Обогащение каштановых почв органическим веществом при возделывании бобовых трав и амаранта

Enrichment of chestnut soils with organic matter in the cultivation of leguminous herbs and amaranth

Albina A. Sabanova, Diana T. Kalitseva, Aslanbek Kh. Kozyrev, Aslanbek G. Vaniev

Legumes play a leading role among various agricultural crops in soil enrichment with organic matter, both in terms of quantity and quality. As a result of studies the optimal legume components for amaranth (yellow sweet clover, alfalfa and clover) in binary crops were selected on chestnut soils of the steppe zone of North Ossetia-Alania. The amount of organic matter entering the soil from single-species and mixed grass crops was determined. The yield and mass of root and stubble residues after single and binary sowing of amaranth and leguminous herbs depended significantly on the moisture supply of plants, the type of herbs and the compatibility of the components of binary sowing. Sweet clover was the most productive among the leguminous herbs during the entire research with the result of 23.8; 21.0; 25.1 t/ha and alfalfa with the result of 15.7; 14.8; 17.6 t/ha respectively. In terms of yield, binary crops of leguminous herbs and amaranth significantly exceeded single ones. By the number of accumulated root and stubble residues in the soil, binary crops of amaranth + clover, amaranth + alfalfa, amaranth + bird, amaranth + sweet clover and amaranth + stubble exceeded single crops of leguminous herbs by 8.09; 7.31; 10.53; 7.06 ; 8.80 t/ha and single crops of amaranth - by 5.50; 6.45; 4.95; 8.38 and 3.45 t/ha correspondingly.

Key words: amaranth, leguminous herbs, binary crops, yield capacity, root residues, stubble residues

Введение

Для предотвращения наиболее опасных видов деградации почв и сохранения ее плодородия предусмотрена экологически безопасная направленность землепользования, основанная на необходимости максимально возможного приближения земледелия к естественно-природным аналогам при поддержании высокой продуктивности сельскохозяйственного производства, оптимизированных технологий возделывания сельскохозяйственных культур [1].

Обзор литературы. Возделывание бобовых культур совместно со злаковым компонентом способствует лучшей обеспеченности их элементами питания и влагой, вследствие различий в строении корневых систем и распределению по профилю почвы [2, 3].

Трансформация атмосферного азота в биологический при участии клубеньковых бактерий способствует повышению общей и белковой продуктивности злакового компонента [5-7].

Корневая система бобовых культур обладает способностью переводить труднорастворимые фосфорные и кальциевые соединения почвы в легкодоступные, подвижные соединения этих элементов благодаря органическим выделениям [8, 9].

Также пожнивно-корневые остатки главным образом многолетних бобовых трав способствуют сохранению или повышению обеспеченности почвы органическим веществом. При этом улучшаются физико-химические свойства почвы, оздоравливается фитосанитарное состояние посевов [1].

Оценивая роль факторов, влияющих на формирование урожая, следует учитывать почвенное плодородие и климатические условия в формировании агрофитоценозов, их взаимодействие, потому как именно их комплексное влияние определяет величину урожая [10].

В настоящее время в сельскохозяйственном производстве, как агроприем современных технологий, практикуются смешанные посевы, эффективнее использующие природные ресурсы и оптимизирующие продуктивность. Это позволяет сохранить плодородие почвы и получить качественную продукцию растениеводства [11, 12].

Биологическую продуктивность бинарных посевов можно повысить за счет разделения экологических ниш по основным ресурсам роста и увеличения кооперации между компонентами смеси, снижая конкуренцию между ними [13, 14].

В связи с этим цель исследований заключалась в подборе лучшего бобового компонента для амаранта в бинарном посеве, определении продуктивности трав в одновидовых и смешанных посевах и выявлении количества органического вещества, поступающего в почву от одновидовых и бинарных посевов трав.

бобовый амарант почва посев

Методика исследований

Объектами исследований были: из мятликовых - амарант; из бобовых трав - люцерна, донник желтый, клевер, лядвенец рогатый, вязель в одновидовых и смешанных посевах. Исследования проводились в степной зоне РСО-Алания на Моздокском госсортоучастке в богарных условиях. Почвы - каштановые, подтип каштановые. Содержание гумуса 2,5-3,2 %, рН сол.- 7,2-7,5; легкогидролизуемого азота - 6,0-6,8 мг, подвижного фосфора по Мачигину - 0,8-1,8 мг, обменного калия по Протасову - 25-35 мг, сумма поглощенных оснований составляет 20-23 мг-экв на 100 г почвы [14].

Полевые опыты закладывались в 2014-2016 годах в четырехкратной повторности. Площадь опытных делянок 10 м², размещение вариантов рендомизированное. Агротехника возделывания трав обычная для зоны.

Полевые опыты заложены по методическим указаниям Б. А. Доспехова (1985). Наблюдения за ростом и развитием трав вели по методике «Государственные сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1989).

Урожай зеленой массы определяли в фазу бутонизации - начала цветения. Учет количества корневых и стерневых остатков проводили методом рамочной выемки почвы по Н.З. Станкову (1964).

За контрольный вариант был принят в одновидовых посевах посев лядвенца рогатого, а в бинарных посевах - амарант+вязель.

Климатические условия в годы проведения исследований значительно различались. 2016 год был более благоприятным для возделывания мятликовых и бобовых трав, 2014 год - менее благоприятным, 2015 год - неблагоприятным.

Результаты и их обсуждение

Проведенные исследования свидетельствуют, что в зависимости от климатических условий урожайность амаранта и бобовых в одинарных посевах колебалась значительно. В менее благоприятном по климатическим условиям 2014 году максимальный урожай получен с одинарного посева донника желтого - 23,8 т/га, минимальный - лядвенца рогатого 6,8 т/га (табл. 1).

Таблица 1. Масса органических остатков, накапливаемая в почве одновидовыми посевами бобовых трав и амаранта (в слое 0-50 см)

Источник: составлено авторами на основании экспериментальных данных.

Урожайность трав в 2015 году снижалась. Колебания составили от 6,1 т/га (лядвенец) до 21,0 т/га (донник). Самый высокий урожай трав получен в 2016 году (наиболее благоприятном) - от 7,6 т/га (лядвенец) до 25,1 т/га (донник). Высокий урожай получен и с одинарных посевов люцерны и клевера - 17,6 и 12,1 т/га. Урожайность зеленой массы амаранта также колебалась по годам исследований - 17,8; 15,3 и 19,0 т/га.

Из бобовых трав наиболее урожайными во все годы исследований были донник - 23,8; 21,0; 25,1 т/га и люцерна - 15,7; 14,8; 17,6 т/га.

Следовательно, на урожайность трав в одинарных посевах существенно влияли климатические условия года исследований.

От вида трав и климатических условий года значительно изменялась и масса корневых остатков в одинарных посевах трав.

В 2014 году наибольшее количество корневых остатков накапливалось в почве посевов донника - 9,62 т/га, наименьшее - в посевах лядвенца - 3,64 т/га. В 2015 году корневых остатков накапливалось меньше. Их количество колебалось от 3,33 т/га (лядвенец) до 7,73 т/га (донник). По сравнению с 2014 годом в почве накапливалось меньше корневых остатков: на 0,86 т/га (амарант); на 0,96 т/га (клевер); на 1,31 т/га (люцерна); на 0,31 т/га (лядвенец); на 1,89 т/га (донник) и на 0,78 т/га (вязель).

Значительно больше корневых остатков накапливалось в почве 2016 году от 3,88 (лядвенец) до 10,08 т/га (донник).

Во все годы исследований наибольшее количество корневых остатков накапливали одинарные посевы амаранта - 8,44; 7,58; 9,37 т/га и донника - 9,62; 7,73; 10,08 т/га соответственно по 2014, 2015, 2016 годам.

Количество стерневых остатков после уборки трав в 2014 колебалось от 0,68 га (лядвенец) до 2,03 т/га (донник); в 2015 году - с 0,54 (лядвенец) до 1,80 т/га (донник); в 2016 году - с 1,11 (лядвенец) до 2,61 т/га (донник). Больше стерневых остатков накапливали травы в 2016 году.

Аналогичная ситуация складывалась при определении суммы корневых и стерневых остатков. В менее благоприятном 2014 году их масса колебалась от 4,32 т/га (лядвенец) до 11,65 т/га (донник). В 2015 году - от 3,87 т/га (лядвенец) до 9,53 т/га (донник) и в 2016 году от 4,99 т/га (лядвенец) до 12,69 (донник). При этом было установлено, что масса корневых остатков в среднем за три года значительно превышала массу стерневых остатков: у амаранта в 5,8 раз; клевера - 5,8; люцерны - 6,8; лядвенца - 4,6; донника - 4,3 и вязеля - 4,2 раза.

Определяя коэффициент пожнивно-корневых остатков, установили, что он колебался в среднем за три года с 0,48 до 0,69.

Под влиянием многих факторов формируется урожайность бинарных посевов, соответственно и масса корневых и стерневых остатков. Самыми важными факторами являются количество, соотношение компонентов и уровень минерального питания.

Определяя оптимальный бобовый компонент для амаранта, мы определили урожайность бинарных трав с ним, и массу корневых и стерневых остатков, оставляемых посевами в почве.

В 2014 году урожайность бинарных посевов: амарант+клевер, амарант+люцерна, амарант+лядвенец, амарант+донник и амарант+вязель превосходили одинарные посевы бобовых трав клевера, люцерны, лядвенца, донника и вязеля на 15,3; 9,8; 18,4; 10,8; 13,7 т/га (табл. 2).

Таблица 2. Масса органических остатков, накапливаемая в почве бинарными посевами бобовых трав и амаранта (в слое 0-50 см)

Источник: составлено авторами на основании экспериментальных данных.

Эти же бинарные посевы по урожайности зеленой массы превосходили урожайность одинарных посевов амаранта на 8,7; 8,5; 7,9; 16,8; 3,7 т/га соответственно. Аналогичную закономерность выявили в 2015 и 2016 годах.

Масса корневых и стерневых остатков бинарных посевов также значительно превосходила таковые одинарных посевов бобовых трав и амаранта. В 2014 году масса корневых остатков бинарных посевов: амарант+клевер, амарант+люцерна, амарант+лядвенец, амарант+донник и амарант+вязель превысила корневые остатки одинарных посевов бобовых трав на 4,78; 5,07; 7,80; 5,27 и 7,21 т/га и на 2,92; 4,74; 3,0; 6,45 и 2,75 т/га одинарных посевов амаранта.

Следовательно, бинарные посевы амарант+донник, амарант+люцерна и амарант+клевер формировали более высокий урожай зеленой массы, чем одинарные посевы этих трав. После этих бинарных посевов в почве накапливалось значительно больше органического вещества в виде корневых и стерневых остатков.

Заключение

1. Урожайность, масса корневых и стерневых остатков, получаемые при возделывании однокомпонентных и смешанных посевов амаранта и бобовых трав, зависят от обеспеченности растений влагой, вида трав и совместимости компонентов бинарного посева.

2. Одинарные посевы бобовых трав на 8,09; 7,31; 10,53; 7,06 и 8,80 т/га и одинарные посевы амаранта на 5,50; 6,45; 4,95; 8,38 и 3,45 т/га уступали бинарным посевам амарант+клевер, амарант-+люцерна, амарант+лядвенец, амарант+донник и амарант+вязель по количеству накапливаемых корневых и стерневых остатков в почве.

3. Для создания высокопродуктивных средообразующих агроценозов в степной зоне РСО-Алания (почвы каштановые) лучшим белковым компонентом для амаранта являются донник желтый, люцерна или клевер.

Список источников

1. Bekuzarova S.A. et al. Natural growth and development stimulants of lucerne plants // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Т 624. С. 012005.

2. Сабанова А.А., Фарниев А.Т. Биологизация технологии возделывания клевера лугового. Владикавказ: издательство Горского государственного аграрного университета, 2021. 192 с.

3. Бобово-злаковые травосмеси для предгорной зоны Кабардино-Балкарии / И.М. Ханиева [и др.] // Тенденции современной науки: материалы Международной научно-практической конференции 30.05. - 7.06. Великобритания, 2014. С. 85-87.

4. Сабанова А.А., Басаев И.Б., Фарниев А.Т. Симбиотическая активность и белковая продуктивность козлятника восточного в предгорной зоне Северного Кавказа. Владикавказ: изд. Горского государственного аграрного университета, 2006. 96 с.

5. Образцов В.Н., Щедрина Д.И., Кондратов В.В. Семенная продуктивность фестуллолиума в зависимости от приемов возделывания в лесостепи Центрального Черноземья // Кормопроизводство. 2013. №7. С. 28-30.

6. Фарниев А.Т., Сабанова А. А., Калицева Д.Т. Продуктивность и качество амаранта и бобовых трав в одновидовых и бинарных посевах // Нива Поволжья. 2020. .№1(54). С. 76-82.

7. Фарниев А.Т., Сабанова А.А., Калицева Д.Т. Роль амаранта и бобовых трав в обогащении почвы питательными веществами // Известия Горского государственного аграрного университета. 2012. Т.49. J№3. С. 25-31.

8. Бинарные посевы подсолнечника и бобовых трав и сохранение плодородия почвы / Е.П. Луганцев [и др.] // Земледелие. 2008. № 4. С. 22-23.

9. Шафран С.А., Прошкин В.А. Влияние агрохимических свойств почв Центрального района на урожайность зерновых культур // Агрохимия. 2008. № 7. С. 1-9.

10. Фарниев А.Т, Сабанова А. А., Калицева Д.Т Экологические основы реализации биоресурсно- го потенциала амаранта и бобовых трав. - Владикавказ: изд. Горского государственного аграрного университета, 2015. 165 с.

11. Белюченко И. С. Особенности функционирования и экологический потенциал агроландшафтов Кубани. Совмещенные посевы полевых культур в севообороте ландшафта: сборник трудов Международной научно-экологической конференции. 29-30 марта. Краснодар: изд. Кубанский ГАУ, 2016. С. 10-17.

12. Crowle W. Yield and protein content of forage mixtures and subseguent grain crops. Forage Notes, 1978, P 76-78.

13. Kostuch R. Cospodeareze znaczenie przemiennych uzytrow zielonych // Wiad. Melior. Lakarsk. 1980, J№23, P 343-345.

14. Дзанагов С.Х., Сокаев К.Е. Эффективность применения удобрений под подсолнечник на каштановых почвах Моздокской степи // Агрохимия. 1986. .№8. С. 51.

References

1. Bekuzarova S.A. et al. Natural growth and development stimulants of lucerne plants. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021; (624):012005.

2. Sabanova A.A., Farniev A.T. Biologizacija tehnologii vozdelyvanijaklevera lugovogo. Vladikavkaz: House of Gorski State Agrarian University Publishing; 2021. (In Russ.).

3. Hanieva I.M., Magomedov G.K., Kuchukov PM, Zhirikov M.S., Hanieva I.M. Bobovo-zlakovye travosmesi dlja predgornoj zony Kabardino-Balkarii. In: Tendencii sovremennoj nauki: materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, Sheffild, 2014, 30 May - 7 June 2014, Velikobritanija. Science and education LTD; 2014. p. 85-87. (In Russ.).

4. Sabanova A.A., Basaev I.B., Farniev A.T. Simbioticheskaja aktivnost'i belkovajaproduktivnost' kozljatnika vostochnogo v predgornoj zone Severnogo Kavkaza. Vladikavkaz: house of Gorski State Agrarian University publishing; 2006. (In Russ.).

5. Obrazcov V.N., Shhedrina D.I., Kondratov V.V. Semennaja produktivnost' festulloliuma v zavisimosti ot priemov vozdelyvanija v lesostepi Central'nogo Chernozem'ja. Kormoproizvodstvo. 2013;(7): 28-30. (In Russ.).

6. Farniev A.T., Sabanova A.A., Kaliceva D.T. Produktivnost' i kachestvo amaranta i bobovyh trav v odnovidovyh i binarnyh posevah.NivaPovolzh'ja. 2020;1(54): 76-82. (In Russ.).

7. Farniev A.T., Sabanova A.A., Kaliceva D.T. Rol' amaranta i bobovyh trav v obogashhenii pochvy pitatel'nymi veshhestvami. Izvestija Gorskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Proceedings of Gorsky State Agrarian University. 2012;49(3): 25-31. (In Russ.).

8. Lugancev E.P, Avdeenko A.P, Zelenskij N.A., Shestov I.N. Binarnye posevy podsolnechnika i bobovyh trav i sohranenie plodorodija pochvy. Zemledelie. 2008;(4): 22-23. (In Russ.).

9. Shafran S.A., Proshkin V.A. Vlijanie agrohimicheskih svojstv pochv Central'nogo rajona na urozhajnost' zernovyh kul'tur. Agrohimija. 2008;(7): 1-9. (In Russ.).

10. Farniev A.T., Sabanova A.A., Kaliceva D.T. Jekologicheskie osnovy realizacii bioresursnogo potenciala amaranta i bobovyh trav. Vladikavkaz: House of Gorsky State Agrarian University Publishing; 2015. (In Russ.).

11. Beljuchenko I.S. Osobennosti funkcionirovanija i jekologicheskij potencial agrolandshaftov Kubani. In: Sovmeshhennyeposevypolevyh kul'tur v sevooborote landshafta: sbornik trudovMezhdunarodnoj nauchno-jekologicheskoj konferencii, 29-30 March, 2016. Krasnodar: Izd-vo Kubanskij GAU; 2016. p. 10-17. (In Russ.).

12. Crowle W. Yield and protein content of forage mixtures and subseguent grain crops. Forage Notes; 1978.

13. Kostuch R. Cospodeareze znaczenie przemiennych uzytrow zielonych. Wiad. Melior. Lakarsk. 1980;(23): 343-345.

14. Dzanagov S.H. Sokaev K.E. Effektivnost' primeneniya udobrenij pod podsolnechnik na kashtanovyh pochvah Mozdokskoj stepi. Agrohimiya. 1986;(8): 51. (In Russ.).

Размещено на Allbest.ru