Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Программа, методика и условия проведения исследований 13
1.1. Схемы опытов и характеристика почв участков 13
1.2. Почвенно-климатические условия центральной части Север- 18 ного Кавказа
1.3. Методика исследований 20
Глава 2. Агроклиматические факторы формирования урожая многолетних трав 29
2.1. Анализ результатов сортоиспытаний многолетних трав на сортоучастках Кабардино-Балкарии 31
2.2. Агроклиматические факторы формирования урожая 38
2.3. Изменение продуктивности травостоев в
зависимости от условий посева травосмесей 44
Глава 3. Особенности роста и развития многолетних трав при интенсивном использовании 49
3.1. Подбор компонентов травосмесей для бобово-злаковых травостоев 53
3.2. Обогащение злаковых травостоев бобовыми компонентами 64
3.3. Взаимоотношения многолетних трав в злаковых смесях 67
3.4. Создание травостоев способом перекрестного посева 78
Глава 4. Продуктивность бобово-злаковых травостоев при различном минеральном удобрении 88
4.1. Эффективность применения различных доз и соотношений минеральных удобрений на бобово-злаковом травостое 92
4.2. Влияние микроудобрений на продуктивность и ботанический состав травосмеси 104
4.3. Распределение удобрений по укосам и годам пользования на бобово-злаковом травостое 110
Глава 5. Урожай злаковых травостоев при интенсивном использовании и удобрении 121
5.1. Минеральное удобрение злаковых травостоев 125
5.2. Продуктивность многолетних злаковых трав при распределении азотных удобрений в течение вегетации 135
5.3. Эффективность использования азотного удобрения травостоями 150
Глава 6. Биохимический состав многолетних трав при различных режимах удобрения и скашивания 155
6.1. Химический состав корма из бобовых травостоев 163
6.2. Биохимический состав корма из злаковых травостоев 175
Глава 7. Изменение агрохимических показателей почвы при выращивании злаковых и бобовых трав 200
7.1. Изменение агрохимических показателей почвы 202
7.2. Содержание минерального азота в почве 212
Глава 8. Экономическая и энергетическая эффективность возделывания многолетних трав 221
8.1. Экономическая эффективность возделывания многолетних трав 221
8.2. Энергетическая оценка применения минеральных удобрений под многолетние трвы 229
Выводы 232
Предложения производству 238
Литература 238
Приложения 290
- Схемы опытов и характеристика почв участков
- Анализ результатов сортоиспытаний многолетних трав на сортоучастках Кабардино-Балкарии
- Подбор компонентов травосмесей для бобово-злаковых травостоев
- Эффективность применения различных доз и соотношений минеральных удобрений на бобово-злаковом травостое
Введение к работе
В Центральной части Северного Кавказа решить проблему производства кормов можно за счет создания бобово-злаковых и злаковых травостоев. Многолетние травостои могут обеспечить не просто высокие, а устойчивые по годам пользования урожаи. Роль науки в данном случае заключается прежде всего в выявлении оптимальных условий формирования продуктивности травостоев и разработке на этой основе эффективных приемов создания и управления формированием многолетних травянистых фитоценозов.
Многолетние травостои следует рассматривать как составную часть биогеоценоза. Как биогеоценоз они являются целостным, сложным, саморегулируемым, саморазвивающимся системным объектом, поэтому реальное познание его фактически немыслимо без системного подхода (Куркин К.А., 1970). В настоящей работе даны методологические подходы научного исследования искусственных травянистых сообществ. Реализуя системный подход, было выявлено влияние совокупных взаимозависимых факторов на продуктивность различных травостоев. В агрофитоценозах господствующими, управляющими, организующими являются агроклиматические, ценотические и агрохимические факторы.
Искусственные травостои - это открытые биологические системы, в которых с помощью деятельности человека (подбор компонентов травосмесей, способы посева, системы удобрения и использования) в значительной степени контролируется изменение урожайности, ботанического состава травостоев и биохимического состава корма. Однако эффективность действия факторов на продуктивность различается на разных этапах, стадиях развития травостоя.
Следует отметить, что влияние агроклиматических факторов на формирование продуктивности травостоев различного ботанического состава в центральной части Северного Кавказа изучено крайне недостаточно. В связи с этим мы обобщили многолетние исследования по влиянию выпадающих осадков и сумм активных температур на продуктивность и другие составляющие фитоценозов.
Среди культур, выращиваемых на корм, в регионе важную роль играют люцерна посевная и рыхлокустовые злаки. Устойчивая продуктивность травостоев по годам пользования во многом определяется составом компонентов смеси, способом посева, условиями подсева бобовых трав. В связи с этим нами впервые проведены исследования по изучению «мозаичных» травостоев.
В тесной взаимосвязи с подбором компонентов травосмесей, способами посева находятся агрохимические факторы формирования урожая. Исследования по распределению минеральных удобрений по годам пользования и периодам вегетации были направлены на повышение эффективности удобрений, продуктивного долголетия бобово-злаковых травостоев. Подобная постановка вопроса послужила причиной проведения стационарных исследований, результаты которых нашли отражение в настоящей работе.
Актуальность проблемы. Разработка и реализация научно обоснованной программы стабильного кормопроизводства в центральной части Северного Кавказа на основе создания и использования агрофитоценозов многолетних трав позволит получать устойчивые урожаи качественного и биологически полноценного корма для сельскохозяйственных животных и устранить отрицательное влияние антропогенной прессии на окружающую среду. В этой связи мониторинг количественных и качественных показателей урожайности естественных и искусственных агрофитоценозов многолетних трав представляет определенный научный и практический интерес. В данном направлении региональные особенности формирования агрофитоценозов многолетних трав изучены недостаточно. Мало сведений о роли агрометеорологических факторов при формировании урожая многолетних трав; оптимально видовых сочетаниях многолетних трав в укосных травосмесях; режимах использования различных удобрений; системах удобрения многолетних бобовых и зла ковых травостоев; биохимическом составе многолетних трав в зависимости от режима удобрения и скашивания; агрохимических показателях формирования их продуктивности. До настоящего времени не была дана экономическая и энергетическая оценка агротехническим и агрохимическим приемам повышения урожайности многолетних травосмесей. Все это явилось основанием для проведения наших исследований и подтверждает актуальность проблемы.
Цель и задачи исследования. Целью исследований является изучение структурно-функциональной организации искусственного сообщества, разработка модели агрофитоценоза из многолетних трав, построение системы ее создания и использования, обеспечивающей устойчивое продуктивное долголетие травостоя в условиях центральной части Северного Кавказа.
В задачу исследований входило: выявление роли вертикальной поясности региона и агрометеорологических факторов при формировании урожая многолетних трав; определение оптимально видового сочетания многолетних трав в укосных травосмесях при различных режимах использования и удобрения; научное обоснование системы удобрения многолетних бобовых и злаковых травостоев; изучение биохимического состава многолетних трав при разных режимах удобрения и скашивания; исследование основных агрохимических показателей формирования продуктивности многолетних трав; экономическая и энергетическая оценка приемов повышения урожайности естественных и искусственных агрофитоценозов многолетних трав.
Научная новизна исследований. Впервые в условиях Кабардино-Балкарской Республики, на основании многолетних исследований по созданию и использованию укосных травостоев, изучены факторы формирования агрофитоценозов из бобовых и злаковых трав.
Выявлена реакция различных многолетних трав на агроклиматические факторы в зависимости от уровня минерального питания, периода вегетации, состава травостоя. Установлена связь продуктивности травостоя с выпадающими осадками и температурой.
Исследовано влияние компонентов бобово-злаковых и злаковых травосмесей на продуктивность травостоев при различном уровне минерального питания и интенсивном использовании. Обоснована эффективность подсева бобовых трав в зависимости от плотности старовозрастных травостоев. Определена ценотическая активность видов многолетних трав в зависимости от состояния травосмеси, уровня минерального питания, интенсивности использования, периода вегетации, возраста травостоя. Предложено конструирование «мозаичного» травостоя. Выявлено последействие интенсивного использования травосмесей.
Уточнены дозы, соотношения минеральных удобрений на травостоях различного ботанического состава. Определен рациональный уровень распределения по укосам и годам азотного удобрения. Устранено отрицательное влияние повышенных доз удобрений на окружающую среду и качество корма. Изучено последействие азотных удобрений и биологического азота бобовых трав, а также их сочетания на урожай травостоя. Определена эффективность микроудобрений на многолетнем травостое. Выявлено последействие минеральных удобрений при интенсивном использовании многолетних трав. Определены на основе корреляционно-регрессионного анализа закономерности формирования устойчиво-продуктивных бобово-злаковых травостоев, предложены производству оптимальные соотношения минеральных удобрений, обеспечивающие продуктивность различных травостоев.
Определены взаимосвязи биохимического состава различных травостоев с периодами вегетации. Выявлены корреляционно-регрессионные связи показателей качества с дозами NPK, урожайностью, доминирующим видом травостоя, фазой развития и периодом вегетации.
Для центральной части Северного Кавказа разработана и рекомендована система создания и эксплуатации укосного агрофитоценоза, позволяющая получать урожаи в пределах 7-Ю т сухой массы с 1 га.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Создание травостоя с устойчивым ботаническим составом в условиях интенсивного использования.
2. Рациональное удобрение травостоев различного ботанического состава, обеспечивающее стабильное продуктивное долголетие без отрицательного влияния на окружающую среду и качество корма.
3. Прогноз продуктивности многолетних трав с учетом выпадающих осадков и температуры, ботанического состава, доз и соотношений минеральных удобрений, сроков скашивания, содержания минерального азота в почве.
Практическая ценность. Разработанная нами система создания и использования агрофитоценозов многолетних трав внедрена в КСХП «Ка-хун» Урванского района КБР в 1999 г., что подтверждает Іделесообразность рекомендации сельскохозяйственным предприятиям региона с аналогичными почвенно-климатическими условиями следующих агротехнических приемов, связанных с применением простых трехкомпонентных двухукос-ных травосмесей многолетних трав на центральной части Северного Кавказа, с использованием фосфорно-калийного удобрения (Р80К75+75) и микроудобрений для повышения урожайности двух-, трех- и четырехукосных травосмесей многолетних трав в степной зоне Кабардино-Балкарской Республики, с определением полевой всхожести и сохранности видов трав по травосмесям в зависимости от уровня минерального питания; прогнозированием продуктивности многолетних трав с учетом выпадающих осадков и температуры, ботанического состава, доз и соотношений минеральных удобрений, сроков скашивания, содержания минерального азота в почве.
Полученные данные о биохимическом статусе многолетних трав в зависимости от режима удобрения и скашивания могут быть использованы при изучении физико-химических показателей и биологической ценности многокомпонентных травяных зернобобовых смесей.
Результаты исследований по определению количественных и качественных показателей агрофитоценозов многолетних трав с учетом природно климатических зон региона рекомендуется исследовать как нормативные характеристики их урожайности в регионе.
Теоретические положения диссертации о создании травостоя с устойчивым ботаническим составом, прогнозирование продуктивности естественных и искусственных агрофитоценозов многолетних трав рекомендуется использовать в учебном процессе по дисциплине «Растениеводство в ВУЗах региона».
Апробация работы. Основные положения и разработки были доложены на: научно-практическом совещании «Основные направления научного обеспечения агропромышленного комплекса Кабардино-Балкарской республики (Нальчик, 1999), Международной практической конференции «Экологическая безопасность технологий в сельскохозяйственном производстве XXI - века» (Владикавказ, 2000), второй конференции молодых ученых КБНЦ РАН (Нальчик, 2001), юбилейной конференции КБГСХА « Аграрная наука как основа для решения проблемы самообеспечения регионов продовольствием» (Нальчик, 2001), Международной научно-практической конференции «Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО» (Уфа, 2003), юбилейной международной научно-практической конференции «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве» (Барнаул, 2003), Международной конференции МААНОИ «Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии продукта» (Москва, 2003), всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2003), второй международной конференции «Актуальные проблемы растениеводства юга России» (Ставрополь, 2003), V международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино Москва. 2003), международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы земледелия на современном этапе развития сельского хозяйства», посвященной 50-летию кафедры земледелия (Пенза, 2004), международной научно-практической конференции «Экономика, экология и общество России учно-практической конференции «Экономика, экология и общество России в 21-м столетии» (Санкт-Петербург, 2004).
Публикации. Результаты исследований изложены в 24 работах, в том числе: 23 в центральной печати и материалах международных, всероссийских конференций. Основные положения диссертации отражены в монографии (10 п.л.). Общий объем публикаций составляет 27,4 п.л., из них лично соискателя - 18,2 п.л.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. Список литературы включает 511 наименований, в том числе 37 на иностранном языке. Работа изложена на 402 страницах машинописного текста, включает 60 таблиц, 8 рисунков и 74 приложений.
Работа представляет собой результат долголетних исследований автора. За оказанную помощь автор выражает искреннюю признательность преподавателям Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии, студентам, принявшим участие в выполнении работ на опытах.
Автор настоящей работы выражает искреннюю благодарность Камалу-дину Газимагомедовичу Магомедову, доктору сельскохозяйственных наук, профессору за ценные советы и научные консультации, а также администрации и коллегам академии за помощь и поддержку.
Схемы опытов и характеристика почв участков
Основной целью исследований являлось изучение структурно-функциональной организации сеяного злакового и бобово-злакового сообществ при интенсивном использовании в целях разработки модели агрофи-тоценозов, обладающих продуктивным долголетием и качеством корма.
Согласно программе исследований за 1993-2003 гг. было заложено и проведено 10 опытов на поле Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии и КСХП «Кахун».
Опыт 1. Заложен в 1992-1994 годах. Почва - предкавказский выщелоченный чернозем, среднеобеспечена фосфором и калием и недостаточно -азотом. Содержание меди (Си) выше среднего показателя для почв данного типа, Со и Мо - ниже нормы. Исходный травостой в момент закладки опыта - злаково-бобовый: злаков - 55%, бобовых - 38,2 %, разнотравья - 6,8%. Размер учетной делянки - 50 м2, повторность опыта четырехкратная.
Фоновые удобрения (N6oP6oKi2o) вносили дробно: РбоКбо - весной при отрастании трав, N30 - после первого цикла стравливания и N3oK60 - после второго цикла стравливания. Микроэлементы вносили весной в смеси с основными удобрениями в дозах: медный купорос - 10 кг/га, кобальт (сернокислый) - 1 кг/га, молибден - 2,7 кг/га. В 1993 году мы продолжили исследования с целью выявления последействия микроудобрений (на /г делянки -25 м ) вносили NPK, а на другую половину - основные удобрения в смеси с микроэлементами из расчета Ы6оРбоКбо вместо РбоК бо Опыт 2. В 1994-1998 гг. изучали распределение минерального азота (N24o) по укосам при разном числе скашивании на фоне фосфорно-калийного удобрения (Р8о К 75+75)- В схему опыта включены три блока делянок (двух-, трех- и четырехукосные).
Повторность опыта - четырехкратная, площадь учетной делянки -25м2, расположение вариантов рендомизированное.
Опыт 5. В 2000-2003 гг. для изучения компонентов травосмесей в целях создания вертикального строения сообществ высевалось 7 травосмесей, состоящих из 2, 3, 5 и 6 компонентов, различных по морфологической структуре и характеру расположения фотосинтезирующей поверхности. Способ посева рядовой. Повторность четырехкратная, расположение вариантов рен-домизированное, число расщепленных вариантов 14, площадь делянок - 50 м2. Использование травостоя 2-х и 3-х укосное. Фон N60 Рбо К13о. В первую декаду мая вносили Р6о Кб55 после 1 укоса Neo К65. Варианты опыта: 1. Тимофеевка луговая (3,5 кг/га) +овсяница красная (4,5 кг/га) + люцерна (4,6 кг/га). 2. Ежа сборная (3,6 кг/га) + клевер ползучий (1,0 кг/га). 3. Тимофеевка луговая (3,5 кг/га) + овсяница красная (4,5 кг/га) + ежа сборная (3,6 кг/га) + клевер ползучий (1,0 кг/га). 4. Овсяница луговая (4,5 кг/га) + мятлик луговой (4,6 кг/га) +клевер луговой (4,6 кг/га). 5. Ежа сборная (3,6 кг/га) + райграс пастбищный (5,4 кг/га) + клевер ползучий (1,0 кг/га). 6. Овсяница луговая (4,5 кг/га) + мятлик луговой (4,6 кг/га) + клевер луговой (4,6 кг/га) + ежа сборная (3,6 кг/га) + райграс пастбищный (5,4 кг/га) + клевер ползучий (1,0 кг/га). 7. Ежа сборная (3,6 кг/га) + тимофеевка луговая (3,5 кг/га) + райграс пастбищный (5,4 кг/га) + мятлик луговой (4,6 кг/га) + люцерна (4,6 кг/га).
Опыт 6. В 1996-1998 гг. нами проводилось конструирование травостоя посевом перекрестных полос. «Мозаичность» травостоя создавалась путем посева полос, высеваемых перекрестно: - первая полоса - люцерна посевная (6,6 кг/га) + мятлик луговой (5,7кг/га); - вторая полоса - ежа сборная (10,8 кг/га) + клевер ползучий 4,3 кг/га семян при 100% посевной годности;
В качестве контроля высеяли 4-х компонентную травосмесь рядовым способом с нормой высева 26,9 кг/га. Использование 2-х укосное. В первую декаду мая вносили РбоКб5 после 1-го укоса - Ы6оКб5.
Опыт 7. В 1997-2001 гг. в одном из загонов пастбища создали мозаичный травостой: первая полоса - ежа сборная (3,6 кг/га) + люцерна посевная (4,6кг/га) + клевер ползучий (1,0 кг/га). вторая полоса - тимофеевка луговая (3,5 кг/га) + овсяница луговая (4,5 кг/га) + клевер луговой (4,6 кг/га) + клевер ползучий (1,0кг/га). В качестве контроля высеяли 5-ти компонентную травосмесь перекрестным способом с нормой высева 22,8 кг/га. Проводилось сенокосно-пастбищное использование травостоя в течение 1997-2001 гг.
Опыт 8. В 1999-2003 гг. для изучения влияния минеральных удобрений на продуктивность злаковых травостоев был заложен опыт по следующей схеме. Удобрения вносили под каждый укос.
Анализ результатов сортоиспытаний многолетних трав на сортоучастках Кабардино-Балкарии
Кабардино-Балкарская Республика расположена в Центральной части Северного Кавказа. В качестве агроклиматических показателей потребности растений в тепле за период вегетации используют суммы температур, которые складываются из средних суточных температур выше 10С. В республике сумма активных температур изменяется от 1700С до 1950С (География, 1992). За период эксперимента сумма температур более 10С колебалась от 1672С до 2356C. самая низкая обеспеченность в тепле за период вегетации была в 1997 году., самая высокая - в 1999 году. Для многолетних трав большое значение имеет весенний переход температуры через +5С. Принято считать, что с этого времени начинается вегетация трав. За анализируемый период переход среднесуточной температуры через +5С отмечался от 26 марта до 30 апреля. Для формирования урожая многолетних трав большое значение имеет обеспеченность теплом в первые два месяца. Теплее всего было в 1993 г., когда сумма положительных температур была вьше +5С и составила 846С, самым холодным был двухмесячный период 1994 года -315С.
Оценку условий увлажнения вегетационных периодов можно проводить по сумме осадков, в республике она в среднем составляет 250-325 мм. За период эксперимента самым сырым оказался 1997 год, когда выпало 529,2 мм, самым сухим - 1995 год - 293,9 мм. В первые два месяца вегетации больше всего дождей было в 1997 - 105,7 мм, меньше всего в 1995 году -58,6 мм (табл.2.1).
Вероятность засух в Кабардино-Балкарской республике составляет 8,4%, в Карачаево-Черкесии, Ингушетии - от 7,9 % до 8,7%. (Агрометеорология, 1978). Среднегодовая температура воздуха Т (С) в Нальчике - 3,3 , в вышеперечисленных республиках от 2,7С до 4,6С (Справочник, 1986). Среднее многолетнее количество осадков за теплый период (IV-X месяцы) 466 мм, в близлежащих республиках от 429 мм до 664 мм.
По данным за 12-16 лет испытаний на сортоучастках республики наиболее устойчивые урожаи по годам пользования обеспечили люцерна, тимофеевка луговая, овсяница луговая, ежа сборная, кострец безостый и мятлик луговой.
За 13 лет испытаний на Баксанском сортоучастке средний урожай сухого вещества люцерны в первом укосе составил 5,04 т/га. (табл. 2.2.). Стандартное отклонение - 1,5 при коэффициенте вариации 0,35. Вегетационный период от начала весеннего отрастания до первого укоса 60-64 дня. При анализе корреляционных зависимостей условий роста и развития люцерны с урожайностью 1-го года пользования в первом укосе обращает на себя внимание тесная сопряженность урожайности с высотой травостоя (г= 0,70). Между тем, по двум годам пользования в первом укосе с высотой травостоя связь средняя: Y=-50,08+ 1,40 X R=0,59 (прил. 10)
За 16 лет испытаний тимофеевки луговой сорта ВИК 9 на Баксанском сортоучастке получен средний урожай сухого вещества 5,8 т/га. Стандартное отклонение - 2,0 при коэффициенте вариации 0,35. Продолжительность формирования урожая от начала весенней вегетации до первого укоса 49-96 дней. Установлена прямая умеренная корреляционная зависимость между урожайностью тимофеевки луговой второго года пользования в первом укосе и высотой травостоя (г= 0,40). Связь урожайности по двум годам пользования в первом укосе и высотой травостоя слабая.
Овсяница (сорт Сахаровская) на этом же сортоучастке за 16 лет обеспечила средний урожай сухой массы 7,2 т/га. Стандартное отклонение - 2,1 при коэффициенте вариации 0,36. Вегетационный период от начала вегетации до первого укоса 55-101 дней. Выявлена обратная слабая корреляционная связь между урожаем овсяницы луговой 1-го года пользования в первом укосе и высотой травостоя (г= 0,30) и обратная тесная зависимость урожая от средней температуры во время вегетации (г= 0,67). У сорта Дединовская 4 ежи сборной на сортоучастке за 12 лет испытаний средняя урожайность сухой массы составляла 4,5 т/га (табл. 2.3). Стандартное отклонение - 1,3. Минимальный коэффициент вариации из изучаемых видов 0,29. Связь изменений урожая и температуры в период вегетации умеренная (г= 0,39). Y=-l 1,96 + 4,81 X. Длина вегетационного периода до первого укоса 51-96 дней. Средний урожай сухого вещества мятли ка лугового (сорт Приекульский) за 12 лет испытаний на Баксанском сортоучастке - 2,7 т/га. Стандартное отклонение - 1,1 при коэффициенте вариации 0,40. Изменение урожая (Y) и температуры (X2) в период вегетации характеризуют умеренный коэффициент корреляции (г= 0,37) при функциональной зависимости
Подбор компонентов травосмесей для бобово-злаковых травостоев
Подбор компонентов бобово-злаковых травостоев определяется местообитанием, направлением использования луга. В наших исследованиях изучены 7 травосмесей с разным числом компонентов; доля участия бобового компонента 30-40%. В год пользования наибольшая урожайность получена в простых трехкомпонентных травосмесях при двух скашиваниях - 9,4; 8,0; 9,5 т. сухой массы, при трех - 8,2; 6,8; 7,9 т. с 1 га (табл. 3.1).
При двухукосном режиме травостой из тимофеевки луговой + овсяницы красной + ежи сборной + клевера ползучего обеспечил получение 8,0 т/га сухой массы корма, а при трехукосном использовании 6,6 т/га. На третий год пользования преимущество было за сложными травосмесями - при двух скашиваниях на четвертый год продуктивность в целом во всех вариантах снизилась в сравнении с предыдущими годами. Конкурентная борьба между сеяными видами почти закончилась, ботанический состав травостоя стал обедненным, упростился. На пятый год опыта удобрения не вносили и косили один раз, т. е. наблюдали последствие. Урожай в данном случае характеризует степень «переформирования» травостоя: какой вид стал доминантом, тот и определяет продуктивность. На этот счет характерен пятый вариант, где преобладала ежа сборная.
Изучая многокомпонентность травосмесей, следует помнить определение Ю. Одума (1973) - в экосистемах, сильно зависящих от лимитирующих физико-химических факторов, обычно видовое разнообразие невелико. Эту мысль поддерживает и A.M. Гиляров (1990). Он указывает, что конкретное вытеснение одного вида другим будет наблюдаться только в том случае, когда рост популяции конкурирующих видов ограничен именно нехваткой одного общего ресурса или каким-либо другим фактором, сила воздействия которого зависит от плотности контролируемой популяции. К тому же Д.М. Смит (1976) отмечает, что два вида, специализирующиеся на различных ресурсах, способны к существованию, тогда как два конкурирующих неспециализированных вида могут оказаться не способны к этому.
Анализ данных урожая по укосам в нашем эксперименте свидетельствует о том, что распределение растительной продукции в течение сезона определяется числом компонентов травосмеси и набором видов трав. В травосмеси с тремя компонентами на долю первого укоса пришлось 55% годовой продукции. При трех скашиваниях распределение урожая было также удовлетворительным, потому что после первого скашивания вносили азотное удобрение. И все же не каждый год растительная продукция третьего укоса пригодна для скашивания. При урожае в 1,7-2,0 т. сухой массы, что примерно равно 10 т. с 1 га зеленой массы, рекомендуется пасти скот.
Например, в 2003 г в травосмеси из пяти видов с участием мятлика лугового получено всего 1 т. с 1 га сухой массы, в 4 и 6 вариантах - по 1,1 т. Иначе говоря, гарантированно можно получать только два укоса. Со второго года жизни (первый год 2-х, 3-х кратного укосного использования) наблюдались процессы активной конкуренции между сеяными видами. Структурные перестройки травостоев происходили ежегодно. В первый год пользования в травостоях преобладали бобовые (рис. 3.1) и быстро развивающиеся злаки. В трехкомпонентной травосмеси при скашивании в начале цветения доля люцерны составила 67%, в этой же травосмеси при трех скашиваниях к осени его количество возрастает и достигает 83-88%). Участие клевера ползучего меньше, он более слабый конкурент, чем люцерна. Клевер ползучий увеличивает свою долю в травостое при более частом использовании. Причем по R Laissus (1981) содержание клевера ползучего снижается в конце мая, но в середине лета, когда рост злакового компонента ослабляется, клевер ползучий достигает наибольшей доли участия в травостое.
В опыте для райграса пастбищного первый год пользования - год быстрого роста и развития - при первом скашивании в начале выметывания его было 90%). В малокомпонентной травосмеси насчитывалось в первый год жизни 2660 его побегов на 1 м . На второй год использования люцерна и клевер луговой начинают вытесняться рыхлокустовыми верховыми злаками. Количество райграса пастбищного снизилось до 20% . Участие клевера ползучего увеличилось. В шестикомпонентной травосмеси при трех укосах осенью его стало 15%о. Тимофеевка луговая, овсяница луговая, ежа сборная пышно разрастаются, особенно в малокомпонентных травосмесях (до 60-90%). В первые три года жизни клевер луговой свой потенциал реализует. В нашем случае (при летнем внесении азотных удобрений) их конкуренция снижалась. Например, в первый год пользования во втором укосе - 1,0% по массе. Конечно, играет роль и то обстоятельство, что для клевера ползучего благоприятно двухкратное использование. Частое скашивание клевера лугового наоборот снижает конкурентность. Установлена тенденция лучшего сохранения бобовых в малокомпонентных травостоях.
Эффективность применения различных доз и соотношений минеральных удобрений на бобово-злаковом травостое
Из агротехнических мер по уходу за многолетними травами наиболее эффективны минеральные удобрения. Первый научный опыт по изучению влияния удобрений на луговую растительность был заложен в 1856 году Ло-озом и Гильбертом на Ротамстедской станции (Работнов Т.А., 1973). Установлено, что азотистое удобрение усиливает рост злаков, тогда как калийное удобрение препятствует росту бобовых. Особенностью бобовых является наличие у них азотфиксации. В развитии азотособирателей наблюдается три периода: - питание азотом за счет заключающегося в семени запаса; - питание азотом за счет азотнокислых солей почвы; - питание азотом за счет заключающегося в воздухе азота.
Что же касается удобрения фосфорной кислотою, писал Вернер Г. (1891), то бобовые, весьма богатые белками, без фосфорной кислоты обойтись не могут, это же можно сказать и о калии, если почвы бедны им. П. Вагнер (1892) советовал удобрять луга в основном фосфором и калием, чем, по его мнению, можно было повысить урожай сена с 0,25 до 10,0 т/га. В.В. За-рецкий (1916) предлагал на луга вносить в основном только фосфорно калийные туки, в лучшем случае в сочетании с навозной жижей. Удобрение дает возможность выравнивать в травостое соотношение между злаковыми и бобовыми травами, поддерживать и восстанавливать развитие ослабевшей группы или даже отдельных видов (Кормодобывание, 1934).
Выявленная направленность внесения азота, фосфора и калия позволили И.А. Стебуту (1956) и В.А. Астафьеву (1900) рекомендовать для повышения урожая лугов применение полного минерального удобрения. О. Нольтке (1931), обобщивший немецкие опыты химизации лугопастбищного хозяйства, одним из первых признал целесообразность применения азотных удобрений на бобово-злаковых лугах: не слишком высокое обилие бобовых, частое стравливание, стимулирующее развитие клевера ползучего, применение навоза, извести, фосфора и калия способствует лучшему развитию бобовых. Б.Д. Оношко (1936) рекомендовал вносить по 15-20 (в ряде случаев до 90 кг/га) азота на всех типах лугов, по 60 кг/га калия - на низинных и заливных лугах и до 120-150 кг/га на болотных и суходольных, по 45-60 кг/га фосфора на болотных и суходольных лугах, по 35-40 кг/га - на заливных, не менее 60 кг/га - на низинных. На минеральных почвах, кроме того, по возможности предлагалось применять до 36 т/га навоза.
Правильное удобрение сеяных сенокосных лугов не только повышает количество и качество урожая, но и регулирует состав травостоя и долголетие травонасаждения. Следует иметь в виду, что одностороннее удобрение кали-фосфатом может вызвать резкое преобладание в травостое бобовых, что угнетает злаки, понижает урожайность многолетнего луга (A.M. Дмитриев, 1948).
В последние годы в мировом луговодстве были разработаны две системы удобрения лугов. Одна из них была ориентирована на использование высоких доз технического азота, другая - биологического азота бобовых. Первое направление получило название голландского, второе - новозеландского (Сире П., 1963). При переменном удобрении удавалось сохранить пер воначальное содержание клеверов в травостое и тем самым также высокое содержание белков в корме (Э. Клапп, 1961).
Удобрением можно увеличить скороспелость клевера. В условиях вегетационного опыта наступление цветения можно ускорить на целых две недели по сравнительнению с неудобренными (П.И. Лисицин и др., 1934). На суходольных лугах в минимуме находится всегда азот, за ним следует фосфор и калий. Наиболее богаты они калием, удобрением, которое суходолам было бы совершенно не нужно, если бы не обычное явление - усиленное действие кали-фосфата на развитие бобовой группы трав (Кормодобывание, 1934).
При содержании в дерново-подзолистой супесчаной почве 11-13 мг Р2О5 и 10-14 мг / 100 г К20 для формирования высоких урожаев кормовой массы клевер луговой нуждается прежде всего в дополнительном внесении калийных удобрений (Харьков Г. и др., 1976). Положительное действие калийных удобрений на посевах клевера отчасти связано с тем, что при достаточном обеспечении растений калием они лучше противостоят поражению грибковыми болезнями. В массовых опытах (Сергеев П.А. и др., 1973), проведенных в западных и центральных районах клеверосеяния и обобщенных ВИУА, прибавка урожая сена от подкормки клевера суперфосфатом составляла 1,3-1,5 т (37-50%), от калийной соли - 0,6-1,1 т (16-37%) и от совместного их внесения - 1,4-2,0 т с 1 га (47-74%).
Доля участия бобовых зависит от взаимодействия факторов. В опыте A.M. Ермолаева (1983) при сравнительном изучении четырех вариантов: не-косимый неудобряемый; некосимый удобряемый; косимый удобряемый; косимый неудобряемый больше всего клевера лугового (до 30,7%) было в варианте косимом неудобряемом. По данным Б.М. Кардашина и др. (1987), на фоне Р90К90 и 4-5 стравливаний за сезон увеличивается содержание клевера ползучего с 23,0 до 54,0%.
