Сравнительная оценка различных систем удобрения бобовых и бобово-злаковых многолетних травостоев

В начале XXI века мы снова вынуждены повторять слова А. В. Советова, что в Нечерноземной зоне России развитие земледелия невозможно без развития животноводства, так как только эта отрасль дает продукцию, приносящую прибыль. Эффективность развития животноводства напрямую зависит от состояния кормопроизводства. Для скотоводства, овцеводства, коневодства основой рационов являются травянистые корма. Следовательно, от их качества, стоимости зависит устойчивость и эффективность сельскохозяйственного производства Нечерноземной зоны в целом. Практика последних лет показывает, что доля многолетних трав в структуре используемой пашни постоянно возрастает. В то же время сокращаются площади под зерновыми культурами, картофелем. Зернобобовые культуры почти исчезли с полей.

Однако увеличение площадей под травами не означает, что удалось решить проблему обеспечения качественными кормами даже те отрасли животноводства, которые базируются на травянистых кормах. По-прежнему нерешенной остается проблема кормового белка. Решить проблему кормового бежа можно, решив проблему азота.

Казалось бы, что при больших площадях, занятых многолетними травами, проблема кормового белка должна решаться без всяких проблем. Однако для этого надо высевать многолетние бобовые травы, о которых писал К. А. Тимирязев (1949), что «едва ли в истории найдется много открытий, которые были бы таким же благодеянием для человечества, как включение в севооборот бобовых растений».

К сожалению большая часть полей, занятых многолетними травами, занята не бобовыми травами. В лучшем случае это сеяные злаки, в худшем — травостои, сформировавшиеся в результате зарастания полей. Ясно, что такие травостои не дают корма с высоким содержанием белка, а часто дают такой урожай, на уборку которого расходуется больше энергоресурсов, чем их содержится в полученном корме.

Ясно, что в сложившихся условиях важно не только возвращать многолетние бобовые травы на поля, но и создавать для них условия, позволяющие удлинить их продуктивное долголетие и увеличить величину урожая.

Любому растению для формирования урожая необходимы питательные вещества: макрои микроэлементы, которые оно потребляет из почвы. Бобовые травы не исключение. Если азот они могут получать в основном за счет биологической азотфиксации, то другие питательные вещества должны получать из почвы. Следовательно, величина урожаев может зависеть от обеспеченности бобовых трав фосфором, калием, микроэлементами.

Практика последних лет показывает, что количество применяемых минеральных удобрений сократилось (по сравнению с 1990 г.) в 11−20 раз. В Смоленской области в последние 6 лет практически не вносятся фосфорные и калийные удобрения не только под многолетние травы, но даже под лен и зерновые. Ассортимент применяемых минеральных удобрений ограничивается аммиачной селитрой и нитрофоской (азофоской).

В большинстве хозяйств области под многолетние травы не вносят удобрений, в отдельных хозяйствах сеяные травы подкармливают аммиачной селитрой, иногда вносят по 1 ц на гектар нитрофоски. К сожалению нет уверенности в том, что такая ситуация кардинально изменится в ближайшие годы. Поэтому в нашей работе была сделана попытка выяснить эффективность применяемых систем удобрения многолетних бобовых и бобово-злаковых травостоев и их влияние на устойчивость бобового компонента.

Наряду с указанными системами удобрений изучалось влияние внесения органических удобрений в качестве альтернативной системы удобрения.

Научная новизна предлагаемой работы состоит в том, что на средне-окультуренных дерново-подзолистых почвах Центрального Нечерноземья дана комплексная оценка используемых в настоящее время систем удобрения многолетних травостоев в сравнении с альтернативно возможной, при которой при создании травостоев используется навоз.

Установлена отзывчивость клеверов лугового и гибридного и бобово-злаковых травостоев с их участием на различные удобрения: подкормку аммиачной селитрой, азофоской, внесение навоза и подкормку фосфорно-калийными удобрениями.

Выяснено влияние применяемых систем удобрений на симбиотический потенциал бобовых трав. Дана оценка изменений почвенного плодородия.

Практическая значимость работы состоит в том, что клевера луговой Смоленский 29 и гибридный Смоленский формируют наиболее устойчивый агрофитоценоз со злаками при внесении навоза при закладке травостоя.

Подкормка аммиачной селитрой и азофоской снижает биологическую азотфиксацию бобового компонента в бобово-злаковых травостоях. i. обзор литературы.

В условиях ограниченного ресурсного обеспечения АПК возрастает роль травосеяния не только в стабилизации урожайности сельскохозяйственных культур, но и в стабильности экосистем. В «Концепции развития кормопроизводства в РФ» (1999) поставлена задача на ближайшую перспективу увеличить долю бобовых трав и бобово-злаковых смесей да 60−62%, а в дальнейшем — до 70−73%. В 1997 г. под травы в среднем по России внесено 10 кг/га д.в. удобрений, удобряемая площадь составила 17%. В последующие годы картина существенно не изменилась, вследствие чего примитивная система кормопроизводства стала основной не только на природных лугах, но и на пашне, занятой многолетними травами.

В «Концепции.» отмечается, что в Нечерноземной зоне основной бобовой культурой должны стать клевера, площадь под которыми должна быть доведена до 6,2−7,5 млн. га (Харьков, Смирнова, 2001). Клевера на дерново-подзолистых почвах Нечерноземья обычно отличаются большей устойчивостью по сравнению с люцерной и поэтому им отдается предпочтение (Тюльдю-ков, Прудников, 1992).

На полях чаще всего возделывается клевер луговой. Его рекомендовал высевать на полях еще А. Т. Болотов, 1775. Более широкое распространение в России он получил в XIX веке (Советов, 1859- Вагнер, 1881- Клинген, 1909; Стебут, 1889). И в «Концепции.», 1999 клевер луговой считается основной бобовой культурой для Нечерноземной зоны России, включая лесостепь.

Клевер луговой (Trifolium pratense L) — двулетнее или многолетнее бобовое растение высотой до 1,2 м. Чаще всего с прямостоящим или полуразвалистым типом куста. Число стеблей в кусте зависит от густоты стояния, обеспеченности элементами минерального питания, метеорологических условий и типа развития (Сергеев, 1973). Клевер луговой формирует мощную стержневую корневую систему, проникающую до 2 м и более. На главном и боковых корнях формируется до 499 клубеньков во второй год жизни (Абрамова, 1950), однако основная масса корней сосредоточена в слое 0−10 см (до 80,9%). Содержание азота в корнях обычно колеблется около 2%, оно несколько снижается от весны к осени (Харьков, 1965).

Клевер луговойсветолюбивое растение длинного дня, интенсивность у фотосинтеза составляла 2−2,7 мг ССЬ на 100 см листьев в час (Шатилов, 1969). Причем позднеспелые сортотипы сильнее реагировали на длину дня. Зимостойкость и морозостойкость клевера зависит не только от условий возделывания, но и возраста. Растения 1 года жизни слабо повреждаются при перезимовке, в то время как растения второго-третьего годов часто повреждаются. В настоящее время селекционерам в значительной мере удалось преодолеть отрицательную взаимосвязь между скороспелостью и зимостойкостью, и новые раннеспелые сорта клевера лугового хорошо зимуют (Кутузова и др., 1993; Михайличенко, 1999; Михалев, 1998).

Лучшие условия для роста и развития клевера складываются при влажности 70−80% полной влагоемкости, при этом транспирационный коэффициент у позднеспелых сортов составляет 550 — 600, у раннеспелых значительно ниже -400 — 450 (Работнов, 1985). С одной стороны клевер луговой требует большего количества влаги, с другой не переносит подтопления корневых систем.

Клевер луговой способен произрастать на дерново-подзолистых, серых лесных и других почвах, величина рН на которых выше 5,0. Более пригодны для его возделывания суглинистые почвы с дренированной подпочвой, на супесчаных и песчаных почвах урожаи неустойчивы из-за сильных колебаний в обеспеченности влагой (Сергеев, 1973; Лепкович, 1998; Харьков, Баранова, 1988).

Другой вид клевера — клевер гибридный (Т. hibridum L.) введен в культуру в XIX веке, но возделывается реже и на меньших площадях. Он обычно уступает клеверу луговому по величине урожая и качеству корма, но вместе с тем лучше клевера лугового произрастает на более кислых (с рН 4,5) и склонных к временному переувлажнению почвах (Абрамова, 1965, Янсон, 1968, Лепкович,.

Александрова, 1998). В связи с резким уменьшением объемов известкования и полным прекращением мелиоративного строительства количество кислых и переувлажненных почв будет увеличиваться, следовательно, площади пашни, где клевер гибридный будет давать более устойчивые урожаи корма, будут возрастать. Следовательно, и этот вид бобовых растений заслуживает большего внимания.

Третий распространенный в Смоленской области вид клеверов — клевер ползучий (Т. repens L.) в большей мере пригоден для включения в пастбищные травостои несмотря на появление высокорослых крупнолистовых сортов (Раа-ве, Сельге, 1998, Тюльдюков и др., 2000).

Клевера луговой и гибридный способны формировать достаточно высокие урожаи корма, достигающие 8, а иногда и 10 т/га сухого вещества. Основной их недостаток — быстрое выпадение из травостоя. Следовательно, нельзя забывать, что многие виды бобовых не способны создавать многолетние устойчивые травостои, так как своими корневыми выделениями ухудшают условия для своего роста и развития. Так, аллелопатически активные вещества клевера сильно повреждают листовой аппарат: сначала возникает мозаичный рисунок, затем наступает отмирание листовой пластинки (Богдан, 1981). Кроме этого аллелопатически активные вещества повышают активность пирофосфотазы, которая приводит к локализации ферментов в полостях сосудов и в конечном итоге способствует их закупорке бурой массой (Богдан, 1981).

В «Практическом руководстве» 1987, 1989 бобовые компоненты: клевера луговой и гибридный, лядвенец рогатый рекомендуют включать в состав травосмесей с тимофеевкой и овсяницами, а люцерну гибридную — в травосмеси с кострецом безостым и тимофеевкой для сенокосных угодий с однодвухкратным скашиванием. Для создания травостоев с большей интенсивностью использования рекомендуется включать только клевер луговой.

Несколько иной подход в отношении люцерны предложен М. И. Тарковским и др., 1974. Они считают, что на хорошо окультуренных почвах лучше высевать люцерну в чистом виде или вместе с кострецом безостым (Андреев, Савицкая, 1988) и с овсяницей луговой (Шпорт, 1982).

В опытах А. А. Зибарова, 1987 изучали травосмеси, состоящие из ежи сборной и бобовых трав: люцерны посевной и клевера лугового, причем бобовые включались в травосмесь и по отдельности и вместе. Клевер луговой был доминирующим компонентом в первый год использования травостоя как в 2-х, так и 3-х компонентных смесях и составлял 73−92.4%. Участие люцерны варьировало в пределах 2 — 16,2%. На третий год пользования отмечено выпадение клевера, люцерна в значительных количествах была представлена в вариантах, где вносились фосфорнокалийные удобрения: 13,1−20,3%- В двухкомпонент-ных смесях люцерны и ежи в первый год пользования доминировала люцерна (62,0−88,9%), начиная со второго года началось ее постепенное вытеснение из травостоя и к четвертому году она составляла 22,5−35,2% при внесении фосфорнокалийных удобрений. Внесение минерального азота ускоряло процесс вытеснения бобовых ежой.

В исследованиях И. С. Дмитриевой, 1989 в бобовозлаковые травосмеси включалась ежа сборная, кострец безостый, овсяницы тростниковая и луговая, клевер луговой и люцерна. В состав травосмесей обычно включался один злак и оба вида бобовых трав. Содержание бобовых в травостоях было относительно высоким только в первый год пользования: от 19 до 40% при 4-х и от 9 до 31% при трех укосах. На второй год пользования их доля уменьшалась соответственно до 5−18 и 3—10%, на третий год бобовые выпали из травостоя. Наибольшим содержание бобовых было в смеси с тимофеевкой, наименьшим — с ежой при 4-х укосах и с кострецом при трех укосах. Одной из причин, ускоряющих выпадение бобовых трав, было внесение минерального азота в дозе 30 кг/га под каждый укос.

В работе Г. Г. Андреева и др., 1977 установлено, что клевер луговой в смешанных посевах сохранялся два года.

В результате сравнительного изучения эффективности возделывания разных злаковых и бобовозлаковых травостоев установлено, что включение в травосмесь бобовых видов, особенно клеверов, позволяет в первые три года получать высокие урожаи без внесения азотных удобрений. (Тюльдюков и др., 1995).

Тимофеевку луговую нельзя назвать агрессивным видом, она может устойчиво противостоять угнетению при невысоких дозах азотных удобрений, не превышающих 60 кг/га д.в. под укос.(Bauer, 1982; Wasshausen, 1982).

В качестве вида, ускоряющего формирование высокопродуктивных сенокосов и пастбищ, часто рекомендуют использовать овсяницу луговую. Она устойчиво удерживается в травостое при умеренных дозах азота (Прудников, 1994; Маркин, 1988; Тюльдюков, Лазарев, 1993; Jonsson, 1982).

Многолетние травостои — это определенное сочетание популяций видов и сортов многолетних трав (Злобин, 1981; Тишлер, 1972). Их продуктивность обусловлена составом, то есть набором компонентов травосмесей, их соотношением, характером и уровнем взаимодействия между видами трав, включенными в состав травосмесей, степенью соответствия между экологическими характеристиками компонентов и экотопом, видом и уровнем антропогенного воздействия на сформированный травостой (Андреев, 1966; Ларин, 1969; Дмитриев, 1948; Иванов, 1972; Кокорина, 1996,1998; Минина, 1972; Работнов, 1987; Смелов, 1966; Спасов, 1983, 2001; Спиридонов, 1998; Тюльдюков, 1988,1995; Klapp, 1971; Petersen, 1967 и др.).

При создании культурных сенокосов или пастбищ эффективнее применять бобово-злаковые травосмеси. В связи с неодинаковой глубиной размещения корневых систем различных видов трав смешанные травостои более полно использует влагу и питательные вещества почвы. Так, стержнекорневые бобовые развивают глубокую корневую систему, злаковые травы основную массу корней сосредотачивают в верхнем слое почвы (Спасов, 1979; Спасов и др., 2001; Хуторной, 1985).

При посеве смесей трав формируется более густой травостой с плотной дерниной и более компактным размещением листовой поверхности, что позволяет наиболее полно использовать солнечную энергию и углекислоту приземного слоя воздуха. Например, при посеве одной культуры проекция листьев на поверхности почвы у корневищных злаков колеблется в пределах 40−60%, у рыхлокустовых — 60−70%, в смешанных посевах злаков с бобовыми — 75−100% (Прудников, 1991).

В кормовых севооборотах на хорошо окультуренной почве целесообразно возделывать многолетние травы с удельным весом бобовых не менее 45−50% (Шпаков, 1994).

Экологическое значение многолетних бобовых трав усиливается тем, что их высокопродуктивные посевы с биологическим потенциалом 120−150 ц/ га сухого вещества переводят в органическую форму большое количество питательных веществ, минеральных удобрений и жидкого навоза, предохраняя их от вымывания из почвы и загрязнения ими окружающей среды (Лошаков, 1992).

Исследованиями, проведенными в центральных районах лесной зоны, установлено, что бобовые травы могут повысить продуктивность одного гектара угодий до 4,7 тыс. к. ед. и обеспечить сбор протеина до 8,3 ц/га при внесении фосфорно-калийных удобрений. При включении в травостой клевера лугового или ползучего их влияние на урожайность равносильна внесению 100 кг минерального азота (Кутузова, 1983,1996). Продуктивность бобово-злаковых травостоев зависит от объема бобовых. Коэффициент детерминации показывает, что изменение в урожайности на 86% определяется относительным содержанием бобовых. При этом увеличение доли бобовых на 1% способствует росту продуктивности на 79 к. ед. и сбору азота 3,1 кг с 1 га.

Многолетние бобовые травы являются признанными лидерами по накоплению органического вещества и оструктуривающему действию на почву. С точки зрения почвоулучшаюгцего влияния культур на первом месте стоят чистые посевы бобовых трав и бобово-злаковые травосмеси (Заславский, Каштанов, 1979).

Установлено, что органическое вещество почвы минерализуется легче в травостоях с большим участием бобовых (Ondresek и др., 1998). Также более интенсивно идет процесс разложения корневых остатков под бобовыми растениями (Зезюков, 1977).

В последнее десятилетие в гумусовом балансе пахотных земель отмечено заметное уменьшение содержания органического вещества в пахотном горизонте почвы. По сведению Смоленского Гипрозема в 1991 году среднее содержание гумуса в пахотных землях составляло 1,72%, что свидетельствует об уменьшении запасов гумуса и потери почвами их плодородия. Из этого следует, что требуются безотлагательные меры по предотвращению этого процесса. Этого можно достигнуть при ежегодном внесении 10−11 т на га органики. Однако сейчас вносится не более 0,5 т на 1 га используемой пашни. Следовательно, необходимо искать другие пути обогащения почвы органическими веществами. По данным И. С. Шатилова, 1969 такой способностью обладают многолетние бобово-злаковые травы, они при высокой урожайности оставляют за год 5−8 т на га пожнивных и корневых остатков.

При наличии многолетних бобовых и злаковых трав в севообороте снижается токсичность, существенно улучшается санитарное состояние почвы. Они обезвреживают ее от многолетних вредителей, возбудителей болезней культурных растений (Сидоров, Зезюков, 1992).

Изменения в плодородии почвы под многолетними бобовыми травами оказывают положительное последействие на урожайность всех возделываемых в севообороте культур, причем последующие культуры лучше используют биологический азот при внесении под них минеральных удобрений (Шульмей-стер, 1995).

Известно, что чем больше содержится органического вещества в почве, тем меньше она подвергается уплотнению (Татарико, 1990). Именно поэтому под многолетними травами растет потенциальное плодородие почвы, улучшаются физические свойства почвы.

Установлено, что присутствие бобовых в травостое способствует не только накоплению азота (Кутузова, 1967, 2000; Трепачев, 1985), но и улучшает аминокислотный состав зеленой массы (Стороженко и др., 1982).

Размещение посевов многолетних бобовых трав на площади с относительно низким содержанием азота в почве является элементом энергосберегающей технологии, так как позволяет экономить почвенные ресурсы, снизить затраты на производство и применение удобрений, эффективнее использовать азот атмосферы (Харьков, 1989; Харьков и др., 1991).

В России в 1981;85гг. году под многолетними травами посева прошлых лет было занято 16,3, в 1991;95гг. -18,5 млн. га. В настоящее время площади под многолетними травами возрастают, однако урожайность зеленой массы и сена имеет тенденцию к снижению, что связано прежде всего со снижением применения минеральных удобрений и прежде всего азотных. Однако такое почти не наблюдалось на посевах с большим участием бобовых трав, где можно обходиться без азотных удобрений или ограничиваться невысокими дозами (Харьков и др., 1997).

Клевера с урожаем выносят (в расчете на 1 т с.в.) — азота 31 кг, фосфора -9, калия — 22 кг (Посыпанов, 1993). Если фосфор и калий растения клевера может получать только из доступных соединений, содержащихся в почве, то в отношении азота картина иная. Наряду с доступными соединениями в почве азот могут получать из атмосферы воздуха благодаря биологической азотфиксации клубеньковых бактерий.

В отношении применения минерального азота под бобовые травы сложилось два подхода. Часть исследователей считала оправданным применение азотных удобрений. Некоторые из них (Гааз,!979) пытались доказать эффективность доз азота до 240 кг/га д.в. под люцерну, клевер. Большинство обоснованно считала, что при таких дозах подавляется развитие клубеньковых микроорганизмов и бобовое растение становится потребителем минерального азота.

В исследованиях К. Л. Уошборн и др., 1974 вносили под люцерну до 896 кг/га д.в. азота. Установлено, что в первый год опытов применение азотных удобрений не отразилось существенно на урожае сухого вещества. На второй год при внесении 224 кг/га урожай сухого вещества значительно снизился.

В настоящее время широкое использование минерального азота вряд ли возможно из-за его высокой стоимости. По мнения Г. С. Посыпанова, 1993 на техническую фиксацию азота воздуха затрачивается огромное количество ископаемой энергии (на 1 кг азота затрачивается энергия, эквивалентная 1 кг нефти). Высокая стоимость азота минеральных удобрений, значительная энергоемкость их производства, существующая опасность загрязнения природной среды в процессе производства удобрений и в результате их нерационального применения позволяет утверждать, что рациональнее использовать симбиоти-ческий потенциал многолетних бобовых трав.

Часть исследователей отмечала, что применение небольших стартовых доз азотных удобрений оправдано и под бобовые культуры, так как в начале вегетационного периода при невысоких положительных температурах микробиологические процессы в почве протекают медленно, и внесение в этот период минерального азота ускоряет начальное развитие бобового растения и ведет к росту урожайности (Афанасьев, Дворецкий, 1998; Бусурманкулов, 2000; Анд-рушкин, Шовач, Панчин, 1986;Гаркуша, 1998; Kaspar. J., 1986; Спасов, Макеева, 1994).

Другие авторы считали неоправданным внесение под бобовые культуры минерального азота, так как в этих случаях подавляется симбиотический аппарат растений (Харьков, 2001; Кутузова и др., 1993, 2000; Чернов и др., 1992; Nespein, Oyen, 1992).

В исследованиях A. Laidlaw, 1984 установлено, что при дозах 60−90 кг/га все сорта клевера элиминировались из бобово-злакового травостоя.

D.C. Witehead, 1970 отмечал, что поглощение азота злаками, произрастающими совместно с бобовыми создает более благоприятные условия для фиксации азота клубеньковыми бактериями. Поэтому, хотя бобовые в посевах без участия злаков фиксируют азота на единицу площади больше, чем при посеве со злаками, количество азота, фиксируемого на единицу массы бобовых в совместных посевах со злаками выше (иногда почти вдвое), чем в посевах бобовых без злаков.

Это является еще одним подтверждением, что клубеньковые бактерии чувствительны к азоту удобрений даже при внесении его в малых нормах (2030 кг/га). Клубеньки не образуются до тех пор, пока азот удобрений не будет потреблен растениями или закреплен почвой. За это время при благоприятных условиях симбиоза клубеньки, сформировавшиеся на корнях растений, не получивших удобрения, начинают снабжать их фиксированным азотом. Там же, где внесен азот в стартовой дозе, они еще не сформировались, а доступного азота в почве мало и начинается азотное голодание растений (Вавилов, Посы-панов, 1983; Посыпанов, 1990, 1993). До начала активной азотфиксации бобовому растению необходимо 6−8 кг/га азота, и, обычно, такое количество азота всегда имеется в почве.

Весенние и поукосные подкормки многолетних бобовых трав 60−100 кг/га азота вызывали резкое снижение содержания леггемоглобина и отмирание части клубеньков. Растения переходят на минеральный азот. Однако такая доза обычно исчерпывается к фазе бутонизации, и растения формируют активный симбиотический аппарат (Воронкова, 1982, Мишустин и др., 1981, Мишустин, Шильникова, 1973).

Внесение минерального азота под многолетние бобовые травы эффективно лишь в том случае, когда нормальная биологическая фиксация азота не происходит, то есть на сильнокислых и кислых почвах (Посыпанов, 1985; Посыпанов, Русаков, 1974).

Менее однозначно этот вопрос решается для смешанных бобово-злаковых травостое. Подкормка их N8o весной увеличивала сбор корма на 1−1,2 т/га с.в., но не изменяла сбор протеина (Авдонин, 1972; Державин, 1992; Frame, 1987).

При изучении круговорота азота на пастбищах со злаковыми и бобово-злаковыми травостоями установлено, что бобовые способствовали положительному балансу азота в пастбищной системе путем симбиотического накопления азота и создания лучших условий для минерализации органического вещества корней, что приводило к увеличению запасов доступного растениям почвенного азота.

Для обеспечения устойчивого функционирования системы достаточно, чтобы доля симбиотически фиксированного азота в надземной массе составляла 31−46%, что эквивалентно 60−117 кг фиксированного азота в системе N2 в пересчете на 1 га (Cadisch и др., 1994).

Положительное влияние бобовых трав на повышение плодородия почвы проявляется благодаря накоплению азота в корневой массе и почве (Кутузова, 1986; Лайдна, 1984).

В работе В. Н. Босака, 2001 изучалось влияние удобрений на продуктивность и качество корма клевера лугового на хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах Белоруссии. Установлено положительное последействие дозы азота N30, внесенного под покровную культуру — озимую рожь. При более высоких дозах азота: 60 и 90 кг/га под рожь величина урожая клевера снижалась с 127,8 до 124,1 и 119,8 ц/га сена. Однако в работе не уточнено, связано ли с прямым последействием азота, или обусловлено большим затеняющим влиянием озимой ржи при внесении под нее азотных удобрений.

В длительном опыте во ВНИИ кормов установлено, что на среднекислой дерново-подзолистой почве внесение фосфорно-калийных удобрений увеличивало массу бобовых трав в 2,4 раза, дополнительное внесение N60 снизило ее в 2,7 раза, а при ежегодном внесении N60 — в 4,6 раз (Кутузова и др. 2000).

Следовательно, внесение минерального азота под бобовые травы уменьшает эффективность биологической азотфиксации в смешанных бобово-злаковых травостояхазотные подкормки снижают конкурентоспособность клеверов и ускоряют их выпадение.

В настоящее время односторонняя ориентация на минеральный азот вряд ли оправдана и с экологической, и с экономической, и с энергетической точкек зрения. Высокая энергоемкость и, следовательно, высокая стоимость минерального азота заставляет пересмотреть подходы к рассматриваемой проблеме. Тем более, что природа предлагает более рациональный и не требующий затрат ископаемой энергии способ — симбиотическую азотфиксацию бобовых культур. На каждый миллиграмм фиксированного воздуха растением расходуется 10,3 мг углеводов. При активной азотфиксации около 30% углеводов, синтезируемых бобовыми растениями, затрачиваются клубеньковыми бактериями на связывание азота воздуха.

Одной из наиболее перспективных бобовых культур по размерам биологической азотфиксации является клевер луговой. Исследователи многих стран проводили опыты по изучению азотфиксации у этого вида растений.

В полевых опытах на юго-западе и севере Норвегии с применением метки 15N определяли размер азотфиксации клевера лугового сортов: Molstad и Bjursele. Клевер выращивали в смеси с тимофеевкой. Без внесения азотных удобрений азотофиксация клеверов составила по пунктам соответственно 210 и 128 кг/га азота в среднем по годам опыта (Nesheim и др., 1992).

В США проводили аналогичные исследования. Изучали в течении 2 лет размеры передачи азота от 4 разных сортов клевера лугового (APRC-870, Arlington, Mammoth, Redland И) злаковому компоненту. Размер азотфиксации клевером составил 72,6—159,2 кг/га азота, причем 96% азота поступило в растение клевера за счет азотфиксации. Доля азота, поступившего в растение за счет клевера, составила 43,7 — 70,5% (16,9−57,8 кг/га азота). Сорта клевера слабо различались по азотфиксирующей способности и размерам передачи азота злакам (Farnkam, George, 1993).

В России также ведутся исследования по изучению азотфиксации у бобовых трав, как в чистых посевах, так и в смеси. Б. А. Чернов и др., 1992, в 19 871 989 годах изучали азотфиксацию клевера лугового в чистых посевах и в кле-веротимофеечной смеси с соотношением компонентов 50:50 и 20:80. При различной обеспеченности минеральным азотом определяли динамику массы клубеньков (кг/га), потенциал легемоглобина (кг дн/га) и урожайность. Опыты показали, что клевер при благоприятных условиях симбиоза без внесения азотных удобрений способен формировать урожай 120 ц/га с содержанием белка 18 ц/га. В травосмесях (1 и 2) урожай соответственно снижался на 23 и 40 ц/га. Внесение азотных удобрений под травосмеси сокращало активность симбиоза и симбиотический потенциал, а также накопление легемоглобина в клубеньках. Процесс азотфиксации подавлялся тем сильнее, чем выше норма азотных удобрений. При норме азота 169 кг/га снижение азотфиксации составило 38−47 кг/га по сравнению с вариантом KjoPso.

В работе М. В. Федорова (1952) показано, что благодаря удивительной способности к азотфиксации, клевер за год накапливает в почве 140−160 кг азота. В сообщения А. А. Кутузовой (1967), Л. Ю. Каджулис, С. Д. Петраускас (1986) это количество достигает 300 кг/га. Потенциал симбиотической азотфиксации может достигать 220−290 кг/га связанного азота (Посыпанов, 1990). Еще А. В. Советов, 1879 отмечал, что красный клевер оставляет в корневых остатках 550 фунтов азота. По данным Д. Н. Прянишникова, 1945 средние размеры накопления азота клевером составляют 150 кг/га, в том числе в почве остается 75−100 кг/га, люцерной- 300, в том числе в почве- 100 кг/га. Полнее использовать симбиотический потенциал бобовых трав мояшо при максимально возмояшом увеличении доли бобовых и бобовозлаковых смесей в структуре посевов многолетних трав Однако при совместном выращивании клевера лугового со злаками отмечено некоторое уменьшение ассимиляции азота при значительном увеличении фиксации (Chalamet, 1983).

Одним из критериев активной фиксации азота, некоторые авторы считают количество клубеньков на корнях бобовых (Владимиров, Матисон, 1931; Гри-цун, 1964; Тачиев, 1968).Объективным критерием активности клубеньковых бактерий может служить их масса или объем (Разумовский и др., 1961).

Главное преимущество клевера перед злаковыми травами состоит в том, что основную часть урожая эта культура формирует за счет симбиотического азота, усваиваемого из атмосферного воздуха с помощью клубеньковых бактерий. Но, несмотря на эти преимущества, травосмеси с клевером луговым давали больший урожай, нежели его чистые посевы (Сергеев, 1960; Мухина, Шестипе-рова, 1978).

В исследованиях И. П. Мининой (1972) отмечено, что:

— Смешанные посевы трав полнее используют наземное и подземное пространство и жизненно необходимые факторы среды.

— Создание многоярусного сеянного сообщества из растений разной морфологии позволяет формировать большую фотосинтезирующую поверхность, которая способствует получению более высокого урожая.

— Различная продолжительность жизни в большом биологическом цикле разных трав, различие в максимумах по урожайности и по годам жизни позволяет создать долголетние смешанные сообщества с устойчивой урожайностью.

— Смеси трав менее подвержены неблагоприятным внешним условиям, чем чистые посевы.

В связи с более полным использованием факторов роста, правильно составленные травосмеси дают и более высокие урожаи, чем чистые посевы. Так, по сводке результатов опытов 82 научно-исследовательских учреждений разных зон страны (Ларин, 1975), урожай травосмесей получен в среднем на.

14,4% выше. Во многих случаях он превышает урожай чистых посевов на 25% и больше.

Отмечено, что в смешанных посевах повышается общая площадь листьев за счет увеличения количества листьев на бобовых травах и увеличения площади листовых пластинок злаковых компонентов, особенно четко это наблюдалось у овсяницы луговой. В результате положительного взаимовлияния смеси бобовых с тимофеевкой и овсяницей луговой давали больший урожай и улучшалось их качество.

Многие исследователи отмечают, что если в злаковых травосмесях конкуренция между видами идет в основном в направлении вытеснения одного вида другим, то в смешанных посевах многолетних бобовых и злаковых трав взаимодействие между видами происходит иначе (Стрелков, 1979; Минина, 1971).

В смешанных бобово-злаковых травостоях часто отмечались более высокие темпы роста злакового компонента. В работе Е. А. Соколовской и Г. И. Микрюкова (1975), В. Г. Гаркуша и Л. Н. Барановой, 1998 отмечено, что бобовые компоненты лучше росли в смешанных посевах.

В настоящее время при подборе травосмесей основное внимание должно уделяться уровню и устойчивости урожаев трав и травосмесей, их влиянию на почвенное плодородие. Проблеме устойчивости видов многолетних трав уделяется значительно большее внимание, так как продуктивность существующего фитоценоза и качество корма, создаваемого им, во многом определяется характером взаимного влияния компонентов в смешанных травостоях (Гроздинский, 1974; Дохман, 1979; Иванов, 1973).

Накоплен огромный экспериментальный материал, подтвержденный практикойдеятельностью многих хозяйств Нечерноземной и других зон России, в котором установлено, что бобово-злаковые смеси, состоящие из клевера лугового и злаков (чаще всего тимофеевки луговой) обеспечивают получение более высоких урожаев (Тарковский, 1952; Колосова, 1951; Игнатенков, 1988; Сергеев, 1963, 1973; Мухина, 1973; Мухина, Шестиперова, 1978;Потапов, 1998; Разин, 1973; Ромашев, 1969 и др.).

Большинство авторов опубликованных работ по результатам исследований клевера красного в агрофитоценозах полагают, что лучшим компонентом клевера из всех злаковых трав является тимофеевка луговая. Обладая невысокой конкурентоспособностью, сравнительно слабыми темпами отрастания весной, она обеспечивает преобладание в травостое клевера в 1 и 2 год пользования и при благоприятных условиях возделывания сохраняет его не менее 30% на 3 год (Коспиров, 1954; Кутузова, 1983; Стрелков, Хуторной, 1984; Харьков, 1989).

Положительное взаимодействие многолетних бобовых трав: клевера лугового, люцерны и злаков: тимофеевки, костреца проявлялось в содержании углеводов в листьях растений. У клевера лугового в травосмесях содержание углеводов (крахмала) было выше, чем в чистых посевах, урожай травосмеси также заметно возрастал. С ростом величины урожая увеличивалось содержание углеводов в листьях (Корякина, 1952).

По результатам исследований в Смоленской области наиболее целесообразно создавать травосмеси из клевера лугового позднеспелого с тимофеевкой луговой. При двухкратном скашивании они способны давать высокие урожаи корма в течение 3 лет (Прудников и др., 1995).

В опытах в Ступинском районе Московской области установлено, что клевер луговой при двухгодичном использовании ежегодно накапливал в урожае 250−300 кг/га азота, коэффициент азотфиксации составлял 0,6−0,7. При запашке клевера второго года жизни в почву поступало 50 кг/га азота, в том числе 30−40 кг симбиотического (Грислис, 2000).

При сравнительной оценке симбиотической активности клевера лугового, люцерны изменчивой и козлятника восточного на темно-серой лесной почве в Орловской области наиболее высокая биологическая фиксация азота отмечена у козлятника восточного, сорт Гале, который обеспечивал сбор корма 28,06 т/га сена за 2 года, у люцерны Вега 87 и клевера ВИК-7 соответственно 24,4 и 17,1 т/га сена, причем потребление азота составляло в 1 год жизни 36 кг/га, во второй 305, в третий 88 кг/га, доля азота атмосферы составляла соответственно 58, 37 и 41%. Дополнительное внесение извести, обработка посевов бором и молибденом увеличивали накопление азота в урожае на 11 кг в первый год жизни клевера, на 76 — во второй и на 71 — в третий, повысив и долю биологически связанного азота на 2−19% (Парахин, Петрова, 2000, 2001; Петрова, Парахин, 2000). В статье Г. В. Благовещенского и В. А. Черебедовой (1996) отмечается, что максимальная фиксация азота клевером луговым может протекать при рНС0Л 6,5−7,0 и составлять 330 кг/га азота.

Практически все исследователи отмечают, что азотфиксирующая способность многолетних бобовых трав снижается при внесении минерального азота (Прянишников, 1965; Мишустин, 1972; Воронкова, 1982; Посыпанов, 1990). Особенно выражен этот процесс при выращивании бобово-злаковых травосмесей. Так, при внесении фосфорно-калийных удобрений, клевер, выращиваемый в смеси с тимофеевкой, фиксировал 210 кг/га азота, внесение азота в дозе 30−60 кг/га снижала фиксацию в 2−3 раза главным образом за счет снижения доли клевера в травосмеси (Neskeim, Oyen, 1992). Следовательно, при обоснованном подборе многолетней бобово-злаковой травосмеси можно обойтись и без минерального азота, получить достаточно высокие урожаи качественного корма и обеспечить более высокую продуктивность последующих культур.

Исследованиями Н. А. Мухиной (1973), Г. Д. Харькова (1973), Н.Д. Кузь-мицкого (1991), В. А. Белбухова (1991), А. Д Прудникова и А. А. Башмакова, 1998 и других установлено, что одновидовые посевы клевера наиболее урожайны во второй год жизни при укосном использовании. В последующие два года урожай клевера снижается в зависимости от сорта, агроклиматических условий соответственно на 30−50 и 75−85%.

Несколько иные результаты получены в исследованиях, проведенных в Смоленской области. В них установлено, что устойчивость клевера лугового определяется почвенными условиями. На хорошо окультуренных слабо кислых почвах он сохранялся в. травостое 3 года и обеспечивал получение 8,1 т/га с.в. при 2-кратном скашивании и 6,6 т/га при трехкратном скашивании травостоя (Прудников, Игнатенков, 1988). На слабоокультуренных почвах клевер луговой выпадал из травостоя на второй год использования, а его изреживание началось еще в первый год (Тюльдюков, Прудников, 1992).

В ряде работ обращается внимание на то, что величина урожая и симбио-тическая азотфиксация зависят в значительной мере и от сорта. В опытах, выполненных на хорошо окультуренных темно серых лесных почвах Орловской области с содержанием 4,7%, рНсол — 5,3−5,8, установлено, что наибольший сбор корма давал позднеспелый сорт Среднерусский — 6,67 т/га, ему не уступал Орловский среднеспелый — 6,53, в то время как сорт ВИК-7 обеспечил сбор урожая всего 5,51 т/га, причем с более низким содержанием протеина (Дурнев, Коломейченко, Осин, 2000).

По данным У. М. Карбинской, 2000 более высокой симбиотической азот-фиксацией отличался сорт Седум. Она достигала 178,6 кг/га.

Сравнительная оценка многолетних бобовых трав, проведенная в Калужском НИИСХ, показала, что клевер луговой уступал по сбору ОЭ люцерне пе-строгибридной и козлятнику восточному. Она составляла соответственно 83,9, 104,1 и 96,9 ГДж/га. Однако самый высокий урожай получен при возделывании клеверолюцерновокострецовой смеси — 118,2 ГДж/га (Лукашев, 2001).

В настоящий момент в области возделывают в основном зерновые культуры и многолетние травы. Причем последние часто занимают 60% и более площади пашни. В этих условиях может сложиться положительный баланс гумуса на большинстве типов почв (Прудников, 1995).

Наиболее распространенными сортами клеверов Смоленской области являются клевер луговой Смоленский 29 и клевер гибридный Смоленский. Эти сорта адаптированы к климатическим условиям местообитания, почвенным условиям, которые позволяют получить достаточно высокий урожай сухого вещества.

Следовательно, относительно использования минерального азота большинство исследователей согласно с мыслью К. А. Тимирязева, 1965: «Удобрять почву азотом под бобовые растения, значило бы бесцельно разоряться».

Однако это не означает, что бобовые травы не требуют забот земледельца. Они, и в частности клевер луговой, очень чувствительны к величине рН почвенного раствора, вследствие того нормальное развитие клубеньковых бактерий происходит при рН выше 6,0. А. Н. Афонин, М. А. Гриценко, Н.Б. Хит-ров, 1998 изучали амплитуду кислотоустойчивости многолетних бобовых трав. Она изменялась для клевера лугового от 3,9 до 7,8. Средний показатель рН 6,2. Для клевера гибридного от 3,9 до 7,5. Средний показатель 5,8.

На кислых почвах обработка семян клевера лугового ризоторфином не дает эффекта (Johansen, 1972). По мнению Н. Ellenberg, 1974, 1978 на корнях клеверов, горошка мышиного при повышенной величине рН поселяются малоэффективные расы клубеньковых бактерий и поэтому они дают наивысший урожай на слабокислых и нейтральных почвах. Следует также отметить, что на почвах с рН выше 5,5 токсичность алюминия не наблюдается, она резко возрастает при рН ниже 5,0 в связи с резким увеличением его растворимости. Растворимый алюминий не только снижает глубину укоренения и разветвленность корней, но снижает также поглощение растениями кальция и фосфора (Работ-нов, 1985).

Бобовые растения чаще всего нуждаются в фосфорных и калийных удобрениях (Тюльдюков и др., 1995; Ромашев, 1969; Цюрн, 1972). Эффективность фосфорных и калийных удобрений зависит от содержания подвижных форм этих элементов в почве, доз, способа и времени их внесения (Сергеев, 1972, 1963). В большинстве исследований рекомендуется вносить фосфорно-калийные удобрения осенью после уборки покровной культуры и осенью после проведения второго укоса на травостоях 1 года использования. При таком внесении урожай сена клевера возрастал с 50,5 (без удобрений) до 58,9 ц/га (Р45К45), при весеннем внесении прибавка урожая составила всего 3 ц/га сена.

В опыте П. А. Сергеева, 1973 во ВНИИ кормов внесение фосфорно-калийных удобрений повысило урожай сена клевера с 60,1 до 80,2 ц/га (за 2 года), для клеверо-тимофеечной смеси увеличение произошло с 79,6 до 94,6, для смеси клевера с люцерной и тимофеевкой — с 81,7 до 98,4 ц/га.

В исследованиях Г. Д. Харькова и О. И. Касимановой, 1970, проведенных на дерново-подзолистых почвах с содержанием подвижных форм фосфора и калия 69 и 76 мг/кг почвы, внесение Р48 увеличило урожай клеверо-тимофеечной смеси всего на 1,3 ц/га (контроль 32,0 ц/га), внесение К48 — на на 12,6, Р48К48- на 12,8, Р96К96 — на 13,3 ц/га, причем урожай возрастал за счет увеличения массы клевера.

Достоверное увеличение урожайности многолетних трав от внесения фосфорно-калийных удобрений получено и в длительном опыте ВНИИ кормов (Кутузова и др., 2000, 2001). Она составила 1,6 т/га сена (контроль без удобрений — 2,28 т/га). Внесение Р45К90 в течение 53 лет привело к увеличению содержания подвижного фосфора с 60 до 91 и обменного калия с 70 до 86 мг/кг почвы. На контроле без удобрений отмечено уменьшение этих показателей соответственно 46 и 66 мг/кг. Длительное использование фосфорно-калийных удобрений не изменило величины рН (1946 — 4,3- 1999 — 4,4), в то время как на контроле это показатель возрос до 4,5.

Неожиданно высокая эффективность фосфорно-калийных удобрений установлена В. Н. Босак, 2001. На дерново-подзолистых почвах с рН 5,7−6,0 и содержанием подвижного фосфора 341−381 и обменного калия 265−317 мг/кг фосфор Р30 увеличивал урожайность клевера с 118,3 до 137,8, К50- до 137,8, Р30К50 — до 140,9, РбоКюо — ДО 143,4 ц/га сена. В большей мере возросло содержание сырого протеина: с 14,4% (без удобрений) до 18,4(Р30), 18,7(К50), 19,3 (Р30К50Х 18,1% (РбоКюо).

В исследованиях, выполненных Т. А. Работновым, 1973, 1982, Т.А. Работ-новым и Н. П. Крыловой, 1963, выявлено, что внесение фосфорных удобрений (суперфосфат) на пойменном лугу р. Оки не оказало положительного влияния на бобовые травы. Обеспечение луговых трав фосфором в значительной степени зависит от симбиотических связей растений с микоризообразующими грибами (Powell, 1979). В тоже время бобовые, особенно клевера луговой и гибридный, положительно реагировали на внесение Кбо (Работнов, 1973). Многолетними исследованиями ВНИИ кормов (Мельничук и др., 1975) было установлено, что содержание обменного калия в дерново-подзолистых суглинистых и пойменных лугово-аллювиальных суглинистых почвах должно быть не меньше 80−100 мг/кг в слое 0−10 см, для супесчаных почв — не менее 40−50 мг/кг. В. В. Прокушев и И. П. Дерюгин, 2000 считают, что дозу калийных удобрений необходимо устанавливать по содержанию К2О в сухом веществе. Если содержание К2О в сухом веществе 1,5% при 2-кратном скашивании и 2% при 3-кратном и на пастбище, то при таком содержании обеспечивается нормальный рост многолетних трав.

В условиях дефицита средств важно определиться, когда внесение фос-форно-калийных удобрений безусловно необходимо и экономически выгодно.

Д.У. Кук, 1975 считает, что для клевера очень часто неудачи выращивания или плохая перезимовка обусловлены недостатком доступного калия. Фосфорные удобрения нужны на почвах, содержащих менее 15 мг/кг растворимого фосфора. В книге «Расширенное воспроизводство.», 1993 рост урожаев в севообороте средней интенсивности наблюдался по мере увеличения содержания подвижного фосфора с 12 до 261 мг/кг, при содержании подвижного фосфора 60−80 мг/кг и обменного калия 120 мг/кг фосфорные и калийные удобрения под клевер малоэффективны. По мнению Е. Kroth, 1982 для смеси бобовых и злаковых трав оптимальное содержание Р2О5 и обменного калия в верхнем слое почвы (до 8 см) составляет соответственно 23 и 100 мг/кг. В работе Г. Д. Харькова и К. И. Смирновой, 2001 потребность клевера лугового в фосфорных и калийных удобрениях возникает, если содержание подвижного фосфора меньше 50 мг/кг, а обменного калия меньше 80−100 мг/кг.

В работах Н. Г. Андреева, 1981, 1985; A.M. Гордеева и др., 2000; И. В. Ларина, 1969, 1975; И. П. Мининой, 1972; П. И. Ромашова, 1969, С. П. Смелова, 1966 и др. отмечалась высокая эффективность органических удобрений на многолетних травах.

В многолетнем опыте на Долгопрудненской опытной станции (Сергеев, 1973) навоз превысил по эффективности на клевере минеральные удобрения (дозы выравнивались по азоту, фосфору, калию). Клевер луговой хорошо отзывался на удобрение навозом на всех типах почв, но самая высокая прибавка урожая получена на дерново-подзолистых и серых лесных почвах. При внесении навоза 30 т/га под покровную культуру (оз. рожь) продуктивность травостоев увеличивалась как в первый год с 40,5 (без удобрений) до 55,2 ц/га сена, так и во второй год с 28,8 до 36,9 ц/га. В опытах Ф. Е. Грибанова, 1958 высокая эффективность получена не только от навоза (20 т/га) но и от торфонавозных компостов. Урожайность клеверного сена составила соответственно за 2 года 143,5 и 153,3 ц/га.

В период широкого использования минеральных удобрений органику вносили чаще всего под пропашные культуры и очень редко при коренном улучшении лугов. В настоящее время в большинстве хозяйств Нечерноземной зоны пропашные не возделываются, и поэтому появилась реальная возможность вносить такие удобрения под клевер и бобово-злаковые травосмеси. На целесообразность использования органических удобрений, особенно бесподстилочного навоза, на лугах и сеяных травостоях указывали В. А. Тюльдюков, 1988; Г. Е. Мерзлая, 2001.

Хотя прибавка урожая от NPK эквивалентной по содержанию жидкому навозу была несколько ниже: 2,9 т/га с.в., при NPK — 4,04, действие органических удобрений проявлялось и в следующий год.

Достаточно высокая эффективность навоза установлена при его длительном использовании. Доза навоза 20 т/га вносилась 1 раз в 4 года, она обеспечивала увеличение урожаев сухого вещества многолетних трав с 2,28 до 3,55 т/га (Кутузова и др., 2000). Не менее важен и тот факт, что под влиянием навоза дерново-подзолистая почва в 1,5 раза быстрее обогащалась гумусом, содержание которого возросло на 53 года с 2,03 до 3,63% (на контроле без удобрений до 3,28, при внесении N90P45K90 — до 3,02%).

В опытах В. Н. Босак, 2001 внесение 40 т/га навоза под покровную культуру озимую рожь увеличило урожайность сена клевера всего на 4 ц/га, содержание протеина в корме на 2,2%.

Роль многолетних бобовых трав в современном земледелии Нечерноземной зоны России огромна. Включение многолетних трав в севооборот, а особенно бобовых, заметно улучшает баланс питательных элементов почвы и компенсирует потери плодородия при возделывании зерновых и других культур. Организация сырьевых конвейеров с включение бобовых и бобово-злаковых травостоев является перспективным направление в совершенствовании экологически безопасных энергосберегающих технологий и способствует более интенсивному использованию кормовой площади (Седаков, Журавлева, Чашина, 1991).

Затраты энергии на возделывание многолетних бобовых трав окупаются в 5−6 раз (Лукашев, 2001). Многолетние бобовые травы позволяют за счет взаимодействия антропогенного фактора и фотосинтеза фитоценоза окупать затраты энергии в 7,9−21,7 раза и в результате накопления корней и повышения плодородия почвы повысить энергонасыщенность среды обитания трав (Кутузова и др., 2000).

Приведенный обзор позволяет отметить, что разработке систем удобрений клеверов всегда уделялось значительное внимание исследователей, но новые экономические реалии требуют новых подходов и решений к рассматриваемой проблеме. Важность поисков путей повышения урожайности и устойчивости многолетних клеверо-злаковых травостоев несомненна, так как позволяет повысить эффективность скотоводства, улучшить баланс органического вещества почвы и предотвратить деградацию агроэкосистем.

выводы.

1. На формирование бобовых и бобово-злаковых агроценозов в пер-вый-второй год использования основное влияние оказывает состав травосмеси и погодные условия. Используемые в настоящее время системы удобрений оказывают влияние на формирование травостоя со второго года жизни. Внесение минерального азота в подкормку ускоряет вытеснение и выпадение бобового компонента, при внесении навоза при закладке травостоя повышается устойчивость бобовых трав.

2. Смешанные бобово-злаковые травостои формируют более мощный ассимиляционный аппарат и вследствие этого лучше противостоят внедрению сорного разнотравья.

3. Темпы роста бобовых трав и высота травостоя в основном определяются погодными условиями, а именно: условиями увлажнения и температурой. Во второйтретий год жизни клевера в смешанных со злаками посевах имели большую высоту, чем в чистых травостоях.

4. В благоприятные для роста и развития годы клевера луговой и гибридный формируют мощные, сильно ветвистые растения. Густота стеблестоя бобовых увеличивалась при внесении фосфорно-калийных удобрений и навоза и снижалась при подкормке селитрой.

5. Бобовые и бобово-злаковые травостои формируют мощную корневую систему. Максимальная масса корней клевера гибридного накапливалась на второй год жизни, клевера лугового — на третий.

6. Органические удобрения, внесенные при закладке травостоя, оказывают положительное влияние на урожайность клевера лугового и бобово-злаковых травосмесей с его участием в течение 1 и 2 года использования травостоя;

7. Подкормка бобовых и смешанных травостоев аммиачной селитрой весной оказывает в целом отрицательное влияние на продуктивность трав, несмотря на то, что в отдельные периоды и годы может повысить урожай трав в 1 укосе. Обычно это наблюдается, когда складываются неблагоприятные погодные условия для биологической азотфиксации.

8. Внесение фосфорно-калийных удобрений позволяет увеличить участие бобовых трав в травостое на второй и третий год их использования и вследствие этого удлинить продуктивное долголетие бобово-злакового агроценоза и их продуктивность.

9. На средне окультуренных почвах с нейтральной реакцией почвенного раствора бобовые травы и бобово-злаковые травостои способны формировать без внесения удобрений урожаи корма до 8,2 т/+га с.в.

Ю.При внесении фосфорно-калийных удобрений, навоза и азофоски в сухом веществе бобово-злаковых трав увеличивается содержание сырого протеина, фосфора и калияподкормка аммиачной селитрой снижает обеспеченность корма сырым протеином.

11.Для бобовых трав и бобово-злаковых травостоев обеспечение азотом в течение 2−3 лет использования зависит от участия в травостое и долголетия бобового компонента.

12. Внесение минерального азота в подкормку уменьшает величину биологической азотфиксации в смешанных травостоях с первого года использования в 1.3−1.9 раза. В одновидовых посевах бобовых небольшие дозы азота могут не снижать азотфиксации в первый год использования, однако со второго года использования количество связанного азота уменьшается.

Внесение навоза и фосфорно-калийных удобрений повышает величину биологической азотфиксации клеверов как в чистом виде, так и в бобово-злаковых травостоях.

13. Системы удобрений оказывают влияние на некоторые агрохимические свойства почвы. При внесении аммиачной селитры и азофоски быстрее подкисляется пахотный слой почвы и в нем снижается содержанием обменного калия. При внесении навоза эти процессы протекают медленнее.

14.Внесение навоза при закладке травостоя увеличивает энергетический чистый доход в 1.68−1.7 разаподкормка трав аммиачной селитройв 1.47раза, азофоскойна 33−37%.

Предложения производству.

С целью стабилизации производства грубых, сочных и зеленых кормов и повышения их качества в условиях Смоленской области на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах целесообразно создавать бобовые и бобово-злаковые травостои с включением в травосмесь клевера лугового с долей участия 60% от количества высеянных всхожих семян.

В условиях Центральной части Нечерноземной зоны на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах целесообразно вносить навоз при закладке травостоя в дозе 30 т/га. В этом случаем улучшаются условия для роста многолетних трав и в первую очередь бобовых, увеличивается их симбиотический потенциал и продуктивность до 8,4 т/га сухого вещества, сохраняется почвенное плодородие.

Заключение

.

Для бобовых трав и бобово-злаковых травостоев обеспечение азотом в течение 2−3 лет использования зависит от участия в травостое и долголетия бобового компонента.

Внесение минерального азота в подкормку уменьшает величину биологической азотфиксации в смешанных травостоях с первого года использования, в одновидовых посевах бобовых небольшие дозы азота могут не снижать азотфиксации в первый год использования, однако во второй год использования количество связанного азота снижается.

Внесение навоза и фосфорно-калийных удобрений повышает величину биологической азотфиксации клеверов как в чистом виде, так и в бобово-злаковых травостоях.

Системы удобрений оказывают влияние на некоторые агрохимические свойства почвы. При внесении аммиачной селитры и азофоски быстрее подкисляется пахотный слой почвы и в нем снижается содержанием обменного калия. При внесении навоза эти процессы протекают медленнее.

6. энергетическая эффективность систем удобрений бобовых и бобово-злаковых травостоев.

В стратегии мирового развития в качестве приоритетного направления выбрано энергосбережение. Экономия энергетических ресурсов, в первую очередь невозобновляемых, признана в качестве стратегической задачи и для нашей страны. Вследствие этого в нашей работе мы приводим энергетическую оценку изучаемых систем удобрений. При проведении расчетов использовались: «Методическое пособие по агроэкологической и экономической оценке в кормопроизводстве», 1995, а также методики, предложенные Г. С. Посыпановым и В. Е. Долгодворовым, 1995 и Н. В. Синицыным, 1995.

Энергетический показатель эффективности — это соотношение аккумулированной в продукции и затраченной на ее производство энергии.

При агроэнергетической оценке систем удобрения многолетних бобовых и бобово-злаковых травостоев определяли содержание обменной энергии (ОЭ) и кормовых единиц, накопленной в урожае трав, а также затраты на создание многолетних травостоев, уход за ними, удобрения и уборку трав.

В таблице 6.1 приведены данные по сбору кормовых единиц с 1 га. Наибольший сбор кормовых единиц и ОЭ получен в одновидовых посевах клевера лугового при внесении фосфорно-калийных удобрений. Он составил соответственно 5,76 к.ед. и 78,36 ГДж/га ОЭ. Высокие сборы кормовых единиц и энергии получены при внесении навоза в посевах клевера лугового и бобово-злаковых травосмесях с его участием. Внесение азофоски не увеличивало сбор кормовых единиц и ОЭ, а при подкормке травостоев аммиачной селитрой происходило снижение указанных величин.

Клевер гибридный и травосмеси с его участием уступали по названным показателям при всех системах удобрений, за исключением подкормок многолетних трав азофоской.

6.1. Сравнительная оценка систем удобрений по сбору кормовых единиц.

Системы Травы и траПолучено с 1 га Содержится в 1 кг с.в. удобрений восмеси ОЭ к.ед. ОЭ к.ед. Протеи.

ГДж/га т/га ГДж/га т/га на, г.

Без удобреК.л. 73,61 5,33 8,98 0,65 172 ний К.л. +т.л. 71,53 5,08 8,72 0,62 149.

Кл + ол 65,24 4,75 8,94 0,65 156.

К.г. 67,27 4,96 9,09 0,67 170.

К.г. +т.л. 63,70 4,54 8,85 0,63 141.

К.г.+о.л. 66,20 4,81 8,95 0,65 155.

NPK)32 К.л. 69,84 5,07 8,95 0,65 177.

К.л. +т.л. 74,80 5,36 8,80 0,63 149.

Кл + ол 69,27 4,99 8,88 0,64 162.

К.г. 71,20 5,31 9,25 0,69 179.

К.г. +т.л. 69,10 4,39 8,86 0,64 144.

К.г.+о.л. 69,35 5,08 9,01 0,66 149.

N32 К.л. 69,58 5,08 9,04 0,66 168.

К.л. +т.л. 68,42 4,84 8,77 0,62 150.

Кл + ол 67,8 4,86 8,92 0,64 152.

К.г. 63,89 4,69 9,13 0,67 186.

К.г. +т.л. 62,94 4,54 8,86 0,64 144.

К.г.+о.л. 64,45 4,68 8,95 0,65 137.

Навоз К.л. 75,41 5,46 8,98 0,65 165.

К.л. +т.л. 75,23 5,44 8,85 0,64 161.

Кл + ол 73,59 5,33 8,97 0,65 165.

К.г. 64,99 4,76 9,15 0,67 177.

К.г. +т.л. 63,20 4,54 8,90 0,64 155.

К.г.+о.л. 66,83 4,88 9,03 0,66 150.

РК)32 К.л. 78,36 5,76 9,11 0,67 177.

К.л. +т.л. 71,46 5,20 8,93 0,65 158 злаковых травостоев.

Системы Травы и Получено ЗатрачеЧистый КоэффиЭнергеудобреОЭ, но энерэнергетициент тическая травосмеси ГДж/га гии ческий энергетисебестои.

SJ ГДж/га доход ческой мость 1 т нии ГДж/га эффекс.в. (ГДж) тивности.

Без удобК.л. 73,61 8,28 65,33 7,89 1,01 рений К.л. +г.л. 71,53 8,22 63,31 7,70 1,00.

Кл + ол 65,24 8,11 57,13 7,04 1,11.

К.г. 67,27 8,02 59,25 7,39 1,08.

К.г. +т.л. 63,7 7,93 55,77 7,03 1,10.

К.г.+о.л. 66,2 8,07 58,13 7,20 1,09.

NPK)32 К.л. 69,84 11,16 58,68 5,26 1,43.

К.л. +г.л. 74,8 11,22 63,58 5,67 1,32.

Кл + ол 69,27 11,20 58,07 5,18 1,44.

К.г. 71,2 11,09 60,11 5,42 1,44.

К.г. +г.л. 69,1 11,02 58,08 5,27 1,41.

К.г.+о.л. 69,35 11,07 58,28 5,26 1,44.

N32 К.л. 69,58 12,24 57,34 4,68 1,59.

К.л. +г.л. 68,42 12,14 56,28 4,64 1,56.

Кл + ол 67,8 12,26 55,54 4,53 1,61.

К.г. 63,89 12,09 51,8 4,28 1,73.

К.г. +г.л. 62,94 11,93 51,01 4,28 1,68.

К.г.+о.л. 64,45 12,01 52,44 4,37 1,67.

Навоз К.л. 75,41 13,82 61,59 4,46 1,61.

К.л. +г.л. 75,23 13,87 61,36 4,42 1,63.

Кл + ол 73,59 13,88 59,71 4,30 1,69.

К.г. 64,99 13,47 51,52 3,82 1,90.

К.г. +г.л. 63,2 13,44 49,76 3,70 1,89.

К.г.+о.л. 66,83 13,57 53,26 3,92 1,83.

РК)32 К.л. 78,36 11,34 67,02 5,91 1,32.

К.л. +г.л. 71,46 11,13 60,33 5,42 1,39.

При составлении рационов животных, особенно высокопродуктивных, очень важно знать энергонасыщенность 1 кг сухого вещества и содержание в нем протеина. Содержание ОЭ в 1 кг с.в. колебалось по вариантам опыта в пределах 8,72−9,15 МДж, кормовых единиц соответственно: 0,62−0,67. Влияния систем удобрений на эти показатели выявить не удалось.

Обеспеченность сухого вещества сырым протеином была достаточно высокой и отвечала потребности жвачных животных (Гамаюнов и др., 1999). На 1 кг сухого вещества приходилось 137−186 г сырого протеина. В бобово-злаковых травостоях этот показатель был значительно ниже. На содержание протеина положительно влияло внесение навоза, азофоски и фосфорноо о и Л калииных удобрении, при подкормке только селитрои обеспеченность сухого вещества сырым протеином несколько снижалась.

В одновидовых посевах клеверов картина была иной. В клевере луговом наилучшая обеспеченность сухого вещества протеином наблюдалась при внесении нитрофоски и фосфорно-калийных удобрений, самая низкая — при внесении навоза.

У клевера гибридного больше всего протеина на 1 кг с.в. приходилось при внесении аммиачной селитры, меньше всего в контроле (без удобрений).

Энергетическая оценка изучаемых систем удобрения приведена в табл. 6.2, расчеты приведены в приложении 8. Полученные данные показывают, что размеры энергозатрат прямо зависят от систем удобрений. Самые низкие затраты имели место на контрольном фоне без удобрений. Внесение азофоски и фосфорно-калийных удобрений увеличило энергетический затраты на 33−37%, аммиачной селитры — на 47−49%, навоза — на 68−70%. Рост энергетических затрат не всегда позволял увеличивать чистый энергетический доход. В посевах клевера лугового в чистом виде максимальный доход получен при внесении фосфорно-калийных удобрений, минимальным был этот показатель при подкормке аммиачной селитрой.

Для клевера гибридного максимальный энергетический доход получен при внесении азофоски, для травосмесей с его участием также при названной системе удобрений.

Для травосмесей с участием клевера лугового — при внесении азофоски и навоза. Фактически для всех травостоев минимальный энергетический доход наблюдался при внесении аммиачной селитры в подкормку.

Коэффициент энергетической эффективности в большей мере зависел не от энергетического дохода, а от затрат энергии на единицу площади. Мы считаем, что использовать этот показатель в качестве определяющего при оценке изучаемых систем удобрений было бы вряд ли оправданным. Максимальный коэффициент энергетической эффективности получен без удобрений, минимальный — при внесении навоза.

Рекомендовать такой подход даже при возделывании бобовых трав вряд ли разумно, так как односторонний вынос питательных веществ с урожаем приводит к снижению эффективного плодородия почвы. Несмотря на то, что исследования проводили на средне окультуренной почве, но и в ней отмечено снижение содержания подвижного фосфора и обменного калия.

Оценить эффект органических удобрений только по коэффициенту энергетической эффективности вряд ли оправдано, так как в этом случае мы не учитываем одно из основных факторов влияния органических удобрений — экологостабилизирующее действие навоза в результате положительного влияния на баланс органического вещества в почве. Оценить это влияние с энергетической и экономической точки зрения в 3−4 летних опытах вряд ли возможно.

Вследствие этого в качестве показателя энергетической эффективности мы предлагаем использовать величину дополнительно полученной энергии или энергетический чистый доход.

На основании сказанного можно сделать заключение, что внесение органических удобрений при закладке бобовых и смешанных травостоев, а также внесение фосфорно-калийных удобрений, азофоски оправдано, так позволяет накопить растениям дополнительное количество энергии.