Комплекс мероприятий по созданию культурных травостоев сенокосно-пастбищного использования на аллювиальных луговых почвах левобережного Полесья УССР Попков Николай Спиридонович

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА I. Задачи, методика и условия проведения исследований 32

1.1. Задачи исследований 32

1.2. Методика исследований 32

1.3. Оценка агроклиматических ресурсов Левобережного Полесья УССР.,Характеристика мелиоративной системы и почвы опытного участка 38

1.3.1. Радиационные ресурсы Левобережного Полесья УССР и возможная продуктивность многолетних трав 38

1.3.2. Тепловые ресурсы и теплообеспеченность многолетних трав 41

1.3.3. Ресурсы влаги и влагообеспеченность многолетних трав 47

1.3.4. Характеристика мелиоративной системы и почвы опытного участка 53

ГЛАВА II. Влияние комплекса агромелиоративных и агротехнических мероприятий на водно-воздушный режимпочвы и особенности формирования урожая многолетних трав 59

2.1. Режим уровня грунтовых вод и динамика влажности почвы 59

2.2. Эффективность дополнительного увлажнения на аллювиальных луговых почвах

2.3. Особенности формирования урожая многолетних трав на осушенных аллювиальных луговых почвах Левобережного Полесья УССР... 66

ГЛАВА III. Особенности обработки аллювиальных луговых почв перед залужением и эффективность применения минеральных удобрений при создании еенокооно-пастбищных травостоев 78

3.1. Особенности обработки аллювиальных луговых почв перед залужением 78

3.2. Влияние удобрения на продуктивность многолетних трав и эффективность азотных удобрений в зависимости от способов обработки почвы перед заложением... 81

3.3. Взаимосвязь урожая многолетних трав с условиями их роста и развития и нормами

азотных удобрений 88

3.4. Экономическая эффективность ^применения минеральных удобрений на осушенных аллювиальных луговых почвах. 92

ГЛАВА ІV. Влияние минерального питания на ботанический состав травостоя и качество корма... 94

4.1. Влияние уровней минерального питания на ботанический состав бобово-злакового травостоя. 94

4.2. Влияние удобрений на химический состав корма. 100

4.3. Энергетическая эффективность применения удобрений на осушенных аллювиальных луговых почвах* 108

ГЛАВА V. Влияние минеральных удобрений на баланс питательных веществ и плодородие почвы.

ГЛАВА VІ. Экономическая оценка эффективности комплекса мероприятий по созданию культурных травостоев сенокосно-пастбищного использования на осушенных аллювиальных луговых почвах»... 128

ВЫВОДЫ 130

ПВДЛОШШ ПРОИЗВОДСТВУ 132

ЛИТЕРАТУРА 134

ПРИЛОЖЕНИЕ 154

СПРАВКИ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ .. 175

• Оценка агроклиматических ресурсов Левобережного Полесья УССР.,Характеристика мелиоративной системы и почвы опытного участка
• Режим уровня грунтовых вод и динамика влажности почвы
• Особенности обработки аллювиальных луговых почв перед залужением
• Влияние уровней минерального питания на ботанический состав бобово-злакового травостоя.
• Влияние минеральных удобрений на баланс питательных веществ и плодородие почвы.

Введение к работе

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Роль кормопроизводства в успешном выполнении Продовольственной программы, намеченной ХХУІ съездом КПСС, трудно переоценить. Только надежная устойчивая кормовая база может стать главным условием, решающим звеном успешного развития животноводства и соответственно, выполнения планов производства мяса и мо« л ока.

Важным резервом укрепления кормовой базы животноводства является улучшение использования мелиорированных луговых угодий, которые обладают богатейшими потенциальными возможностями производства высокопитательного здорового корма.

В Черниговской области луговые угодья занимают 163,9 тыс. га, из которых 8,3 тыс.га орошаемых культурных пастбищ. Однако потенциальные возможности луговодства используются пока явно недостаточно. Так, если за 1976-1980 годы урожай улучшенных сенокосов области составил 21,7 ц/га на площади 34,9 тыс.га, то в 1981 году - 22,5 ц/га с площади сенокошения 29,7 тыс.га. Около 102 тыс.га сенокосов и пастбищ или более 50/₀ всех осушенных угодий в 1981 году использовались под выпас.

Одной из причин низкой продуктивности мелиорированных луговых угодий является слабая изученность вопросов создания высокопродуктивных травостоев на осушенных минеральных /особенно пойменных/ почвах для условий Левобережного Полесья УССР. Практически таких рекомендаций нет. Вопросы создания травостоев на осушенных минеральных почвах весьма мало изучены в отечественной литературе, а комплексный подход к оптимизации приемов, обеспечивающих значительное повышение продуктивности культурных травостоев, только начинает развиваться. Поэтому разработка комплекса мероприятий по созданию высокопродуктивных культурных травостоев на мелиорированных минеральных землях является весьма актуальной задачейі представляет большой научный и практический интерес.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью исследований является разработка комплекса мероприятий по созданию культурных травостоев сенокосно-пастбищно-го использования на аллювиальных луговых почвах осушенных пойм Левобережного Полесья УССР, на основе изучения различных агротехнических и агромелиоративных приемов по регулированию основных факторов жизнедеятельности многолетних трав.

Научная новизна исследований. Впервые разработан ж внедрен комплекс мероприятий по созданию культурных травостоев на осушенных аллювиальных луговых почвах, который включает наиболее эффективные технологические операции по регулированию / оптимизации / основных факторов жизнедеятельности многолетних трав, обеспечивающих оптимальные условия для Формирования высокой продуктивности конкретных агрофитоце -нозов в условиях Левобережного Полесья УССР.

Произведена оценка агроклиматических ресурсов Левобережного Полесья УССР при выращивании многолетних трав. Установлено, что на аллювиальных луговых почвах осушенных пойм продук -тивность культурных травостоев лимитируется в возрастающем порядке притоком ФАР, количеством тепла, влаги и пита -тельных веществ.

Основным лимитирующим фактором является питательный режим. В первом минимуме находится азотное питание.

Получены уравнения регрессии, позволяющие расчитывать урожай многолетних трав в зависимости от метеорологических факторов и уровня азотного питания.

Дана количественная оценка влияния азотного питания на уровень урожая многолетних трав и их питательную ценность.

Разработаны наиболее эффективные агротехнические приемы и оптимальные их сочетания в едином агромелиоративном комплексе / подготовка почвы, сенокосно - пастбищный метод использования травостоя, нормы удобрений / при создании высокопродуктивных травостоев сенокосно - пастбищного исполь -зования на осушенных пойменных землях Левобережного Полесья УССР.

Практическая ценность работы. Внедрение разработанного комплекса мероприятий позволяет рационально и высокопроизводительно использовать мелиорированные земли, водные ресурсы, технику, удобрения и создать прочную,устойчивую кормовую базу животноводства в каждом хозяйстве, повысить результативность труда в сельскохозяйственном производстве. Он позволяет повысить продуктивность сенокосно-пастбищных угодий до 100 и более центнеров сухого вещества с гектара независимо от погодных условий.

Результаты исследований рекомендуется использовать: а/ проектным организациям при составлении сельскохозяйственной части проектов мелиоративных систем; б/ эксплуатационным организациям при эксплуатации мелиоративных систем; в/ колхозам и совхозам при создании и сельскохозяйственном использовании мелиорированных сенокосно-пастбищных угодий.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСЯЩИЕСЯ НА ЗАЩИТУ: -количественная оценка агроклиматических ресурсов Левобережного Полесья УССР при выращивании многолетних трав; -закономерности формирования урожая культурного травостоя сенокосно-пастбищного использования на осушенных аллювиальных луговых почвах Левобережного Полесья УССР; - эффективность дождевания, способов обработки почвы и минеральных удобрений на травостоях сенокосно-пастбищного использования; разработанные модели продуктивности травостоя в зависимости от УГВ, норм азота и метеорологических факторов; экономическая эффективность комплекса технологических приемов по созданию культурных травостоев сенокосно-пастбищного использования; - выводы по диссертационной работе в полном объеме и соот ветствии с диссертацией и авторефератом.

АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. -

Результаты исследований докладывались и обсуждались: нас совещании Черниговского управления осушительных систем / 1981, 1982 годы /; на техсовете Черниговского филиала института ^п Укргипро -водхоз" / 1982 г. /; на областном семинаре по улучшению кормопроизводства на осушенных и орошаемых землях / 1981, 1982 годы /; на областном семинаре эксплуатационной службы области по повышению эффективности использования мелиорированных земель / 1982 г. /; на научно-производственной конференции " Пути повышения продуктивности мелиорированных торфяныхпочв и выработанных торфяников " / г. Киров, 1983 г. /; на научно-производственной конференции " Индустриальные технологии выращивания высоких урожаев кормовых культур^м/г. Киев, 29 - 30 июня 1983 года /.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Разработанный комплекс мероприятий по созданию культурных травостоев сенокосно-пастбищ-ного использования внедрен межхозяйственным производственным объединением по использованию мелиорированных земель Черниговского района Черниговской области с годовым экономическим эффектом в 1981 году - 93,0 тыс. руб., 1982 году - 165,5 тыс. руб., 1983 году - 191,0 тыс. руб. Крометого, в хозяйствах на мелиоративных системах Черниговской области экономический эффект от его внедрения составил в 1982 году - 108,2 тыс.руб. и в 1983 году -402,6 тыс. руб.

Оценка агроклиматических ресурсов Левобережного Полесья УССР.,Характеристика мелиоративной системы и почвы опытного участка

В комплексе мероприятий по интенсификации луговодства важная роль принадлежит разработке технологических приемов, обеспечивающих получение максимально возможных урожаев многолетних трав с учетом зональных особенностей.

Известно, что органическое вещество создается в процессе фотосинтеза растений под воздействием солнечной радиации.Поэтому для научно обоснованного планирования кормопроизводства необходимо знать потенциальную продуктивность, обеспечиваемую ресурсами солнечной радиации при максимально возможном использовании фотосинтетически активной радиации /ФАР/.

По данным А.С.Образцова и В.М.Ковалева /1979/ теоретически возможный максимальный коэффициент полезного действия /КПД/ поглощенной ФАР может быть равен 16,8/о, а практически достижимый не более 5/о /А.А.Нечипорович, І976;В.А.Ковда,І98І/. В настоящее время в производственных условиях многолетними травами используется до 2/о приходящей ФАР /А.А.Нечипорович, 1976; М.К.Каюмов, 1976/.

По данным Н.А.Перелета /1971/ радиационные ресурсы Левобережного Полесья УССР по г.Чернигову за год составляет 20,1 млрд КД1/га /табл.1.1./.

Режим уровня грунтовых вод и динамика влажности почвы

Аллювиальные луговые почвы формируются при близком залегании грунтовых вод и капилярная кайма в течение всего вегетационного периода присутствует в почвенном профиле, в нижней части которого наблюдается оглеение. Динамика влагозапасов в годы исследований по циклам использования травостоя приведена в табл.2.1.

Данные показывают, что водный режим складывался не одинаково по годам и циклам. В 1979, наиболее засушливом году, УГВ снизился до 155 см /приложение 4/ только в конце вегетации, а в среднем за третий цикл составил 132 см. В период первого и второго циклов использования травостоя он снижался до 112 и 108 см. Амплитуда весеннего повышения УГВ в І980-Ї982 годах составила 47-63, а в период второго цикла 49-99 см. При формировании урожая трав Ш цикла отмечалось значительное понижение УГВ в 1979, 1981 и 1982 годах. В 1982 году он достигал 153 см. Как видим УГВ в период исследований колебался в значительных пределах, однако в среднем за вегетацию трав составлял 117 см /1979 г./, 54 /1980 г./, 88 /1981 г./ и 101 см /1982 г./.

Как известно при высоком уровне грунтовых вод, существенным источником пополнения запзсов влаги активного слоя почвы является капиллярное подпитывание, которое может достигать значительных величин /В.М.Зубєц и др., 1972; В.С.Мэслов и др., 1981/. Величина подпитывания по Р.А.Афанасьеву /1976/ определяется положением УГВ и длительностью межукосных периодов. Наибольшей величины оно достигало в 1980 году /324 им/, а наименьшее - в 1979 году /147 мм/. Во все годы исследований подпитывание и осадки в достаточной мере обеспечивали растения влагой. Общие ресурсы влаги были довольно высокие и колебались в первом цикле з пределах 366--457, во втором - 178-422 и в третьем - 291-323 мм.

Из таблицы видно, что потребности трав в воде в первый межукосный период только в 1979 и 1981 годах осуществлялось за счет запасов активного слоя почвы. В результате количество влаги к моменту первого укоса снизилось от 129 мм до НО мм в 1979 году и от 129 мм до 105 мм в 1981 году. В 1980 и 1982 годах потребность растений во влаге удовлетворялась за счет осадков и подпитывания. Аналогичная зависимость наблюдалась и во втором цикле. В третьем цикле сработка запасов влаги 0 30 см слоя почвы наблюдалась во все годы исследований. Однако в конце периода они были достаточно высокими и значительно превышали уровень ВИС.

Таким образом, условия водного режима почвы были благоприятными для роста и развития трав в первом межукосном периоде в 1980-1982 годах, а при формировании урожая второго и третьего циклов во все годы исследований. Влажность пахотного слоя поч вы в течение вегетационного периода находилась в оптимальных пределах и не опускалась ниже 70/о- НВ /рис. 2,1/,

Особенности обработки аллювиальных луговых почв перед залужением

Результаты полевых опытов по влиянию способов обработки почвы на продуктивность травостоя представлены в табл.3.1 и приложении 9.

Данные свидетельствуют о том, что без применения удобрений при поверхностной обработке почвы продуктивность травостоя не превышала в среднем за три года 21,9 ц/га сухого вещества. Не обеспечивало существенного повышения урожая дополнение поверхностной обработки обыкновенной пахотой. В среднем за три года было получено 24,5 ц/га сухого вещества или прибавка составила 2,6 ц/га с колебаниями по годам в пределах 1,9 - 3,3 ц/га при HCPQ - 1,97 - 3,47 ц/га. Глубокая безотвальная пахота и глубокое рыхление в сочетании с поверхностной обработкой способствовали существенному приросту урожая. Прибавка составила в среднем 6,3 и 9,6 ц/га или 38,8 - 43,8/о. Эти способы обработки были более эффективными и при сравнении их с обыкновенной пахотой /вариант Б/. Прибавка урожая составила 3,7 - 7,0 ц/га, что существенно выше HCPQCJ. Сравнение безотвальной вспашки и глубокого рыхления /варианты/В и Г/ показали существенноепреимущество последнего способа обработки. Прибавка урожая составляла в среднем 3,3 ц/га при HCPQ 2,87 ц/га. Таким образом, на аллювиальных луговых почвах без применения удобрений поверхностная обработка почвы была равноценной ее сочетанию с обыкновенной вспашкой. В сравнении с этими способами обработки безотвальная пахота 0.

Повышала урожай на 3,7 - 6,3 ц/га /16,9 - 38,8/о/, а глубокое рыхление на 7,0 - 9,6 ц/га /32,0 - 43,8/о/. Наиболее целесообразным способом подготовки почвы под залужение следует признать сочетание глубокого рыхления с поверхностной обработкой. Этот способ обеспечивал получение урожая в пределах 27,0 - 38,4 ц/га сухого вещества.

При внесении фосфорно-калийных удобрений эффективность способов обработки почвы несколько отличалась. В целом все способы более глубокой обработки обеспечивали существенное повышение урожая в сравнении с поверхностной. Прибавки урожая составляли 9,5 -16,8 ц/га сухого вещества или 35,3 - 62,4 /о. При этом наиболее эффективным оказалось применение глубокого рыхления, которое обеспечивало повышение урожая до 40,6 - 48,8 ц/га, что на 44-88 /о больше, чем при поверхностной обработке. При внесении умеренных норм азота /A/J20 / п0 Ф0НУ фосфорно-калийных удобрений эффективность различных способов подготовки почвы под залужение характеризовалась такими же корреляционными связями, что и при внесении фосфорно-калийных удобрений. Однако общий уровень продуктивности травостоев резко возрастал.

Наиболее высокий урожай /74,5 - 76,7 ц/га/ был получен на вариантах с применением безотвальной пахоты и глубокого рыхления, в сочетании с поверхностной обработкой.

Влияние уровней минерального питания на ботанический состав бобово-злакового травостоя

При систематическом применении минеральных удобрений существенно изменялся ботанический состав травостоя.

В опытах изучалась травосмесь, состоящая из следующих видов трав: овсянница луговая (J-e iu a, pz&yt&n&C4 Uc d), ежа сборная І/ й/ q o/пМші s)y тимофеевка луговая (Рк&шп pttd-Zrt&L клевер белый,ползучтр о&т &/ $ райграс пастбищный {Z&tU ряг&пме. .) и кострец безостый [HlOMOptUUtewk Єу4) . По данным А.В.Боговина /1965/, Б.И,Демьянчика /1965/ и др. травосмеси, в состав которых входили эти травы, отличались высокой продуктивностью. В условиях Черниговской области они находят широкое распространение.

Трехлетние наблюдения показали, что травосмесь оказалась высокоурожайной, однако уровень урожая зависел от дозы удобрений, обработки почвы и других: факторов. Состав травостоя в первом цикле по годам исследований и динамика ботанического состава по циклам показаны на рисунке 4.1 и приложении 15. За годы исследований наблюдалось значительное изменение видового состава травостоя от исходного /залужение 1979 г./. На участке без удобрений повышался удельный вес овсяницы луговой. В 1980 году он составил 24,2/о» несколько понизился в 1981 году /23,2/о/ и в конце исследований составил 20/о- травостоя или на 4,б/о больше исходного. Тимофеевка луговая на третьем году пользования травостоем заняла доминирующее положение /50/о/. Снижение ее содержания в травостое в первом году пользования /1980 г./ очевидно вызвано слабым ее развитием в 1979 году,когда наблюдалась низкая влажность в верхнем слое почвы в период от укоренения ее всходов до образования вторичных корешков, так как тимофеевка луговая плохо переносит засуху и особенпо чувствительна к ней в этот период роста, на что указывает С.И.Дмитриева и др.,/1982/.

Содержание ежи сборной резко снизилось,и на третий год жизни она выпала из травостоя. Это объясняется тем, что она сравнительно медленно отрастает в первые годы залуження и плохо переносит суровые условия бесснежной зимы при низком агрофоне ее произрастания, что отмечала в своих исследованиях И.П.Минина /1974/. Зима І979-1980 годов была малоснежной и холодной. По данным метеостанции г. Чернигов в эту зиму образовывалась притертая ледяная корка, а почва промерзала до 70-125 см. На второй год пользования травостоем выпал кострец безостый. Основной причиной выпадания из травостоя костреца безостого следует считать несоответствие его условиям местообитания, не-конкурен тноспособность с такими энергично растущими ценотипа-йи, как тимофеевка луговая, ежа сборная /на высоком агрофоне/ при пастбищном использовании. Зту особенность биологии указанных трав отмечают Э.Клапп /1961/, Н.Г.Андреев /1966/, И.П.Минина /1974/. В условиях неудобренных травостоев и сенокосно-паст-бищнпго использования трав не выдержал конкуренции с тимофеевкой луговой и овсяницей луговой райграс пастбищный и выпал из травостоя практически на третий год пользования травами, что согласуется с данными Э.Клаппа /1961/. Содержание клевера белого повысилось до 20/о. Разнотравье заняло 15/ травостоя.

Влияние минеральных удобрений на баланс питательных веществ и плодородие почвы

Баланс питательных веществ в системе почва урожай рассчитали по методике ВИУА /В.Г.Минеев и др.,1980/. Баланс фосфора 114. и калия определяли по разности между поступлением их в почву и выносом травостоем. При этом расчеты проводили на всю биомассу. Определение баланса азота проводили по следующимстатьям: в приходной его чзсти поступление азота с удобрениями, с растительными остатками /корни и стерня/, обогащение почвы биологическим, азотом при выращивании клевера; в расходной части - вынос травостоем и газообразные потери из удобрений.

Эрозионные потери азота, то есть потери с поверхностным стоком и фильтрацией по мнению Т.Н.Кулаковой /1970/ уравновешиваются поступлением азота с атмосферными осадками, фиксацией атмосферного азота свободноживущими микроорганизмами и поступлением азота с семенами. Поэтому эти приходно-расходные статьи баланса в расчетах не учитывались:

Таким образом, баланс азота рассчитывали по формуле/кг/гз/: (Л/у +/Vtf + л/фс ,,)-(л/ + Ыпп) /5.1/ где А/ / ззот удобрений;

A/&f величина обогащения почвы биологическим азожом;

A/g вынос азота всей биомассой;

Л/пр - газообразные потери азота.

Величина обогащения почвы биологическим азотом опреледялась по формуле /кг/га/:

где А//7#- общее накопление азота и пожнивно-корневых остатков

бобовых культур; л/fa - общее накопление азота во всей биомассе травостоя;

II ф% - коэффициент симбиотической фиксации азота воздуха;

Величина !frJ$M A/fM ор / составляет количество азота, исполь зовзнное бобовыми растениями из ПОЧЕЫ для создания всей биомассы.

Коэффициент фиксации /К / принимали равным 0,7 /В.Г.Минеев идр., 1980/.

Содержание азота в пожнивно-корневых остатках определяли в лаборатории непосредственно по содержанию общего азота в растительных остатках.

Величину газообразных потерь азота из удобрений (Л/лг ) принимали в размере 25% от внесенной дозы по Н.И.Борисовой (1976) и Б.Н.Макарова (1976) (В.Г.Минеев и др., 1980).

Размеры обогащения почвы азотом зависело от величины урожая и удельного веса клевера в травостое. Так, в 1981 году величина биологического азота на варианте с внесением фосфорнокалийных удобрений составила 53,5 кг/га, в 1982 году - 42,4, а всего за три года - 120,6 кг/га (приложение 1,7). Повышение уровня азотного питания снижало долю биологического азота и при внесении 240 кг/га азота только в первом году пользования травами она достигала 26,9 кг. В последующие годы клевер практически выпал из травостоя.