Продуктивность эродированных почв и многовидовые фитоценозы в ландшафтных системах земледелия ЦЧР (06.09.2010)

Автор: Чернявских Владимир Иванович

Содержание калия. Содержание подвижного калия в слое 0-20 см динамично изменялось в зависимости от возделываемых культур и их чередования в пределах 99,3-158,8 кг/га, а в слое 20-40 см – в пределах 75,0-132,8 кг/га. При использовании сидератов отмечена тенденция снижения содержания подвижного калия в звене севооборотов на всех вариантах опыта, что связано с повышением его выноса с урожаем следующей за многокомпонентными смесями кукурузы на силос. Минимальное количество калия в почве отмечалось в звене с бессменным возделыванием кукурузы, а максимальное – в звеньях со второй многокомпонентной смесью.

При возделывании поукосных культур после второй многокомпонентной смеси на фоне значительного количества поступающей в почву растительной массы с высоким содержанием калия, снижалась плотность почвы в верхнем слое, что ускоряло процессы мобилизации резервных форм калия.

Агрофизические свойства почвы. Наиболее благоприятные условия для оптимизации структурно-агрегатного состава формировались при возделывании многолетних трав, наихудшие – в звене севооборота с бессменным возделыванием кукурузы. Использование промежуточных культур на сидерат, способствовало повышению водопрочности структуры и увеличению коэффициента структурности по сравнению с вариантами без сидератов. Наилучшие показатели структурного состояния почвы получены при использовании подсевных культур (рисунок 4.1).

Примечание – 1 – исходное состояние; 2 – первая культура севооборота; 3 – вторая культура

севооборота; 4 – третья культура севооборота

I – многолетние травы 3-х лет пользования; II – смесь №1 с подсевными культурами на корм – то же – кукуруза на силос; III – смесь №1 с подсевными культурами на сидерат – то же – кукуруза на силос; IV – смесь №2 с поукосными культурами на корм – то же – кукуруза на силос; V – смесь №2 с поукосными культурами на сидерат – то же - кукуруза на силос; VI – кукуруза на силос – кукуруза на силос – кукуруза на силос

Рисунок 4.1 – Динамика содержания водопрочных агрегатов в слое почвы 0-20 см в звенья различных севооборотов

При бессменном трехлетнем посеве кукурузы на силос водопрочность структуры устойчиво понижалась от 33,0% перед закладкой опыта до 26,4 % в среднем за период вегетации на третий год ее возделывания. В посевах многолетних трав в слое 0-20 см происходило повышение водопрочности структуры на 13,4 %. Водопрочность структуры почвы под первой многокомпонентной смесью с использованием подсевных культур была аналогичной этому показателю под многолетними травами. При содержании перед закладкой опыта в слое почвы 0-20 см 31,9 % водопрочных агрегатов, к окончанию опыта их содержалось 48,8 %, что на 2,6 %. выше, чем под многолетними травами.

Важным является то, что повышение водопрочности структуры происходило в пропашном поле звена севооборота. Водопрочность структуры зависела, главным образом, от количества поступающего в почву органического вещества (r=0,869).

Запасы продуктивной влаги в слое 0-100 см в среднем по звену севооборотов с многокомпонентными смесями, кукурузой и под многолетними травами при 3-х летнем использовании находились в пределах 1174-1411 м3/га при оптимальных значениях 1500-2000 м3/га. В слое 0-20 см они составляли 158-175 м3/га, что ниже оптимального значения на 115-135 м3/га. При бессменном возделывании кукурузы отмечена тенденция увеличения коэффициента водопотребления от первого года использования к третьему с 272 до 483 м3/т. Стабильностью водопотребления отличались многолетние травы (334-434 м3/т).

Установлена тенденция более экономного расходования влаги в звеньях с промежуточными культурами на сидерат, по сравнению с вариантами без сидератов. При использовании промежуточных культур на сидерат после всех многокомпонентных смесей отмечено повышение содержания продуктивной влаги в среднем за ротацию севооборота как в слое 0-20 см, так и в слое 0-100 см.

Анализ доли влияния таких признаков, как содержание гумуса в пахотном горизонте, содержание легкогидролизуемого азота, подвижного фосфора, подвижного калия в слое 0-20 см, водопрочности структуры и плотности почвы в слое 0-20 см на коэффициент водопотребления, показал важнейшее значение физических свойств почвы. Установлено, что выбранная модель описывает 96,3 % изменчивости переменной «коэффициент водопотребления» изучаемых звеньев севооборотов.

Наиболее сильно коэффициент водопотребления, в среднем во всех изученных звенья севооборотов, зависел от плотности почвы в слое 0-20 см (68,5 % общей дисперсии) и содержания калия в слое 0-20 см (17,0 %). Доля участия гумуса составила 0,01 %, легкогидролизуемого азота – 1,3%, подвижного фосфора – 3,2 %, водопрочности структуры – 9,6 %. Причем, не установлено значительных отличий по этим показателям между изученными звеньями севооборотов, многолетними травами и бессменным возделыванием кукурузой на силос.

Продуктивность севооборотов. Наибольшую продуктивность на черноземе эродированном за изучаемый период обеспечили многолетние травы. В среднем за три года пользования урожайность сухого вещества и сбор кормовых единиц составили, соответственно, 7,43 и 6,80 т/га.

По этим показателям они превосходили лучший вариант звена севооборота с первой многокомпонентной смесью, с использованием подсевных культур на зеленый корм, на 0,53 т/га по урожайности сухого вещества и на 0,83 т/га по сбору кормовых единиц. При трехлетнем возделывании кукурузы урожайность сухого вещества звена севооборота составила 5,49 т/га. Это было ниже продуктивности звеньев севооборотов с первой многокомпонентной смесью с подсевными культурами на корм и второй смесью с поукосными культурами на корм соответственно на 1,41 и 0,37т/га. По сбору протеина этот вариант значительно уступал всем изучаемым звеньям с многокомпонентными смесями (таблица 4.3).

В среднем, в звеньях севооборотов с многокомпонентными смесями при использовании промежуточных культур на корм, урожайность сухого вещества и сбор кормовых единиц находились в пределах 5,86-6,90 т/га и 4,89- 5,97 т/га соответственно. Использование промежуточных культур на сидерат, на фоне лучшего влияния на плодородие почв, снижало сбор кормовых единиц в среднем в звене севооборота на 0,14-1,30 т/га. Использование сидератов под кукурузу на силос во всех звеньях севооборотов обеспечивало повышение сбора кормовых единиц этой культурой на 16,2-28,9 %, а протеина – на 18,8-31,3 %.

В качестве предшественников многокомпонентные смеси оказывали положительное влияние на высоту растений кукурузы, количество початков на одном растении, массу листьев на одном растении, массу початков и массу стебля одного растения по сравнению с бессменным возделыванием кукурузы. В вариантах с использованием сидератов отмечено достоверное увеличение массы початков кукурузы по сравнению с вариантами без сидератов.

Таблица 4.3 – Продуктивность различных звеньев кормовых севооборотов на

черноземе выщелоченном слабосмытом (в среднем по трем закладкам опыта)

№ Чередование культур Урожай

сухого вещества, т/га Сбор с 1 га

кормовых единиц, т/га протеина, кг/га

1 Травы 1-3 года жизни 7,43 6,80 1383

2 Смесь №1 с подсевными культурами на корм – то же – кукуруза на силос 6,90 5,97 879

3 Смесь №1 с подсевными культурами на сидерат – то же – кукуруза 5,44 4,67 727

4 Смесь №2 с поукосными культурами на корм – то же – кукуруза на силос 5,86 4,89 817

5 Смесь №2 с поукосными культурами на сидерат – то же - кукуруза на силос 5,75 4,75 799

6 Кукуруза на силос (3 года бессменно) 5,49 4,70 506

НСР 05 0,36 0,34 54

Биоэнергетическая эффективность. В среднем за три года использования многолетние травы обеспечили сбор валовой энергии 127687 МДж/га и привысили по этому показателю все остальные варианты. Наименьший выход валовой энергии был отмечен при бессменном возделывании кукурузы – 94476 МДж/га.

Звенья севооборотов с многокомпонентными смесями без сидератов по сбору валовой энергии превосходили аналогичные с использованием промежуточных культур на сидераты на 889-19429 МДж/га за счет большего сбора зеленой массы.

Наибольший энергетический коэффициент (9,12) отмечен при возделывании многолетних трав. В среднем в звене с многокомпонентными смесями энергетический коэффициент и коэффициент энергетической эффективности составляли 3,89-5,16 и 2,02-2,74 соответственно. При бессменным возделывании кукурузы отмечено снижение сбора валовой энергии от первой культуры к третьей на 32821 МДж/га, энергетического коэффициента – с 4,61 до 3,34 и коэффициента энергетической эффективности – с 2,54 до 1,84.

5 ПРОДУКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ И ИХ ТРАВОСМЕСЕЙ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЭРОДИРОВАННОМ

Фитомасса одновидовых посевов трав. В среднем за четыре года исследований бобовые травы показали большие различия по накоплению общей фитомассы по сравнению со злаковыми (таблица 5.1).

Колебания запасов суммарного абсолютно сухого вещества фитомассы в подземной и надземной части составляли от 2,45 т/га у клевера горного до 10,96 т/га у лядвенца рогатого. Общая биомасса злаковых трав колебалась от 4,67 т/га у райграса пастбищного до 8,96 т/га у овсяницы тростниковидной. Злаковые травы накапливали в подземной сфере 2,76-5,33 т/га абсолютно сухого вещества, а бобовые – 1,27-6,64 т/га

Таблица 5.1 – Фитомасса чистых посевов многолетних трав на черноземе

выщелоченном слабосмытом (в среднем 1998-2001 гг.)

Культура Запасы фитомассы, т/га абс. сух. в-ва Отношение подзем./ надзем. масса

надземной подземной в слое 0-20 см общие

Бобовые травы


загрузка...