Влияние минеральных удобрений на плодородие дерново-подзолистых почв в кормовых севооборотах

observed. One of these areas is considered in the article - sand quarry of mineral soil in the Shapkina basin area of 15 hectares, located on the lands of the largest deer farm NAO. The purpose of the study is to assess the restoration potential of vegetation by overgrowing on the disturbed tundra lands. As a result of observations of the re-vegetation on the tundra lands after technogenic impact and summarize the data three stages of re-vegetation were selected: 1 -pioneer species; 2 - grass, sedge community; 3 - shrubs. Despite a long period after the end of anthropogenic impact (over 15 years) a quarry is not completely overgrown. Re-vegetation speed is different for different parts of the quarry. In the central part it is self-overgrowing on the first stage, while at the periphery - on the second and third stages. To return the disturbed grasslands to agricultural use it requires work on the re-cultivation.

Key words: sand quarry, overgrowing, tundra, grasslands, restoration, vegetation cover

References

1. Popov A.I., Kapel'kina L.P. Vosstanovlenie rastitel'nogo pokrova na narushennykh zemlyakh v Nenetskom avtonomnom okruge. [Revegetation of disturbed lands in the Nenets Autonomous District]. Rastitel'nye resursy. Vol. 48. Iss. 2. 2012. pp. 276-287.

2. Akul'shina P.P., Lobovikov N.N., Lobo-vikova V.F. Dinamika vosstanovleniya estestvennoy rastitel'nosti i fitorekul'tivatsiya narushennykh zemel' na trasse nefteprovoda Vozey-Usa-Ukhta. [The dynamics of natural vegetation recovery and recultivation of disturbed lands on the track of the pipeline Vozey-Usa-Ukhta]. Ustoychivost' rastitel'nosti k antropogennym faktoram i biorekul'tivatsiyam v usloviyakh Severa (Okhrana rastitel'nogo mira severnykh regionov). Mater. Vsesoyuz. Soveshch. [Resistance of vegetation to anthropogenic factors and bioremediation in the North (Protection of flora of the northern regions). Mater. All-Union. Ings of the Conference]. Vol.2. Syktyvkar: Komi filial AN SSSR, 1984. pp. 80-82.

3. Chuprova I.L. Optimizatsiya tekhnogennykh landshaftov Kraynego Severa (Noril'skiy promysh-lennyy rayon, p-ov Taymyr): dis. ... d-pa biol.nauk. [Optimization of technogenic landscapes of the Far North (Norilsk Industrial District, Taimyr Peninsula): DSc Thesis]. Dudinka, 2006. 391 p.

4. Sumina O.I. Formirovanie rastitel'nosti na tekhnogennykh mestoobitaniyakh Kraynego Severa. [Formation of vegetation on technogenic localities of the Far North]. Saint Petersburg: izd-vo «Inform-Navigator». 2013, 340 p.

5. Programma i metodika biogeotsenologi-cheskikh issledovaniy. [The program and methodology of bio-geotsenological research]. Moscow: Nauka, 1974. 403 p.

6. Cherepanov S.K. Sosudistye rasteniya Rossii i stran byvshego Sovetskogo Soyuza. [Vascular plants of Russia and countries of the former Soviet Union]. Saint Petersburg, 1995. 990 p.

7. Batalov A.E. Posledstviya nekotorykh vidov vozdeystviya ob"ektov neftedobychi na sostoyanie tundrovoy rastitel'nosti (na primere Nenetskogo avtonomnogo okruga). [The effects of some of the impacts of oil production facilities in the state of tundra vegetation (on the example of the Nenets Autonomous Okrug)]. Aktual'nye problemy sokhraneniya biorazno-obraziya rastitel'nogo i zhivotnogo mira Severnoy Finoskandii i sopredel'nykh territoriy. Doklady mezhd. konf., Appatity, 26-28 noyabrya 2002 g. [Actual problems of biodiversity of flora and fauna of North Finoskandii and adjacent territories. Reports Int. conf, Apatity, 26-28 November 2002]. Moscow: Tovari-shchestvo nauchnykh izdaniy KMK, 2005. pp. 239-242.

УДК 631.582

Влияние минеральных удобрений на плодородие дерново-подзолистых почв в кормовых севооборотах

Изместьев Владимир Михайлович, кандидат с.-х. наук, зав. отделом, Свечников Александр Константинович, научный сотрудник, Соколова Екатерина Алексеевна, мл. научный сотрудник, ФГБНУ Марийский НИИСХ, Республика Марий Эл, Россия

E-mail: izmest@yandex.ru

В период с 2001. ..2012 гг. на опытном поле Марийского НИИСХ проведена оценка продуктивности трех кормовых севооборотов, козлятнико-кострецового травостоя и определено их влияние на плодородие почвы. Главное отличие севооборотов заключается в различном насыщении многолетними бобово-злаковыми травами (I севооборот - 16,6%, II - 33,0, III - 50,0%) при применении рекомендуемых (N60P60K60) и повышенных (N90P90K90) доз минеральных удобрений для центральной зоны Республики Марий Эл. Результаты исследований показали, что внесение минеральных удобрений при чередовании культур в течение 12 лет способствовало повышению содержания гумуса в почве на 0,4-0,6% (абс.). Наибольший прирост содержания гумуса в почве отмечался на внесевообо-ротном участке, где постоянно возделывалась козлятнико-кострецовая травосмесь на фоне рекомендованных и повышенных доз РКудобрений, а также в I и III севооборотах на фоне повышенных доз NPK. Зависимости между насыщенностью севооборотов многолетними травами и массовой долей гумуса в почве не наблюдалось. Кислотность пахотного слоя почвы за две ротации кормовых севооборотов имела тенденцию к её повышению на 0,1.0,3 единицы pH, но существенных различий между вариантами не обнаружено. Содержание подвижных форм фосфора в почве за две ротации севооборотов и в посеве козлятника с кострецом за годы исследований повысилось на 40-170 мг/кг (5,9-20,2%). Отмечена незначительная тенденция снижения содержания калия в почве до 15 мг/кг

(8%). По мере увеличения доли бобово-злаковыгх трав от 16,6 до 50,0% продуктивность севооборотов возрастала в среднем по вариантам на 152 корм. ед./га (3,6%). Внесение повыгшенныш доз минеральныгхудобрений по отношению к рекомендуемым сопровождалось увеличением продуктивности севооборотов на 200...445 корм. ед./га (4,7...11,2%), меньшая прибавка получена при наличии двух и трёх полей многолетних трав в севообороте. Применение повышен-ны/х доз РК-удобрений в бессменном посеве козлятника с кострецом обеспечило наибольший прирост продуктивности травосмеси - 613 корм. ед./га (14,1%).

Ключевые слова: кормовой севооборот, многолетние травы, козлятник, кострец, минеральные удобрения, плодородие почвы, гумус

В настоящее время сельскохозяйственное использование почв сопровождается снижением их плодородия [1, 2]. Главная причина снижения плодородия дерново-подзолистых почв - сокращение вносимых доз органических и минеральных удобрений [3]. Ежегодно дерново-подзолистые среднесуглинистые почвы теряют 0,6-1,0 т/га гумуса, легкосуглинистые - 0,8-1,2 т/га [4]. Путём правильного подбора культур и схем их чередования можно усилить не только продукционную [5], но и средообразующую функцию севооборота [6, 7].

Исследованиями на дерново-подзолистой почве установлено, что длительное применение органических и минеральных удобрений в кормовом севообороте существенно повышало содержание гумуса в почве на 0,8% по сравнению с исходным его содержанием, также отмечено значительное подкисление почвы (на 0,6 ед. рН) в варианте с полным минеральным удобрением и без внесения удобрений (на 0,7 ед. рН) и значительное увеличение содержания подвижных форм фосфора и калия на 380 и 60 мг/кг почвы соответственно [4].

Таблица 1

Схема ротации культур в севооборотах

В севооборотах с 40-50% долей многолетних трав даже без применения удобрений (естественный фон) создаются условия положительного гумусового баланса. При поддерживающем и интенсивном фоне минеральных удобрений тенденция к существенному увеличению органического вещества в почве наблюдается как ежегодно, так и за многолетний период [8].

Цель исследований — изучить в условиях Республики Марий Эл изменение плодородия дерново-подзолистой почвы в бессменном посеве козлятника с кострецом и кормовых севооборотах при различном насыщении их многолетними бобово-злаковыми травами в зависимости от уровня внесения минеральных удобрений.

Материал и методы. Исследования проведены в 2001-2012 гг. отделом кормопроизводства Марийского НИИСХ. Севообороты, главным образом, отличались долей бобово-злаковых многолетних агроценозов: I севооборот - 16,6%, II - 33,0, III севооборот - 50,0% (год посева многолетних трав принимали за выращивание однолетних трав). В бессменном посеве насыщенность многолетними травами приближалась к 100 % (табл. 1).

Год ротации I севооборот II севооборот III севооборот Бессменный посев

1-й Однолетние травы с подсевом многолетних (вика + овёс + клевер + люцерна + тимофеевка) Кострец + козлятник

2-й Многолетние травы 1 года пользования

3-й Озимая рожь на зелёный корм + поукосно яровой рапс Многолетние травы 2 года пользования

4-й Ячмень на фуражные цели Озимая рожь на зелёный корм + поукосно яровой рапс Многолетние травы 3 года пользования

5-й Однолетние травы (вика + овес) + поукосно рапс Ячмень на фуражные цели Озимая рожь на зелёный корм + поукосно яровой рапс

6-й Силосные (подсолнечник + вика + + овёс) Однолетние травы (вика + овес) + + поукосно рапс Ячмень на фуражные цели

В качестве второго фактора (В) изучали уровни минерального удобрения: рекомендуемый для испытуемых культур (N60P60K60) и повышенный на 50% к рекомендуемым дозам (N90P90K90). В годы пользования многолетних бобово-злаковых травосмесей азотные удобрения не вносили. Минеральные удобрения применяли в форме аммиачной селитры, двойного суперфосфата и хлористого калия. Средняя насыщенность гектара пашни севооборотов азотом за годы исследований составила в первом севообороте 65 и 97,5 кг д. в., во втором - 55 и 82,5 кг, в третьем - 35 и 52,5 кг согласно фону минерального удобрения. Насыщенность пашни фосфором и калием в первом и втором севооборотах составила 80 и 120 кг, в третьем - 70 и 105 кг. Насыщенность козлятнико-кострецо-вого травостоя азотом составила 5 и 7,5 кг/га, фосфором и калием - 60 и 90 кг соответственно фону. Повторность опыта четырёхкратная, площадь делянки - 36 м2. Размещение полей севооборотов проведено во времени. Учет урожая сплошной, поделяночный.

Агротехника возделывания испытуемых культур выполнялась согласно указаниям по их выращиванию в Нечерноземной зоне России. Для проведения учётов и наблюдений использовались методические рекомендации ВИК по проведению полевых опытов с кормовыми культурами [9].

Анализ почвенных образцов, отбираемых в начале и по завершению ротаций севооборотов, проводили согласно общепринятым методикам в агрономической науке [10]. Дисперси-

онный анализ результатов исследований осуществлен на персональном компьютере с помощью программного обеспечения ДИСМАН версии 1.41.

Метеорологические условия в годы проведения исследований по температурному режиму, количеству выпавших осадков и их распределению в течение вегетационного периода были близки к средним многолетним значениям и вполне благоприятными для роста и развития изучаемых культур. Исключение составил вегетационный период 2010 года, когда повышенные температуры воздуха сопровождались дефицитом осадков, вызвав почвенную и воздушную засухи.

Результаты и их обсуждение. Продуктивность кормовых севооборотов варьировала в зависимости от насыщенности их многолетними бобово-злаковыми травами и уровня вносимых минеральных удобрений (табл. 2). По мере увеличения доли бобово-злаковых трав от 16,6 до 50,0% продуктивность севооборотов возрастала в среднем по вариантам на 152 корм. ед./га (3,6%). Внесение повышенных доз минеральных удобрений по отношению к рекомендуемым дозам сопровождалось увеличением продуктивности севооборотов на 200...445 корм. ед./га (4,7.11,2%), меньшая прибавка получена при наличии двух и трёх полей многолетних трав в севообороте. Применение повышенных доз РК-удобрений в бессменном посеве козлятника с кострецом обеспечило наибольший прирост продуктивности травосмеси - 613 корм. ед./га (14,1%).

Таблица 2

Влияние плодосмена и минеральных удобрений на продуктивность кормовых севооборотов и агрохимические показатели почвы

Показатель Содержание гумуса, % рНсол. Р2О5 К2О Среднее за 2001-2012 гг., корм. ед./га

мг/ кг почвы

Перед закладкой опыта 1,8 5,3 840 200

В конце второй ротации севооборота I с/о N60P60K60 2,3 5,0 890 187 3991

Ш0?90Ю0 2,4 5,1 970 192 4436

II с/о N60P60K60 2,2 5,0 890 185 4244

N90P90K90 2,3 5,0 970 197 4444

III с/о N60P60K60 2,3 5,2 930 191 4264

N90P90K90 2,4 5,0 1010 200 4466

Козлятник + кострец P60K60 2,4 5,0 880 198 4343

P90K90 2,4 5,2 900 200 4956

НСР05 вариантов Fф<Fт Fф<Fт 13,7 7,5 65

НСР05 фактора А Fф<Fт Fф<Fт 9,7 5,3 128

НСР05 фактора В 0,08 Fф<Fт 6,9 3,8 91

Чередование культур в течение двух ротаций изучаемых севооборотов и вносимые минеральные удобрения способствовали некоторому (на 0,4-0,6% (абс.) повышению процентного содержания гумуса в почве по отношению к первоначальному его значению. Наибольшее повышение (0,6%) содержания гумуса в почве отмечается на участке, где постоянно возделывался травостой козлятнико-костре-цовой травосмеси и в I и III севооборотах с повышенным фоном минерального удобрения. В севооборотах с внесением повышенных доз минеральных удобрений наблюдается большее накопление гумуса (на 0,1%) по сравнению с фонами рекомендуемых доз. Только на внесе-вооборотном участке с травосмесью козлятника и костреца не произошло изменение содержания гумуса в почве на фоне использования повышенных доз РК-удобрений.

Между изучаемыми севооборотами по значению показателя содержания гумуса в почве в конце второй ротации не было зафиксировано существенной разницы.

Кислотность пахотного слоя почвы за две ротации севооборотов имела тенденцию к её повышению на 0,1... 0,3 единицы рН. При этом чёткой зависимости повышения кислотности почвы, как от продолжительности хозяйственного использования бобово-злаковой травосмеси в севообороте, так и количества вносимых минеральных удобрений не выявлено.

По истечении 12 лет содержание подвижных форм фосфора в почве севооборотов и бессменного посева козлятника с кострецом имело тенденцию к повышению на 5,9-20,2% по отношению к первоначальным значениям. Наибольший прирост содержания фосфора в почве отмечен в севообороте с 50% насыщением многолетними травами - на 40 мг/кг больше по сравнению с остальными севооборотами. Применение повышенных доз минеральных удобрений в течение 12 лет способствовало повышению содержания подвижного фосфора на 80 мг/кг почвы в севооборотах по отношению к рекомендуемому фону, а на вне-севооборотном участке с козлятнико-кострецовой травосмесью прирост содержания фосфора от повышенных доз удобрений составил лишь 20 мг/кг почвы.

За годы проведения исследований отмечено снижение содержания калия в почвах севооборотов, которое не превышало 8% (15 мг/кг), что является результатом более интенсивного выноса К2О в сравнении с фосфором при одинаковых дозах внесения удобрений.

Наибольшая потеря калия в почве (13-15 мг/кг) отмечена в севооборотах с использованием рекомендуемых доз минеральных удобрений и имеющих в структуре севооборота 1 или 2 поля многолетних трав. Повышенный уровень внесения минеральных удобрений в течение 12 лет способствовал сохранению содержания калия на прежнем уровне в почвах севооборота с 50% насыщением многолетними травами и участка с бессменным посевом козлятнико-кострецовой травосмеси.

Выводы. Короткоротационные шестипольные кормовые севообороты с включением бобово-злаковых многолетних агрофитоцено-зов (клевер + люцерна + тимофеевка) в течение двух ротаций и долголетнее возделывание козлятнико-кострецового травостоя в выводных полях способствуют повышению содержания гумуса в почве на 0,4...0,6% и подвижных форм фосфора - на 40.170 мг/кг почвы, уменьшению содержания калия - до 15 мг/кг почвы и повышению кислотности почвенного раствора - на 0,1-0,3 единицы рН. Кормовой севооборот с 50% насыщением многолетними бобово-злаковыми травами и бессменный посев козлятника с кострецом наиболее активно способствуют сохранению и повышению достигнутого уровня плодородия дерново-подзолистых почв. Для сохранения достигнутого уровня плодородия среднеокультуренных дерново-подзолистых почв в кормовых севооборотах внесение полного минерального удобрения в условиях Республики Марий Эл следует считать обязательным. Внесение повышенных доз минеральных удобрений в кормовых севооборотах с высоким насыщением многолетними бобово-злаковыми травами на дерново-подзолистых почвах малоэффективно.

Список литературы

1. Лыков A.M. Воспроизводство органического вещества в современных системах земледелия // Земледелие. 1998. №9. С. 21-22.

2. Андреев С.И. Агроэкологическая роль многолетних бобовых трав в зернотравяных севооборотах в Центральной районе Нечернозёмной зоны: автореф. дис.... канд. с.-х. наук. М., 2002. 22 с.

3. Новоселов С.И. Пути сохранения почв и повышения продуктивности агроценозов в земледелии Нечерноземья // Плодородие. 2011. №2. С. 34-36.

4. Чеботарев Н.Т., Хомченко А.А. Роль удобрений и севооборота в повышении продуктивности агроценозов Республики Коми // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2010. № 3 (18). С. 31-34.

5. Изместьев В.М., Свечников А.К. Влияние длительного применения минеральных удобрений на продуктивность кормовых севооборотов // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2015. №4 (47). С. 29-34.

6. Козлова Л.М., Макарова Т.С., Попов Ф.А., Денисова А.В. Севооборот как биологический приём сохранения почвенного плодородия и повышения продуктивности пашни // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 1. С. 16-18.

7. Основы систем земледелия Ставрополья /Под общ. ред. В.М. Пенчукова, Г.Р. Дорожко. Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АРГУС». 2005. 464 с.

8. Шрамко Н.В., Влияние севооборотов на плодородие дерново-подзолистых почв Верхневолжья // Владимирский земледелецЪ, 2010, № 3 (53). С. 14-16.

9. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. Ю.К. Новосёлов [и др.]. М., 1997. 155 с.

10. Практикум по агрохимии. Б.А. Ягодин [и др.] /Подред. Б.А. Ягодина. М.: Агропромиздат, 1987. 512 с.

Influence of mineral fertilizers on fertility of sod-podzolic soils in fodder crop rotations Izmestev V.M., PhD in agriculture, head of department, Svechnikov A.K., researcher, Sokolova E.A., associated researcher, Mari Research Institute of agriculture, Mari El Republic, Russia

In the period 2001...2012 in the experimental field of Mari Agricultural Research Institute the productivity of three fodder crop rotations, galega-bromopsis herbage was evaluated and their effect on soil fertility was determined. The main difference between rotations was in a different saturation with perennial legumes and grasses (I rotation -16,6%, II - 33,0, III - 50,0%) at the application of recommended for the central zone of the Republic of Mari El (N60P60K60) and increased (N90P90K90) doses of mineral fertilizers. The results showed that the fertilizer application in crop rotation for 12 years contributed to the increase in the percentage of humus content in soil by 0.4-0.6 %. On non-crop rotation area it is observed the largest increase in content of humus in soil; this area was constantly cultivated with herbage of galega-bromopsis grass mixture in the background of recommended and high doses of PK fertilizers. The same increase was in rotations I and III on the background of high doses of NPK. The relationship between the saturation of crop rotations with perennial grasses and a mass fraction of humus in soil were not detected. The acidity of the topsoil in two of the rotation fof odder crop rotation tended to increase by 0.1...0.3 units of pH, significant differences between variants were not detected. The content of phosphorus mobile forms in soil increased by 40-170 mg/kg (5.920.2 %) in two rotations and sowing of galega with bromopsis over the study years. A slight downward trend is marked in the potassium content in the soil up to 15 mg/kg (8 %). Increasing the proportion of legumes-cereal grasses to monoculture in the structure of the rotation from 16.6 to 50 % of feed units per unit area on average within 12 years increased to 3.6 %. Input of higher doses of mineral fertilizers over the recommended one leads to increase in productivity by 200.445 fodder units per ha (4.7.11.2%); less addition was obtained at existence of two or three fields of perennial grasses in crop rotation. Use of highest doses of PK-fertilizers in perennial sowing of galega-bromopsis grass mixture allowed highest addition of productivity - 613 fodder units per ha (14.1%).

Key words: forage crop rotation, perennial grasses, galega, bromopsis, mineral fertilizers, soil fertility, humus

References

1. Lykov A.M. Vosproizvodstvo organichesko-go veshchestva v sovremennykh sistemakh zemledeliya. [Reproduction of organic matter in modern crop farming systems]. Zemledelie. 1998. no.9. pp. 21-22.

2. Andreev S.I. Agroekologicheskaya rol' mno-goletnikh bobovykh trav v zernotravyanykh sevooboro-takh v Tsentral'noy rayone Nechernozemnoy zony: avtoref. diss.... kand. s.-kh. nauk. [Agro-ecological role of perennial legumes in grain and grass crop rotations in the Central area of non-Chernozem zone: Author's abstract of PhD Thesis]. Moscow, 2002. 22 p.

3. Novoselov S.I. Puti sokhraneniya pochv i povysheniya produktivnosti agrotsenozov v zemledelii Nechernozem'ya. [Methods of soil conservation and increasing productivity of agrocoenosis in non-Chernozem region agriculture]. Plodorodie. 2011. no. 2. pp. 34-36.

4. Chebotarev N.T., Khomchenko A.A. Rol' udobreniy i sevooborota v povyshenii produktivnosti agrotsenozov Respubliki Komi. [The role of fertilizers and crop rotation in increase of the productivity of agrotcenoses in Komi Republic]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2010. no. 3 (18). pp.31-34.

5. Izmest'ev V.M., Svechnikov A.K. Vliyanie dlitel'nogo primeneniya mineral'nykh udobreniy na produktivnost' kormovykh sevooborotov. [Influence of continuous application of mineral fertilizers on the

productivity of fodder crop rotation]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2015. no.4 (47). pp. 29-34.

6. Kozlova L.M., Makarova T.S., Popov F.A, Denisova A.V. Sevooborot kak biologicheskiy priem sokhraneniya pochvennogo plodorodiya i povysheniya produktivnosti pashni. [Crop rotation as a biological reception to maintain soil fertility and productivity of arable land]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2011. no. 1. pp. 16-18.

7. Osnovy sistem zemledeliya Stavropol'ya: Uchebnoe posobie. [Basis of agriculture systems in Stavropol territory]. Pod obshch. red. V.M. Penchukova, G.R. Dorozhko. Stavropol': Izd-vo StGAU «ARGUS». 2005. 464 p.

8. Shramko N.V. Vliyanie sevooborotov na plodorodie dernovo-podzolistykh pochv Verkhne-volzh'ya. [Influence of crop rotations on fertility of sod-podzolic soils in the Upper Volga]. Vladimirskiy zemledelets. 2010. no. 3 (53). pp. 14-16.

9. Novoselov Yu.K., Kireev V.N., Kutuzov G.P. e.a. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu polevykh opytov s kormovymi kul'turami. [Guidelines for conducting field experiments with forage crops]. Moscow, 1997. 155 p.

10. Yagodin B.A., Smirnov P.M., Peterburg-skiy A.V. e.a. Praktikum po agrokhimii. [Agro chemistry practicum]. Pod red. B.A. Yagodina. Moscow: Agropromizdat, 1987. 512 p.