Содержание к диссертации
Введение
1. Теоретические основы экологического подхода к изучению и оценке сидерационных культур
1.1. Краткие исторические сведения применения и распространения сидерационных культур
1.2. Формы применения зеленого удобрения 12
1.3. Биологические особенности сидерационных культур, их требование к условиям роста и развития
1.4. Влияние сидерационных культур на плодородие почвы 19
1.5. Эффективность использования зеленого удобрения в интенсивном земледелии
2. Условия и методика проведения исследований 29
2.1. Краткая характеристика природных условий Астраханской области и места проведения исследований
2.2. Материал и методика проведения исследований 34
3. Биологические особенности и продуктивность сидерационных культур
3.1. Эколого-биологические особенности роста и развития сидерационных культур
3.2. Фотосинтетическая деятельность, урожайность и химический состав сидерационных культур
4. Влияние сидерационных культур на плодородие почвы 61
4.1. Поступление органического вещества в почву 61
4.2. Агрегатный состав почвы 63
4.3. Симбиотический аппарат сидерационных культур 68
4.4. Биологическая активность 70
4.5. Влияние сидератов на засоренность полей 77
4.6. Влияние зеленого удобрения на микроклимат 78
5. Влияние сидератов на продуктивность зернофуражных и силостных культур
5.1. Эколого-биологические особенности зернофуражных культур
5.2. Продуктивность кукурузы и сорго в зависимости от предшественника
5.3. Продуктивность орошаемой пашни при выращивании двух урожаев зеленой массы кормовых культур
5.4. Биоэнергетическая эффективность зернофуражных культур при возделывании их в сочетании с сидератами
Выводы 97
Предложения производству 99
Литература 100
Приложение
- Краткие исторические сведения применения и распространения сидерационных культур
- Краткая характеристика природных условий Астраханской области и места проведения исследований
- Эколого-биологические особенности роста и развития сидерационных культур
- Поступление органического вещества в почву
Введение к работе
Для обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации и удовлетворения населения в продуктах животноводства по физиологически обоснованным нормам, питания на душу населения необходимо производить 350 кг молока, 80 кг мяса и 270 шт. яиц в год. На . 2010 г. с учетом роста численности населения общее производство мяса всех видов должно составить 13,7 млн. т., молока - 55 млн. т. и яиц - 50 млрд. шт. Производство такого количества продукции требует интенсификации кормопроизводства. Кормопроизводство является основополагающей отраслью сельского хозяйства научно-технический уровень развития которой определяет состояние животноводства и оказывает существенное влияние на решение обострившихся проблем стабилизации и биологизации земледелия и растениеводства, повышения плодородия почв и охраны окружающей среды.
Для современного кормопроизводства характерно вовлечение в сферу своего функционирования большей части пашни специфических, систем и технологий получения разнообразного растительного сырья, его переработки и использования на кормовые цели.
В условиях ограниченного ресурсного обеспечения АПК особенно возрастает роль кормопроизводства в решении проблемы обогащения почвы органическим веществом1 и биологическим азотом, улучшения фитосанитарного состояния посевов; и физико-биохимических свойств почвы, сохранения ее от эрозии.
Земля, почва — главное; богатство любой страны, источник существования всего человечества.. Проблема сбережения и повышения почвенного плодородия приобретает первостепенное значение во всех странах мира.
Механизация, химизация и другие агробиологические приемы все более и более содействуют росту урожайности орошаемых сельскохозяйственных культур. Но в орошаемом земледелии проявляют свое действие некоторые факторы, тормозящие прогрессивный рост урожайности.
Одним из наиболее важных факторов этого рода является ухудшение агрономических качеств почвы под влиянием систематических поливов. Это обусловлено быстрым разрушением, органического вещества почвы; при оптимальной ее влажности, создаваемой * поливами, высоких температурах в течение вегетационного периода. Наиболее сильное отрицательное последствие этого явления развивается на почвах сухих и полупустынных степей: Возделывание- ценных зернофуражных культур, требующих проведения регулярных поливов и рыхления почвы, еще больше усиливает распад почвенного перегноя и растительных остатков.
Дг№ систематического улучшения агрономических качеств почвы необходимо обеспечить обильное снабжение орошаемых полей і органическим веществом. С этой' целью (Бабич, 1977; Агаджанян, 1978;: Агеев, 1984 и др.) в принятых при орошениш севооборотах высеваются многолетние кормовые травы, которые дают большое количество корневой массы, улучшающей структурное строение почвы. Это не дешевое средство, поскольку под травы занимаются ценные поливные земли в течение двух-трех лет (т.е. 25-38% и более площади севооборота). Кроме того, примененное в отдельности, оно не разрешает в полной степени, задачу улучшения агрономических качеств почвы (Филин, 2000 г.)
Актуальность проблемы. Для усиления положительного влияния многолетних трав; в севообороте необходимы дополнительные источники органического вещества, в частности применение сидератові (зеленого удобрения). Использование на сидераты различные культуры относится к древнейшим временам (свыше 3000 лет). С течением времени значение этих посевов все возрастало и ныне; практическое применение* их расширилось. Это не только зеленое удобрение, но и зеленая масса на корм скоту,, приготовление сена, травяной муки, гранул, на выпас сельскохозяйственных животных и т.д.
Возделывание сидерационных культур на орошаемых землях позволяет повысить плодородие почвы и увеличить производство кормов и властности зернофуражных.
Сидерационные культуры не требуют дополнительных площадей, не сокращают посевы-других сельскохозяйственных культур, не конкурируют с ними в потреблении оросительной воды. Они способствуют очищению полей от сорной растительности, предупреждают вторичное засоление почвы, повышают плодородие ее, и урожайность последующих культур. Новый этап , использования сидерационных культур на орошаемых землях требует глубокого научного подхода к решению проблемы интенсификации сельскохозяйственного производства, получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.
В современных условиях для интенсивного использования орошаемых земель требуется широкое использование различных видов и новых поколений сортов кормовых культур, обуславливающих более полное и рациональное использование биоклиматических факторов Астраханской области. Недостаточная изученность выращивания сидерационных культур в регионе служит одной из основных причин отсутствия их в производственных посевах..
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение биологических особенностей и продуктивности сидерационных культур, влияние их на плодородие почвы и урожайность зернофуражных культур.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
Комплексно оценить > агроклиматические условия места проведения исследований
Изучить биологические: особенности и дать сравнительную* оценку продуктивности различных видов сидерационных культур;
Определить зависимость формирования урожая кукурузы и сорго от разных предшественников;
Определить влияние сидерационных культур на плодородие почвы;
Дать энергетическую оценку возделывания сидерационных культур, кукурузы, сорго и зерновых колосовых на орошаемых землях.
Научная новизна. На основании анализа агроклиматических ресурсов, изучения биологических особенностей растений дано теоретическое обоснование агроценозам при возделывании на сидерацию в промежуточных посевах и на зернофураж в основных посевах в системе интенсивного использования орошаемой пашни в Астраханской области.
Впервые для орошаемой зоны дельты Волги определены наиболее адаптированные и высокопродуктивные культуры для возделывания, в промежуточных посевах на сидераты и на зернофураж в основных посевах.
Установлено влияние интенсивных приемов использования орошаемой пашни на повышение выхода кормов с единицы площади и питательную их ценность. Впервые, применительно к условиям региона, определено влияние сидерации, на комплекс агрофизических, агрохимических, свойств почвы и деятельность почвенных микроорганизмов и на численность сорной растительности. Дана энергетическая оценка возделывания сидерационных и зернофуражных культур.
Практическая значимость работы. Результаты биоэкологической оценки кормовых агроценозов на- основе комплексного исследования адаптивности и продуктивности промежуточных и основных посевов имеют первостепенное значение для оптимизации рационального землепользования, обеспечения продовольственной безопасности; решения проблемы повышения качества: кормов ресурсосберегающими и экологически безопасными приемами. Результаты исследований позволили научно * обосновать набор сидерационных культур для выращивания в летний и ранне осенний периоды и зернофуражных культур в основных посевах.
Выявленные закономерности изменения продуктивности и химического состава сидерационных и зернофуражных культур и влияние их на плодородие почвы имеет большое значение при: разработке структуры посевных площадей сельскохозяйственных культур. Внедрение перспективных сидерационных культур в сельскохозяйственное производство позволит повысить урожайность зернофуражных культур.
Разработанные автором теоретические: положения и рекомендации отраженные в научных статьях, тезисах, книгах:: (Система земледелия Астраханской области; Животноводство Астраханской области; Ресурсосберегающие основы, орошаемого земледелия), используются і в курсах лекций; а также при- выполнении курсовых, дипломных и кандидатских работ на биологическом и аграрном, факультетах» Астраханского государственного университета.
Фактический материал и личный вклад соискателя.. В' основу диссертации положены научные исследования проведенные автором на кафедре ботаники по планам: НИР АГУ (1996-2000 гг.): «Растительный мир^ Астраханской области в условиях мелиорации земель»;, целевой отраслевой комплексной программы Российской академии сельскохозяйственных наук — 20. Корма (2001-2005 гг.). Личное участие автора* заключается в планировании; полевых и лабораторных исследований; в организации и выполнении исследований, сборе экспериментального материала, обработке полученных данных, анализе и обобщении результатов;
Апробация работы. Основные результаты исследований, вошедшие в диссератционную работу доложены: на международной конференции «Астраханская область в ХХГвеке - взгляд молодого поколения» (Астрахань, 1998); «IV ассамблея ассоциации университетов прикаспийских государств» (Астрахань, 1999); международной конференции «Социально-экономические преобразования в прикаспийском регионе: поиск оптимальной модели устойчивого развития» (Элиста, 2002).
Основные положения работы докладывались и обсуждались на ежегодных заседаниях кафедры ботаники АГУ (1997-2003 гг.).
Внедрение и производственная проверка результатов исследований проводилась в 2001-2003 годах на полях ООО «Искра» Приволжского района Астраханской области.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.
Краткие исторические сведения применения и распространения сидерационных культур
Родиной; зеленого удобрения считаются страны древней земледельческой культуры - Китай, Индия, Египет ш др., которые возделывают растения в качестве зеленого удобрения около 3000 лет. В этих странах сосредоточены наибольшие площади сидерационных посевов ив наше время. Отсюда через; Персию и Египет зеленое удобрение проникло в Европу.
В Европе сидераты стали распространятся в 16 веке в Италии, затем во Франции, Испании, а в конце 18 века - в Германии, где в качестве сидерата широко применяли люпин, а затем он был завезен в Польшу (Алексеев, 1957; Андрусенко, Коваленко, 1977; Белов,- Голодковский, 1986; Довбану 1981, 1990 и др.).
В России; первые опыты с люпином в качестве сидерата проводились. профессором ПіВі Будриным на. опытномvполе в Новой Александрии, (ныне Пулавы, Польша) с 1881 по 1905 г. и профессором G.H. Богдановым 1888 г., на почвах бывшего Радомысльского уезда. Этими опытами и было положено начало внедрениялюпина в Россию.
Большая работа по изучению сидератов: проводилась, на Горецкой опытной станции в Белорусии, а, также на. опытных станциях Гомельской; Минской; Ленинградской, Владимирской, Московской и других областей.
В деле ознакомления І с зеленым удобрением большое значение имели учебники академика; Д.НІ Прянишникова и его многочисленные статьи с энергичной пропагандой сидератов. Первые статьи Д:Н. Прянишникова по этому вопросу относится;к 1898-1901 гг. и затем до конца жизни, в течение 50 лет, Д.Н; Прянишников, работая над большими; проблемами агрохимии, вместе с тем не. переставал доказывать громадные возможности повышения урожайности при помощи зеленого удобрении в орошаемом земледелии. Академик В.Р. Вильяме, в опубликованном в 1919 г. капитальном труде (собрание сочинений, Т.Ш), дал высокую оценку этому приему повышения урожайности на песчаных и других бесструктурных почвах.
Интерес, к зеленому удобрению на орошаемых землях зародился в Средней Азии в связи с культурой хлопчатника. Первые опыты с зеленым удобрением под орошаемый хлопчатник были проведены М.М: Бушуевым в 1907-1911 гг. В этих опытах запахивали зеленую массу маша (мелкосеменной фасоли). Она повышала сборы хлопка, с учетом последействия ее на второй год на 80%.
Внимание к зеленому удобрению под хлопчатник возрождается в Средней Азии в 1930 году академиком Р.Я. Иоффе. В этих опытах признавалась высокая эффективность зеленого удобрения, однако необходимо было- найти формы его применения для- севооборотов с интенсивным насыщением хлопчатником.
Автор первый обзорной= крупной русской книги по орошаемому земледелию профессор А.В. Делинкайнис (1935 г.), дал определенное и положительное заключение о необходимости зеленого удобрения при орошении в Поволжье «для нашего! орошаемого земледелия и тем более в настоящее время, - пишет он в своей книге - зеленое удобрение должно быть поставлено в качестве основной меры повышения плодородия орошаемых полей». Доказывая полную возможность в Поволжье пожнивных (вторых) посевов после уборки зернофуражных культур, он- отмечал: «Надо все же считать, что наиболее рациональное применение пожнивные посевы получают в качестве зеленого удобрения в целях повышения плодородия почвы». Позднее, уже в послевоенный период,, посевы сидератов на орошаемых землях дельты Волги проводились М.М. Трофимовым в 1940-1950гг.
Однако работы по изучению сидератов в условиях орошения на аллювиальных почвах дельты Волги до настоящего времени не проводились или проводились в недостаточных масштабах и не были выяснены многие коренные вопросы зеленого удобрения при интенсивном землепользовании.
Краткая характеристика природных условий Астраханской области и места проведения исследований
Районирование территории; Астраханская область расположена на юге-востоке Европейской: части Российской; Федерации; на территории Нижнего Поволжья; Она простирается узкой полосой с северо-запада на юго-восток вдоль р. Волги- более чем на 400 км и« занимает площадь 44,1 тыс.кв.км. Представляя І. степную, сухостепную, полупустынную зоны.. По характеру ландшафта в области выделено восемь районов: Волго-Сарпинский; Баскунчакский, Волжско-Приергенинский, Волго-Уральский;, Западный; ильменно-бугровой, Восточный ильменно-бугровый, Волго-Ахтубинский и Дельтовый.
Из материалов ботанико-географического районирования следует, что территория области входит в состав Заволжской провинции Евроазиатской степной области и северо-Туранской провинции; Афро-Азиатской области (Харченко, 1982; Зонн, 1995; Тишков; 1996). Навостоке область граничит с Казахстаном, на западе с Калмыкией, на севере с Волгоградской областью, с юга омывается? Каспийским морем. В Астраханской области имеется 10 административных районов (Агроклиматическиеj ресурсы Астраханской области, 1974). Земельный фонд составляет 5284,4 тыс. га. Их, них земли сельскохозяйственного назначения занимает - 3087,9 тыс.га. Из общей площади земель сельскохозяйственного назначения по всем» целевым категориям площадь пашни, занимает 389,2 тыс.га; (7%), сенокосы - 391,8 тыс.га (7,3%), пастбища - 2593,4 тыс.га (49,0%). Обеспеченность пашней в области на одного- человека составляет 0,38 га в том числе 0,25 га орошаемой; Аналогичный показатель по России- 0,83 га. в области 370827 собственников земли. Им передано 3087,9 тыс.га (58,4%), в том числе 2273,7 тыс.га (43%) сельскохозяйственных угодий. В ведении 1955 крестьянских фермерских хозяйств находится1 245,7 тыс.га, в том числе 18,6 тыс.га посевной площади (Челобанов и др., 1998).
Климат области самый засушливый и резкоконтинентальный. По степени засушливости он уступает лишь пустыням средней: Азии (Агроклиматический справочник по Астраханской области, 1961; Агроклиматические ресурсы Астраханской области, 1974; Данные Гидрометеоцентра Астраханской области за 1990-2003 гг.)
Для. Прикаспия в целом И.П. Герасимов (1939) выделил две главные климатические закономерности: во-первых рост континентальности и: аридности климата с запада на восток, что выражается в увеличении температурных амплитуд и уменьшении количества осадков.
Территория Астраханской области благодаря своему географическому положению получает много тепла. Продолжительность солнечного сияния здесь составляет 2200-2400 час. за год. Количество суммарной солнечной радиации, поступающей на данную территорию, колеблется от 113ккал/см на севере до 118 ккал/см. на юге.
Суммы активных температур воздуха, в южной половине области составляют 3500-3600С. С продвижением на север и северо-запад количество тепла убывает ш в северных, северо-западных районах сумма температур составляет 3300-3400С. В весенние: месяцы, начале лета и в осенние месяцы преобладают дни с сильными ветрами до 14-16 м/сек.
Годовое количество осадков колеблется от 160-180 мм на побережье Каспия, до 240-260 мм на северо-западе области. Относительная влажность воздуха достигает в зимнее время 80-85% и в летнее 50-65%. Летние осадки носят преимущественно ливневый характер, изредка сопровождаются; выпадением града; Максимум осадков-за вегетационный период приходится на май-июнь.
Малое количество осадков в сочетании с высокими температурами определяет сухость воздуха и почвы и большую повторяемость засух и-суховеев. В отдельные годы наблюдаются очень высокие температуры летом (до +40С) и очень низкие зимой (до -40С). Безморозный период начинается с середины апреля и заканчивается в первой и второй декаде октября. Продолжительность безморозного периода 175-200 дней. Во второй декаде марта происходит переход к продолжительным среднесуточным температурам - воздуха, и с 16-20 апреля устанавливается температура выше 10С. Вегетационный период начинается с середины апреля и продолжается до середины октября, в среднем 180 дня, что позволяет выращивать на единице площади два урожая: основных пропашных кормовых культур и сидерационных.
Климатические особенности территории лучше всего прослеживаются по сезонам года. Весна, самое короткое время года, характеризуется быстрым нарастанием положительных температур и сильными ветрами восточных направлений, которые в течении 3-5 дней иссушают верхний слой почвы и часто выдувают озимые и яровые1 посевы. Средняя температура весеннего периода +9С.
Лето, жаркое и сухое. Температура воздуха достигает 40-42С в тени, а на поверхности почвы, особенно на песках, термометр часто показывает 60-68С. относительная влажность воздуха снижается до 20-25%. Наиболее жаркий июль месяц.
Осень, наступает незаметно. Средняя температура осеннего периода -10,-11. Похолодание с ночными температурами ниже 0С наступает обычно во второй половине октября. Отмечаются случаи заморозков во второй декаде сентября, после которых устанавливается теплая и сухая погода. Бывают годы с влажной, осенью, когда в общем, в количестве осенних дней преобладают дни с моросящими дождями. Выпадающие осадки способствуют росту многолетних трав и появлению эфемеров на пастбищах.
Зима. Средние январские температуры -10, -9С на севере и -8, -5С на юге области. Самые сильные морозы, достигают -36, -39С, при этом почва промерзает на глубину 1-1,5 м. Толщина снежного покрова колеблется от 10-20 см. Часты оттепели.. В отдельные годы они внезапно заменяются штормовыми ветрами и буранами со скоростью ветра 20-3Ом/сек.
Почвы области представлены несколькими типами. Бурые полупустынные почвы - сформировались на: древних морских засоленных отложениях, рН: водной суспензии достигает 7,8-8,9. наиболее распространенные почвы супесчаного механического состава. Содержание гумуса не превышает 1,1%. Гидролизуемый азот обычно содержится в минимуме — 30-50мг/кг, подвижный фосфор до 12-16мг/кг, обменный калий; от 200 до 400 мг/кг. Легкорастворимые соли обнаруживаются на глубине 50-80 см с преобладанием сульфатов и хлоридов. Как видно из приведенных данных эти почвы слабо обеспечены подвижными формами азота и фосфора,, но хорошо обеспечены обменным калием.
Светло-каштановые почвы - почвообразующими, породами для этих почв послужили засоленные морские карбонатные суглинки. Содержание гумуса колеблется в пределах 1,0-1,8%. В пахотном слое 0-20 см примерно содержится гидролизуемого азота, 60-90 мг/кг, подвижного фосфора 15-35мг/кг, обменного калия 500-600 мг/кг.
Пойменные луговые почвы сформировались на аллювиальных отложениях различного механического состава; под влиянием периодического І сезонного увлажнения. Мощность гумусового» горизонта, достигает 45 см. Это самые плодородные почвы в области. Они содержат до 4-6% гумуса, 80-140 мг/кг гидролизуемого азота, 30-45 мг/кг подвижного фосфора, 250-400 мг/кг обменного калия. Эти наиболее широко распространенные на территории Волго-Ахтубинской поймы и дельты Волги. Почвы дельты несколько беднее питательными веществами и очень. пестры по плодородию и нередко засоленные водо-растворимыми солями вследствие близкого от поверхности залегания засоленных грунтовых вод. Преобладает хлоридно-сульфатный тип засолении.
Эколого-биологические особенности роста и развития сидерационных культур
Пажитник (тригонелла) 30.07-9.08 2.10-12.10 62-67 790 45,7 Известно (Рогов, 1970; Скоблина, 1971; Зубенко, 1973; Атаманченко, 1975; Агаджанян, 1978; Алабушев, Алабушев, Сорокин, 1998; Асроров, 1982 и др.), что для пожнивного посева подходят скороспелые, засухоустойчивые виды и сорта сидерационных культур. В наших опытах наиболее скороспелыми оказались берсим, шабдар и вика.
Эти культуры хорошо вписываются в существующую структуру севооборотов, так как размещаются в основном пожнивно после раноубираемых зернофуражных, культур, в частности (кукурузы и сорго). При этом значительно повышается интенсивность использования пашни и климатических ресурсов.
Расширение сидерационных культур в пожнивных посевах способствует более полному и рациональному применению рабочей силы, водных ресурсов, оросительных систем, техники и других средств производства. Более продолжительная работа оросительных систем увеличивает коэффициент их использования и снижает себестоимость расходной воды (Матюшкин, 1959; Максумов, Литвинов,, Григоренкова; Бакланов, 1975; Лошаков, 1975; Лупашку, 1980; Кириленко, 1980).
Выращивание двух урожаев в год не только укрепляет кормовую базу, но и имеет положительное агротехничексое значение.
Сидерационные культуры обогащают почву свежим органическим веществом; предупреждают засоление и вымывание в глубокие почвенные горизонты нитратов и других важных соединений, улучшают водно-физические свойства почвы, микроклимат и являются эффективным противоэрозионным средством (Паришкура, 1971; Тимофеев, 1974; Коринец, 1985; Огородникова, 2001).
Приводим; краткую характеристику изучаемых сидерационных культур. Вика яровая по своим требованиям к условиям произрастания и по своему назначению подходит на сидераты, при посеве после пожнивных. Растение влаголюбивое и скороспелое. При летнее осеннем посев накапливает достаточно высокий урожай зеленой массы (24.7 т/га). Хорошо растет в летнее осенний период, хорошо развитая зеленая масса выдерживает осенние заморозки до -5С. Вика является высоко урожайной культурой-для выращивания: в осенний период. Кормовая ценность ее значительно высока, она содержит в сухой массе 15-19% переваримого протеина. Высокая ценность вики как промежуточной культуры состоит в том, что она дает урожай зеленой массы в относительно короткие сроки и при посеве в конце июля, начале августа в наших опытах накапливала, ко:второй декаде октября сравнительно высокий; урожай зеленой массы.. По данным ряда? авторов (Григоренкова, Бакланов, 1977; Лопатина, 1988 и др.) вика; яровая Таджикская» 60 в поукосных и пожнивных посевах формировала, на орошаемых землях Гиссарской долины Таджикской ССР, 36-42 т/га зеленой массы.,
Шабдар или персидский клевер« в течение короткого срока при летнее-осеннем І посеве (конец июля - начало августа) создавал очень густой сплошной травостой, что очень важно для сидерации: За короткий осенний; период он сформировал урожай зеленой массы в» 15,0 т/га. В качестве сидерата выделился скороспелый сорт Вахшскии 3V выведенный на Вахшской опытной; станции им.. В.П. Красичкова Таджикского НИИ земледелия.
Шабдар ценная кормовая культура, формирующая нежную зеленую массу, которая имеет и высокие сидерационные достоинства;.
Шабдар, перекрестный опылитель, в естественных условиях легко и свободно переопыляется.. При оптимальных сроках сева (конец июля — начало августа) и высокой агротехнике он прекрасно і растет и развивается на всех почвенных разностях, особенно после зернофуражных культур; Шабдар является одним из самых эффективных сидерационных культур способных в течение короткого срока повысить плодородие почвы (Паришкура, 1977).
Берсим (александрийский клевер) тепло и;влаголюбивое растение. Это - основная фуражная и сидеральная культура в Египте, где он растет в -JtJ SUc-, зимний период, давая. до 5 укосов, причем последний укос запахивают в качестве зеленого удобрения под хлопчатник. В своих требованиях к условиям произрастания близок к шабдару, но менее холодостоек. Однако, в наших опытах (посев в.конце июля — начале августа) переносил осенние заморозки в -5С. По быстроте накопления зеленой! массы он несколько превосходил шабдар. При осеннем посеве растения берсима ко второй декаде октября достигали высоты 88-90 см. Эта быстрота; роста и накопления биомассы сделала берсим подходящим для пожнивных посевов после зернофуражных культур (кукуруза и сорго). При выращивании берсима в почве накапливается более 200 кг/га-биологического азота и значительно повышается почвенное плодородие (Паришкура, 1970; Григоренкова, Бакланов 1977; Лопатина, Григоренкова, 1988; Михайлов, 1992). В Вахшской долине Таджикистана берсим формировал 42-45 т/га зеленой: массьь в. одновидовых, а в поликультуре продуктивность возрастала на 18-20%.
Пажитник (тригонелла). Возделывание тригонеллы было известно еще в. древней Греции и Риме. Она дает питательное сено с содержанием протеина,до 17,3% (на сухое вещество). Скашивают тригонеллу во время бутонизации, так как при более позднем укосе усиливается пряный запах, присущий растению, который ограничивает поедаемость корма. Сено его часто прибавляют в качестве тонизирующего средства к другим грубым. кормам.1
Это очень пластичное растение, приспособляющееся к разнообразным условиям произрастания - от влажных субтропиков до 60-62 северной; широты (Медведев, 1968).
Пажитник (тригонелла) - высокорослое растение, относительно мало требует тепла. Цветы ее сидят по два в пазухах листьев, реже - по одному. Это растение самоопыляющееся, но допускает перекрестное опыление. Окраска венчика бледно-желтая; Боб изогнутый; голый, достигает в длину 6-17 сми в ширину 0,3-0,5 см. Семена относительно крупные, в одном грамме Клсер александрийский- (берси» ) их насчитывается до 60, абсолютная масса семян 14-16 г. Одной из биологических особенностей тригонеллы является способность выносить свои семядоли на поверхность почвы. Поэтому заделывать семена необходимо мелко не более 2 см. Норма высева s 20-25 кг/га. К поражению вредителями и болезными культурах довольно устойчивая; (Шаповал, Худенко, 1962; Тютюнников, 1973; Новоселов, 1982;.Чуднов, Кучер, 1986; Новоселов, Шпаков, 1994; Bear, 1975; Sukkary, 1987).
Донник однолетний (египетский) обладает всеми качествами первоклассных сидератов. Его бесспорные достоинства - раннее наращивание большой \ зеленой массы, мощное: развитие корневой системы, интенсивное накопление: азота, высокая; засухоустойчивость и стойкость перед осенними заморозками.. Даже то обычно отмечаемое как недостаток кормового растения - быстрое, грубение его стеблей начиная с момента цветения — для зеленого удобрения является положительным качеством.
Кормовое использование донника тесно переплетается с сидеральным. Распространенные виды донников принадлежат к двулетним и однолетним сортам. Из- видов; донников в- культуре более известны белые донники с белыми цветками и желтые донники с желтыми цветками (Демиденко, 1961; Зиганшин, 1971; Дмитроченко, Пшеничный, 1975; Рейдебрехт, 1983; Довбан, 1990; Беляк, 1995).
Корневая система у донников; сильно?развита и глубоко проникает в подпочвенные: горизонты. С глубоким» укоренением донников: связана их высокая засухоустойчивость. В первые 3 -4 недели, после появления всходов донники развивают коневую систему. Всходы в это время медленно растут. После того как корневая система углубится. Начинается интенсивный рост надземных органов.
Поступление органического вещества в почву
При оценке зеленого удобрения следует учитывать не только урожай зеленой массы запаханной в почву, но и количество органического вещества, которое остается в почве в виде корневых остатков содержащих большое количество азотофиксирующих бактерий. Урожай последующих культур во многом зависит от их влияния на баланс органического вещества в почве. По данным ряда авторов (Лукашев, 1955; Гаврилов, 1970;: Голубев, 1972; Лошаков, 1974; Мишустин, 1985; Михайлов, 1992 и др.) при запашке всей выращенной массы сидерационных культур на корм скоту они оставляют в слое почвы 0-40 см, в зависимости от культуры от 25,7 до 11,3 т/га органического вещества.
Приведенные данные несколько занижены, потому что корневые остатки взяты только для слоя 0-3 0 см, некоторая же часть корней растений размещались в нижележащих слоях почвы, не вошли в счет так же и самые мелкие корешки, ушедшие при промывке через сито в 2 мм.
Больше всего оставляют в почве органического вещества из сидерационных культур те, которые дают и самые высокие урожаи зеленой массы. Это берсим, вика, шабдар, из зернофуражных растений — кукуруза.
Приведенный расчет поступления органического вещества в почву при выращивании сидерационных культур будет неполным, если учесть то дополнительное количество органического вещества, которое остается после уборки зернофуражных, а также при вегетации основных и пожнивных культур.
Значение сидерационных культур не: исчерпывается обогащением почвы органическим веществом. Корни растений подвергают почву своеобразному биологическому дренажу. Незасеваемые почвы во второй половине лета, обычно уплотняются, пересыхают и ухудшают вводно-физические свойства. На занятых полях пахотные, а частично и подпахотные горизонты почвы под действием корней разрыхляются, формируют комковатую структуру. Разветвленная сеть корней создает многочисленные ходы. После отмирания, корни разлагаются и улучшают баланс органического вещества в почве, а остающиеся от них ходы становятся проводниками воздуха и воды; улучшая тем самым аэрацию и водопроницаемость.
М.П. Елсуков (1953) указывает: «Рост и развитие промежуточных однолетних культур происходит в конце лета, а уборки в конце сентября-октября. Следовательно, процесс разложения органической массы этих культур будет происходить поздно осенью в анаэробных условиях, это всегда связано с созданием аморфного перегноя и структурообразованием». К таким же выводам пришел С.А. Воробьев (1975), который сообщает, что «положительная агротехническая роль однолетних культур усиливается, если удлинить период их вегетации до поздней осени и тем самым увеличить количество накапливаемого органического вещества, защитить почву от разрушающего действия атмосферных осадков, а это можно осуществить с помощью, пожнивных и подсевных культур». Теоретическое значение содержания в почве водопрочных агрегатов бесспорно, так как: этим признаком определяется состояние важнейших свойств почвы, как то водопроницаемости, скважности, аэрации и др.
В.ВІВильямс (1946) считает структурной такую почву, которая имеет в пахотном слое не менее 65-70% частиц размером от 1 до 10 мм. Почву же содержащую 23-35 % частиц размером менее 1 мм относит к бесструктурной и малоплодородной. По утверждению В.Р. Вильямса частицы размером менее 0,25 мм независимо от их строения, только отрицательно влияют на физиологические свойства почвы.
Г.К. Льгов (1960), ЩЦ. Прянишников (1962), Е.Н. Мишустин, В.К. Шильникова (1968) и др., утверждают, что показателем плодородия орошаемых земель является не: макроструктура, а микроструктура. Ими доказано, что макроструктурные элементы размером 0,2-0,01 мм. Отличаются большей прочностью и имеют наибольшее количество органического углерода, азота, и фосфора, что определяет эффективное плодородие почвы. Наши опыты показали, что лучше всего водопрочные агрегаты, сохраняются информируются под пожнивными культурами возделываемые после сидератов. В таблице 4.2.1. представлены данные по -агрегатному составу почвы под сидерационными культурами (вика, шабдар, берсим, донник, пажитник) и на участке не занятом посевом.
При оценке сидерационных культур установлено высокое содержание водопрочных агрегатов почвы под различными вариантами, что свидетельствует о значительной роли растений в. создании водопрочной структуры. На второй и последующие годы: под действием зернофуражных культур идет интенсивное разрушение структуры почвы, однако на фоне сидератов этот процесс проявляется в меньшей степени.
Положительное влияние сидерационных культур четко проявлялось в слое 0-20 см. В нижнем пахотном горизонте агрегатный состав мало отличался от участков, не занятых сидерационными культурами пожнивного посева.
Агрегатный состав почвы улучшается под сидератами, в результате влияния затенения, попеременного увлажнения и подсыхания почвы при орошении. Однако значение агрегатного состава снижается в приложении к малогумусным почвам, поскольку количество водопрочных мелкокомковатых агрегатов; содержащихся; в этих, почвах, обычно незначительно. Ввиду этого, наряду с учетом состояния агрегатного состава под воздействием агротехнических приемов и, в1, частности, зеленого удобрения, заслуживают внимания и другие физико-химические свойства, допускающие их объективное определение (водопроницаемость, влагоемкости и др.)
Положительное влияние органических и, в частности, зеленых удобрений как источника минеральных питательных веществ и как средства-улучшения агрономических свойств почвы не должно противопоставляться одно другому. Они неотделимы, и их следует рассматривать во взаимосвязи.
Пожнивные сидерационные культуры, затеняя поверхность полей, резко снижают бесполезное испарение влаги самой почвой. Корни растений перехватывают восходящие токи почвенного растворы, задерживая тем самым вредные соли в глубоких слоях почвогрунта.
На участках, свободных от растительности, имеется также опасность выщелачивания в глубокие подпочвенные горизонты некоторых важных химических соединений, в частности нитратов. Растения своими корнями перехватывают эти соединения, синтезируют их в виде органического вещества, тем самым, концентрируя их в пределах корнеобитаемого слоя. В наших опытах на участках,, не занятых пожнивными посевами сидерационных культур, нитраты вымываются на глубину 200-300 см. Под растительным покровом нитратный азот концентрируется в верхнем слое 20-30 см.
