-6 ц/га сена, и он используется хозяйством под выпас скота.

Почвы опытного участка мерзлотные пойменные слоистые, преимущественно легкие по механическому составу с содержанием гумуса 3,9%, подвижного фосфора - 58 мг/кг, обменного калия 23 мг/кг в слое 0-30 см. Тип засоления почв - хлоридно-сульфатный. Схема опытов представлена в таблицах 1, 4 и 6. Удобрения вносились согласно схеме опыта. В составе перегноя содержалось азота 0,87%, фосфора 0,48%, и калия 0,59%, при влажности 36%. Перегной вносили весной один раз в 4 года с нормой 20 т/га боронованием до полного втирания в почву. В качестве азотного минерального удобрения использовали мочевину, фосфорного - двойной гранулированный суперфосфат, калийного - калий хлористый. Площадь делянок 30 кв. м, в 4-кратной повторности, учетная площадь - 25 кв. м. Размещение делянок рендомизированное. Режим использования сенокосный - укос в фазу цветения доминирующих злаков.

Учеты и наблюдения проводили согласно общепринятой методике по луговодству «Методика опытов на сенокосах и пастбищах» (М., 1971 г.).

Статистическую обработку данных по урожайности проводили методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову, (1985). Агроэнергетическую и экономическую оценку эффективности удобрений на естественных лугах Пригородной зоны проводили согласно Методическому пособию по агроэнергетической и экономической оценке технологий и систем кормопроизводства (1995). Химический состав сенокосного корма (сырая клетчатка, жир, сырая зола N, Р, Са,) определяли в лаборатории биохимии ЯНИИСХ по вытяжкам на NIR SKANER model 4250. Виталитетную структуру ценопопуляций доминирующих видов изучали по методикам Злобина Ю.А. (1989); Ишбирдина А.Р. и Ишмуратовой М.М. (2004). Первичный материал обрабатывали вариационно-статистическими методами (пакет программ STATISTIKA 0.7).

Погодные условия вегетационных периодов 2005-2008 гг. отличались между собой и охватывали все особенности природно-климатических условий Центральной Якутии. За период проведения исследований наиболее увлажненным был 2006 год (при ГТК 1,2), умеренно-влажным и теплым был 2007 год при ГТК 0,9 и крайне засушливым - 2008 год (ГТК 0,6), что значительно повлияло на продуктивность травостоев разнотравно-злакового, пырейного и остепненного лугов.

Результаты исследований

Продуктивность и качество разнотравно-злакового луга в зависимости от вносимых удобрений. В среднем за годы исследований анализ ботанического состава разнотравно-злакового луга показал, что в контроле (без внесения удобрений) доминирует группа злаковых - до 56,5% СВ, где в основном преобладает пырей ползучий до 25,5% СВ. Разнотравье в травостое разнотравно-злакового луга составило всего - 43,5% СВ. Бобовые и осоковые виды отсутствовали. Применение перегноя в дозе 20 т/га способствовало увеличению участия злаковых до 71,7% СВ, что выше контроля на 15,2% СВ (рис. 1). Участие пырея ползучего повысилось и составило - 46,2% СВ, также единично появились полевица Триниуса - 0,3% СВ, вострец сложнопырейный - 0,4% СВ. Внесение комплексного удобрения (перегной 20 т/га + N₆₀P₆₀K₆₀) значительно повышает участие злаковых видов до 82,9%, что на 26,4% СВ выше, чем в контроле без удобрений.

Следует отметить, что комплексное внесение удобрений в большой мере способствует увеличению содержания пырея ползучего до 68,6% СВ, что на 43,1% больше, чем в контроле. Отрицательно на внесение комплексных удобрений реагировали мятлик степной - 7,5 % СВ, тонконог гребенчатый - 5,5% СВ, полевица Триниуса - 0,6% СВ. При этом участие разнотравья в травостое разнотравно-злакового луга составляло - 17,1% СВ, что на 26,4% ниже, чем в контроле без удобрений.

Рис.1 Ботанический состав разнотравно-злакового луга при внесении удобрений, 2005-2008 гг., (%, СВ)Удобрения:

1.Контроль - без удобрения;

2.Перегной 20 т/га 1 раз в 4 года;

3.Перегной 20 т/га 1 раз в 4 года + N₆₀P₆₀K₆₀ ежегодно;

4.N₆₀P₆₀K₆₀ ежегодно;

5.N₃₀P₃₀K₃₀ ежегодно;

При внесении минеральных удобрений в дозах N₆₀P₆₀K₆₀ и N₃₀P₃₀K₃₀ также повышается доля участия злаковых видов до 81,8% и 72,4% СВ, что на 25,3% и 15,9% выше, чем в контроле. В основном в травостое преобладает пырей ползучий до 60,2% и 54,8% СВ. Из бобовых появился эспарцет сибирский, и его доля составляет в среднем 3,6% СВ, что свидетельствует о стабилизации режима питания за счет минеральных удобрений.

В среднем за годы исследований наибольшая урожайность разнотравно-злакового луга достигнута при внесении комплексного удобрения (перегной 20 т/га + N₆₀P₆₀K₆₀) и составила 17,0 ц/га СВ, что выше контроля без удобрений в 3,4 раза (табл.1).

Таблица 1. Урожайность разнотравно-злакового луга в зависимости от удобрений в среднем за 2005-2008 гг.

№	Удобрения	Годы	Урожайность за 4 года, ц/га СВ	Прибавка к контролю	Прибавка на 1 тонну* перегноя и на 1 кг NPK, кг СВ
		2005	2006	2007	2008		в ц/га	в %
1	Контроль - без удобрения	3,4	6,5	5,7	4,6	5,0	-	-	-
2	Перегной 20 т/га в год закладки	8,4	17,5	15,2	12,3	13,3	8,3	166	166
3	Перегной 20 т/га в год закладки + N60P60K60 ежегодно	10,1	19,2	20,4	18,3	17,0	12,0	240	-
4	N60P60K60 ежегодно	9,0	18,3	19,0	15,2	15,4	10,4	208	8,5
5	N30P30K30 ежегодно	7,5	17,1	16,0	13,0	13,4	8,4	168	11,2
	НСР 05	1,1	2,0	2,4	2,2	2,0

* - прибавка на 1 тонну перегноя определена в сумме за 4 года

При этом прибавка урожая к контролю составляет 12,0 ц/га СВ или 240%. Внесение перегноя 20 т/га 1 раз в 4 года обеспечивает получение урожайности до 13,3 ц/га СВ с прибавкой урожая до 8,3 ц/га по сравнению с контролем. При этом прибавка СВ на 1 тонну перегноя достигает 166 кг, что больше в 15 раз, чем от минеральных удобрений. Это свидетельствует о лучшей усвояемости азота органических удобрений в условиях пойменных мерзлотных слоистых почв Центральной Якутии. Ежегодное внесение минеральных удобрений в дозах N₆₀P₆₀K₆₀ и N₃₀P₃₀K₃₀ позволяет формировать урожайность на уровне 13,4-15,4 ц/га СВ с прибавкой урожая - 8,4-10,4 ц/га СВ.

Установлено, что внесение перегноя 20 т/га 1 раз в 4 года повышает содержание обменной энергии в 1 кг СВ до 8,3 МДж, кормовых единиц - 0,56, что соответствует хорошему качеству сена 2 класса (табл. 2). Совместное внесение перегноя 20 т/га + N₆₀P₆₀K₆₀ повышает содержание ОЭ до 9,0 МДж, кормовых единиц до 0,65, что по энергетической питательности соответствует сену 1 класса с содержанием переваримого протеина в 1 корм. ед. до 101 г и это позволяет получить удой молока с одной коровы до 3000 кг.

Таблица 2. Питательность сена разнотравно-злакового луга в зависимости от минеральных и органических удобрений, среднее за 2005-2008 гг.

№	Удобрения	СП, %	СК, %	Содержание в 1 кг СВ	ПП в г/ корм. ед.	Классность сена по ОСТ - 10-243-2000
				ОЭ, МДж	Корм. ед.
1	Контроль - без удобрения	8,3	37,8	8,0	0,50	43	3*
2	Перегной 20 т/га в год закладки	11,4	36,2	8,3	0,56	70	2
3	Перегной 20 т/га в год закладки + N60P60K60 ежегодно	14,8	32,8	9,0	0,65	101	1
4	N60P60K60 ежегодно	13,0	35,6	8,5	0,58	84	2
5	N30P30K30 ежегодно	11,5	34,8	8,6	0,58	72	2

*Примечание: соответствует по содержанию сырого протеина.

Наибольшая продуктивность разнотравно-злакового луга отмечена при внесении комплексных удобрений (перегной 20 т/га + N₆₀P₆₀K₆₀) и по сбору кормовых единиц она составила 1105, по обменной энергии 15,3 ГДж и сырого протеина - 251 кг на 1 га (табл. 3). Внесение перегноя 20 т/га в год закладки обеспечивает производство кормовых единиц до 745, что выше контроля на 494 единиц или на 194%. При этом сбор обменной энергии увеличился в 2,7 раза, сбор сырого протеина в 3,7 раза при урожайности 13,3 ц/га СВ. Выход кормовых единиц с 1 га увеличивается при внесении минеральных удобрений в 3,7-3,1 раза, что обеспечивает получение полноценного корма с содержанием сырого протеина до 13-11,5% СВ. Агроэнергетическая оценка установила эффективность применения перегноя в дозе 20 т/га, при этом благодаря росту продуктивности улучшенных травостоев показатели окупаемости затрат

Таблица 3. Продуктивность разнотравно-злакового луга при внесении удобрений в условиях Центральной Якутии, (среднее за 2005-2008 гг.)

№	Удобрения	Урожайность, СВ, ц/га	Производство с 1 га	Совокупные затраты, ГДж/га	АК по сбору ОЭ, %	Приведенные затраты, руб/га	Себестоимость 1 корм. ед.,руб	Рентабельность, %
			ОЭ, ГДж	Кормовых единиц	Сырого протеина, кг
1	Контроль - без удобрения	5,0	4,0	250	41	1,13	327	887	3,85	135
2	Перегной 20 т/га в год закладки	13,3	11,0	745	151	2,52	400	2293	3,35	169
3	Перегной 20 т/га в год закладки + N60P60K60 ежегодно	17,0	15,3	1105	251	10,09	139	8569	8,43	6
4	N60P60K60 ежегодно	15,4	13,1	893	200	8,83	136	7068	8,61	4
5	N30P30K30 ежегодно	13,4	11,5	777	154	5,30	200	6469	9,04	1
	НРС05	2,0

увеличились в 4 раза, отмечены наиболее низкие затраты на производство 1 ГДж ОЭ и 1 ц сырого протеина - 249 МДж и 1,8 ГДж, что позволяет и производить 10,1 ГДж/га обменной энергии с 1 га в среднем за 4 года использования за счет возобновляемых ресурсов хозяйств. Экономическая оценка применения удобрений на разнотравно-злаковом лугу установила, что наиболее эффективной дозой удобрений является перегной 20 т/га, обеспечивающий наиболее низкую себестоимость корма (3,35 руб. 1 корм. ед.) с рентабельностью производства 169% и при окупаемости капитальных вложений через 2,5 года. При этом условно чистый доход от внесения органических удобрений достигает 3872 руб./га.

Сравнительная оценка влияния удобрений на продуктивность и качество пырейного луга Центральной Якутии. За период исследований травостой пырейного луга Центральной Якутии без внесения удобрений характеризовался преобладанием пырея ползучего до 91,3% (рис. 2). Доказано, что внесение перегноя 20 т/га 1 раз в 4 годы улучшает ботанический состав пырейного луга. При этом участие разнотравья достигало 0,3% и осоковые до 2,6% СВ. Применение комплексных удобрений (перегной 20 т/га + N₆₀P₆₀K₆₀) значительно улучшает ботанический состав пырейного луга за счет увеличения доли пырея ползучего до 96% СВ, при снижении участия осоковых до 1,1% СВ. Минеральные удобрения в дозах N₃₀P₃₀K₃₀ и N₆₀P₆₀K₆₀ стабилизируют ботанический состав изучаемого луга и обеспечивают урожайность до 22,8-19,8 ц/га СВ.

Удобрения:

1 - контроль - без удобрения;

2 - перегной 20 т/га в год закладки;

3 - перегной 20 т/га в год закладки

+ N₆₀P₆₀K₆₀ (ежегодно);

4 - N₆₀P₆₀K₆₀ (ежегодно);

5 - N₃₀P₃₀K₃₀ (ежегодно);

Рис. 2 Ботанический состав пырейного луга при внесении удобрений в условиях Центральной Якутии, в среднем 2005-2008 гг., (%, СВ)

В среднем за годы исследований урожайность пырейного луга в контроле без удобрения составляет до 7,6 ц/га СВ (табл. 4). При внесении органического удобрения 20 т/га 1 раз в 4 года урожайность данного луга повысилась до 18,3 ц/га СВ, что выше от контроля на 10,7 ц/га или 241%. Установлено, что наибольшая урожайность отмечена при комплексном внесении минерального и органического удобрений до 25,6 ц/га СВ, что обеспечивает прибавку урожая до 18,0 ц/га СВ или 337%.

Таблица 4. Урожайность пырейного луга в зависимости от удобрений, в среднем за 2005-2008 гг.

№	Удобрения	Годы	Урожайность за 4 года, ц/га СВ	Прибавка к контролю	Прибавка на 1 тонну перегноя и на 1 кг NPK, кг СВ
		2005	2006	2007	2008		в ц/га	в %
1	Контроль - без удобрения	6,0	8,0	8,0	8,3	7,6	-	-	-
2	Перегной 20 т/га в год закладки	14,5	20,0	21,3	17,5	18,3	10,7	241	214
3	Перегной 20 т/га в год закладки + N60P60K60ежегодно	21,0	29,0	30,2	22,3	25,6	18,0	337	174
4	N60P60K60ежегодно	20,0	26,4	27,4	17,4	22,8	15,2	300	8,4
5	N30P30K30ежегодно	15,6	25,0	26,5	12,2	19,8	12,2	260	10,0
	НСР 05	2,4	3,4	3,6	2,3	2,9

Ежегодное внесение минеральных удобрений в дозе N₆₀P₆₀K₆₀ и N₃₀P₃₀K₃₀ сохраняет урожайность пырейного луга на уровне 22,8-19,8 ц/га СВ, что превышает контроль в 2,6-3 раза. Следует отметить, что во влажный год при ГТК 1,2 эффективность удобрений наибольшая независимо от вида и доз.

В среднем за 4 года содержание сырого протеина в сырьевой массе пырейного луга без удобрений достигает до 10%, что обеспечивает получение сена только 3 класса согласно ОСТ-2000. При внесении перегноя 20 т/га содержание сырого протеина повышается до 13,2%, что превышало контроль на 3,2%. Наибольшее содержание сырого протеина до 15% наблюдалось при внесении комплексного удобрения (перегной 20 т/га + N₆₀P₆₀K₆₀), что больше на 5% по сравнению с контролем. Внесение комплексного удобрения (перегной 20 т/га + N₆₀P₆₀K₆₀) способствует формированию высокой урожайности до 25,6 ц/га СВ, с содержанием обменной энергии до 8,8 МДж/га, корм. ед. до 0,63, переваримого протеина в 1 корм. ед. до 103 г, что выше контроля на 45 г и обеспечивает получение корма 1 класса.

Полученные результаты по потреблению элементов питания с урожаем трав установили, что в среднем за 4 года на пырейном лугу потребление с урожаем трав в контроле (без удобрения) из запасов мерзлотной пойменной почвы составило: по азоту - 10 кг, по фосфору - 3 кг, по калию - 7 кг. Комплексное внесение удобрений (перегной 20 т/га + N₆₀P₆₀K₆₀) значительно повышает потребление элементов питания: по азоту до 42 кг/га, по фосфору до 13 кг и по калию на 41 кг/га, несмотря на большие поступления элементов питания из комплексных удобрений. При этом КИУ по азоту достигает - до 31%, по фосфору - до 12% и по калию - до 38%.

Оценка жизненности ценопопуляции пырея ползучего показала, что процветающее состояние популяции сохраняется в контроле (Q=14), а при внесении комплексного удобрения в дозе перегной 20 т/га +NPK60 повышается до (Q=14,5) за счет положительной реакции вида на уровень питания.

Агроэнергетическая оценка установила, что высокий АК (до 536%) по окупаемости затрат отмечен при внесении перегноя 20 т/га при этом достигнуты наиболее низкие затраты на производство 1 ГДж ОЭ и 1 ц сырого протеина - 186 МДж и 1,2 ГДж, что позволяет производить 14,1 ГДж/га обменной энергии с 1 га в среднем за 4 года использования за счет возобновляемых ресурсов хозяйств (табл.5). Применение комплексных удобрений на пырейном лугу увеличивает совокупные затраты до 10,28 ГДж/га или в 8,7 раза по сравнению контролем без удобрения, но при этом АК остается положительным - 204% благодаря высокой урожайности луга (25,6 ц/га СВ). Экономическая оценка установила, что внесение перегноя 20 т/га и комплексного удобрения (перегной 20 т/га + N₆₀P₆₀K₆₀) являются наиболее экономически эффективными. При применении перегноя в дозе 20 т/га приведенные затраты увеличились до 2836 руб./га, что превышали контроль в 2,2 раза и обеспечивали наиболее низкую себестоимость корма (до 3,00 руб. 1 корм. ед.) с условным чистым доходом до 5651 руб./га, при рентабельности производства 199%.

Влияние минеральных и органических удобрений на продуктивность и качество остепненного луга Центральной Якутии. В среднем за года в контроле (без удобрения) доминирует группа разнотравья (67,1% СВ), второе место занимает злаковые (20,8% СВ), и третье - бобовые (12,1%) (рис. 3). Внесение перегноя 20 т/га в год закладки способствует увеличению злаковых в травостое до 47,3% СВ, что превышало контроль на 26,3%.



Удобрения:

1 - контроль - без удобрения;

2 - перегной 20 т/га в год закладки;

3 - перегной 20 т/га в год закладки + N₆₀P₆₀K₆₀ (ежегодно);

4 - N₆₀P₆₀K₆₀ (ежегодно);

5 - N₃₀P₃₀K₃₀ (ежегодно);

Рис. 3. Ботанический состав остепненного луга при внесении минеральных и органических удобрений в условиях Центральной Якутии, в среднем 2005-2008 гг. (%, СВ)

Доля разнотравья сохраняется на уровне 52,4%, что ниже контроля на 14,4% СВ, при полном отсутствие бобовых трав. Наибольшая отзывчивость дикорастущих злаков остепненного луга наблюдалась при применении

Таблица 5. Продуктивность пырейного луга при внесении удобрений в условиях Центральной Якутии, (среднее за 2005-2008 гг.)

№	Удобрения	Урожайность, СВ, ц/га	Производство с 1 га	Совокупные затраты, ГДж/га	АК по сбору ОЭ, %	Приведенные затраты, руб/га	Себестоимость 1 корм. ед.,руб	Рентабельность, %
			ОЭ, ГДж	кормовых единиц	сырого протеина, кг
1	Контроль - без удобрения	7,6	6,1	387	76	1,18	474	1273	3,57	151
2	Перегной 20 т/га в год закладки	18,3	15,4	1025	240	2,63	536	2836	3,00	199
3	Перегной 20 т/га в год закладки + N60P60K60 ежегодно	25,6	22,5	1613	384	10,28	204	9817	6,61	36
4	N60P60K60 ежегодно	22,8	19,4	1322	314	8,99	200	7884	6,48	39
5	N30P30K30 ежегодно	19,8	17,6	1247	267	5,45	297	5414	4,72	90
	НРС05	2,9

комплексного удобрения (перегной 20 т/га в год закладки + N₆₀P₆₀K₆₀ ежегодно), где значительно повышается участие в травостое дикорастущих злаков до 61,6% СВ, что превышает контроль на 40,5% с преобладанием пырея ползучего до 25,3% СВ, мятлика степного - 19,3% СВ. При этом доля разнотравья снижается до 32,8 % СВ, в основном за счет снижения содержания полыни замещающей от 63 до 27,8% СВ.

В среднем за годы исследований наибольшая урожайность отмечалась при внесении перегной 20 т/га + N₆₀P₆₀K₆₀ и составила 13,6 ц/га СВ, что превышало контроль без удобрения в 3,4 раза (табл.6).

Таблица 6. Урожайность остепненного луга в зависимости от вносимых удобрений, (среднее за 2005-2008 гг.)

№	Удобрения	Урожайность, ц/га	В среднем за 4 года, ц/га СВ	Прибавка к контролю	Прибавка на 1 тонну* перегноя и на 1 кг NPK, кг СВ
		2005	2006	2007	2008		в ц/га	в %
1	Контроль - без удобрения	3,0	6,1	5,0	2,0	4,0	-	-	-
2	Перегной 20 т/га в год закладки	6,4	14,2	16,2	9,0	11,4	7,4	185	148
3	Перегной 20 т/га в год закладки + N60P60K60 ежегодно	9,5	15,2	18,6	11,3	13,6	11,6	290	-
4	N60P60K60 ежегодно	8,2	14,0	15,6	10,0	12,0	8,0	200	44
5	N30P30K30 ежегодно	7,0	12,1	10,2	8,0	9,3	5,3	132	44
	НСР 05	1,1	1,4	2,2	1,5	1,5

· - прибавка на 1 тонну перегноя определена в сумме за 4 года

Минеральные удобрения в разных дозах в среднем за годы исследований обеспечивали урожайность на уровне 13,6-12,0 ц/га СВ, что выше контроля на 290-200%. Органическое удобрение (перегной 20 т/га) повышало урожайность остепненного луга до 11,4 ц/га СВ, что в 2,8 раза выше контроля. Максимальная прибавка урожая в среднем за годы отмечена при внесении комплексных удобрений (перегной 20 т/га + N₆₀P₆₀K₆₀) и составила 11,6 ц/га СВ. Перегной 20 т/га в год закладки (2005 г.) обеспечивает прибавку урожая до 7,4 ц/га СВ. При этом достоверная прибавка урожая на 1 тонну перегноя достигает 148 кг СВ.

Применение перегноя в дозе 20 т/га на остепненном лугу привело к увеличению совокупных агроэнергетических затрат 2,3 раза по сравнению с контролем. Однако, благодаря росту продуктивности улучшенных травостоев при внесении 20 т/га перегноя получены высокие показатели окупаемости затрат до 360%.

Экономическая оценка применения удобрений на остепненных лугах показала, что себестоимость 1 кормовой единицы в контроле без удобрений составила 3,58 руб., а при внесении перегноя в дозе 20 т/га понизилась до 3,33 руб., то есть была на 37% ниже цены 1 кг овса. Установлено, что наиболее эффективной из удобрений является доза 20 т/га перегноя, обеспечивающая наиболее низкую себестоимость корма (3,33 руб. 1 корм. ед.), рентабельность производства 170% и окупаемость капитальных вложений наступает через 2 года. При данных удобрениях условно чистый доход достигал 3563 руб.га.

Выводы

1. На мерзлотных пойменных почвах Центральной Якутии естественные разнотравно-злаковые луга при внесении комплексных удобрений (перегной 20 т/га в год закладки + N₆₀P₆₀K₆₀ ежегодно) улучшают ботанический состав благодаря отзывчивости дикорастущих злаков на удобрения (от 56 до 83%) и формируют урожайность до 17 ц/га СВ с содержанием сырого протеина (до 14,8%), что соответствует сену 1 класса.

2. Внесение комплексного удобрения (перегной 20 т/га в год закладки + N₆₀P₆₀K₆₀ ежегодно) повышают продуктивность разнотравно-злаковых лугов по сбору обменной энергии до 15,3 ГДж, кормовых единиц до 1105 и сырого протеина до 251 кг с 1 га. При этом содержание переваримого протеина в 1 кормовой единице достигает до 101 г, что соответствует зоотехническим нормам для скармливания КРС.

3. Наиболее эффективной дозой удобрений для разнотравно-злакового луга является перегной 20 т/га один раз в 4 года с себестоимостью 1 кормовой единицы до 3,35 руб., с условно чистым доходом до 3872 руб./га при рентабельности 169%.

4. Применение комплексных удобрений (перегной 20 т/га в год закладки + N₆₀P₆₀K₆₀ ежегодно) и минеральных в дозе N₆₀P₆₀K₆₀ на пырейном лугу повышает участие дикорастущих злаков до 98% за счет положительной реакции пырея ползучего на изучаемые удобрения. Урожайность пырейного луга при этом повышается до 22,8-25,6 ц/га СВ с содержанием сырого протеина до 13,8-15,0%, что обеспечивает получение сена 1 - 2 класса.

5. Продуктивность пырейного луга при внесении разработанных доз удобрений повышается по производству с 1 га обменной энергии от 6,1 ГДж (контроль без удобрения) до 22,5-19,4 ГДж, по сбору кормовых единиц от 387 до 1613-1322 и сырого протеина от 76 кг до 384-314 кг. Потребление элементов питания с урожаем естественных трав пырейного луга возрастает по азоту 4,2-3,7 раза, по фосфору в 4,3-3,7 и калию в 5,8-5,7 раза и при этом КИУ составляет соответственно по азоту 31- 45%, по фосфору 12-13% и калию 38-55%.

6. На пырейном лугу с учетом продуктивности (1484-1216 корм. ед., 21,0-18,0 ГДж ОЭ) энергетически эффективными являются внесение комплексных удобрений (перегноя 20 т/га в год закладки + N₆₀P₆₀K₆₀ ежегодно) и минеральных в дозе N₆₀P₆₀K₆₀. При этом себестоимость 1 кормовой единицы составляет 6,61 и 6,48 руб., условно чистый доход достигает 3539-3060 руб./га с окупаемостью затрат через 3,5 года. При отсутствии средств на приобретение минеральных удобрений на пырейных лугах эффективны органические удобрения в дозе 20 т/га 1 раз в 4 года, но при этом отмечается низкая продуктивность до 14,1 ГДж ОЭ.

7. Естественные остепненные луга с участием дикорастущих злаков до 46% положительно реагируют на внесение перегноя 20 т/га 1 раз в 4 года и обеспечивают получение урожайности до 11,4 ц/га СВ. При этом содержание сырого протеина в сырьевой массе остепненного луга составляет 10,8% и позволяет получить сено только 2 класса.

8. Применение органических удобрений на остепненных лугах повышает их продуктивность по сбору обменной энергии до 9,0 ГДж, кормовых единиц до 629 и сырого протеина до 113 кг. При внесении перегноя 20 т/га один раз в 4 года себестоимость кормовой единицы достигает 3,33 рубля с условно чистым доходом 3563 руб./га с рентабельностью 170%.

Предложения производству

Для улучшения и повышения урожайности естественных лугов в условиях Центральной Якутии следует применять разработанные дозы удобрений:

1.На пырейных лугах необходимо применять комплексные удобрения (перегной 20 т/га 1 раз в 4 года + N₆₀P₆₀K₆₀ ежегодно) и минеральные в дозе N₆₀P₆₀K₆₀, обеспечивающие увеличение продуктивности в 3,3 раза, получение до 22,8-25,6 ц/га сена 1-2 класса с содержанием сырого протеина до 13,8-15%.

2.На разнотравно-злаковых лугах целесообразно использовать перегной 20 т/га 1 раз в 4 года и комплексные удобрения (перегной 20 т/га 1 раз в 4 года + N₆₀P₆₀K₆₀ ежегодно), которые обеспечат получение урожайности сена до 13,3-17,0 ц/га 2 класса и сбор кормовых единиц с 1га до 745-1105 кг.

3.Во влажные годы на остепненные луга следует вносить органические удобрения (перегной 20 т/га 1 раз в 4 года), обеспечивающие производство сена до 11,4 ц/га СВ 2 класса со сбором кормовых единиц с 1 га до 684.

Список, работ опубликованных по теме диссертации

1. Устинова В.В. Предварительный обзор систем луговодства в Якутии // Матер. Форума география в Якутии / Якутский гос. ун-т. - Якутск, 2005. - С. 41-43.

2. Устинова В.В. Низкозатратные приемы улучшения естественных лугов в условиях Центральной Якутии / В.В. Устинова, Н.В. Барашкова // Энергосберегающие технологии в земледелии в условиях рыночного хозяйства: Сб. матер. Междунар. науч.- практ. конф./ Киев, 2006. - С. 185-189.

3. Устинова В.В. Влияние удобрений на ботанический состав естественного луга в условиях средней поймы реки Лена // Кормопроизводство в условиях Севера: проблемы и пути их решения: Матер. Междунар. науч.- практ. конф. Петрозаводск, - 2007. - С.185-189.

4. Устинова В.В. Возрастная структура ценопопуляции Koeleria cristata в естественном разнотравно-злаковом лугу при многовариантной системе ведения луговодства / В.В. Устинова, С.Н. Андреева // Принципы и способы сохранения биоразнообразия: Матер. 111 Всеросс. науч. конф. / Пущино, 2008. - С. 379-380.

5. Устинова В.В. Влияние удобрений на продуктивность естественного пырейникового луга средней поймы р. Лены / В.В. Устинова, Н.В. Барашкова // Кормопроизводство. - 2008. - №6. - С.15-17.

6. Устинова В.В. Структура изменчивости морфологических признаков Koeleria cristata в условиях 11 надпойменной террасы р. Лена // Сохранение и обогащение природной и культурной флоры Якутии: Матер. науч. -практ. семинара / Якутский гос. ун-т. - Якутск, 2008. - С. 23-25.

7. Устинова В.В. Первые результаты исследования ценопопуляций растений долины реки Амги (Центральная Якутия) / В.В. Устинова, М.М. Черосов и др.//Современное состояние и пути развития популяционной биологии: Матер. Х Всеросс. Популяционного семинара // Ижевск, 2008. - С 84-85.

8. Устинова В.В. Ресурсосберегающие приемы улучшения естественного остепненного луга в условиях средней поймы р. Лена // Приоритетные направления развития науки и технологий: Всеросс. научн.-техн.конф., Тула, 2009. - С. 59-62.

Размещено на Allbest.ru

...