Влияние приемов поверхностного улучшения на формирование продуктивности и качества природных кормовых угодий в условиях лиманного орошения в Западно-Казахстанской области

В статье дананализ за трехлетнийпериод (2012-2014 годы) применения минеральных удобрений на лиманах Западно-Казахстанской области. Приведенырезультаты влияния подкормок мочевиной и аммофосом на урожайность и качество сена, изучена возможность использования подсева трав для улучшения естественного травостоя. Оценена экономическая и энергетическая эффективность изучаемых приемов поверхностного улучшения кормовых угодий.

Ключевые слова: лиманы, минеральные удобрения, травостой, урожайность сена, качество сена, экономическая эффективность, энергетическая эффективность.

Введение. По оценкам ученых на долю недоступной влаги на черноземах приходится около 50 %, на каштановых почвах – 60 % от максимальных запасов. Естественно, эти особенности почв являются природным фактором, ограничивающим потенциальную продуктивность возделываемых культур [1].

По этой причине земледелие, основанное на естественном увлажнении, в сухостепных районах Приуралья малорентабельно, а в полупустынных районах неэффективно. Гарантированное сельскохозяйственное производство продукции в этих районах возможно лишь на землях лиманного и регулярного орошения.

Лиманные земли в аридной зоне Приуралья – основной источник кормопроизводства и улучшения социально-экономических условий жизни населения.

Благодаря лиманам (и прудам) перехватывается нерегулируемый сток талых вод, улучшаются условия для почвообразовательного процесса (за счет минеральных, органоминеральных частиц обогащенных микрофлорой) [2].

Полив одного гектара лиманного орошения в 5–10 раз дешевле стоимости регулярного и отличается более быстрой окупаемостью капиталовложений [3]. Имеющийся опыт эксплуатации лиманов доказывает их важную роль и экономическую эффективность [4, 5].

Благодаря лиманному орошению естественный травостой повышает свою продуктивность более чем в 5 раз, а при подсеве трав, окультуривании сенокосов и применении удобрений почти в 20 раз [6, 7].

Перечисленные достоинства лиманного орошения, создали широкую возможность для его развития в засушливых степных и полупустынных районах Западно-Казахстанской области. Так, к началу XXI века площади крупных систем лиманного орошения вместе взятых составляли до 150-160 тыс. гектаров.

Изучение роли элементов питания в жизни растений, в формировании урожая сельскохозяйственных культур, в том числе луговых трав, в настоящее время является одним из важнейших и интересных вопросов агрохимии. Теоретическое обоснование взаимосвязи между растением, почвой и удобрениями в процессе питания сельскохозяйственных культур дано в работах основоположника агрохимической науки Д.Н. Прянишникова, а также в работах отечественных и зарубежных исследователей. При изучении взаимоотношений между растениями и внешней средой, которые связаны с поступлением питательных веществ в растение, почвенной кислотностью и уравновешенностью элементов питания, мы имеем дело не с отдельным элементом, а совокупностью элементов и факторов [8].

Определенный вклад в развитие данного вопроса сделан нами в течение трехлетнего применения минеральных удобрений на лиманах с естественным травостоем.

Проведенные наблюдения и исследования роли минеральных удобрений, как одного из основных способов поверхностного улучшения сельскохозяйственных угодий на различных лиманах подтверждается работами ряда авторов в Западном Казахстане и в других регионах за ее пределами. Вместе с тем в Западно-Казахстанской области выделяются свои особенности воздействия удобрений на развитие и урожай трав.

В течение длительного периода эксплуатации инженерных сооружений для лиманного орошения без должного ухода за ними привели к тому, что они пришли в негодность. В результате бессистемного выпаса скота, нарушений сроков сенокошения, снижения плодородия почв резко снизился урожай и качественный состав естественного травостоя.

Методика исследований. Учитывая выше сказанное, при разработке агротехнических мер по улучшению продуктивности трав нами были проведены полевые опыты на лиманах сельских округов Тайпак, Первомай и Алгабас, территориально отдаленно расположенных друг от друга, но при этом близких по видовому составу растительности.

Опыты были заложены системным методом по соответствующим схемам.

Опыт № 1 заложен на участке лимана в с.о. Тайпак: 1. Контроль (без удобрений); 2. N₃₀; 3. N₆₀; 4. N₉₀.

Размер делянок 50 м². Повторность вариантов четырехкратная. Удобрения вносились в виде корневой подкормки в дозах N₃₀, N₆₀ и N₉₀ кг д.в на 1 га. Сроки внесения удобрения – период после затопления, схода воды с опытного участка (конец мая). В качестве удобрения была использована мочевина. Почвы опытного участка по агрохимическим свойствам характерна для почв сухостепной зоны, содержание гумуса в горизонте А₁ составляет 2,16 %. Степень обеспеченности нитратным азотом очень низкая, фосфатом – низкая и калия – повышенная в верхнем горизонте.

Опыт №2 заложен на участке лимана в с.о. Алгабас по той же схеме. Тип почвы – каштановая карбонатная среднемощная. Содержание гумуса в гумусово-аккумулятивном горизонте 2,98%. По содержанию нитратного азота и фосфора почвы низкообеспеченные, калием обеспечены хорошо.

Опыт № 3 заложен на участке лимана в с.о. Первомайское: 1. Контроль (без удобрений); 2. N₁₀ P₄₀; 3. N₂₀ P₈₀; 4. N₃₀ P₁₂₀

Размер делянок 50 м². Повторность вариантов четырехкратная. Удобрения вносились в виде корневой подкормки в дозах N₁₀ P₄₀; N₂₀ P₈₀ и N₃₀ P₁₂₀ кг д.в на 1 га в один прием после схода воды с опытного участка. В качестве удобрения был использован аммофос (N – 12%, P – 40%).

По результатам обследования территории данного лимана, в местах редкого и обедненного травостоя, осенью 2013 года были выделены пробные площадки, на которых был произведен подсев многолетних трав в травосмеси.

Влияние подсева изучалось на фонах без удобрений и N₁₀P₄₀. Для подсева использовались следующие компоненты: люцерна синяя+житняк узкоколосый – 8+10 кг/га, эспарцет песчаный+житняк узкоколосый – 25+10 кг/га, люцерна синяя+волоснец ситниковый – 8+10 кг/га, эспарцет песчаный+ волоснец ситниковый – 25+10 кг/га.

Уборка проводилась в фазу бутонизации и начала цветения трав. Учитывалась урожайность зеленой массы и сена.

Результаты исследования.

Полевые опыты на лиманах показали, что минеральные удобрения эффективно влияют на урожайность естественного травостоя. При этом в первый же год их применения повышается продуктивность луговых трав (таб. 1).

Таблица 1

Урожайность сена по годам в зависимости от применения азотных удобрений, с.о. Тайпак

Отличительная особенность травостоя лиманов с.о. Первомайское в том, что компонентный состав видов включает исключительно злаковые травы, в котором пырея в 2,5-3 раза больше бекмании. Полевые эксперименты по изучению влияния аммофоса на продуктивность естественного травостоя показали неодинаковую его эффективность (таб. 2).

Таблица 2

Влияние аммофоса на урожайность сена по годам, с.о. Первомайское

Из полученных данных следует, что в условиях 2014 года все испытуемые дозы аммофоса не обеспечивали высокой прибавки урожая сена. Разница в зависимости от вариантов опыта составляла в пределах 1,4-2,4 ц/га. В этом отношении эти показатели соответствовали уровню 2012 года, а в сравнении с 2013 годом – в значительной степени уступали. Мы видим, что увеличение доз аммофоса не ведет к увеличению урожайности сухой массы трав. Это возможно связано с переизбытком фосфора, отрицательно повлиявшим на продуктивность растений. Его содержание в удобрении в 4 раза больше азота. Сроки подкормки, выбранные нами, считались наиболее приемлемыми. Если растения подкармливать до начала затопления, то эти нормы удобрений могли просто раствориться в том большом объеме воды и не оказать нужного эффекта в связи с чем потребовалось бы значительно увеличить дозы аммофоса, что экономически нецелесообразно.

Однако средние показатели за 3 года указывают на эффективное влияние различных доз аммофоса и существенную разницу в урожайности сена по сравнению с контролем. Данные, полученные по зеленой массе представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Урожайность зеленой массы и прибавка урожая (ц/га) в зависимости от применения различных доз азотных удобрений, п. Первомайское (в средн. за 2 года)

И здесь мы наблюдаем те же особенности воздействия доз аммофоса. Вполне очевидным выглядит тот факт, что нет необходимости увеличивать дозы фосфора для повышения урожайности растений. В данном случае вариант N₁₀P₄₀ оказался наиболее предпочтительный как по итогам всех лет исследований, так и по средним за 3 года. Статистически достоверные и наибольшие прибавки получены там, где аммофос применялся в меньшем и в большем количествах (N₁₀ P₄₀, N₃₀ P₁₂₀) – 9,4 и 13,2 ц/га.

Из мероприятий по улучшению лугов, которые не требуют больших капиталовложений, а производственные затраты быстро окупаются урожаями, заслуживает внимания применение минеральных удобрений, и в первую очередь азотных.

Оценку качества сена проводили в агрохимической лаборатории – Испытательном центре ТОО «Орал-Жер» г. Уральска.

Результаты проведенных анализов показали, что минеральные удобрения способствуют повышению качественных показателей естественного травостоя. Практически все контролируемые показатели на вариантах с применением азотных удобрений оказались выше контроля. Исключением стал лишь вариант с дозой азота 90 кг д.в./га, где содержание сырого жира и кормовых единиц было наименьшее. Тем не менее, данный вариант по другим показателям значительно превзошел другие, особенно по количеству каротина и сырого протеина.

Известно, что условиями получения высококачественного сена являются соблюдение ряда требований: оптимальные сроки скашивания, сушка корма, погодные условия и др. Во всем многообразии условий, которые влияют на урожай сена и его качество, важнейшими являются ботанический состав и сроки уборки трав. Сено, приготовленное из перестоявших трав (поздние сроки вегетации), бедно протеином, сахарами, каротином, содержит большое количество клетчатки. Переваримость его питательных веществ и общее кормовое достоинство невысоки. Запаздывание с уборкой обычно аргументируют тем, что сбор сена и даже кормовых единиц с гектара площади бывает выше в период полного цветения, чем в фазу бутонизации или колошения. Действительно, валовое производство сухого вещества трав, убранных в более поздние сроки, бывает выше. Однако при внимательном анализе урожайности трав этого преимущества, как правило, не обнаруживается. Прибавка урожая происходит в основном за счет увеличения количества клетчатки в растениях. В то же время переваримость наиболее ценных питательных веществ, в том числе и клетчатки, резко снижается [9].

В наших исследованиях уборка урожая была проведена в фазу колошения-начало цветения при нормальной погоде с дальнейшей просушкой и доведением до состояния кондиционной влажности. В таких условиях применение как азотных, так и азотно-фосфорных удобрений обеспечили получение качественного сена на всех исследуемых нами лиманах, в том числе и в с.о. Первомайское (таб. 3).

Из данных таблицы видно, что в целом биохимический состав естественных кормовых трав в условиях лиманного орошения в п. Первомайское по годам мало отличался. Если по результатам 2014 года существенного различия в уровне урожайности между дозами аммофоса не наблюдалось, то здесь совместное влияние фосфора и азота при наибольшем их содержании оказало положительное воздействие, особенно на такие показатели, как каротин, сырой протеин, сырой жир и кормовые единицы.

Таблица 3

Биохимический состав сена в зависимости от различных доз аммофоса, с.о Первомайское

Весьма важным является содержание в корме протеина. Высокое содержание протеина имеют растения семейства бобовых, крестоцветных, крапивных (18-22 % сухого вещества), наименьшее – у злаковых и сложноцветных. По нормативным требованиям в сене естественных сенокосов должно содержаться сырого протеина 7-11 % сухого вещества, в зависимости от класса сена [10].

Для нормального развития животных, кроме протеина они должны получать достаточное количество жира, клетчатки, безазотистых экстрактивных веществ (сахара, крахмала). Жира должно содержаться в сухом веществе травы не менее 4–5 %, клетчатки в сене 27–30 %, сырой золы 10–12 %, кормовых единиц 0,36-0,47 %.

Таким образом, в соответствии с вышеуказанными требованиями ГОСТа сено подразделяют на 3 класса качества [11].

Следовательно, сравнивая полученные нами данные по качеству сена с нормативными требованиями можно сделать вывод о том, что сено, полученное с использованием минеральных удобрений, имеет удовлетворительное качество и относится к 3 классу. Добиться более высокой классности сена можно только введением в травостой бобовых компонентов путем подсева.

Произведенный с осени 2013 года подсев многолетних трав в местах изреженного травостоя, где в качестве бобово-злаковых компонентов использовались люцерна+житняк, эспарцет+житняк, люцерна+волоснец и эспарцет+волоснец, в следующем году показали положительные результаты. Особенно можно выделить компонент люцерны с волоснецом: здесь получены более равномерные всходы. Со временем можно ожидать обогащения травостоя ценной бобовой культурой. Данную травосмесь можно рекомендовать для подсева на лиманах.

В результате применения мочевины все основные экономические показатели были лучшими, чем на контроле. В сравнении между собой доз мочевины наиболее предпочтительным выглядил вариант N₆₀.Здесь при самой высокой урожайности 39,1 ц/га, высоких производственных затратах (30620 тенге/га) и наименьшей себестоимости 1 ц продукции (783 тенге) получена максимальная прибыль в размере 16300 тенге/га при рентабельности 53,2%.

На лиманах с естественным травостоем, где применялся аммофос, экономически целесообразным оказался вариант с минимальными дозами удобрения – N₁₀P₄₀. Несмотря на низкую урожайность и прибыль по сравнению с вариантами N₂₀ P₈₀ и N₃₀P₁₂₀, этой нормы было достаточно, чтобы получить сено по самой низкой себестоимости (828 тенге) и при наибольшем уровне рентабельности (44,8%).

Экономическая оценка эффективности применения удобрений имеет очень важное значение, однако стоимостные показатели ценности меняются в зависимости от рыночной конъюнктуры, поэтому их можно использовать только для краткосрочного планирования.

Более объективное и долгосрочное представление об эффективности применения удобрения дают расчеты энергетической эффективности.

Основными показателями энергетической эффективности применения удобрений являются коэффициент энергетической эффективности и удельные энергетические затраты [12].

И как показывают расчеты, что энергоотдача, или коэффициент энергетической эффективности от всех испытанных доз мочевины составил меньше единицы, что указывает на недостаточное эффективное его действие. Наиболее близким к значению единицы можно отметить вариант N₆₀.

Аммофос проявил себя иначе: в целом все дозы аммофоса показали энергетическую эффективность близкой к норме. Здесь также, как и при оценке экономической эффективности, лучшим оказался вариант N₁₀P₄₀ (коэффициент больше 1).

Из сказанного можно сделать вывод, что подкормки луговых трав минеральными удобрениями при лиманном орошении благоприятно влияют на продуктивность и качество сена; при этом экономически и энергетически выгоднее применять азотно-фосфорные удобрения, чем азотные.

Литература:

1.                  Почвенный покров Саратовской области и его агроэкологическая характеристика /Н.Е. Синицина [и др.]. – Саратов: Саратовский ГАУ. – 2009. – 124 с.

2.                  Плешаков, А. А. Выращивание многолетних трав при лиманном орошении на Южном Урале и в Северо-Западном Казахстане / А.А.Плешаков // Лиманное орошение /ВАСХНИЛ. – М.: Колос, 1984. – С. 126–133.

3.                  Дмитриев, В. С. Лиманное орошение – мощный резерв повышения продуктивности кормовых угодий /В.С. Дмитриев // Лиманное орошение. М.: Колос, 1984. – С. 46–182.

4.                  Технологии точного земледелия // Ресурсосберегающее земледелие. – 2008. – № 1. – С. 30.

5.                  Томенко, В. С. Эффективность удобрений на лиманах /В.С.Томенко // Вестник с.-х. науки Казахстана. – 1984. – №10. – С. 54 – 55.

6.                  Лаврентьев, Ю. А. Лиманное орошение на Северном Казахстане / Ю.А.Лаврентьев, Б.Ф.Бородин //Кормопроизводство на севере Казахстана. – Целиноград, 1974. – С. 128–134.

7.                Андреев, Н. Г. Травосеяние на лиманах / Н.Г.Андреев / /Лиманное орошение: сб. науч. тр. – М.: Колос, 1984. – С. 9–17.

8.                Ковшова, В. Н. Низкозатратные приемы поверхностного улучшения старовозрастных пастбищ на абсолютных суходолах / В.Н. Ковшова // Кормопроизводство. – 2011. – №2. – С. 13-15.

9.                Хохрин, С. Н. Корма и кормление животных. / С.Н. Хохрин. – Санкт-Петербург: Лань, 2002. – 512с.

10.            Косолапов, В. М. Методы анализа кормов / В.М.Косолапов, И.А.Трофимов, В.А.Чуйков // Кормопроизводство. – 2011. – № 9. – С. 48.

11.            ГОСТ 4808 – Сено. Технические условия. Государственный комитет СССР по стандартам. Постановление № 3646, 24.09.87 г.

12.            Василюк, Г. В. Экономическая и энергетическая эффективность применения минеральных и известковых удобрений / Тез. докл. III съезда почвоведов. / Г.В. Василюк. – М. – 2000. – Кн.2. – С. 108-109.