Почвоведение и агрохимия №2(49) 2012

Размещено на http://www.allbest.ru/

206

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние системы удобрения на накопление корневых и пожнивных остатков многолетними травосмесями на дерново-подзолистой рыхлосупесчаной почве

Травосеяние является элементом экологического земледелия, так как способствует стабилизации гумусного состояния почв. Известно, что увеличение в структуре севооборотов доли многолетних трав позволяет повысить почвенное плодородие и продуктивность сельскохозяйственных культур [1, 2].

В Республике Беларусь в последние годы количество органических удобрений, внесенных на 1 га севооборотной площади, снизилось с 14,4 т/га (1986-1990 гг.) до 6,3-6,5 (2001-2006 гг.) и лишь к 2008-2010 гг. возросло до 8,1- 9,1, в 2011 г. составило 10,3 т/га. Соотношение площадей под многолетними травами и пропашными культурами сдвинулось в еще более неблагоприятную сторону - от 0,80 (2010 г.) до 0,62 (2011 г.). Оптимальным соотношением для воспроизводства гумуса является соотношение 1,5 и более. По данным П.И. никончика, в опытах на дерновоподзолистой супесчаной почве южной зоны Беларуси клевер и кукуруза имели одинаковую продуктивность. В среднем за 21 год клевер обеспечил 470,0 ц/га зеленой массы и 94,0 ц/га к.ед., кукуруза - 446,0 и 97,1 ц/га к.ед. соответственно. По сбору переваримого протеина преимущество было за клевером (12,2 и 5,3 ц/га). В ближайшей перспективе, по ряду причин, значительного увеличения объемов внесения органических удобрений не прогнозируется и их дефицит будет особенно ощутим на почвах легкого гранулометрического состава [1, 2].

Увеличение посевов многолетних трав на дерново-подзолистых рыхлосупесчаных и песчаных почвах сдерживается их низкой продуктивностью в производстве [2]. Исследованиями Гомельской ОСХОС установлено, что травосмеси с участием клевера лугового сорта Долголетний на супесчаных почвах с pH 5,6, с содержанием подвижных форм P₂O₅ и K₂O 280-220 мг/кг почвы, гумуса - 2,2% обеспечили урожайность сухого вещества 121-139 ц/га (среднее за три года), а на почвах с pH 6,5, с содержанием подвижных форм P₂O₅ и K₂O 320-330 мг/кг, гумуса - 2,4% урожайность сухого вещества злаковых травостоев составила 106-130 ц/га, бобово-злаковых - 223 ц/га [3, 4]. Увеличение доли бобовых в бобово-злаковых травосмесях многолетних трав улучшает плодородие почвы и повышает качество кормов [1]. При введении бобового компонента также снижается потребность в азотных удобрениях, что уменьшает энергетические затраты на возделывание многолетних трав.

Известно, что один гектар посева многолетних бобовых и бобово-злаковых травосмесей за два года пользования способен накапливать в почве такое количество органического вещества, которое эквивалентно 15-25 т подстилочного навоза [1-2].

Многолетние бобовые травы по накоплению корневых и пожнивных остатков превосходят однолетние бобовые культуры. Известно, что в зависимости от урожайности пелюшка может накапливать на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве до 13-18 ц/га сухой массы, бобы кормовые - 18-34, люпин желтый кормовой - 30-57 ц/га [5], клевер луговой однолетний - 22, люцерна - 76 ц/га [1]. есть мнение, что за счет растительных остатков на связных почвах восстанавливается около 50%, на легких - около 40% потерь гумуса, остальное количество должно быть восполнено за счет органических удобрений [6].

С остатками трав в почву поступает большое количество элементов питания, особенно азота. Общее содержание азота в растительных остатках различное: например, у многолетних трав 1 года пользования оно находится в пределах от 2,44 до 2,48% [7], у клевера - 2,0-2,5%, при этом количество азота, высвобождающееся при минерализации остатков, составляло 80-100 кг/га, у люцерны - 2,3-2,8% и 100-150 кг/га, у зерновых - 0,4-0,8% и 20-40 кг/га. Отношение углерода к азоту в остатках клевера и люцерны более благоприятное по сравнению с зерновыми культурами [1]. есть сведения, что злаковые и бобово-злаковые долгосрочные луговые травостои (семь лет пользования) в равной степени повышали содержание азота в рыхлосупесчаных почвах, но количество гумуса возрастало в большей степени под бобово-злаковыми травостоями (от 1,76-1,86 до 2,18-2,44%) [8].

Большое значение имеет срок запашки трав в севообороте. Считается, что уровень урожая многолетних трав, начиная с третьего года пользования, снижается из-за вырождения травостоя. Вследствие этого в настоящее время рекомендуется возделывать многолетние травы в течение двух лет пользования. По данным П.Ф. Тиво и др. [7], растительные остатки первого года пользования (клевер + тимофеевка) накапливали до 46,7 ц/га сухого вещества, а корневые остатки долголетних сенокосов - 73,0 ц/га.

Существуют различные мнения по влиянию удобрений на накопление корневых остатков при возделывании сельскохозяйственных культур. Одни исследователи считают, что удобрения не влияют на накопление корневых остатков [9], по мнению других, оно зависит от внесения удобрений и уровня урожайности культур [5]. например, последовательное увеличение доз азота на фоне РК под озимую пшеницу до оптимального обеспечивало максимальное накопление массы корневых остатков (3,1т/га), что было в 1,97-2,4 раза выше, чем на фоне низких доз азота и РК [10]. Величина соотношения корневых и пожнивных остатков к урожаю зависит от вида сельскохозяйственных культур. С увеличением веса продуктивной части кормовых бобов и пелюшки количество остатков на единицу урожая несколько снижалось, а у люпина - возрастало [5].

В настоящее время данных по влиянию различных уровней минерального питания на накопление корневых и пожнивных остатков злаковыми и бобовозлаковыми травосмесями на почвах легкого гранулометрического состава недостаточно, что и определило задачи наших исследований.

Цель исследований - изучить влияние систем удобрения на накопление корневых и пожнивных остатков при возделывании злаковых и бобово-злаковых травосмесей второго и третьего года пользования на дерново-подзолистой рыхлосупесчаной почве.

Изучение влияния систем удобрения на накопление пожнивных и корневых остатков многолетних злаковых и бобово-злаковых травосмесей второго и третьего года пользования проводилось на дерново-подзолистой рыхлосупесчаной, развивающейся на рыхлой супеси, подстилаемой с глубины 0,35 м рыхлым песком почве в КСПУП «Экспериментальная база им. Суворова» Узденского района Минской области.

Схема опыта на злаковой травосмеси включала варианты: 1. Контроль без удобрений; 2. N₇P₂₅K₇₀ под 1-й укос + K ₇₀ под 2-й укос (фон 1); 3. N₁₃P₅₀K₇₀₊₇₀ - фон 2; 4. Фон 1 + N₄₅ под 1-й укос + N₄₅ под 2-й укос; 5. Фон 1 + N_120(60+60); 6. Фон 2 + N_90(45+45); 7. Фон 1 + 30 т/га органических удобрений (ОУ)+ N_90(45+45); 8. N₄₅P₂₅K₇₀ (под 1-й укос) комплексное с микроэлементами + N₄₅K₇₀ (под 2-й укос); 9. N₆₀P₅₀K₉₀ (под 1-й укос) комплексное с микроэлементами ^{+ N}₆₀^K₅₀ (под 2-й укос).

Соответственно, на бобово-злаковой травосмеси: 1. Контроль без удобрений;

2. N8P30K80+80 - фон 1; 3. N16P60K80+80 - фон 2; 4. Фон 1+ N40(20+20); 5. Фон 1 + N60(30+30);

6. Фон 2 + N_40(20+20); 7. Фон 1 + 30 т/га органических удобрений (ОУ)+N_40(20+20);

8. N₂₀P₃₀K₈₀ (под 1-й укос) комплексное с микроэлементами + N₂₀K₈₀ (под 2-й укос);

9. N₃₀P₆₀K₁₀₀ (под 1-й укос) комплексное с микроэлементами + N₃₀K₆₀ (под 2-й укос).

Агрохимические показатели пахотного горизонта перед закладкой опыта были следующие: рН в КСl - 5,19, содержание подвижных форм Р₂О₅ - 195 и К₂О - 266 мг/кг почвы, гумуса - 2,51%.

Исследования проводили в звене кормового севооборота с чередованием культур: многолетние травы первого года жизни (2004 г.) - первого года пользования (2005 г.) - второго года пользования (2006 г.) - третьего года пользования (2007 г.).

Состав травосмесей был следующий: бобово-злаковая травосмесь: тимофеевка луговая - 4,7 кг/га, овсяница луговая - 7 кг/га, лядвенец рогатый - 8 кг/га, клевер луговой - 3 кг (22,7 кг/га, или 16 млн. семян); злаковая травосмесь: тимофеевка луговая - 8 кг/га, овсяница луговая - 12 кг/га (20 кг/га, или 17 млн. семян).

Площадь делянок - 32 (8х4) м² (кормовой севооборот). Повторность вариантов - 4-кратная.

В качестве минеральных удобрений в опытах применяли: азотные - карбамид (под первый укос), сульфат аммония (второй укос), фосфорные - аммонизированный суперфосфат, калийные - хлористый калий; в качестве органических - торфонавозные компосты.

В почвенных образцах определяли: рн в КСI - потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85); подвижные формы фосфора и калия - по Кирсанову (ГОСТ 26207-91); общий гумус - по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 262 13-91). В растительных образцах азот, фосфор и калий определяли из одной навески после мокрого озоления серной кислотой, азот - методом Къельдаля (ГОСТ 13496.4-93), фосфор - на фотоэлектрокалориметре (ГОСТ 26657-85), калий - на пламенном фотометре (ГОСТ 30504-97), кальций и магний - на атомноадсорбционном спектрофотометре (ГОСТ 26570-95, ГОСТ 305-97).

Температура воздуха и осадки в годы исследований приведены по данным наблюдений в КСПУП «Экспериментальная база им. Суворова». Гидротермический коэффициент (ГТК) по месяцам и за вегетационный период рассчитывался по Г.Т. Селянинову.

Определение массы корневых и пожнивных остатков проводили по методу М.З. Станкова [9], после уборки трав второго и третьего года пользования.

Исследования показали, что злаковые и бобово-злаковые травосмеси второго года пользования накапливали примерно равное количество сухого вещества корневых и пожнивных остатков, величина которого в большей степени зависела от системы удобрения и доз азотных и фосфорных удобрений. например, злаковые травосмеси на контроле и фоне PK накапливали 33,6-46,3 ц/га сухого вещества корневых и пожнивных остатков, бобово-злаковые - 39,2-49,7 ц/га, что на 1,6-5,6 ц/га больше, чем злаковые. При внесении азотных удобрений (N_90-120 и N_40-60), наоборот, наблюдалось увеличение, в большей степени, количества растительных остатков злаковых травостоев - до 52,7-60,1 ц/га, что на 4,4- 8,4 ц/га превышало их накопление бобово-злаковыми травосмесями (48,3-51,7 ц/га) (вар. 4-5). В вариантах с внесением повышенной дозы фосфора (P_50-60-), а также на фоне последействия органических удобрений (вар. 6-7) накопление растительных остатков было примерно одинаковым, с небольшим преимуществом (0,5- 1,1 ц/га) бобово-злаковых травосмесей (табл.1): на злаковой травосмеси - 52,4- 64,6, на бобово-злаковой - 53,5-65,1 ц/га.

Учет массы корневых остатков третьего года пользования показал, что на контрольном варианте произошло их некоторое снижение по сравнению со вторым годом пользования: на злаковых от 33,6 до 30,0 ц/га, на бобово-злаковых - от 39,2 до 36,1 ц/га, В удобренных вариантах (в среднем по вар. 2-7) наблюдалось увеличение количества остатков на бобово-злаковых травосмесях - от 52,7 до 61,3 ц/га и осталось без изменения на злаковых - 53,4 и 53,2 ц/га (табл. 2).

Бобово-злаковые травосмеси третьего года пользования, аналогично второму году пользования, на контроле и фоне PK аккумулировали больше остатков в почве по сравнению со злаковыми (на 6,1-13,7 ц/га). Внесение азотных удобрений привело к дальнейшему накоплению остатков как злаковых, так и бобовозлаковых травосмесей. В варианте с последействием органических удобрений на фоне NPK масса послеуборочных остатков стабилизировалась на уровне второго года пользования на бобово-злаковых травосмесях - 65,3, с незначительным увеличением на злаковых - до 68,5 ц/га (табл. 1, 2).

Масса корневых и пожнивных остатков злаковых травосмесей третьего года пользования в удобренных вариантах составила 41,6-68,5 ц/га (сухое вещество), или 99% от массы корневых остатков второго года пользования. Масса корневых и пожнивных остатков бобово-злаковых травосмесей - 53,1-70,4 ц/га, или 117% к уровню второго года пользования.

Влияние минеральных и органических удобрений на урожайность и накопление корневых и пожнивных остатков (сухое вещество) травосмесями второго года пользования, ц/га

Изучение корреляционной связи урожая надземной массы (по сухому веществу) многолетних трав с накоплением ими корневых и пожнивных остатков показало, что коэффициент корреляции у злаковых трав второго года пользования составил r = 0,95, третьего года пользования - r = 0,88, у бобово-злаковых травосмесей - 0,88 и 0,85 соответственно. Это связано, очевидно, с тем, что злаковые травы более отзывчивы на внесение азотных удобрений.

Влияние минеральных и органических удобрений на урожайность и накопление корневых и пожнивных остатков (сухое вещество) травосмесями третьего года пользования, ц/га

Так как прямой учет корневых и пожнивных остатков трав связан со значительными материальными затратами и достаточно трудоемок, то представляет собой большой научный и практический интерес прогнозирование их накопления по величине урожая отчуждаемой массы, т.е. сухого вещества или зеленой массы злаковых и бобово-злаковых травосмесей. Группировка урожайных данных (табл. 1, 2) показала, что при урожае сухого вещества злаковых трав на уровне 42-36 ц/га соотношение сухой отчуждаемой массы к остаткам находится в пределах от 0,81 до 0,83. С увеличением урожая до 41-59 ц/га оно увеличивается до 0,87-0,98. При более высоком уровне урожая 75-98 ц/га соотношение снижается до 0,63-0,75 (табл. 3).

Такая же закономерность присуща и бобово-злаковым травосмесям. При урожае сухой массы на уровне 47-52 ц/га отношение к остаткам трав составило 0,76-0,77, при 54-62 ц/га - 0,8-1,0, при 58-85 ц/га - 0,73-1,03.

Обобщение результатов исследований свидетельствует, что накопление корневых и пожнивных остатков как злаковыми, так и бобово-злаковыми травосмесями имеет определенную закономерность. Величина отношения остатков к отчуждаемой продуктивной части растений с увеличением урожая повышается до определенного уровня, затем несколько снижается. Таким образом, определенные в опытах соотношения между массой растительных остатков изучаемых травосмесей и урожаем могут быть использованы для примерного подсчета накопления остатков (табл.).

Взаимосвязь уровня урожая трав и величины соотношения корневых и пожнивных остатков злаковых и бобово-злаковых травосмесей второго и третьего пользования (сухое вещество)

Расчет примерного количества органического вещества, поступившего с корневыми и пожнивными остатками. Урожайность бобово-злаковых травосмесей второго года пользования в сумме за два укоса составила 60 ц/га сухого вещества. Количество поступивших пожнивных и корневых остатков при этом равен 60*0,80 = 48,0 ц/га сухого вещества (табл. 3). Среднее количество азота в остатках бобово-злаковых травосмесей, по известным данным, составляет 2,46% (от 2,44 до 2,48) [7]. Поступление азота в почву с остатками - 48*2,46 = 118,1 кг/га, что соответствует 23,6 тоннам навоза [11].

Выводы

1. На дерново-подзолистой рыхлосупесчаной, хорошо обеспеченной подвижными формами фосфора и калия почве накопление корневых и пожнивных остатков злаковыми и бобово-злаковыми травосмесями в большей степени зависит от уровня урожая трав и доз удобрений, в меньшей - от видового состава травосмесей. Бобово-злаковые травосмеси накапливали корневых и пожнивных остатков на контроле - 36,1-39,2, на фоне PK - 47,9-55,3, на фоне NPK - 48,3-70,4 ц/га сухого вещества, злаковые - 30,0-33,6, 43,0-46,3 и 52,2-67,5 ц/га соответственно.

2. Корреляционная зависимость урожая надземной массы (сухое вещество) с накоплением ей корневых и пожнивных остатков у многолетних злаковых травосмесей более сильная - во второй год пользования r = 0,95, в третий - r = 0,88, чем у бобово-злаковых - r = 0,88 и 0,85 соответственно.

3. В зависимости от уровня урожая трав и вида травосмеси отношение отчуждаемой массы сухого вещества и корневых и пожнивных остатков варьирует в интервале от 0,63 до 1,03. Эти соотношения могут быть использованы для примерного подсчета корневых и пожнивных остатков на дерново-подзолистых рыхлосупесчаных почвах при возделывании травосмесей аналогичного ботанического состава.

Литература

гумусный травосеяние земледелие удобрение

1. Павловец, Н.А. Максимальное развитие травосеяния - фактор экологически чистого земледелия и обеспечения животноводства кормами / Н.А. Павловец. - Минск: Белнаучцентринформмаркетинг АПК, 1998. - 32 с.

2. никончик, П.И. Сравнительная продуктивность многолетних трав и кукурузы по результатам исследований в опытах и фактической урожайности в производстве / П.И. Никончик // Земляробства i ахова раслiн. - 2008. - № 6(61). - С.12-15.

3. Лесько, В.А. Продуктивность трав сенокосного использования и их норм высева с участием клевера лугового сорта Долголетний при разных сроках внесения минеральных удобрений на легких супесчаных почвах / В.А. Лесько. - Гомель: Полеспечать, 2001. - 24 с.

4. Лесько, В.А. Продуктивность культурных сенокосов и пастбищ со злаковым и бобово-злаковым травостоем / В.А. Лесько // Мелиорация сельскохозяйственных земель в XXI веке: проблемы и перспективы: материалы междунар. науч.-практ. конф., Минск, 20-22 марта 2007 / Ин-т мелиорации. - Минск, 2007. - С. 217.

5. шемпель, В.И. Влияние удобрений на накопление зернобобовыми культурами корневых и пожнивных остатков / В.И. шемпель, н.П. Кукреш // Земледелие и растениеводство в БССР: сб. науч. трудов / БелнИИЗиК; науч. ред. В.И. шемпель. - Минск: Ураджай. - 1967. - Т. XI. - С. 68-80.

6. Лапа, В.В. Состояние и перспективы поддержания запасов органического вещества в пахотных почвах Республики Беларусь / В.В. Лапа, Т.М. Серая // Почва - удобрение - плодородие - урожай: материалы междунар. науч.-практ. конф., Минск, 16-18 февр. 2009 г. / НАН Беларуси, НПЦ НАН Беларуси по земледелию, Ин-т почвоведения и агрохимии, БОП; редкол.: В.В. Лапа [и др.]. - Минск, 2009. - С. 172-175.

7. Тиво, П.Ф. Агрохимическая оценка растительных остатков сельскохозяйственных культур в условиях Белорусского Поозерья / П.Ф. Тиво, А.С. Васько, А.П. Лопух // Мелиорация сельскохозяйственных земель в XXI веке: проблемы и перспективы: материалы междунар. науч.-практ. конф., Минск, 20-22 марта 2007 г./ Ин-т мелиорации. - Минск, 2007. - С. 321-324.

8. Вайчюлите, Р. Влияние луговых сообществ на агрохимические показатели дерново-подзолистой супесчаной почвы // Почвы и их плодородие на рубеже столетий: материалы II съезда белорусского общества почвоведов, Минск, 25-29 июня 2001 г. / Ин-т почвоведения и агрохимии. -Минск, 2001. - Кн. 2: Актуальные проблемы плодородия почв в современных условиях. - С. 68-70.

9. Станков, Н.З. Корневая система полевых культур / Н.З. Станков. - М.: Колос. - 1964. - 280 с.

10. Воробъев, В.Б. Урожайность и масса растительных остатков озимой пшеницы в связи с различным уровнем азотного питания / В.Б. Воробъев, С.И. Ласточкина // Земляробства i ахова раслiн. - № 5(66). - 2009. - С. 10-15.

11. Справочник агрохимика / В.В. Лапа [и др.]; под ред. В.В. Лапа. - Минск: Белорус. наука, 2007. - С. 75.

Размещено на Allbest.ru