Запасы растительного вещества в агроценозах многолетних кормовых трав Красноярской лесостепи

Сельскохозяйственные науки

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 631.9 О.А. Власенко, А.Т. Аветисян

ЗАПАСЫ РАСТИТЕЛЬНОГО ВЕЩЕСТВА В АГРОЦЕНОЗАХ МНОГОЛЕТНИХ КОРМОВЫХ ТРАВ КРАСНОЯРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

В ходе проведенных исследований в УНПК «Борский» Красноярского ГАУ выявлено, что средние запасы фитомассы в агроценозах многолетних бобовых трав составляли 3,5-4,9 т/га, запасы живых корней - 4,2-6,3 т/га. Запасы надземной мортмассы были 3,5-7,6 т/га, подземной - 7,8-10,7 т/га.

Ключевые слова: запасы растительного вещества, фитомасса, мортмасса, козлятник восточный, эспарцет песчаный, люцерна гибридная, агроценозы, многолетние травы.

О.А. Vlasenko, A.T. Avetisyan

THE VEGETABLE MATTER STOCKS IN THE AGRO-ECOSYSTEMS OF PERENNIAL FORAGE GRASSES IN THE KRASNOYARSK FOREST STEPPE

In the course of the conducted research in the educational-scientific-production complex ESPC “Borskiy” of the Krasnoyarsk state agrarian university it is revealed that the average phyto-mass stock of the perennial legumes was 3,5-4,9 t/ha, the stock of live roots was 4,2-6,3 t/ha in the agro-ecosystems. The stocks of the overground mortmass were 3,5 - 7,6 t/ha, the underground - 7,8 - 10,7 t/ha.

Key words: stocks of vegetable matter, phyto-mass, mortmass, eastern Galega, sandy sainfoin, hybrid alfalfa, agro-ecosystems, perennial grasses.

Введение. Сохранность и воспроизводство плодородия почв во многом определяются балансом органического вещества в экосистемах. В современных социально-экономических условиях возник дисбаланс органического вещества в почвах многих агроэкосистем, когда вынос органики вместе с продукцией и эмиссия углекислого газа в процессах минерализации преобладают над поступлением растительных остатков в почву и их гумификацией [7, 9]. В сложившейся ситуации внедрение в структуру севооборотов посевов высокопродуктивных многолетних трав позволяет компенсировать потери органических веществ из почв [4, 5]. В связи с этим количественные оценки запасов надземного и подземного растительного вещества в агроценозах многолетних кормовых трав являются своевременными и актуальными, именно это и стало целью наших исследований.

Объекты и методы исследований. Исследования проводились с 2009 по 2012 год. В качестве объектов были выбраны агроценозы многолетних кормовых бобовых трав на комплексе черноземов выщелоченных и обыкновенных тяжелосуглинистых в пределах северной части Красноярской лесостепи (560 7&с.ш.) в землепользовании УНПК «Борский» Красноярского ГАУ.

126

ВестникКрасГАУ 2015. № 10

Пробная площадь №1 - агроценоз козлятника восточного 7-10-летнего возраста сорта Горноалтайский 87 (опытное поле Красноярского ГАУ). Козлятник восточный на территории Красноярской лесостепи возделывается ограниченно, только в научных целях, и считается здесь малораспространенной кормовой культурой. Однако он обладает высокой урожайностью (до 400 и более ц/га зеленой массы за два укоса) и сохраняет ее на протяжении 10-12 лет жизни, кроме этого, обладает мощной и разветвленной корневой системой, имеет множество корнеотпрысков [1, 4]. Пробная площадь № 2 -агроценоз эспарцета песчаного 2-4-летнего возраста сорта Песчаный 1 (производственный участок УНПК «Борский). Эта культура также мало распространена на территории Красноярской лесостепи. Достоинством эспарцета считается его неприхотливость к почвенным условиям, засухоустойчивость и морозостойкость. Высокую урожайность (до 250 ц/га зеленой массы за один укос) он сохраняет на протяжении 5-7 лет жизни. Пробная площадь № 3 - агроценоз люцерны гибридной 2-3-летнего возраста сорта Метеор (опытное поле Красноярского ГАУ). Люцерна гибридная - одна из самых распространенных кормовых культур на территории Красноярского края, она неприхотлива к внешним условиям, не требует больших затрат на предпосевную подготовку почвы, средняя урожайность зеленой массы за два укоса составляет от 120 до 220 ц/га и сохраняется на протяжении 4-5 лет жизни. Пробная площадь № 4 - агроценоз клевера лугового 2-3-летнего возраста сорта СибНИИК 10 (опытное поле Красноярского ГАУ). Клевер луговой также является распространенной культурой на территории Красноярской лесостепи, обладает холодостойкостью, но достаточно требователен к влаге и содержанию элементов питания в почве. Урожайность клевера составляет от 100 до 180 ц/га зеленой массы за один укос, такая продуктивность сохраняется от 2 до 4 лет [1].

Почвы выбранных участков исследований характеризовались схожими агрохимическими свойствами. Изученные черноземы имеют среднемощный и мощный гумусовый горизонт, среднее содержание гумуса - 4,7-5,8 %, распределение гумуса по профилю почвы постепенно убывающее. Емкость катионного обмена в гумусовом горизонте высокая и очень высокая - от 32 до 48 мг-экв/100 г почвы. Реакция среды варьирует от близкой к нейтральной в верхней части профиля, до слабощелочной в материнской породе.

Учет надземного растительного вещества проводили методом укосов, подземного - методом монолитов в 6-кратной повторности [2]. В структуре надземного растительного вещества выделяли фитомассу культуры (G), фитомассу сорняков (Wd), ветошь (D) и подстилку (L). Одновременно учитывали подземное растительное вещество до глубины 20 см. Его фракционировали на живые корни (R), мертвые корни (V), крупную мортмассу >0,5 мм (St), мелкую мортмассу <0,5 мм (Rem). Фракции растительного вещества доводили до воздушно-сухого состояния и взвешивали. Отбор проб осуществлялся один раз в месяц - с мая по сентябрь в период с 2009 по 2012 г. Погодноклиматические условия периода вегетации с 2009 по 2011 год можно охарактеризовать как благоприятные (ГТК =1,1-1,3), а вегетационный период 2012 года был более засушливый и жаркий (ГТК = 0,8) по сравнению со среднемноголетними показателями в Красноярской лесостепи.

Результаты и их обсуждение. Средние запасы фитомассы многолетних бобовых трав постепенно увеличивались с возрастом (табл.); так, запасы фитомассы клевера и люцерны в первый год вегетации составляли около 3,6 т/га, запасы эспарцета второго года жизни и козлятника шестилетнего возраста были 3,3 т/га. Далее запасы фитомассы люцерны и клевера двухлетнего возраста и эспарцета четырехлетнего возраста составили уже 4,0-4,2 т/га, запасы фитомассы козлятника - 4,9 т/га сухого вещества. При этом козлятник и люцерна формировали эти запасы за два укоса, клевер и эспарцет - за один укос. Запасы фитомассы сорняков в посевах изученных многолетних трав были невелики и постепенно снижались с возрастом агроценозов от 0,99 до 0,26 т/га, это объясняется тем, что многолетние бобовые травы хорошо вытесняют сорную растительность уже со второго-третьего года жизни [4, 5].

Пожелтевшие листья, отмирающие стебли и побеги, сохранившие связь с растением, мы относим к ветоши [2]. Формирование запасов ветоши - это естественный процесс, связанный с жизненным циклом растений, как правило, с увеличением запасов фитомассы увеличиваются и запасы ветоши. В изученных агроценозах с возрастом они увеличивались от 0,2-0,7 до 0,8-1,8 т/га.

127

Сельскохозяйственные науки

Отмирание надземных органов растений может быть связано и с погодными условиями. В жаркий и засушливый вегетационный сезон 2012 г. обнаружены максимальные запасы ветоши у эспарцета и козлятника 1,8—1,3 т/га соответственно.

Опавшие на поверхность почвы растительные остатки образуют подстилку, запасы которой также увеличиваются со временем. В агроценозе козлятника 7- и 10-летнего возраста они составляли от 7,3 до 9,6 т/га соответственно. В агроценозе эспарцета запасы подстилки были от 4,9 до 5,7 т/га, в агроценозе клевера и люцерны 3-4 т/га. Подстилка выполняет очень важную роль в агроценозах многолетних трав. Накапливаясь на поверхности почвы, она предохраняет ее от иссушения, резких перепадов температур, тем самым сохраняет оптимальный тепловой и водно -воздушный режимы. В результате создаются благоприятные условия для жизни почвенных микроорганизмов, что способствует разложению ежегодно поступающих в почву растительных остатков и пополнению минеральных и органических веществ почвы [3].

В подземной части изученных агроценозов преобладают запасы мортмассы. Совокупность запасов мертвых корней, крупной и мелкой мортмассы в агроценозе козлятника 7- и 10-летнего возраста была примерно на одном уровне и составляла 8,5-8,9 т/га, в агроценозе эспарцета двухлетнего возраста запас подземной мортмассы был 10 т/га, к четырехлетнему возрасту он увеличился до 11 т/га. В агроценозе клевера и люцерны средний запас мортмассы в почве оказался 10 т/га.

Запасы растительного вещества в агроценозах многолетних бобовых трав, т/га сухого вещества

Возраст культуры, лет Год Надземное растительное вещество Подземное растительное вещество

Фитомасса Ветошь Подстилка Корни Морт- масса

культуры сорняков живые мертвые >0,5 мм <0,5 мм

G Wd D L R V St Rem

Козлятник восточный

7 2009 3,29 0,99 0,82 7,22 7,37 0,46 3,88 1,19

8 2010 3,74 0,53 0,68 9,52 5,72 0,96 5,65 1,95

9 2011 4,42 0,59 1,18 9,60 8,72 0,67 5,23 2,56

10 2012 4,94 0,27 1,29 7,30 6,02 1,44 5,52 2,45

Эспарцет песчаный

2 2010 3,34 0,86 0,68 4,87 4,35 0,97 4,77 3,59

3 2011 3,98 0,76 0,64 5,29 4,18 1,45 5,31 4,07

4 2012 4,21 0,57 1,79 5,74 4,07 1,65 5,84 4,35

Клевер луговой

1 2010 3,60 0,63 0,34 3,92 4,58 2,61 5,19 2,65

2 2011 4,20 0,34 1,00 4,07 4,92 2,09 5,48 2,72

Люцерна гибридная

1 2010 3,58 0,37 0,24 3,18 4,62 1,74 5,29 2,37

2 2011 4,02 0,26 0,73 3,75 4,88 1,83 5,64 3,19

Среди всех запасов растительных остатков в почве особый интерес представляет запас мелкой мортмассы (Rem< 0,5 мм), эта фракция растительного вещества частично гумифицирована, мы относим ее к лабильному органическому веществу почвы [7, 9]. Как известно, запасы лабильного органического вещества оказывают существенное влияние на уровень плодородия почвы, это основной источник пищи для гетеротрофных микроорганизмов, источник гумусовых веществ [3, 7, 9, 10].

128

ВестникКрасГАУ 2015. № 10

Rem

2,4

8%

St

5,4.

19%

V___

1,0

3%

Козлятник восточный

G

4,1 D

15% 0,5

2%

Wd

1,0

4%

R

6,3

22%

L

7,6

27%

Rem

2,7

11%

Клевер луговой

3,9

16%

St

5,3.

22%

D

0,5

.2%

Wd

0,7

3%

V_

2.4 10%

Rem 2,8 12%.

St

5.5

24% ^

4,8 20%

Люцерна гибридная

G

.L

4,0

16%

3,8

17%

D

0,3

.1%

V

1,8

8%

Rem

4,0

15%

R

4,8

21%

Эспарцет песчаный

G

Wd

0,5

2%

.L

3,5

15%

3,8

15%

, 1

St

5,3

21%

V

1,4

D

0,7

3% Wd 1,0 4%

L

5,3

5% 16% 21%

Структура запасов растительного вещества, т/га сухого вещества (в среднем 2009-2012 гг.) и в % от общих запасов: G - фитомасса культуры; Wd - фитомасса сорняков; D - ветошь;

L - подстилка; V- мертвые корни; St - крупная мортмасса >0,5 мм; Rem - мелкая

мортмасса < 0,5 мм

129

Сельскохозяйственные науки

В наших опытах запас мелкой мортмассы в почве при возделывании эспарцета был наибольшим и составил 3,6-4,4 т/га, ко второму году возделывания люцерны и клевера он был 3,22,7 т/га соответственно. При 7-10-летнем возделывании козлятника запасы мелкой мортмассы в почве были наименьшими - около 1,2-2,5 т/га. Возможно, с увеличением возраста агроценозов часть мелкой мортмассы переходит в состав гумусовых веществ, другая ее часть минерализуется.

Если рассмотреть структуру запасов растительного вещества в агроценозах многолетних бобовых трав в среднем за весь период наблюдений (см. рис.), то можно заметить, что в надземной части агроценозов преобладала подстилка и фитомасса. При этом доля запасов фитомассы во всех агроценозах составила 15-17 % от всего запаса растительного вещества. Доля запасов подстилки увеличивалась с возрастом от 15-16 % у клевера и люцерны до 21-27 % у козлятника и эспарцета. Это объясняется тем, что фитомасса ежегодно отчуждается, а подстилка накапливается на поверхности почвы.

В подземной части агроценозов в структуре растительного вещества преобладала крупная мортмасса, ее доля составила 19-24 %. Доля живых корней составила 16-22 % от всех запасов растительного вещества. Корни бобовых трав имеют важное значение для почвы, они обогащают ее доступным азотом, улучшают структурное состояние и биологическую активность [6, 8].

Выводы

1. Средние запасы фитомассы в агроценозах многолетних бобовых трав были от 3,5 до 4,9 т/га и составили 15-17 % от всего запаса растительного вещества.

2. В надземной части агроценозов преобладали запасы подстилки, в агроценозе клевера и люцерны они составили 3,5-4,0 т/га, или 15-16 %, в агроценозе эспарцета и козлятника запас подстилки достигал 5,3-7,6 т/га, или 21-27 % от всех запасов растительного вещества.

3. В подземной части агроценозов преобладала мортмасса. Запасы крупной мортмассы были около 5,3-5,5 т/га, или 19-24 % от всего растительного вещества. Запасы мелкой мортмассы в агроценозе эспарцета были 4,0 т/га (15%); в агроценозе люцерны - 2,8 т/га (12%); в агроценозе клевера 2,7 т/га (11%); в агроценозе козлятника - 2,4 т/га (8%).

4. Запасы живых корней в слое почвы 0-20 см были наибольшими в агроценозе козлятника - 6,3 т/га, или 22 % от всего запаса растительного вещества. В агроценозах эспарцета, клевера и люцерны запасы живых корней составили 4,2-4,8 т/га, или 16-21%.

На основе проведенных исследований считаем возможным рекомендовать для производства увеличение посевных площадей козлятника восточного и эспарцета песчаного и сохранить в структуре кормовых севооборотов клевер луговой и люцерну гибридную с целью получения высокоурожайных качественных кормов и воспроизводства плодородия почв.

Литература

1. АветисянА.Т. Продуктивность бобовых многолетних трав и свербиги восточной (Buniasorien-talis L.) в Красноярской лесостепи // Вестник КрасГАУ. - 2011. - № 7. - С. 81-86.

2. Методы изучения биологического круговорота в разных природных зонах. / Н.И. Базилевич, А.А. Титлянова [и др.]. - М.: Мысль, 1978. - 182 с.

3. Власенко О.А. Продукционно-деструкционные процессы в экосистемах Красноярской лесостепи: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2005. - 19 с.

4. Возделывание козлятника восточного на корм и семена в Западной Сибири: рекомендации / РАСХН, Сиб. отд-ние, СибНИИ кормов. - Новосибирск, 2000. - з2 с.

5. Егорова Г.С., Петрунина Л.В. Многолетние травы как восстановители почвенного плодородия и основа кормопроизводства // Плодородие. 2008. - № 6. - С. 38-39.

6. Назарюк В.М. Баланс и трансформация азота в агроэкосистемах. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. - 253 с.

130

ВестникКрасГАУ 2015. № 10

7. Титлянова А.А., Чупрова В.В. Изменение круговорота углерода в связи с различным использования земель (на примере Красноярского края) // Почвоведение. - 2003. - № 2. - С. 211-219.

8. Подземные органы растений в травяных экосистемах / А.А. Титлянова, Н.П. Косых, Н.П. Ми-ронычева-Токарева [и др.]. - Новосибирск: Наука, 1996. - 128 с.

9. Чупрова В.В. Поступление и разложение растительных остатков в агроценозах Средней Сибири // Почвоведение. - 2001. - № 2. - С. 204-214.

10. Влияние пожнивных остатков на состав органического вещества чернозема выщелоченного в лесостепи Западной Сибири / И.Н. Шарков, Л.М. Самохвалова, П.В. Мишина [и др.] // Почвоведение. - 2014. - № 4. - С. 473-479.

УДК 634.711:631.524.84:631.526.32(470.32) Т.В. Жидёхина

ПРОМЫШЛЕННЫЙ СОРТИМЕНТ МАЛИНЫ И ЕГО ПРОДУКТИВНОСТЬ В ЧЕРНОЗЕМЬЕ

В статье приведена хозяйственно-биологическая оценка районированных сортов малины при интродукции их в Центрально-Черноземный регион. Установлена возможность расширения сортимента за счет возделывания сортов Беглянка, Вольница, Гусар.

Ключевые слова: малина, сорт, побег, средняя масса ягоды, урожай.

T.V. Zhidyokhina

INDUSTRIAL ASSORTMENT OF RASPBERRY AND ITS PRODUCTIVITY IN THE BLACK-EARTH REGION

The economic and biological assessment of the recognized varieties of raspberry in their introduction into the Central Black-Earth region is given in the article. The possibility of assortment enlargement by cultivation of the varieties: “Beglyanka”, “Wolnitsa”, “GusaT’ is established.

Key words: raspberry, variety, shoot, the average weight of berries, yield.

Введение. Малина - ценная ягодная культура, широко распространенная на территории Российской Федерации. В Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию в производстве [1], зарегистрировано 78 сортов малины, в том числе 61 - летнего срока созревания. Для различных регионов, с разнообразными почвенно-климатическими условиями, подобран собственный набор сортов, который насчитывает от 7 в Нижневолжском и Дальневосточном до 24 культиваров - в Центральном. Несмотря на значительные успехи отечественных селекционеров, с начала XXI века включено в Госреестр 42 новых сорта малины, основу промышленного летнего сортимента в Центральном Черноземье составляют генотипы, в большинстве своем районированные в 70-90-х годах прошлого столетия, - Бальзам, Бригантина, Вера, Любетовская, Метеор, Новость Кузьмина, Ранний сюрприз, Скромница и Шахразада. Сорт Новость Кузьмина уже 68 лет ценится за великолепные вкусовые качества ягод и высокий адаптивный потенциал [2].

Цель работы. Сравнительная хозяйственно-биологическая оценка включенных в Госреестр некоторых сортов малины, интродуцированных в экологические условия Центрального Черноземья.

Задачи исследований. Изучить биологические особенности интродуцированных сортов малины по формированию морфоструктурных компонентов продуктивности; расширить сортимент малины летнего срока созревания для возделывания в ЦЧЗ.

Исследования выполняли в 1992-2014 годах на селекционно-опытных насаждениях малины, в отделе ягодных культур ФГБНУ «ВНИИС им. И.В. Мичурина».

131