Root development and its effect on drained soil of the Non-Chernozem region of Russia when growing legume-gramineous ecosystems
Authors: Иванова Н.Н. , Капсамун А.Д. , Павлючик Е.Н. , Вагунин Д.А. 
Published: September 2022

В исследованиях, проведённых в 2018–2021 годах на агрополигоне ВНИИМЗ (Тверская область), изучена средообразующая роль пастбищных травостоев на осушаемой дерново-подзолистой почве. Объектами исследований выступали четырёхлетние бобово-злаковые травостои с участием самовозобновляющихся видов трав: полевицы гигантской (Agrostis gigantea Roth) сорта ВИК 2, мятлика лугового (Roa pratensis L.) сорта Балин и овсяницы красной (Festuca rubra L.) сорта Максима. Опыты показали, что на 4-й год жизни травосмеси образовали дернину средней мощности, что указывает на продолжающийся дерново-образовательный процесс в почве. Пастбищные травостои оставили в слое почвы 0–20 см 12,32–13,45 т/га воздушно-сухих корней. Наибольшее накопление корневой массы отмечено в травостоях с люцерной изменчивой (Medicago × varia T.) сорта Вега 87 — 12,75–13,55 т/га. Наименее продуктивно функционировали мятликовые травостои, накопившие на 1 га 12,32–12,41 т корневой массы, что на 0,6–0,9 т/га меньше, чем у травостоев с полевицей, и на 0,99—1,13 т/га меньше, чем у травостоев с овсяницей красной. Отмечена тенденция большего накопления корневой массы травостоями на фоне без удобрений. Выявлена положительная роль многолетних трав в накоплении элементов питания в корневой массе. Корневая система развивалась активно, накапливая большое количество питательных веществ: азота — 193,6–238,1 кг/га, фосфора — 96,5–112,9 и калия — 112,4–132,6 кг/га. Больше питательных веществ накопили травостои с овсяницей красной. Минеральные удобрения не оказывали существенного влияния на содержание азота, фосфора и калия в корневой массе. Под посевами трав накопилось более 12,3–13,5 т/га сухой массы корней, содержащей большое количество питательных веществ и 224,5–224,9 ГДж/га валовой энергии, что положительно повлияло на плодородие осушаемых почв.

An experiment took place at the All-Russian Research Institute of Meliorated Lands (the Tver region) in 2018–2021. The environment-forming potential of grassland ecosystems was analyzed on drained sod-podzolic soil. Four-year-old legume-gramineous swards performed as objects of this study. They were composed of giant bentgrass (Agrostis gigantea Roth) VIK 2, bluegrass (Roa pratensis L.) Balin and red fescue (Festuca rubra L.) Maksima. In the 4th life cycle grass mixtures developed moderately good sod layer indicating an ongoing sod-formation process in soil. In soil layer of 0–20 cm 12.32–13.45 t ha-1 of air-dry roots were found. The most intensive root formation occurred when growing bastard alfalfa (Medicago × varia T.) Vega 87 — 12.75–13.55 t ha-1. Bluegrass stands developed only 12.32–12.41 t ha-1 of root mass which was 0.6–0.9 t ha-1 less than bentgrass ecosystems and 0.99–1.13 t ha-1 less than red fescue swards. Fertilization negatively impacted root development. Perennial grasses effectively accumulated nutrients in root mass. Intensive formation of root system resulted in high concentrations of nitrogen — 193.6–238.1 kg ha-1, phosphorus — 96.5–112.9 and potassium — 112.4–132.6 kg ha-1. Red fescue ecosystems showed the highest nutritional value. Mineral fertilizers had insignificant effect on contents of N, P and K in root mass. In total over 12.3–13.5 t ha-1 of dry root mass was formed rich in nutrients and gross energy (224,5–224,9 GJ ha-1) positively affecting the fertility of drained soil.