Содержание к диссертации
Введение
1. Особенности возделывания люцерны и продуктивность ее в зависимости от агротехнических приемов (обзор литературы) 9
1.1. Особенности роста и развития люцерны и требования ее к факторам внешней среды 9
1.2. Урожайность и качество люцерны в зависимости от плодородия почвы и удобрений 21
1.3. Продуктивность люцерны в зависимости от средств защиты растений 35
2. Условия и методика проведения исследований 47
2.1. Почвенно-климатические условия 47
2.2. Схема и методика исследований 50
2.3. Агротехника в опыте 54
2.4. Погодные условия в годы проведения опыта 56
3. Особенности роста и развития люцерны на зеленую массу в зависимости от уровня плодородия почвы, удобрений и средств защиты растений (результаты исследований) 60
3.1. Фенологические наблюдения и продолжительность межфазных периодов 60
3.2. Динамика густоты стояния растений и стеблестоя люцерны 62
3.3. Высота растений и масса сорняков 70
3.4. Облиственность растений люцерны и содержание сухих веществ в них 78
3.5. Содержание основных элементов питания в растениях 86
3.6. Поражаемость люцерны болезнями и повреждение ее вредителями 91
4. Изменение свойств почвы в посевах люцерны 108
4.1. Продуктивная влага и водопотребление люцерны 108
4.2. Изменение агрофизических свойств почвы 112
4.3. Изменение содержания гумуса в почве 120
4.4. Содержание азота в почве 123
5. Продуктивность и качество зеленой массы люцерны в зависимости от приемов ее возделывания 131
5.1, Урожайность зеленой массы люцерны 131
5.2, Качество зеленой массы люцерны 139
6. Эффективность применения изучаемых факторов при возделывании люцерны на зеленый корм 146
6.1. Биоэнергетическая эффективность 146
6.2. Экономическая эффективность 149
Выводы 153
Рекомендации производству 159
Список использованной литературы 160
Приложения 183
- Урожайность и качество люцерны в зависимости от плодородия почвы и удобрений
- Динамика густоты стояния растений и стеблестоя люцерны
- Изменение агрофизических свойств почвы
- Качество зеленой массы люцерны
Введение к работе
В настоящее время важнейшей задачей в земледелии является повышение продуктивности земель и увеличение производства высокобелковых кормов. При этом большое значение имеют многолетние травы. В кормовом балансе они составляют почти половину общей потребности сельскохозяйственных животных в растительных кормах. Одной из лучших кормовых культур в крае является люцерна. Она дает высокобелковый, богатый витаминами корм. В 100 кг зеленой массы содержится 17 кг кормовых единиц и 3,6 кг переваримого протеина, в сене соответственно 49 и 9,6, травяной муке - 65 и 13,5, сенаже - 28 и 5,5 кг. На 1 кормовую единицу в этих кормах приходится от 150 до 200 г переваримого протеина при норме 100 г, содержащего все важные аминокислоты / 25 /.
Вместе с тем, необходимо не только увеличивать количество кормов, но и повышать их качество. Решение этой задачи должно быть осуществлено, прежде всего, за счет внедрения в производство высокопродуктивных культур. Критерием продуктивности той или иной кормовой культуры является выход кормовых единиц с: 1 га посева. По этому показателю первое место принадлежит кукурузе и сахарной свекле. Однако, ценность кормов определяется не только количеством кормовых единиц, а и достаточным содержанием переваримого протеина, минеральных солей и витаминов. Важное значение в увеличении производства сбалансированных кормов имеет многолетняя высокобелковая бобовая трава — люцерна. В зеленой массе и сене ее, протеина в 2-2,5 раза больше, чем в злаковых травах и кукурузе на зеленый корм. Оценивая производство кормового протеина с биоэнергетической точки зрения установлено, что на единицу энергии (МДж) использованной на создание сырого протеина, люцерна «выработала» энергии в корме больше, чем злаки на 20,9-31,6 % / 84 /. В сумме всех укосов люцерна дает урожай зеленой массы 300-350 ц/га без полива и 500-650 ц при орошении /132 /.
Велико и агротехническое значение люцерны, прежде всего как азотфик-сирующей культуры. Симбиотический источник азотного питания обуславли-
вает высокую агротехническую ценность растительных остатков и сидеральной массы бобовых культур — как важнейшего фактора биологизации земледелия. Богатые азотом органические остатки бобовых с узким соотношением С :N служат прежде всего незаменимым энергетическим материалом, благотворно влияющим на активизацию жизнедеятельности полезной микрофлоры, т.е. повышают биологическую активность почвы, что исключительно актуально в условиях пагубного воздействия односторонней химизации. Азот люцерны, в отличии от азота минеральных удобрений (иногда органических), не загрязняет окружающую среду, легко усваивается другими растениями, В этом отношении люцерна, являясь азотфиксатором более предпочтительна, чем клевер и эспарцет. Например, каждый гектар люцерны оставляет в почве после распашки пласта до 350 кг/га азота против 90-100 кг у клевера и 200-250 кг у эспарцета / 29, 72, 116 /. Кроме того, возделывание люцерны позволяет резко снизить затраты на все дорогостоящие азотные удобрения, производство которых также наносит немалый вред природе. Поэтому, пласт люцерны — великолепный предшественник для пшеницы, хлопчатника и др. культур. Она важнейший компонент травосмесей как на богаре, так и орошаемых культурных пастбищах в степных, сухостепных районах страны, а также в Средней Азии и Закавказье / 20 /.
Многолетние травы предотвращают вымывание питательных веществ за пределы.корнеобитаемого слоя. По данным ТСХА, вымывание питательных веществ (N, К) на травах было в 6-7 раз меньше, чем на посевах озимой пшеницы или на зяби / 69 /, что способствуют значительному накоплению гумуса в почве, который улучшает ее свойства. Чем больше содержится гумуса в почве, тем ниже ее теплопроводность и выше теплоемкость. Это обстоятельство имеет особое значение в условиях континентального климата как средство, смягчающее губительное действие отрицательных температур на озимые культуры в зимний период / 20 /. Академик В.Р. Вильяме, придавал многолетним травам исключительное значение в повышении плодородия почвы, выдвигая их в качестве главного звена травопольной системы земледелия /19/.
Люцерна не только прекрасная кормовая культура, но и растение, имеющее большое мелиоративное значение. Она улучшает физико-химические и
5'
биологические свойства почвы, повышает ее плодородие. Ей принадлежит важнейшая роль в предотвращении засоления орошаемых земель / 99 /.
Однако, несмотря на исключительную ценность культуры, ей до недавнего времени уделялось недостаточно внимания. Не полностью использовались ее биологические, агротехнические возможности и кормовые достоинства.
Известно, что в 60-е годы в Краснодарском крае площади посева под люцерной составляли 246,5 тыс. га пашни, в 80-е - 257-349 тыс. га / 25, 46 А В настоящее время площади под травами сократились, многие хозяйства выращивают люцерну в выводных полях, что существенно ограничивает ее благоприятное воздействие на почву, снижает эффективность севооборотов. Интересы сельскохозяйственного производства ставят задачу введения в севообороты двух полей многолетних трав, что повлечет за собой увеличение их посевов до 700-740 тыс, га, т.е. около 17,5 % от всей площади пашни. В настоящее время в полевых севооборотах площади под многолетними травами составляют всего 10-12 % и менее в структуре посевных площадей. Если в США площадь под люцерной составляет 10,6 млн. га, Аргентине - 7,5 млн. га, то в России всего 4,2 млн. га, что свидетельствует о недостаточной роли этой культуры и о том, что у нас урожайность многолетних трав в 2-3 раза ниже потенциальных ее возможностей / 23 /.
Вместе с тем, современное состояние почвенного покрова страны и тенденция его изменения вызывают обоснованную тревогу. К сожалению, интенсификация сельскохозяйственного производства не привела к принципиальным позитивным качественным изменениям почвенного покрова. Наоборот, интенсивное ведение земледелия с использованием высоких, как правило, несбалансированных по составу норм минеральных удобрений при низком уровне применения органических привело к значительному усилению процессов минерализации органического вещества в большинстве пахотных почв страны. Особенно усилился этот процесс в последние 25-30 лет. Черноземы, например, потеряли до 30% гумуса. Это вызывает распыление почвы, резко уменьшает ее водоудерживагощую способность, увеличивает поверхностный сток воды и смыв почвы / 204 /. Возделывание в полевых севооборотах люцерны может ре-
шить проблему смыва почвы. Так, по данным Украинского НИИЗ, смыв почвы за 4 ливня составил на поле озимой пшеницы при крутизне склона 8-9 - 28,8 м /га, а на поле люцерны 2 года пользования - 0 м /га / 22 /.
Такое положение требует пересмотра системы земледелия, так как она не обеспечивает должного воспроизводства органического вещества в почве, урожайности и качества продукции. Существует ряд мнений, что исправить эту ситуацию должно биологическое земледелие, как система, которая базируется на переходе к преимущественно не химическим методам защиты растений, усилении роста биологического азота, использовании наряду с навозом, сидератов и побочной продукции. Основной культурой при переходе к сбалансированному биологизированному земледелию является люцерна, которой в севообороте необходимо создать оптимальные условия для получения высоких урожаев и азотфиксации. Азотфиксация люцерны тесно связана с агрофизическими свойствами почвы и системой удобрения.
В настоящее время при переходе от интенсивно-затратных агротехноло-гий на ресурсо- и энергосберегающие биологические системы, значение люцерны как мелиорирующей культуры еще более возрастает.
Исследования такой направленности проводились нами в длительном стационарном опыте в 2000-2002 гг. на опытной станции Кубанского ГАУ.
Цель и задачи исследований. Целью наших исследований являлось изучение и разработка научно-обоснованных приемов повышения продуктивности люцерны на зеленую массу на различных по плодородию почвы участках путем эффективного использования удобрений и средств химизации земледелия при возделывании люцерны, обеспечивающих повышение ее урожайности и качества с одновременной охраной окружающей среды.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи. В течении 3-х лет изучить:
- влияние интенсификации агротехнических приемов на рост и развитие растений люцерны;
- влияние изучаемых приемов возделывания люцерны на водный режим,
изменение агрофизических свойств почвы, содержание гумуса и питательных
веществ в ней и фитосанитарное состояние посевов;
-определить влияние уровня почвенного плодородия, удобрений и средств защиты растений на урожайность и качество зеленой массы люцерны;
- дать оценку энергетической и экономической эффективности изучаемых
в опыте приемов.
Новизна данной работы заключается в том, что впервые в Краснодарском крае в стационарном многофакторном опыте на выщелоченном черноземе проведено сравнительное изучение комплексного влияния почвенного плодородия, системы удобрения, средств защиты растений от сорняков, вредителей и болезней на рост, развитие, продуктивность, качество зеленой массы люцерны при одновременном сохранении и повышении плодородия почвы.
Практическая ценность работы. Проведенные исследования позволили предложить хозяйствам центральной зоны Краснодарского края альтернативные технологии, обеспечивающие получение устойчивых урожаев люцерны при одновременном удовлетворении природоохранных требований и сохранении плодородия почвы.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
рост, развитие и продуктивность люцерны в зависимости от плодородия почвы, удобрения и защиты растений;
влияние изучаемых приемов возделывания на водно-физические свойства и плодородие почвы, а также на водопотребление люцерны;
биоэнергетическая и экономическая оценка эффективности возделывания люцерны в зависимости от приемов ее возделывания.
Автор благодарит научного руководителя заслуженного деятеля науки РФ, доктора с.-х. наук, профессора Н.Г. Малюгу за помощь при выполнении исследований и написании работы, а также сотрудников и преподавателей кафедры растениеводства, земледелия, защиты растений и почвоведения.
Урожайность и качество люцерны в зависимости от плодородия почвы и удобрений
Сохранение, поддержание и воспроизводство плодородия пахотных почв - одна из первоочередных проблем сегодняшнего земледелия. Распашка почв, агротехническое их использование, активное применение средств химизации и другие антропогенные нагрузки приводят к количественным и качественным изменениям элементов потенциального и эффективного плодородия / 36 /.
Почти во всех почвенно-климатических зонах России отмечен отрицательный баланс гумуса. Ежегодные потери органического вещества составляют в Нечерноземной зоне 0,5...0,7 т/га, Центрально-Черноземной - 0,6...0,8, на Северном Кавказе - 0,6...1,5, в Западной Сибири - 0,2...0,6 т/га. За последние 50 лет среднегодовые потери гумуса в Краснодарском крае приближаются к 5 млн. т (около 1,2 т/га) / 52, 160 А Ежегодные потери гумуса из различных подтипов черноземов составляют 0,5-1,8 т/га / 196 А Из типичного чернозема Украины запас гумуса уменьшился на 0,7-0,95 т/га / 12, 126 /, Казахстана - на 1,5 т/га / 154 /, Сибири - на 1,0-2,5 т/га / 194 А Анализируя литературные данные, можно сказать, что содержание гумуса уменьшилось на дерново-подзолистой почве на 29 %, каштановой - на 9 % I 155 /, оподзоленном черноземе - на 32 % / 96 /, выщелоченном — на 23 % / 203 /, типичном - на 36 % / 60 /, обыкновенном - на 36 % / 12 / и южном черноземе - на 32 % / 60 / от исходного.
Темпы минерализации, а следовательно, снижение содержания гумуса могут замедляться или ускоряться в зависимости от культур севооборота. Введение парового поля и пропашных культур ускоряет разложение органического вещества, а посев многолетних трав и длительное их использование не только приостанавливает, но и отчасти компенсирует потери. Экспериментальные материалы характеризуют поля севооборотов по потерям органического вещества следующим образом: чистый пар - 1,2-1,6 т/га, пропашные - 0,7-1,5 т/га, озимая пшеница - 0,4-0,7 т/га, яровые зерновые - 0,5-0,6 т/га / 195, 204 А Изменение содержания гумуса в черноземах под влиянием сельскохозяйственного использования происходит не только в пахотном слое почвы, но и в подпахотном / 105, 144 А В большинстве случаев воздействие на подпахотный слой в 2-3 раза слабее, чем на пахотный / 36 А
Росту биологических потерь гумуса способствуют следующие факторы: увеличение в структуре посевов доли пропашных культур, сокращение площадей посева многолетних трав, недостаточная минимализация обработки почвы, применение только минеральных удобрений, неполное использование растительных остатков на удобрение / 143 А Установлено также, что высокие дозы азотных и калийных удобрений способствуют не только быстрому разрушению гумуса, но и снижению его качества. Одновременно с потерями гумуса ухудшаются водный режим почвы, ее физические, химические и биологические свойства, а в результате на 20-30 % снижается эффективность минеральных удобрений/ 161 А И все же одной из главных причин отрицательного баланса гумуса является недостаточное применение органических удобрений. По расчетам специалистов ВИУА, почвенного института им. В.В. Докучаева, ВНИИПТИ органических удобрений и других научных учреждений, для бездефицитного баланса гумуса необходимо вносить в РСФСР в среднем 6,2 т/га навоза, на Украине -8,6, в Казахстане - 3,5, в республиках Закавказья - 9,3, Средней Азии - 14,8 т/га. В целом по СНГ для бездефицитного баланса гумуса пахотных почв требуется ежегодно вносить 1426 млн. т (6,5 т/га) навоза / 200 /. В 1985 г. На поля страны было внесено около 961 млн. т (по 4,2 т/га) органических удобрений. В итоге в пахотных землях расчетный баланс гумуса, по данным ВНИИПТИОУ, сложился с дефицитом 0,27 т/га. Мало также применяется и минеральных удобрений. Фактически у нас вносится минеральных удобрений в 3,5 раза ниже уровня применения их в США, в 6 раз меньше, чем в Англии и в 17 раз меньше, чем в Голландии. Причинами такого положения являются — недостаточный уровень агротехники, слабая материально-техническая база хозяйств, недооценка роли органических удобрений и высокая стоимость средств химизации земледелия / 102 /.
Однако, в связи с переходом страны к рыночной экономике и резким повышением цен на удобрения необходим новый подход к решению проблем повышения плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур. Одним из важнейших направлений решения этой проблемы является ускорение биологизации земледелия.
Ключевой проблемой в биологическом земледелии является воспроизводство плодородия почвы, основа которого - пополнение ресурсов органического вещества почвы. Она может быть решена путем наиболее полного использования солнечной энергии для образования фитомассы, вовлечения ее максимально возможного количества в биологический круговорот, В связи с этим особенно актуальным становится использование в качестве ресурсов органики не только навоза, но и сидератов, растительных остатков возделываемых культур, особенно многолетних бобовых трав, которые по воздействию на плодородие почвы и урожайность последующих культур превосходят навоз /55, 182, 183,222/.
В оптимизации режима органических веществ в почве велика роль многолетних трав. Они, оставляя в почве большое количество органического вещества в виде корневых и пожнивных остатков, богатых минеральными элементами питания, обогащают почву азотом, улучшают ее физические свойства и играют значительную роль в повышении ее плодородия / 121, 128, 185, 193 /. Исследованиями Татарского НИИСХ установлено, что зернотравяной севооборот без применения удобрений обеспечивал положительный баланс гумуса (5,9 ц/га), а с внесением удобрений накопление его возрастало до 9-12 ц/га. Продуктивность такого севооборота на неудобренном фоне была на 3500 зерн. ед./га выше, чем зернопропашного. При этом, внесение минеральных удобрений можно сократить ежегодно на 10-15 % / 198 /. По данным многих научных учреждений края после двухлетнего использования люцерны содержание гумуса в почве увеличивается на 8-10 % / 159 /. Специалистами ТСХА установлено, что если в структуре посевов многолетние бобовые травы составляют 40 % и более, то бездефицитный баланс гумуса в почве обеспечивается без дополнительного внесения органических удобрений только за счет гумификации пож-нивно-корневых остатков / 200 /. Так, в условиях Украины при урожае зеленой массы люцерны 464, 507, 697 и 737 ц/га в пахотном слое почвы остается соответственно 93,99, 127 и 133 ц абсолютно-сухой массы корневых остатков, в которых содержится 204, 222, 292 и 315 кг азота; 43, 48, 66 и 73 кг фосфора; 66, 80, 109 и 122 кг калия. Кроме того, люцерна оставляет в виде поукосных остатков 18-22 ц абсолютно-сухой массы, в которой содержится азота — 28-42 кг, фосфора.— 11-14 кг, калия - 24-37 кг / 91 /. По данным ОПХ Кабардино-Балкарии на карбонатных черноземах общее количество органической массы, оставляемое люцерной в почве в конце 3 года жизни достигло 1,5 т/га / 187 /.
Динамика густоты стояния растений и стеблестоя люцерны
Рост и развитие растений - главные показатели оценки всех агроприемов и технологий возделывания. В своих трудах К.А. Тимирязев писал: «Состояние растения в период его роста может послужить достоверным показателем того, насколько высокий уровень эффективного плодородия создан путем воздействия на почву тем или иным агроприемом». У многолетних трав очень важным показателем является продолжительность отдельных фаз вегетации, так как от этого зависит количество укосов.
У люцерны 3 года жизни, возделываемой на зеленую массу, выделяют следующие фазы вегетации: отрастание, ветвление, бутонизация, цветение. По нашим данным наступление и продолжительность фаз вегетации люцерны изменялось в зависимости от условий увлажнения почвы, температуры и относительной влажности воздуха, а также от приемов возделывания культуры. и уровня плодородия почвы (табл. 4, приложение 1-2). В среднем за три года исследований, вегетационный период по вариантам опыта составлял 92-96 дней. Продолжительность межфазных периодов была близка к нормальной для данного сорта и условий произрастания. Повышенная обеспеченность растений люцерны элементами минерального питания на вариантах 222 и 333 растянула вегетационный период до 94-96 дней, то есть он был на 2-4 дня больше, чем на вариантах 000 и 111. Продолжительность межфазных периодов люцерны зависела не столько от обеспеченности элементами питания, сколько от количества влаги в почве, температурного режима, то есть от погодных условий. Если разница в продолжительности вегетационного периода люцерны 3 года жизни по вариантам опыта не превышала 2-4 дней, то по годам исследований она колебалась от 9 до 12 дней. Также отмечена разница и по отдельным фазам вегетации. Больше всего это касается продолжительности фаз вегетации в первом укосе. В 2000 году продолжительность межфазного периода отрастание-ветвление составляла 25-26 дней, в 2001 году - 28-29, в 2002 году 22-23 дня. Обусловлено это резкими перепадами температурного режима. Раннее отрастание в 2001 году (среднесуточная температура воздуха в марте составляла 8,8С при сред немноголетней 4,2С), сопровождалось периодическим замедлением ростовых процессов в связи с резкими колебаниями температуры в отдельные дни. Это также отразилось и на последующем межфазном периоде ветвление - бутонизация. В результате этого общая продолжительность межфазного периода отрастание-цветение в 2001 году составляла 69-70 дней. В 2000 и 2002 годах он был приблизительно одинаков и составлял 56-59 дней, В среднем же за три года этот период равнялся 61-63 дня. Примерно одинаковые условия, сложившиеся в 2000 и 2002 годах, а именно обильные осадки в период конца бутонизации - начала цветения (больше нормы на 84 и 132 % соответственно годам) обусловили формирование второго укоса за 32-34 и 31-33 дней, в то время как в 2001 году межфазный пе риод отрастание — цветение составил 30-32 дня, так как температура воздуха была на уровне среднемноголетней, а осадков практически не было, что и послужило причиной сокращения этого периода. Общая продолжительность вегетационного периода (от начала отрастания до второго укоса) в зависимости от вариантов опыта в 2000 году колебалась от 89 до 93 дней, в 200 L году - от 99 до 102 и в 2002 году - от 87 до 91 дней. Обусловлены эти различия в основном температурным и водным режимами в отдельные периоды вегетации. Таким образом, продолжительность межфазных периодов люцерны 3 года жизни в наших опытах существенно не зависела от изучаемых агроприемов, а наибольшее влияние на этот показатель оказывали метеоусловия. Рост растительного организма связан с потреблением больших количеств синтезируемого растением органического вещества, поэтому во время интенсивного роста происходит быстрое опорожнение фотосинтезирующих клеток, усиленный отток синтезируемого вещества к растущим органам, а это является одним из важнейших условий интенсивного фотосинтеза. Таким образом, все факторы, способствующие усилению ростовых процессов (оптимальные условия увлажнения, минерального и углеродного питания, аэрации почвы и др.), обуславливают повышение интенсивности фотосинтеза и увеличение общей продуктивности растения. Однако, если происходит затенение растений, то в связи с понижением интенсивности фотосинтеза, общая продуктивность растения снижается. Поэтому, оптимальная густота стояния растений — одно из важнейших условий, определяющих продуктивность посевов. Есть данные, что высокую урожайность обеспечивают посевы люцерны с густотой: по всходам не менее 500-550 растений на 1 м2, на начало вегетации во второй год жизни - 260-280 и не менее 150-160 растений в начале третьего года жизни / 23 /. По нашим данным, в среднем за 2000-2002 годы, густота стояния растений люцерны 3 года жизни в начале вегетации варьировала по вариантам опыта от 105 до 137 шт./м (рис. 1, приложение 3).
В течении вегетации на посевах люцерны наблюдался естественный процесс отмирания растений. В конце вегетации густота стояния растений по вариантам опыта составляла 90-131 шт./м2. В целом, от начала до конца вегетации процент гибели растений составлял 4,5-16,7 %.
По нашим данным, наибольшее положительное влияние на густоту стояния растений оказывали уровень плодородия почвы (25,2-24,9 %) и система удобрения, с долей 60,2-53,9 % (табл. 5). Так, в начале вегетации на удобренном фоне (от 111 к 333) количество растений было выше на 11,4-30,5 %, по сравнению с неудобренным. К концу вегетации данная разница составляла 16,7-45,6 %.
Изменение агрофизических свойств почвы
Строение почвы — это соотношение объемов твердой фазы и различных видов пор. Оно выражает не только степень плотности или рыхлости почвы, но и характер ее порозности. Строение почвы характеризует скважность или объемная масса, и величина соотношения между капиллярной и некапиллярной скважностями. Объемная масса на разных почвах колеблется в пределах от 0,8 до 1,6 г/см . Почвы, где её величина изменяется от 0,8 до 1,1 г/см , считают рыхлыми. Плотные почвы имеют объемную массу около 1,3, а очень плотные -свыше 1,4-1,5 г/см3. Влияние данного показателя на урожайность культур огромно. Так, при объемной массе в пахотном слое почвы 0,97-1,10 г/см3 урожай сена люцерны составил 60,7 ц/га; при 1,26-1,38 г/см3 - 60,0 ц, а при 1,47-1,51 г/см3-53,3 ц/га/174/.
Наши наблюдения за величиной объемной массы почвы перед распашкой люцерны 3 года жизни показали, что система удобрения и уровень плодородия почвы оказывали определенное влияние на этот показатель в пахотном и подпахотном слоях (табл. 27, приложение 14).
В 2000-2002 годах объемная масса пахотного слоя почвы (0-30 см) колебалась по вариантам опыта от 1,38 до 1,40 г/см3, то есть относится к плотным почвам, в подпахотном слое (30-50 см) она увеличивалась до 1,44-1,47 г/см3.
Плодородие почвы и система удобрения оказывали определенное влияние на объемную массу выщелоченного чернозема под люцерной 3 года жизни. Последовательное повышение уровня плодородия и доз удобрений от 111 (беспес-тицидная технология) к 333 (интенсивная технология) в пахотном слое почвы способствовало снижению плотности её, по сравнению с контролем (000 - экстенсивная технология) на 0,01-0,02 г/см3. Снижение величины объемной массы наблюдалось и в подпахотном слое от данных факторов и составляло 0,01-0,03 г/см3.
Рассматривая величину объемной массы по годам, следует отметить, что она сохраняет те же закономерности от изучаемых факторов, что и в среднем по опыту (приложение 14), Наибольшая плотность почвы наблюдалась на варианте экстенсивной технологии, а интенсификация средств химизации земледелия способствовала уменьшению её и наименьшей она была на вариантах интенсивной технологии (333), где на фоне повышенного уровня плодородия почвы применялась высокая доза удобрений и интегрированная система защиты растений от сорняков, вредителей и болезней.
В 2000 году величина объемной массы по вариантам опыта в пахотном слое почвы. колебалась от 1,37 до 1,39 г/см3, в подпахотном - от 1,47 до 1,51 г/см3; в 2001 году соответственно-от 1,38 до 1,41 и от 1,42 до 1,45 г/см3; в 2002 году - от 1,38 до 1,41 и от 1,42 до 1,45 г/см3. При этом, данный показатель в пахотном слое почвы во все годы исследований был практически одинаковым, а в подпахотном наблюдалось некоторое увеличение плотности почвы в 2000 году, которая составляла в среднем по вариантам опыта 1,49 г/см3, что на 0,05 г/см3 (3 %) выше, чем в 2001 и 2002 годах соответственно. Зависимость твердости почвы от изучаемых в опыте агроприемов имела те же закономерности, что и объемная масса почвы.
В среднем за 2000-2002 гг., наибольшая твердость почвы отмечена на варианте экстенсивной технологии (000 — контроль). Так, величина данного пока-зателя составила в пахотном слое 38,3 кг/см , в подпахотном - 42,1 кг/см . Применение средств химизации земледелия способствовало снижению твердости почвы и наименьшей она была при интенсивной технологии. Так, снижение в пахотном слое составило 6,0 кг/см (19 %). Такая же закономерность отмечена и в подпахотном слое почвы, снижение составляло 6,0 кг/см (17 %).
Рассматривая величину твердости почвы по годам, следует отметить, что наибольшей она была в 2000 году и составляла в пахотном слое почвы в среднем по вариантам опыта 40,1 кг/см2, что на 11,4 кг/см2 (40 %) и на 4,3 кг/см2 (12 %) больше, чем в 2001 и 2002 годах соответственно. В подпахотном слое почвы несколько (45,9 кг/см ) большая величина твердости почвы под люцерной 3 года жизни отмечена в 2002 году. Разница с 2001 и 2000 годами составляла соответственно 13,2 кг/см2 (40 %) и 7,5 кг/см2 (20 %). В отдельные годы исследований отмечена такая же зависимость величины твердости почвы от изучаемых агроприемов. Увеличение уровня плодородия почвы и доз удобрений снижало твердость почвы.
Наибольшей в отдельные годы исследований величина твердости почвы была при экстенсивной технологии. Применение среднего уровня плодородия почвы и минимальной дозы удобрений снижало ее в пахотном слое почвы в 2000 году - на 3 %, в 2001 году на 7 % и в 2002 году на 16 %. Увеличение уровня плодородия почвы до повышенного и высокого и доз удобрений до средней и высокой на вариантах 222 и 333 способствовало снижению твердости почвы соответственно годам на 15-17 %; 8-15 % и на 20-24 %, по сравнению с контролем. Аналогичная тенденция отмечалась и в подпахотном слое почвы. Разница с контролем по данным технологиям возделывания в 2000 году составляла 7-20 %, в 2001 году - 7-24 %, в 2002 году - 5-9 %.
В целом, строение пахотного слоя перед распашкой люцерны 3 года жизни характеризуется однородностью, можно отметить, что по всем вариантам опыта наблюдалось равномерное однородное уплотнение почвы от верхнего горизонта к нижнему. Подпахотный слой характеризовался более высокими значениями плотности и твердости, чем пахотный. Следует отметить также, что при довольно высоких значениях объемной массы как в пахотном, так и в подпахотном слоях под люцерной не наблюдалось существенного увеличения глы-бистости почвы. Это очевидно связано с мощно развитой корневой системой культуры, а вследствие этого и благоприятным влиянием ее на агрегатно-структурный состав почвы.
Качество зеленой массы люцерны
Среди промежуточных вариантов, наибольшее превышение над контролем отмечено при повышенном уровне плодородия почвы и внесении средней дозы удобрений, без применения средств защиты растений (220)-0,34 МДж (17%).
Содержание кормовых единиц в 100 кг зеленой массы люцерны по вариантам опыта колебалось по вариантам в пределах 0,16-0,20 кг.
Последовательное повышение уровня плодородия почвы от среднего до высокого и доз удобрений от минимальной до высокой (от 111 к 333) способствовало увеличению содержания кормовых единиц в 1 кг корма натуральной влажности на 13-19 %, по сравнению с контролем..
Внесение только удобрений на вариантах 020 и 022 увеличивало данный показатель на 0,03 кг (19 %), а применение только повышенного уровня плодородия почвы на вариантах 200 и 202 - на 0,02 кг (13 %), по сравнению с контролем. Наибольшее содержание кормовых единиц отмечено на варианте 220 (повышенный уровень плодородия почвы, средняя доза удобрений, без средств защиты растений) - 0,20 кг, что на 0,04 кг (25 %) больше контроля.
Протеиновая питательность оценивается по количеству сырого и переваримого протеина в 1 кг корма. По данным наших исследований, наименьшее количество как сырого, так и переваримого протеина наблюдалось на неудобренном фоне и составляло 37,8 г и 26,5 г соответственно. Система удобрений способствовала увеличению протеиновой питательности. Повышение доз удобрений от 111 к 333 увеличивало содержание сырого протеина на 3,3-7,5 г (9-20 %) и переваримого - на 1,5-4,5 г (6-17 %), по сравнению с контролем.
Среди промежуточных вариантов, наименьшее содержание сырого и переваримого протеина было на варианте 002 и превышало контроль лишь на 0,5 % по сырому протеину и было одинаковым по переваримому, а наибольшее на варианте 220. Разница с контролем составляла соответственно 21 % и 23 %.
На вариантах со средней дозой удобрений, содержание сырого и переваримого протеина составляло в среднем 43,8 г и 31,0 г, что больше контроля на 16 % и 17 %, а на вариантах с повышенным уровнем плодородия почвы превышение над контролем составило 8 % и 7 %.
В зоотехническом анализе различают две группы веществ, составляющих углеводную питательность - это сырая клетчатка и безазотистые экстрактивные вещества (БЭВ). Наибольшая величина этих веществ была отмечена на вариантах 000 и 002 и составляла 65,1-60,9 г и 97,5-98,0 г/кг. Внесение удобрений приводило к уменьшению содержания сырой клетчатки на 14 % (111-беспестицидная технология), 17 % (222-экологически допустимая технология) и 26 % (333-интенсивная технология). Содержание БЭВ на фоне удобрений уменьшалось - в среднем по опыту на 11-30 %, по сравнению с контролем.
Аналогичная тенденция отмечена и среди промежуточных вариантов.. Внесение средней дозы удобрений на вариантах 020 и 022 уменьшало данные показатели на 18-16 % и на 19-14 %, а применение повышенного уровня плодородия почвы на вариантах 200 и 202 на 13-9 % и 12-7 %, по сравнению с контролем. Наименьшее содержание сырой клетчатки (52,9 г) и БЭВ (80,5 г) отмечено на варианте 220. Разница с контролем составляла соответственно 12,2 г (23%) и 17,0 г (21%).
Питательная ценность кормов зависит также и от содержания в них сырого жира. В зеленой массе люцерны жира содержится около — до 1 %.
В наших исследованиях этот показатель по вариантам опыта варьировал от 7,4 до 8,5 г на 1 кг зеленой массы. Интенсификация средств химизации земледелия на вариантах 111, 222, 333 увеличивала данный показатель на 7-15 %, по сравнению с контролем.
Среди промежуточных вариантов, наименьшее содержание сырого жира было на варианте 002 (7,6 г), а наибольшее — на варианте 220 (8,3 г). Разница с контролем составляла соответственно 3 % и 12 %. Внесение удобрений на вариантах 020 и 022 в среднем увеличивало данный показатель на 9 %, а применение повышенного уровня плодородия почвы на вариантах 200 и 202 - на 7 %, по сравнению с контролем. Сырая зола - это несгораемый остаток растительной ткани. Она может содержать все элементы, кроме кислорода, водорода, углерода и азота. В сухом веществе растений на долю зольных элементов приходится примерно 5 %. Значение же их в жизнеобеспеченности животных чрезвычайно велико.
Наименьшее содержание сырой золы отмечено на вариантах 000 и 002 и составляло соответственно 19,1 и 18,8 г, а наибольшее на вариантах 333 и 220 -22,4 г, что больше контроля на 3,3 г (17 %).
Из всех минеральных элементов в питательной ценности зеленой массы большая роль принадлежит кальцию. Минимальное количество кальция было отмечено на вариантах 000 и 002—3,6 г в 1 кг зеленой массы. Удобрения увеличивали содержание кальция по вариантам опыта (от 111 к 333) на 0,4-0,8 г или на 11-22 %. Внесение средней дозы удобрений увеличивало данный показатель на 17 %, применение повышенного уровня плодородия почвы - на 8 %, а совместное использование повышенного уровня плодородия почвы и средней дозы удобрений - на 19 %, по сравнению с контролем.
Содержание фосфора в растениях люцерны варьировало по вариантам опыта незначительно и составляло 0,7-0,9 г. Применение удобрений оказывало определенное влияние на его содержание. Отмечено увеличение этого показателя на 0,3 г ( 29 %) при интенсивной технологии возделывания и на варианте 220, по сравнению с контролем. На остальных вариантах опыта, разница по сравнению с контролем составляла 14 %.
Наименьшее количество калия отмечено на вариантах 000 (6,4 г) и 002 (6,5 г).. Последовательное увеличение уровня плодородия почвы и доз удобрений от 111 к 333 способствовало повышению данного показателя на 11-22 %, по сравнению с контролем. Внесение средней дозы удобрений на вариантах 020 и 022 увеличивало содержание калия в зеленой массе люцерны в среднем на 19 %, применение повышенного уровня плодородия почвы на вариантах 200 и 202 - на 11 %, а совместное использование средней дозы удобрений и повышенного уровня плодородия почвы на 23 %, по сравнению с контролем. Сравнительная оценка качества зеленой массы люцерны 3 года жизни по годам показала, что оно сохраняет те же тенденции, что и в среднем за 2000-2002 гг. (приложение 22).
Однако, различный водный и температурный режимы в отдельные годы исследований несколько изменяли величину этих показателей.
Наименьшие показатели качества зеленой массы люцерны отмечены в более засушливом 2001 году, а наибольшие — в более увлажненном 2000 году. Так, протеиновая питательность в 2000 г. в среднем по вариантам опыта составляла 44,0 г-сырого протеина и 31 г— переваримого протеина. В 2001 г. величина данных показателей составляла соответственно 40,0 и 28 г, то есть была ниже на 10 % и 11 %. Аналогичная тенденция отмечена и по другим показателям.
Таким образом, интенсификация сельскохозяйственного производства, применение удобрений, средств защиты растений позволяет не только повысить урожай люцерны, но и резко улучшить качество зеленой массы, в частности увеличить протеиновую питательность и снизить углеводную. Наилучшие показатели питательности зеленой массы люцерны получены при интенсивной технологии, где на фоне высокого уровня плодородия почвы применялась высокая доза удобрений и интегрированная система защиты растений от сорняков, вредителей и болезней, а также на варианте 220 (повышенный уровень плодородия почвы, средняя доза удобрений, без средств защиты растений).
