Стабильность и устойчивость кормовой базы в условиях засушливой степи Волгоградской области зависит не только от адаптивных свойств видов и сортов многолетних трав, их реакции на стрессовые погодные условия, но и способов основной обработки почвы под многолетние травы [1, 3–5, 7].
Мировое земледелие продвигается в сторону минимальных и даже нулевых обработок почвы. Данное положение характерно для производства зерна, но эти положения актуальны и в кормопроизводстве. Экономика сельского хозяйства считается устойчивой и полноценной, когда доли земледелия и животноводства находятся в разумном соотношении. Вместе с тем доля животноводства в большинстве регионов опустилась ниже 30 %, что является недопустимым для продовольственной безопасности страны [8–10].
Сравнительная оценка продуктивности многолетних трав в условиях засушливой степи в зависимости от способов обработки почвы под многолетние травы остается сложным звеном и актуальной проблемой в технологии возделывания многолетних трав в богарных условиях.
Материалы и методы исследования
Экспериментальная часть опытов проводилась в 2009–2014 гг. на черноземных почвах Новоаннинского района Волгоградской области (К(ф)Х «С.Ф. Башкиров»). Территория расположена в засушливой степи Волгоградской области, средняя температура воздуха составляет 6,0 °С. Величина гидротермического коэффициента (ГТК) составляет 0,7. Преобладающими типами почв хозяйства являются маломощные южные черноземы тяжелосуглинистого гранулометрического состава. Содержание гумуса в пахотном горизонте составляет 5,6 %. Реакция почвенного раствора pH 7,0–7,2 [9].
Для решения поставленных задач заложены специальные опыты по оценке различных способов обработки почвы под многолетние травы (фактор А). Варианты основной обработки: отвальная вспашка на 25–27 см (ПН-4-35), безотвальное рыхление на 18–20 см (АПК-6) и средняя обработка на глубину до 12–15 см (БДМ-6). Обработка почвы проводилась по фону внесения соломы 5 т/га и удобрений 1,5 ц/га в форме аммофоса. Весной под предпосевную культивацию вносили N30. Семена люцерны и эспарцета обрабатывали ризоторфином. Повторность во времени – двухкратная, в пространстве – трёхкратная, размер делянок – 500 м2, размещение систематическое (последовательное), предшественник – озимая пшеница.
Предпосевная обработка под многолетние травы состояла из покровного боронования зубовыми боронами (БЗСС-1,0), предпосевной культивации на глубину 6–8 см (КПГ-4), прикатыванием до и после (3ККШ-6), посев проводили сеялками СЗТ-3,6. В опыте высевали три культуры (фактор В): люцерна «Артемида» с нормой высева 5 млн всхожих семян на гектар, эспарцет «Песчаный 1251», норма высева – 5 млн всхожих семян, кострец «Моршанский 760», норма высева 6 млн всхожих семян на гектар. Полевые опыты закладывались в соответствии с методическими указаниями Б.А. Доспехова [2]. Для всесторонней оценки результатов исследований проведены все наблюдения и анализы: за развитием растений в травостое, контроль над влажностью почвы, определение основных параметров травостоя. Биоэнергетическую оценку эффективности изучаемых вариантов проводили с учетом методических рекомендаций [6].
Результаты исследования и их обсуждение
При безотвальной и поверхностной обработках почвы верхний слой почвы подвергается интенсивному рыхлению до мелкокомковатого состояния. Плотность сложения за счёт значительного количества измельчённой соломы была благоприятной для усвоения осадков. Влажность почвы в момент посева в слое 3–5 см более высокой была на вариантах безотвальной и поверхностной обработок, что сказалось на показателях полевой всхожести (51–56 %). Среди факторов, влияющих на полевую всхожесть семян, наибольшее влияние оказывают подготовка почвы к посеву, посевные качества семян, влажность и температура почвы. Выявлено, что на полевую всхожесть (полноту всходов) способы основной обработки почвы оказывали незначительное влияние. Так, по вспашке полнота всходов у люцерны в годы исследований составила 50,1–52,6 %, у эспарцета 55,4–56,8 %, у костреца безостого 52,7–54,0 %. Существенное значение для полевой всхожести и продолжительности периода посев – всходы имеют гидротермические условия этого периода (табл. 1). Сроки сева, способы посева и гидротермические условия весеннего периода имеют большое значение для роста и развития многолетних трав, что является определяющим в продуктивном долголетии посевов многолетних трав. Влажность почвы в период появления всходов и начального развития – наиболее значимый фактор для развития многолетних трав.
Таблица 1
Гидротермические условия начального периода роста многолетних трав
|
Показатели |
Годы |
|
|
2009 |
2010 |
|
|
Дата посева |
22.04 |
16.04 |
|
Появление всходов: |
||
|
люцерна |
8.05 |
3.05 |
|
эспарцет |
6.05 |
2.05 |
|
кострец |
4.05 |
30.05 |
|
Количество доступной влаги в слое 0…20 см, мм: |
||
|
отвальная обработка |
27 |
28 |
|
безотвальная обработка |
30 |
31 |
|
поверхностная обработка |
30 |
30 |
|
Количество осадков за период посев – всходы, мм |
5,7 |
22,3 |
|
Сумма положительных температур за период посев – всходы, °С |
||
|
люцерна «Артемида» |
163,2 |
188,7 |
|
эспарцет «Песчаный 1251» |
142,8 |
177,6 |
|
кострец «Моршанский 760» |
122,4 |
155,4 |
|
Сумма положительных температур за период посев – укос (покровная культура), °С |
1225,6 |
1150,4 |
|
Сумма осадков за период посев – укос (покровная культура), мм |
156,9 |
85,6 |
|
ГТК за период посев – укос |
1,28 |
0,74 |
Таблица 2
Урожайность зелёной массы посевов первого года в зависимости от способов основной обработки почвы (среднее за 2009–2010 гг.)
|
Варианты обработки почвы |
Урожайность зелёной массы, т/га |
Доля компонентов в урожае, % |
||||
|
овёс |
люцерна |
эспарцет |
кострец |
сорные растения |
||
|
Люцерна «Артемида» |
||||||
|
Отвальная вспашка |
17,2 |
82,6 |
7,3 |
– |
– |
10,1 |
|
Безотвальное рыхление |
15,7 |
81,7 |
5,6 |
– |
– |
12,7 |
|
Поверхностная обработка |
15,1 |
81,2 |
6,4 |
– |
– |
12,4 |
|
Эспарцет «Песчаный 1251» |
||||||
|
Отвальная вспашка |
18,3 |
73,6 |
– |
19,3 |
– |
7,1 |
|
Безотвальное рыхление |
18,1 |
74,3 |
– |
17,1 |
– |
8,6 |
|
Поверхностная обработка |
17,2 |
75,3 |
– |
15,6 |
– |
9,1 |
|
Кострец «Моршанский 760» |
||||||
|
Отвальная вспашка |
17,3 |
85,7 |
– |
– |
6,3 |
8,0 |
|
Безотвальное рыхление |
16,0 |
86,0 |
– |
– |
5,8 |
8,2 |
|
Поверхностная обработка |
15,0 |
85,3 |
– |
– |
5,3 |
9,4 |
Для получения стабильно высоких урожаев многолетних трав большое значение, как показали исследования, имеет видовой состав при оптимальной плотности стеблестоя. В зоне исследований многолетние травы по непаровым предшественникам высеваются в весенние сроки под покров зерновых или кормовых культур и беспокровно. Целесообразность подпокровных посевов определяется, как уже отмечалось, полноценным урожаем покровной культуры, снижением засоренности, что положительно сказывается на увеличении продуктивности в последующие годы (табл. 2).
На травостоях второго года урожайность люцерны по вспашке составила 18,1–19,7 т/га зелёной массы, при безотвальной обработке – 17,6–19,2 т/га, по поверхностной – 16,2–17,8 т/г (табл. 3).
Кострец безостый как более долголетний вид со второго года начинает хорошо куститься, и если в травостоях бобовых плотность стеблестоя начинает снижаться, то у костреца безостого она повышается. Эта особенность костреца безостого проявляется с третьего года жизни (табл. 4).
Таблица 3
Урожайность зелёной массы многолетних трав второго года в зависимости от способов основной обработки почвы, т/га
|
Варианты обработки почвы |
2009 год |
2010 год |
||
|
Основная культура |
Сорные растения |
Основная культура |
Сорные растения |
|
|
Люцерна «Артемида» |
||||
|
Отвальная вспашка |
18,1 |
0,15 |
19,7 |
0,13 |
|
Безотвальное рыхление |
17,6 |
0,20 |
19,2 |
0,10 |
|
Поверхностная обработка |
16,2 |
0,23 |
17,8 |
0,16 |
|
Эспарцет «Песчаный 1251» |
||||
|
Отвальная вспашка |
17,6 |
0,20 |
19,1 |
0,13 |
|
Безотвальное рыхление |
17,0 |
0,24 |
18,4 |
0,18 |
|
Поверхностная обработка |
16,5 |
0,27 |
17,5 |
0,22 |
|
Кострец «Моршанский 760» |
||||
|
Отвальная вспашка |
14,7 |
0,11 |
16,4 |
0,09 |
|
Безотвальное рыхление |
15,4 |
0,10 |
15,7 |
0,11 |
|
Поверхностная обработка |
15,0 |
1,13 |
15,2 |
0,16 |
|
НСР 05 (А), т/га |
1,33 |
1,43 |
||
|
НСР 05 (В), т/га |
0,62 |
0,67 |
||
|
НСР 05 (АВ), т/га |
1,33 |
1,43 |
||
Таблица 4
Урожайность зелёной массы многолетних трав третьего года в зависимости от способов основной обработки почвы, т/га
|
Варианты обработки почвы |
2011 год |
2012 год |
||||
|
Урожайность з/м |
Доля компонентов, % |
Урожайность з/м |
Доля компонентов, % |
|||
|
основная культура |
сорные растения |
основная культура |
сорные растения |
|||
|
Люцерна «Артемида» |
||||||
|
Отвальная вспашка |
21,7 |
96,7 |
3,1 |
19,1 |
93,6 |
6,4 |
|
Безотвальное рыхление |
20,1 |
96,1 |
3,9 |
17,4 |
92,1 |
7,9 |
|
Поверхностная обработка |
18,4 |
95,4 |
4,6 |
16,8 |
90,7 |
9,3 |
|
Эспарцет «Песчаный 1251» |
||||||
|
Отвальная вспашка |
15,6 |
89,4 |
10,6 |
14,3 |
87,4 |
12,6 |
|
Безотвальное рыхление |
15,0 |
87,9 |
12,1 |
13,8 |
86,9 |
13,1 |
|
Поверхностная обработка |
13,2 |
85,7 |
14,3 |
12,6 |
85,3 |
14,7 |
|
Кострец «Моршанский 760» |
||||||
|
Отвальная вспашка |
19,8 |
97,3 |
2,7 |
18,3 |
96,3 |
3,7 |
|
Безотвальное рыхление |
20,6 |
97,1 |
2,9 |
17,6 |
96,7 |
3,3 |
|
Поверхностная обработка |
20,1 |
96,2 |
3,8 |
17,0 |
96,5 |
3,5 |
|
НСР 05 (А), т/га |
1,24 |
1,03 |
||||
|
НСР 05 (В), т/га |
1,24 |
1,03 |
||||
|
НСР 05 (АВ),т/га |
1,24 |
1,03 |
||||
Продление срока использования посевов эспарцета после трёх лет пользования нецелесообразно, так как отмечается значительный выпад растений и повышается засорённость. В посевах люцерны четвёртого года (урожайность по годам исследований достигала от 11,4 до 15,7 т/га зелёной массы, при этом засорённость травостоя повышала 16,1–17,4 %, поэтому дальнейшее использование таких травостоев приводило к значительному снижению урожайности и качества корма из-за повышенного содержания в зеленой массе плохо поедаемых и не поедаемых сорных растений (табл. 5).
Таблица 5
Урожайность зелёной массы многолетних трав четвёртого года в зависимости от способов основной обработки почвы, т/га
|
Варианты обработки почвы |
2012 год |
2013 год |
||||
|
Урожайность з/м |
Доля компонентов, % |
Урожайность з/м |
Доля компонентов, % |
|||
|
основная культура |
сорные растения |
основная культура |
сорные растения |
|||
|
Люцерна «Артемида» |
||||||
|
Отвальная вспашка |
15,7 |
84,7 |
15,3 |
13,7 |
83,6 |
16,4 |
|
Безотвальное рыхление |
14,1 |
83,9 |
17,1 |
13,0 |
83,9 |
16,1 |
|
Поверхностная обработка |
12,8 |
81,6 |
18,4 |
11,4 |
82,6 |
17,4 |
|
Кострец «Моршанский 760» |
||||||
|
Отвальная вспашка |
17,0 |
92,3 |
7,7 |
15,7 |
90,4 |
9,6 |
|
Безотвальное рыхление |
17,8 |
92,0 |
8,0 |
16,3 |
90,7 |
9,3 |
|
Поверхностная обработка |
16,6 |
90,7 |
9,3 |
15,1 |
88,6 |
11,4 |
|
НСР 05 (А), т/га |
1,26 |
0,45 |
||||
|
НСР 05 (В), т/га |
1,54 |
0,55 |
||||
|
НСР 05 (АВ),т/га |
1,54 |
0,56 |
||||
Из способов основной обработки преимущество должно отдаваться вспашке и безотвальному рыхлению. При отсутствии в полях многолетних сорняков допустима и поверхностная обработка на глубину до 12–15 см. Лучше на поверхностную обработку реагирует кострец безостый. Оценка продуктивности многолетних трав по выходу кормовых единиц и переваримого протеина по годам жизни (использования) показывает, что выход кормовых единиц в посевах люцерны второго года по способам основной обработки почвы достигал от 3,59 т/га (отвальная вспашка) до 3,23 т/га (поверхностная обработка). Выход протеина достигал 0,51–0,57 т/га, при этом обеспеченность 1 корм. ед. переваримым протеином составила порядка 158–160 г. Продуктивность эспарцета второго года по выходу кормовых единиц составила от 3,06 до 3,29 т/га, протеина от 0,47 до 0,5 т/га.
Выход кормовых единиц в урожае зелёной массы у костреца второго года был значительно ниже и достигал 2,87–2,94 т/га, а протеина до 0,32 т/га. В зелёной массе костреца обеспеченность кормовой единицы протеином по отношению к люцерне и эспарцету снижалась до 108 г. В посевах третьего года выход кормовых единиц у люцерны, по сравнению со вторым годом, повышался до 3,87 т/га и протеина до 0,61 т/га. В посевах эспарцета продуктивность по сравнению со вторым годом снижалась до 2,32 т/га и протеина до 0,36 т/га. В посевах костреца продуктивность повышалась и достигала до 3,62 т/га кормовых единиц и 0,40 т/га протеина. На травостоях четвёртого года продуктивность снижается и составила у люцерны от 2,30 до 2,75 т/га кормовых единиц, у костреца от 3,00 до 3,24 т/га, протеина соответственно 0,44 и 0,36 т/га.
Заключение
Для получения стабильно высоких урожаев многолетних трав большое значение имеет видовой состав при оптимальной плотности стеблестоя. В зоне исследований многолетние травы по непаровым предшественникам высеваются в весенние сроки под покров зерновых или кормовых культур и беспокровно. С учётом биологических особенностей изучаемых культур и результатов исследований под многолетние бобовые травы (люцерна «Артемида», эспарцет «Песчаный 1251») лучше применять отвальную и безотвальную обработки, допустима и поверхностная обработка, при условии, что предшественники не засорены многолетними сорняками. При отсутствии многолетних корневищных и корнеотпрысковых сорняков под кострец «Моршанский 760» можно применять поверхностную обработку.
В посевах эспарцета «Песчаный 1251» второго года урожайность зелёной массы, по сравнению с люцерной «Артемида» изменялась незначительно. Она снижалась по отвальной обработке до 17,6 т/га, по безотвальной до 17,0 т/га и незначительно повышалась по поверхностной, что связано с большей мощностью корневой системы, которая лучше проникает в глубокие слои. Более продуктивным долголетием в условиях засушливой степи характеризуются кострец «Моршанский 760», люцерна «Артемида». Продуктивное долголетие люцерны «Артемида» может ограничиваться тремя-четырьмя годами, костреца – четырьмя годами, эспарцета «Песчаный 1251» – двумя-тремя годами.