Influence of fertilizers on quality of forage grasses and hay in Murmansk region

Изменение бонитета почв в зависимости от их типа и вида сельхозугодий

Тип почвы Вид сельхозугодий

яблоневые сады полевые севообороты естественные и кормовые угодья

Чернозем выщелоченный +1,45 +2,46 +4,1

Чернозем типичный -8,56 -7,56 -2,08

Чернозем оподзоленный +9,85 +7,41 +2,46

Лугово -черноземная -13,09 +7,21 +12,88

Черноземно-луговая -14,74 -2,77 +13,12

Серая лесная +20,8 +13,12 +32,45

кого сноса почвы с обрабатывающими орудиями и транспортными средствами, 2) из-за снижения водопроницаемости почвы появления плужной подошвы, 3) выноса элементов питания.

Более сильное снижение бонитета лугово-черноземных и черноземно-луговых почв в садах объясняется их меньшей буферностью и происходит, кроме перечисленных причин, еще из-за подкисления вследствие выноса кальция, выделения кислот корневой системой яблони и выпадающих кислых дождей.

В полевых севооборотах величина изменения балла бонитета намного меньше, чем в монокультурных яблоневых агроценозах. Это можно объяснить соблюдением севооборотов, ежегодным внесением удобрений, пожнивных корневых остатков, в доле которых органические вещества занимают большую часть, чем в садах. Водно-физические свойства почвы в полевых агроцено-зах более благоприятны вследствие того, что почва пребывает более длительное время под покровом растительности и меньше механически обрабатывается. Кроме того, древесные остатки яблони разлагаются медленнее, чем травянистые растения.

Благодаря самой высокой буферности черноземы за 40 лет эксплуатации изменили свой бонитет в наименьшей степени по сравнению с остальными почвами Тамбовской области.

Таким образом, наиболее значительные негативные изменения бонитета черноземных почв за 40 лет произошли в яблоневых агроценозах, а наименьшие -

под естественными и кормовыми угодьями. Полевые севообороты занимают промежуточное положение. В яблоневых садах возрастание бонитета отмечено лишь на черноземах оподзоленных и серых лесных почвах. По мере возрастания величины изменения балла бонитета почвы Тамбовской области размещаются в следующем порядке: серая лесная , чернозем оподзоленный, чернозем выщелоченный, чернозем типичный, лугово-черноземная и черноземно-луговая. Самое значительное снижение бонитета отмечено на лугово-черноземных и черноземно-луговых почвах под яблоневыми садами, а наибольшее увеличение бонитета - на серой лесной почве под естественными и кормовыми угодьями. Это объясняется оподзолива-нием указанных черноземных почв в садах и чернозе-мообразованием в серых лесных почвах под травянистой растительностью.

Литература

1. Ахтырцев А.Б., Адерихин П.Г., Ахтырцев Б.П. Лу-гово-черноземные почвы центральных областей Русской равнины. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1981. - 176 с.

2. Ахтырцев Б.П., Щетинина А.С. Изменение серых лесных почв Среднерусской лесостепи в процессе сельскохозяйственного освоения. - Саранск: Изд-во Морд. гос. ун-та, 1969. - 163 с.

3. Адерихин П.Г., Ахтырцев Б.П., Мусиков К.К. Земельный фонд Тамбовской области и его качественная оценка. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1974. - 184 с.

УДК 631.8;633.2/3

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА КАЧЕСТВО КОРМОВЫХ ТРАВ И СЕНА В УСЛОВИЯХ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ

М.И. Вихман, к.б.н.

Станция агрохимической службы «Мурманская», e-mail: murgsas@com.mels.ru Е.Е. Кислых, д.б.н., В.И. Костюк, д.б.н.

Кольский филиал Петрозаводского государственного университета

Дана качественная оценка кормовых трав и сена на основе статистической обработки данных, в том числе методом частных наименьших квадратов PLS (алгоритм NIPALS). Показана величина индивидуального вклада каждого вида удобрений на качество трав и сена. В целом применение удобрений приводят к достоверному росту урожая многолетних трав и улучшению качественных показателей всех кормовых трав по таким показателям, как сухое вещество, сырой протеин, сырая зола, органический фосфор и сырая клетчатка

Ключевые слова: минеральные удобрения, навоз, качество урожая, регрессионный анализ, метод наименьших квадратов.

INFLUENCE OF FERTILIZERS ON QUALITY OF FORAGE GRASSES AND HAY IN MURMANSK REGION

M.I. Vikhman, E.E. Kislykh, V.I. Kostyuk

Qualitative appraisal offorage grasses and hay based on statistic data processing including method of private lowest squares PLS (algorithm NIPALS) is presented. Size of each individual fertilizers influence on quality of grasses and hay is shown. Totally application offertilizers lead to reliable increase of harvest and to improvement of qualitative parameters of forage grasses such as dry matter content, wet protein, wet ash, organic phosphorous and wet cellulose.

Keywords: mineral fertilizers, manure, quality of harvest, regression analysis, method of private lowest squares.

Хозяйства области не в состоянии полностью обеспечить себя кормами и часть их завозят из других регионов. Молочное скотоводство - ведущая отрасль животноводства в Мурманской области (Соколова, 1985; Лас-кин, 2006). В настоящее время ситуация с привозными кормами заметно усложнилась, т.к. затраты на перевозку значительно возросли, поэтому хозяйствам области экономически целесообразнее растительные корма производить на месте, прежде всего, зеленые корма, силос и частично сено. Переходя к оценке кормов, следует отметить, что даже более качественные корма, из других областей Северо-Западного региона, имеют нередко значительные колебания по целому ряду показателей между отдельными партиями одноименных видов. В связи с этим была выявлена возможность получения высокого и качественного урожая трав за счет рационального применения удобрений.

В среднем за 1995-2009 гг. на 1 гектар вносили 14 т органических и минеральных удобрений. Убо-

рочная площадь в среднем составляла 4046 га, урожайность однолетних трав - 11,4, а многолетних - 1,7 т/га [1].

Статистическая обработка данных по влиянию органических удобрений и №К с урожайностью трав, позволила установить следующие закономерности (табл. 1).

Выявлена устойчивая связь урожайности зеленой массы многолетних трав с дозами внесенного азота (г = 0,73 при р = 0,003) и калия (г = 0,64 при р = 0,014). Для однолетних трав и сена четкой корреляции урожайности с основными элементами питания растений не выявлено. Регрессионный анализ позволил установить связи урожайности трав со статистически значимыми членами. Для однолетних трав это выражается формулой У = 3,95N - 3,33К + 2,02Н х Р - 3,95N х Р + 2,37Р х Л (Я2 = 72,6%; Р = 0,021).

Дополнительный анализ методом частных наименьших квадратов - PLS (алгоритм NIPALS) показал, что по величине индивидуального вклада каждого вида удобрений в первую главную компоненту (факторные нагрузки) их можно расположить в следующий ранжированный ряд: K > N > P > Н («сила влияния» на У). Но из уравнения следует: N > K > P > Н (где Н - навоз).

Многолетние травы (на зеленую массу): У = 5,03^ + 2,17Р - 3,^ х Р + 1,34Н х К - 2,87N х К (Я2 = 88,3%; Р < 0,001). Ранжированный ряд сравнительной «силы влияния» - K > N > P > Н (метод PLS).

Многолетние травы (на сено): У = -4,52N + 5,87^ + 3,57К - 4,95N х К = 74,1%; Р = 0,01). Ранжированный ряд сравнительной «силы влияния» - N > K > P > Н

(метод PLS). Таким образом, в многолетнем цикле подтверждена преимущественная роль минеральных и органических удобрений для получения высоких и устойчивых урожаев кормовых трав. Наиболее важными питательными элементами для этого были азот и калий. Однако особо значимой для устойчивого молочного животноводства служит качественная сторона получаемых трав.

Анализ исходных данных методом частных наименьших квадратов - PLS (алгоритм NIPALS) показал, что влияние навоза (Н) на результативные признаки можно представить в виде следующего ранжированного ряда (по величине их индивидуального вклада (факторной нагрузки) в первую главную компоненту (табл. 2). Наиболее значимо влияние удобрений на первый и второй показатели качества, причем с положительной корреляцией. В частности навоз существенно влияет на урожай трав и содержание сухого вещества, азотные удобрения - на содержание органического фосфора и урожай, фосфорные и калийные удобрения - на сырой протеин и урожай. Весьма малозначительно влияние различных удобрений на урожай однолетних трав и органический калий. Ранжированный ряд влияния удобрений показывает, что на первом месте по значимости стоит калий, далее азот, фосфор и навоз.

Изучение влияния всех удобрений на качество трав показывает, что на первых позициях стоят преимущественно те же показатели, что и для навоза и отдельных удобрений, а именно урожай многолетних трав и содержание сырого протеина. Проведенные ранее исследования в Мурманской области с однолетними травами [2] показали, что на существующем уровне развития земледелия возможно получение высоких урожаев кормовых трав (350-500 ц/га зеленой массы) с высоким качеством по отдельным биохимическим показателям. Для этого необходимо вносить не только одни минеральные удобрения в дозах не менее ^00Р100К100 и органические - навоза 100 т/га, так как отмечено, что при несомненной обусловленности биохимического состава растений от наличия в почве необходимых элементов питания, такая связь проявляется далеко неоднозначно. Статистическая обработка данных полевых опытов выявила отсутствие тесной связи между содержанием в почве и растениях азота, фосфора и калия. В то же время установлено, что внесение NPK с одновременным известкованием почв способствовало увеличению содержания в растениях азота, жира, БЭВ, легкогидролизуемых углеводов, кальция, нитратов и аминокислот. По нашим данным существует поло-

1. Линейные связи показателей продуктивности растений с дозами удобрений

Показатель Навоз

Урожайность однолетних трав -0,05

Урожайность многолетних трав

Урожайность многолетних трав

Примечание. Выделены - статистически значимые величины.

2. Влияние удобрений на качественные признаки кормовых трав

Объект Однолетние и многолетние травы на зеленую массу

Навоз МТ > СВ > СЗ > СП > КА > СК > ФО > ОТ

Азотные удобрения ФО > МТ > СЗ > СК > КА > СВ > СП > ОТ

Фосфорные удобрения СП > МТ > СВ > СК > СЗ > ФО > ОТ > КА

Калийные удобрения СП > МТ > СВ > СК > СЗ > ФО > ОТ > КА

Ранжированный ряд «силы влияния» удобрений К > N > Р > Н

Все удобрения МТ > СП > СВ > СК > СЗ > ФО > ОТ > КА

Примечание: МТ - урожай многолетних трав; ОТ - урожай однолетних трав; СВ - сухое вещество; СП - сырой протеин; СК - сырая клетчатка; СЗ - сырая зола; КА - кальций органический; ФО - фосфор органический; МА -масло; МК - молочная кислота; рН - кислотность.

3. Влияние удобрений на качественные

Показатель Многолетние травы на сено

Навоз ФО > СВ > СЗ > СП > СК > КА

Азотные удобрения СК > СЗ > МТ > КА > СВ > СП > ФО

Фосфорные удобрения СП > ФО > СК > КА > СВ > СЗ

Калийные удобрения СК > СП > ФО > СВ > КА > СЗ

Ранжированный ряд «силы влияния» удобрений К > Р > N > Н

Все удобрения СК > ФО > СП > СВ > КА > СЗ

жительная корреляция урожайности многолетних трав с содержанием сухого вещества в зеленой массе растений - г = 0,52 (Р = 0,044), а также с содержанием сырой золы - г = 0,56 (Р = 0,028). Есть отрицательная корреляция между содержанием сухого вещества и сырого протеина - г = -0,62 (Р = 0,014). Урожайность однолетних трав очень слабо коррелирует с показателями их химического состава (достоверных корреляций нет). Проведенный анализ уточняет и дополняет прежние исследования, позволяет выявить роль удобрений на качественные показатели в более длительный период времени уже в виде ранжированного ряда.

Несколько короче выявленные ряды при оценке влияния удобрений на качество сена (табл. 3). Навоз наиболее заметно влиял на содержание органического фосфора и сухое вещество, а менее - на органический кальций. Азотные удобрения оказывали существенное влияние на содержание сырой клетчатки и сырой золы, но почти не влияли на величину органического фосфора. В числе наиболее результативных признаков по действию фосфорных удобрений оказались сырой протеин и органический фосфор, а меньшему влиянию подвержена сырая зола. Влияние калийных удобрений было схоже с азотными - на первом месте находится сырая клетчатка, но на втором - сырой протеин.

По ранжированному влиянию удобрений первое место, как и в предыдущих двух таблицах, занимает калий, но на втором месте не азот, а фосфор. По общему влиянию всех удобрений ряд возглавляет сырая клетчатка и органический фосфор, а замыкает - сырая зола. Также установлено, что содержание фосфора в сене связано с содержанием сухого вещества - г = 0,62 (Р = 0,019) и сырого протеина - г = 0,67 (Р = 0,009).

В целом применение удобрений приводит к достоверному росту урожая многолетних трав и улучшению качественных показателей всех кормовых трав по таким показателям, как сухое вещество, сырой протеин, сырая зола, органический фосфор и сырая клетчатка. За последние 15 лет в Мурманской области площадь пашни сократилась на 30%. Наметилась устойчивая тенденция к снижению плодородия почв: стабилизировалась территория с повышенной кислотностью сельхозу-

годий и произошло снижение содержания подвижного калия. Все это указывает на начало процесса экологической несбалансированности возделывания сельскохозяйственных культур при применении традиционных систем земледелия, а сложившаяся экологическая обстановка вызывает необходимость пересмотра принципиальных положений в землепользовании и изучения взаимосвязей в агро-экосистемах, обеспечивающих устойчивое функционирование агроландшафтов [2].

Практика внесения удобрений в хозяйствах области за 15-летний период (1995-2009 гг.) в дозах N143^102-21^1-4 (в среднем ^4Р48К2о) и навоза в дозах 12-18 т/га (в среднем 14 т/га) показывает, что это позволяет получать относительно невысокие урожаи однолетних трав - 7,9-14,3 т/га (в среднем 11,4 т/га) и многолетних трав - 1,3-3,6 т/га (в среднем 1,7 т/га). Эти дозы значительно меньше, чем применяли в упомянутых выше опытных делянках, где получали урожаи по 30-35 т/га однолетних трав [2]. Разница в дозах объясняет некоторое различие в результатах влияния удобрений на качественный состав выращиваемых трав. Общим может быть положительное действие на урожай и содержание минимум четырех пяти качественных показателей - сухое вещество, сырую золу, органический фосфор, сырой протеин.

Таким образом, в новых условиях сельскохозяйственного землепользования, именно дозы применяемых удобрений играют ведущую роль в обеспечении устойчивости земледелия и экологического равновесия. На основе проведенных исследований и сравнения практики применения удобрений для использования под кормовые травы можно рекомендовать №8о-1<юР5о-7оК1оо-12о с одновременным ежегодным внесением не менее 30-40 т/га органических удобрений.

Литература

1. Кислых Е.Е., Вихман М.И. Экологические основы сельскохозяйственного землепользования на Кольском Севере. - Петрозаводск: ПетрГУ, 2008. - 217 с.

2. Ласкин П.В. Пути совершенствования использования биоресурсов Мурманской области в растениеводстве. - Апатиты: КНЦ РАН. 2006. - 92 с.

3. Соколова Л.К. Укрепление кормовой базы молочного животноводства: Экономические аспекты. - Мурманск: Кн. изд-во, 1985. - 56 с.