Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы .7
1.1. Дифференциация пахотных угодий по продуктивности и интенсивности использования 7
1.2. Развитие культур и урожайность на эродированных склонах .15
1.3. Буферно-полосный посев культур на эродированных склонах 22
2. Схема и методика исследований .28
2.1. Обоснование схемы и агротехника в полевом опыте 28
2.2. Схема опыта 34
2.3. Методика проведения полевых и лабораторных исследований .36
3. Комплексная оценка агроклиматических условий и почв зоны исследования 39
3.1. Характеристика метеорологических условий зоны и периода исследований 39
3.2. Характеристика почв и растительности .43
4. Результаты исследований 48
4.1. Плотность и скважность .48
4.2. Макроагрегатный состав почвы и водопрочность структуры 53
4.3. Высота снежного покрова и запас воды в снеге 57
4.4. Водный сток и смыв почвы .64
4.5. Водный режим почвы .70
4.6. Пищевой режим 78
4.7. Засорённость чёрного пара, озимой ржи и ярового ячменя .81
4.8. Урожайность бобово-злаковой травосмеси 83
4.9. Структура урожая и корневая масса озимой ржи .87
4.10. Структура урожая и корневая масса ячменя 89
4.11. Урожайность озимой ржи 92
4.12. Урожайность ярового ячменя 93
4.13. Экономическая эффективность .94 Заключение 106
Предложения производству 109
Список использованной литературы .
- Развитие культур и урожайность на эродированных склонах
- Буферно-полосный посев культур на эродированных склонах
- Методика проведения полевых и лабораторных исследований
- Макроагрегатный состав почвы и водопрочность структуры
Развитие культур и урожайность на эродированных склонах
В сельскохозяйственном производстве в настоящее время среди экологических проблем, обусловленных антропогенным воздействием, особенно актуальны вопросы состояния и рационального использования земельного фонда.
Ценность почвы определяется не только ее значимостью для сельского хозяйства, но и ее ролью как важнейшего компонента всех наземных биоценозов в частности, и всей земной биосферы в целом. Рациональное использование почв, постоянная забота о восстановлении и повышении их плодородия являются первоочередными задачами всего народного хозяйства и, в первую очередь, сельскохозяйственного производства.
В последние годы в земледелии Нижнего Поволжья обострились почвен-но-экологические проблемы. Идет интенсивное дегумирование почв. Потери гумуса в почвах различных типов и разновидностей, например, Волгоградской области, составляют от 0,2 до 0,8 %. Гумусное состояние многих почв находится у критической отметки или ниже ее, что приводит к значительному недобору сельскохозяйственной продукции.
Отмечается также тенденция уменьшения содержания элементов питания, особенно азота и фосфора, а также их неудовлетворительное соотношение.
Интенсивно развивается как водная, так и ветровая эрозия почв, и она уже охватила в различной степени около половины сельскохозяйственных земель [166, 167, 172,173].
Наблюдается тенденция к увеличению засушливости климата и опустынивания территории, что усиливает колебания в производстве зерна.
В настоящее время из-за тяжелого финансово-экономического положения в сельском хозяйстве региона из севооборотов выведено около 1 млн.га. Очень часто в землепользовании остаются участки с очень низкой потенциальной продуктивностью, так как вывод земли из пахотного фонда осуществ 8 ляется без учета агроландшафтных факторов и агроэкономического состояния почв.
В современном рациональном природопользовании функционирование агроландшафтов рассматривается как единство природных и хозяйственных комплексов. В то же время чрезмерное отведение земель под пашню во всех природных зонах усилило деградационные процессы.
В земельном фонде сельскохозяйственных угодий эродированные земли составляют 50,5 %, а пашня, подверженная водной эрозии и дефляции – 59,4 %. На интенсивность использования земельного фонда начинают оказывать отрицательное влияние недостаточно организованная, формирующаяся мно-гоукладность сельскохозяйственного производства и рыночные отношения.
По мнению академика В.И. Кирюшина, методологической основой для дифференциации земледелия в соответствии с природно-ресурсным потенциалом является структурно-функциональная иерархия агроландшафтов. В этой связи ключевая позиция агроэкологической типологии земель - выявление аг-роэкологически однородной территории по условиям возделывания сельскохозяйственной культуры или группы культур, т.е. агроэкологического типа земель [76, 77, 78, 79].
В 30-е годы 20-го века Л.Г. Раменский впервые предложил более полное определение типов земель: «Тип земель – основная сельскохозяйственная единица, предполагающая определенную систему мероприятий по использованию территорий» [127]. В один тип включаются участки земель, сходно реагирующие на одинаковые виды и режим использования.
Из анализа литературных источников можно сделать вывод о том, что в большинстве случаев в основе типизации пашни по степени использования лежит характеристика пашни по уклонам. Согласно наличию склоновых и эродированных земель, приняты следующие типы использования: с уклоном поверхности до 30, пашня умеренного использования с уклоном поверхности от 3 до 50 и пашня ограниченного использования с уклоном поверхности более 50. Более детальная типизация пахотных земель разработана учеными Всероссийского научно-исследовательского института земледелия и защиты почв от эрозии [94, 102, 103]. В зависимости от суммарной интенсивности смыва, рассчитанного с зяби и черного пара при 25 % обеспеченности стока талых и ливневых вод, выделено для условий лесостепи РФ семь классов пашни. Пахотные земли I и II классов с незначительной (до 2,5 т/га) и слабой (2,5-5,0 т/га в год) эрозионной опасностью подлежат интенсивному использованию. Земли III и IV классов со средней эрозионной опасностью (5,1-15,0 т/га в год) подлежат умеренному использованию за счет введения многолетних трав, создания напашных валов-террас с широким основанием. Земли V и VI классов (с сильной и очень сильной суммарной интенсивностью смыва 15,1-20,0 т/га в год), где почвы с пониженным плодородием и большим уклоном подлежат ограниченному использованию. Удельный вес многолетних трав может составлять 75-80 %. Наиболее эрозионноопасные части этих земель должны быть использованы для сплошного залужения травами.
Земли VII классов – очень ограниченного использования – должны отводиться под постоянное залужение, или под посадку фруктовых, или лесных насаждений.
Для дифференциации пахотных угодий по интенсивности использования в ЦЧЗ рекомендовано выделять три группы земель: наиболее плодородные земли (несмытые и слабосмытые с крутизной склонов до 30) для интенсивного использования; пахотные земли со средним уровнем плодородия (слабо- и среднесмытые с крутизной склонов до 3-50) для умеренного использования; земельные контуры с низким плодородием (средне- и сильносмытые участки пашни крутизной свыше 50) для ограниченного использования [5].
Л.М. Державин, обобщив результаты нескольких тысяч полевых опытов агрохимслужбы, показал, что при повышении гумуса в почвах лесостепной и степной зон на 1 % урожайность озимой пшеницы возрастает на 1,2-2,0 ц/га. А в других природно-хозяйственных зонах корреляционная зависимость между содержанием гумуса и урожайностью сельскохозяйственных культур несущественна [34]. Для условий Среднего Поволжья на примере Саратовской области В.А. Гусев, А.И. Шабаев и др. [31, 154, 155, 156, 157] выделяют шесть категорий земель с различной степенью эродированности, потенциальным смывом почвы, крутизной склона, расчлененностью территории и плотностью смыва. Интенсивному использованию подлежат земли категории 1 – равнинные земли крутизной до 10 с интенсивностью смыва до 1 т/га в год и категории 2 – склоновые земли крутизной 1-30 с интенсивностью смыва до 3 т/га в год. Умеренному использованию подлежат земли категории 3 – пахотные земли на склонах с крутизной 3-50 и интенсивностью смыва до 5 т/га в год и категории 4 – склоновые земли с крутизной 5-80 и интенсивностью смыва до 10 т/га в год. Земли категории 5 – склоновые земли с крутизной 8-160 и интенсивностью смыва почвы до 15 т/га в год и категории 6 – земли со склонами круче 160 и интенсивностью смыва почвы более 15 т/га в год подлежат ограниченному использованию. Пахотные земли этих категорий подлежат сплошному постоянному залужению многолетними травами, или сплошному облесению.
Важнейшими характеристиками рельефа, от которых зависят микроклиматические и геохимические условия элементарного ареала агроландшафта, сток и эрозия почв, являются крутизна, форма, экспозиция, длина склонов и их расчлененность. Крутизна склонов играет определяющую роль в формировании стока, интенсивности эрозионных процессов. Но следует отметить, что в Нижнем Поволжье преобладают плакорно-равнинные агроландшафты с пологими склонами до 3 градусов, занимающие около 95 % пахотных земель.
Крутые 10-15 1,3 0,005 Из анализа литературных источников следует, что преобладающими параметрами в установлении типа земель являются крутизна склонов и степень смытости почв, потенциальный сток и суммарная интенсивность смыва при 10-25 % обеспеченности стока талых и ливневых вод, почвенная разность, производительные свойства пашни, гидрографические особенности рельефа.
Известно, что между урожайностью зерновых культур и свойствами почв имеется определенная корреляционная связь.
По данному направлению опубликованы работы, в которых особое внимание уделяется вопросам изучения, улучшения и использования пахотных земель. С целью улучшения и обеспечения рационального их использования разработаны методы агропризводственной группировки почв и агрохозяй-ственного их использования.
В Нижнем Поволжье сравнительная оценка агропроизводственных групп по их пригодности для возделывания зерновых культур проведена по материалам бонитировки почв Волгоградской области (Дегтярева Е.Т., Жули-дов А.Н., Ракутин М.Н.). Всего было выделено 39 агропроизводственных групп [33].
Авторы работы установили тесную связь среднемноголетней урожайности зерновых культур с запасами гумуса в тоннах на гектар в метровом слое (r=0,96) и с суммой поглощенных оснований в пахотном слое (r=0,95).
В последнее время основной составляющей функционирования системы «почва-растение-атмосфера» признается гумус почвы, параметры которого значительно варьируют в количественном и качественном отношении по зонам и типам почвы [9, 10, 11, 35, 36, 43, 56, 95, 96, 112, 123, 152].
По данным В.Г. Сычева, долевое участие различных факторов в формировании урожая в производственных условиях сухостепной зоны распределяется следующим образом: доля участия удобрения составляет 10,4 %, степени окультуренности почвы – 30,5 %, погодных условий - 59,1 % [145, 146].
В настоящее время наметилось два направления в оценке гумуса почвы. Первое направление характеризуются тем, что органическому веществу отводится первоочередная роль в определении плодородия почвы и предлагаются оптимальные параметры содержания гумуса в почве, при котором можно рассчитывать на получение запланированных урожаев. В этом направлении свойства почвы выдвигаются на первый план, биологические особенности культур учитываются только по достижении в почвах определенных параметров плодородия.
Обобщая результаты исследований ряда опубликованных работ можно сказать, что в качестве диагностического признака для агроэкологической типизации земель можно использовать степень окультуренности пахотных почв.
В качестве основного критерия состояния почвенного покрова Волгоградской области Е.Т. Дегтярева и Т.П. Обухова предложили использовать обеспеченность пахотного слоя почвы общим гумусом. При этом нормативной базой служит содержание гумуса в почве. Так, для светло-каштановой почвы предлагают четыре уровня обеспеченности: при содержании гумуса более 2,5 % - окультуренная, от 1,8 до 2,5 % оптимальная, от 1,5 до 1,7 % -околокритическая и менее 1,5 % - критическая [44].
Ю.Н. Плескачёв для разработки программы улучшения гумусного состояния пахотных черноземных почв Волгоградской области предлагает два граничных уровня содержания гумуса – «критические» и «оптимальные» градации [119]. Критические градации содержания гумуса в почвах – это так называемый «инертный» гумус, который природа сохраняет в почве длительное время без изменений при отсутствии применения органических удобрений. Оптимальные градации – это такое его содержание, которое создается в почвах пашни при длительном их использовании в режиме расширенного воспроизводства плодородия почвы при применении органических удобрений и посевах трав. В соответствие с этими градациями в области около 10 % всех пахотных черноземов находятся в критическом состоянии, 22 % площади черноземной пашни приближаются к этой черте, 44 % черноземов имеют содержание гумуса ниже оптимального уровня на 0,3-0,5 %. И только около 24 % черноземов содержит гумуса в пределах оптимальных значений и выше их градаций. В соответствии с градациями гумуса приводятся свойства чернозе 13 мов и их продуктивность по урожайности озимой пшеницы. Критическая и ниже - от 2 до 22 ц/га, выше критической на 0,5 % - от 29 до 32 ц/га, и оптимальная и выше - от 40 до 48 ц/га. Повышение урожайности на каждый 0,1 % гумуса от критической до выше критической на 0,5 % 1,9-2,0 ц/га и от выше критической до оптимальной и выше от 3,0 до 3,5 ц/га.
Метод дифференциации пашни по интенсивности использования основан на учете изменения уровня плодородия почвы по рабочим участкам полей. В качестве основного критерия уровня плодородия почвы, оказывающего существенное влияние на продуктивность зерновых культур, принята обеспеченность пахотного слоя общим гумусом: окультуренная, оптимальная, околокритическая и критическая.
Согласно этому подходу предлагается выделять четыре класса земель: первый класс – пашня с окультуренной почвой для интенсивного использования, второй класс – участки пашни с оптимальной обеспеченностью гумусом для каждого вида почвы – умеренного использования, третий класс – пашня с околокритической обеспеченностью почвы гумусом – ограниченного использования и пашня с критическим уровнем плодородия – отводится под консервацию.
В соответствии с окультуренностью пахотных земель и их интенсивностью хозяйственного использования подобраны системы земледелия, обеспечивающие наиболее эффективное использование ресурсного потенциала.
Снижение энергонасыщености, большой износ сельскохозяйственных машин и орудий, тяжелое финансово-экономическое положение в земледелии привели к сокращению площади обрабатываемых земель в Нижнем Поволжье. Причем вывод земель из пахотного фонда осуществляется без учета аг-роландшафтных факторов и агроэкологического состояния почв. Поэтому очень часто в землепользовании остаются участки с очень низкой потенциальной продуктивностью.
Буферно-полосный посев культур на эродированных склонах
На уклонных территориях агроландшафтов со среднесмытыми почвами эффективно размещать севообороты с большим насыщением их многолетними травами и сведением до минимума возделывание пропашных культур. Многолетние травы на эродированных пашнях склонов, обладая высоким средоулучшающим потенциалом, создают надежный барьер эрозионным процессам. Наряду с отмеченным многолетние травы являются рентабельным источником грубых, но богатых белками и каротином кормов. Растительные биоресурсы, включая и многолетние травы, в качестве источника органического вещества и зольных элементов питания во много раз дешевле традиционно применяемых органических и минеральных удобрений. На склонах целесообразнее высевать многолетние бобово-злаковые травосмеси. В почвозащитных севооборотах использование многолетних трав как средовосстанав-ливающих культур обеспечивает экологическую устойчивость окружающей среды. Одним из условий стабилизации полевого кормопроизводства и биоло-гизации земледелия на эродированных склоновых агроландшафтах является решение вопросов, связанных с периодом использования многолетних трав. В.Р. Вильямс отмечал, что продолжительность пользования травяным полем в севообороте должна быть строго согласована со временем, необходимым для восстановления прочности структуры почвы. Считалось, что для большинства почв России двух лет культуры, смеси многолетних трав вполне достаточно, чтобы восстановить утраченную прочность [23].
Исследователи в своем большинстве отмечают, что урожай сена многолетних трав первого года пользования значительно выше урожаев трав последующих годов [122, 158, 163]. Однако имеются и опытные данные, указывающие, что бобово-злаковая смесь на второй год скашивания обеспечивает равный или более высокий урожай сена по сравнению с первым годом [11]. В опубликованных материалах по разработке агротехнических мероприятий по освоению целинных и залежных земель указывается, что севооборот с двумя годами многолетних трав нельзя признать удовлетворяющим запросы животноводства и полеводства. Отмечается, что наиболее высокие урожаи многолетние травы формируют на третий-четвертый год хозяйственного пользования [5, 165]. В опытно-производственном хозяйстве Воронежского НИИСХ в противоэрозионных севооборотах наибольший урожай зеленой массы многолетних трав (130,7 ц/га) был получен на третьем году использования [98].
Урожайность природных травостоев на склонах Нижнего Поволжья в относительно сухие годы редко превышает 0,5-0,7 т/га сена. Травостой начинает отрастать в третьей декаде марта. Во второй половине лета почва на склонах, особенно южной ориентации, иссушается, трескается, травы нередко прекращают развитие. При выпадении осадков вегетация возобновляется, придавая склонам окрас зелени. В природном фитоценозе сухостепной зоны НижнеВолжского региона среди видового состава широко распространены типчаково-полынно-мятликовые сообщества, представленные полынью обыкновенной, колокольчиком, чабрецом, душицей, пижмой, молочаем и др. Более продуктивные травостои формируются при антропогенном воздействии в почвозащитных севооборотах, где в качестве бобового компонента используют эспарцет, люцерну синегибридную или желтую, нередко, особенно на солонцо 17 вых землях – донник, а среди злаков – мятликовые виды: кострец, пырей, житняк. Сроки посева семян травосмеси: злаков – осенние (2 декада сентября – 1 декада октября), бобовых - ранневесенний (конец марта – начало апреля).
Для условий склонового земледелия Нижне-Волжского региона норма высева семян одного вида составляет (кг/га): эспарцета – 80-100, люцерны и донника желтого – 12-15, костреца безостого и пырея сизого – 20-22, житняка -12-15. Продуктивность бобово-злаковой травосмеси в условиях сухостепных районов Нижнего Поволжья прямо соотносится с достаточной влагообеспе-ченностью почвы в начальный период вегетации, обусловленной преимущественно величиной снегонакопления и весенними осадками. Так, например, в текущем 2012 году при отсутствии осадков в апреле и мае увлажнение почвы в результате зимних (особенно январских и февральских) осадков (высота снежного покрова составляла 15-20 см) и небольшого количества июньских дождей оказалось достаточным для формирования 3,5-4,2 т/га воздушно-сухой массы травостоя. Однако в отдельные годы (2007) при значительном недоборе осадков за период летнего развития на фоне высоких температур хорошо взошедшие весной семена бобово-злаковых трав погибли.
В ГНУ НВ НИИСХ исследования проводились с 1994 года в типичных для Нижнего Поволжья экологии степи. Континентальность погодных условий формируется здесь под воздействием проникновений сухих воздушных масс, особенно из юго-восточных регионов, обуславливающих резкие изменения и общую неустойчивость климата. На созданном почвозащитном комплексе с фитомелиоративными мероприятиями под защитой лесополосы на части территории балочного водосбора в OПХ «Новожизненское» Городи-щенского района Волгоградской области на склоне северо-западной экспозиции крутизной 4-5 в почвозащитных севооборотах изучались сроки использования травосмеси, включающей: из бобовых – эспарцет, донник, люцерну синюю, из злаковых – житняк ширококолосый, костер безостый, пырей сизый.
Результаты исследований показывают, что наибольший урожай сена бобово-злаковых трав при благоприятно складывающихся условиях вегетации был получен в первые два года пользования, причем на втором году хозяй 18 ственного использования продуктивность травосмеси была выше. С удлинением времени произрастания урожайность травосмеси закономерно снижалась. Наиболее резкий спад наблюдался после четвертого года пользования (таблица 3).
Методика проведения полевых и лабораторных исследований
Весной 2012 года плотность почвы на участках верхнего, нижнего залу-жения и буферных полос была 1,20-1,24 т/м3. К осени почва уплотнялась до 1,31-1,35 т/м3. На межбуферных полосах под озимой рожью весной плотность почвы составляла 1,11-1,12 т/м3. В июле она уже была 1,16-1,17 т/м3, а в сентябре до проведения основной обработки почвы - 1,21-1,24 т/м3. На участках верхнего и нижнего залужения, а также буферных полос плотность почвы была больше на 0,10 – 0,11 т/м3, чем на межбуферных полосах.
В 2013 году на участках верхнего, нижнего залужения и буферных полос, занятыми многолетними травами 3-го года пользования, плотность почвы весной находилась в пределах 1,29-1,31 т/м3. Однако в дальнейшем, также происходило уплотнение почвы до 1,33-1,35 т/м3 в июле и до 1,36-1,38 т/м3 в сентябре. На первой межбуферной полосе весной после посева ярового ячменя плотность почвы была 1,10 т/м3, на второй и третьей полосах - 1,09 т/м3. Летом плотность почвы увеличивалась соответственно до 1,17 т/м3 и 1,16 т/м3, а в сентябре находилась на уровне 1,22-1,24 т/м3. Следует также отметить, что плотность почвы на межбуферных полосах заметно различалась по слоям. При мелкой обработке почва в нижней части пахотного слоя не затрагивается рабочими органами орудий. Поэтому осенью она была значительно плотнее, чем после вспашки, но к весне оседания почвы в этом слое не происходило. В верхней части пахотного слоя в сложении почвы существенных различий после вспашки и поверхностных обработок не отмечалось. Весной, несмотря на то, что эти различия значительно сглаживались, вспаханная почва продолжала оставаться более рыхлой, чем обработанная дисковой бороной БДТ-3 на глубину 10-12 см, поэтому в 2011 году в течение всего периода наблюдалась самая низкая плотность. На участках верхнего, нижнего залужения и буферных полос, занятых многолетними травами (люцерна + житняк) из года в год шло увеличение плотности почвы. Осенью 2011 года она составляла в среднем 1,24 т/м3, а в 2013 году - 1,37 т/м3.
Строение почвы, т. е. соотношение капиллярной и некапиллярной скваж 52 ности в сильной степени зависит от ее типа и окультуренности. По исследованиям Камышинской селекционной станции некапиллярная скважность старопахотных и не удобренных каштановых почв с равновесной плотностью в пахотном слое 1,25-1,30 г/см3 занимает не более 10% общего объема почвы.
Исследованиями К.К. Гедройца, В.В. Докучаева, Б.А. Доспехова доказано, что благоприятным строением пахотного слоя почвы для полевых культур является такое, когда общая пористость находится в пределах 50-60 % всего объема почвы [29, 37, 40].
Значения общей скважности в среднем за годы исследований не выходили за границы оптимальных, но в 2013 году из-за повышения плотности почвы под многолетними травами четвёртого года пользования на участках верхнего, нижнего залужения и буферных полос общая скважность была ниже 50 %. Наблюдения за объёмной скважностью в посевах бобово-злаковой травосмеси люцерны с житняком по годам показали, что она уменьшалась в среднем на 4-7 % из года в год. Различия по элементам ландшафта в посевах травосмеси люцерны с житняком на участках верхнего, нижнего залужения и буферных полос были практически одинаковыми, а на межбуферных полосах под чёрным паром, озимой рожью и ячменём объёмная скважность была выше (табл. 14).
Одним из объективных показателей плодородия почвы является состояние ее структуры. Многочисленными исследованиями установлено, что только структурная почва может обеспечить растение водой и воздухом одновременно. В такой почве в результате совокупности аэробных и анаэробных процессов создаются нормальные условия питания и жизнедеятельности растений. Особое значение приобретает структура тяжелых по гранулометрическому составу почв, т.к. именно ею определяется водный, воздушный, биологический и питательный режим. Эта дало основание Н.А. Качинскому (1958) определить уровень окультуренности почв наличием структурных отдельно-стей [68].
В отношении оптимальных размеров почвенных агрегатов существует несколько мнений. Н.А. Качинский (1947) считал, что к хорошо оструктурен-ным почвам относятся такие, в которых преобладают агрегаты размером 2-4 мм, допуская их колебания от 1 до 10 мм. А. Кульман отдавал предпочтение агрегатам 0,2-5 мм. И.Б. Ревут (1972) к оптимальным относил агрегаты от 0,25 до 7 мм. Общим для этих оценок является установление нижнего предела в 0,20-0,25 мм. Однако считать его наилучшим, видимо, нет достаточных оснований. Так, по данным С.И. Долгова почва, состоящая из комочков размером 0,5-5 мм после обильного увлажнения теряла при беспрерывном ветре (2 м/сек.) в течение 15 суток вдвое меньше воды, чем почва, состоящая из комочков меньшего размера [39].
Многочисленными исследованиями установлено, что чем меньше рыхлится почва, тем лучше сохраняется и быстрее восстанавливается ее структура. Д.А. Иванов, В.Г. Лошаков указывают на значительное улучшение структуры почвы после многолетних трав на дерново-подзолистой суглинистой почве [58, 59, 60, 99]. На каштановых почвах Нижнего Поволжья аналогичные результаты получил Смутнев П.А. [134, 135].
Ф.К. Лангельд, много лет, проработавший на Камышинской опытной станции, указывал на положительную роль так называемой подпахотной залежи: «Оставляя верхний распыленный слой в течение 2-3 лет на глубине 20 54 30 см, мы тем самым создаем как бы искусственную подпахотную залежь, которая за этот период устраняет многие отрицательные свойства бывшего распыленного верхнего слоя почвы. При этом создаются лучшие условия оструктуривания почвы [94].
В засушливых условиях зоны каштановых почв структура последних в подпахотной залежи улучшается благодаря не только цементации почвенных частиц деятельным перегноем, но и вследствие уплотнения почвенных частиц, то есть создания так называемой структуры.
Если в зоне достаточного увлажнения механическая структура не имеет большого производственного значения (под действием воды она разрушается), то в зоне недостаточного увлажнения механическая структура значительное время сохраняется, вследствие чего создается лучший водный и пищевой режим в почве, то есть заметно повышается ее плодородие.
Изучение структурного состава каштановых почв показало слабую их оструктуренность, что обусловливает, наряду с другими неблагоприятными факторами, низкую продуктивность растений. Имеющиеся водопрочные агрегаты агрономически малоценны, поскольку сформированы в результате плотной упаковки, а не цементации их органическим веществом.
Водопрочность таких агрегатов обусловлена низкой водопроницаемостью вследствие чего, будучи увлажненными, они интенсивно набухают, плотно закупоривая ходы для воды и показывая в процессе определения (по Саввинову) завышенные результаты. Такая водопрочность с полным основанием может быть названа ложной. Почва с такой структурой при механической обработке легко распыляется, быстро оседает и уплотняется. Агрегатный анализ каштановых почв Нижнего Поволжья также свидетельствует о высоком содержании агрегатов, не обладающих агрономической ценностью.
Макроагрегатный состав почвы и водопрочность структуры
В наших опытах, благодаря сбалансированности бобовых и злаковых культур (в смеси их находится по одному компоненту – люцерна и житняк) соотношение кальция к фосфору и магнию полностью отвечало зоотехническим требованиям и составляло соответственно в среднем по элементам агро-ландшафта 2,3 и 4,5 к одному.
На участках верхнего залужения отношение кальция к фосфору было 2,2 : 1 и кальция к магнию 4,2 : 1, на участках нижнего залужения 2,5 : 1 и 4,7 : 1.
В среднем за два укоса протеина больше всего накапливалось в воздушно-сухой массе бобово-злаковой травосмеси на нижнем залужении – 14,84 %, наименьшее на верхнем залужении – 14,32 %. Жира также наибольший процент наблюдался на участке нижнего залужения и составлял 2,88 %, наименьший на участке верхнего залужения – 2,74 %. Клетчатки наоборот, в процентах меньше всего накапливалось на участке нижнего залужения – 24,29 %, наибольшее на участке верхнего залужения – 24,71 %. И аналогично БЭВ -30,53 % на участке нижнего залужения и 31,64 % на участке верхнего залуже-ния (таблица 47).
Местопроизрастание бобово-злаковой травосмеси по элементам ландшафта хотя и незначительно, но всё же, влияли на содержание протеина в зелёной массе. При этом содержание протеина и клетчатки в растениях находилось в обратной зависимости: с повышением количества протеина снижалось содержание клетчатки и, наоборот, с увеличением содержания клетчатки уменьшалось количество протеина. Самое высокое количество протеина наблюдалось на участках нижнего залужения, а самое высокое содержание клетчатки содержалось на участках верхнего залужения. Кроме этого следует отметить, что содержание основных питательных веществ в сухой массе бобово-злаковой травосмеси по элементам ландшафта определялось дважды в первый укос и во второй, т.е. в динамике. Нами отмечено, что наибольшее количество протеина накапливалось во втором укосе, а наибольшее количество клетчатки накапливалось в первом укосе. Данные по динамике содержания основных питательных веществ в сухой массе бобово-злаковой травосмеси по элементам ландшафта представлены в таблице 47. Энергетическая питательность кормов в недалёком прошлом называлось общей питательностью. По мнению М.Ю. Белоцерковского, никакой общей питательности нет. Имеется энергетическая питательность корма, протеиновая, минеральная, витаминная и т.д. [14].
Оценить питательность корма по одному показателю невозможно, поэтому в настоящее время применяется комплексная оценка питательности кормов и рационов, в которую входят энергетическая питательность, содержание в кормах и рационах протеинов, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов.
В наших опытах для оценки питательности корма из бобово-злаковой травосмеси мы использовали современную методику А. П. Калашникова, В. В. Щеглова, Н. Г. Петрова (2003). Содержание кормовых единиц рассчитывали по переваримости основных питательных веществ, ожидаемому жироотложению и скидке на клетчатку.
Содержание обменной энергии в биомассе изучаемой травосмеси люцерны с житняком определяли по общепринятой формуле Аксельсона в модификации В.В. Щеглова. Количество протеина, жира, клетчатки, БЭВ рассчитывалось по данным химических анализов биомассы. Содержание обменной энергии в корме – важный показатель его питательности, так как по нему принято судить о максимальном количестве усвояемой энергии, которое может быть получено из корма без учёта продуктивности животных.
Рассматривая полученные данные в опыте по продуктивности элементов склонового расчленённого агроландшафта, можно отметить, что энергетическая питательность бобово-злаковой травосмеси люцерны с житняком возрастала от верхнего залужения к нижнему.
Для расчётов экономической эффективности возделывания бобово-злаковой травосмеси на склоновом расчленённом ландшафте были определены производственные расходы на гектар посевов. Они составили 4800 рублей на гектар. Включали стоимость семян люцерны и житняка, делённую на три года, затраты на обработку почвы, посев, уборку.
Стоимость валовой продукции оценивалась по стоимости 1 тонны кормовых единиц, приравненных к стоимости 1 тонны овса – 4 тыс. рублей. Она находилась в диапазоне от 7080 рублей на участке верхнего залужения до 7992 рублей на участке нижнего залужения. Себестоимость 1 тонны зелёной массы составляла от 290,91 рублей на участке нижнего залужения до 406,78 рублей на участке верхнего залужения. Себестоимость 1 тонны сухой массы также была наименьшей на участке нижнего залужения и составляла 1170,73 рублей, а наибольшей на участке верхнего залужения - 1655,17. Аналогичная картина наблюдалась и по себестоимости 1 тонны кормовых единиц и переваримого протеина.
