Паша эльхаевич стабилизация и повышение продуктивности кормовых угодий на основе топологического, биологического и технологического многообразия в условиях Нечерноземной зоны РФ
| Вид материала | Автореферат диссертации |
СодержаниеВ главе 6 – "Разработка экологически безопасных технологий повышения продуктивности и использования кормовых культур" |
- «Мичуринский государственный аграрный университет», 463.7kb.
- На учебе будет проведена видеоконференция с ведущими учеными Академии менеджмента, 16.89kb.
- Пособие по технологии и организации сооружения трубопроводов систем газоснабжения сельских, 2066.46kb.
- Факторы окультуривания песчаных и супесчаных дерново-подзолистых почв и их эколого-агрохимическая, 704.97kb.
- Курсовая работа студента 3-го курса факультета почвоведения мгу кафедры физики и мелиорации, 210.31kb.
- На современном этапе развития земледелия повышение продуктивности сельскохозяйственных, 56.24kb.
- Очаги ядерного, химического, бактериологического (биологического) поражения и зоны, 218.07kb.
- Некоторые требования к элементам ресурсосберегающих технологий возделывания кормовых, 153.73kb.
- «Новая сельскохозяйственная литература» июль-декабрь, 2005 г. Вып. 3-4 Уважаемые читатели!, 231.83kb.
- «Новая сельскохозяйственная литература» апрель-июнь, 2007 г. Вып. 2 Уважаемые читатели!, 175.84kb.
Подсев бобовых трав и внесение фосфорно-калийных удобрений усиливали биологическую азотфиксацию, благодаря чему повышался баланс азота в системе "почва – растение – урожай". Азотные удобрения, увеличивая вынос этого элемента с урожаем, снижали величину биологической азотфиксации. В среднем при подсеве клевера в травостои чистая прибавка связанного биологического азота за год составила 128 кг/га, что на 49 кг больше, чем без подсева, при внесении Р60К90 до и подсеве эта величина поднималась до 154 кг/га N в год. Ежегодный вынос Р2О5 травостоем составил 21-31 кг/га, калия 91-132 кг/га. Травостой с ежой сборной потреблял больше указанных элементов и азота, чем клеверо-тимофеечная смесь, особенно при внесении азотных удобрений на фоне фосфорно-калийных.
^ В главе 6 – "Разработка экологически безопасных технологий повышения продуктивности и использования кормовых культур" приведены результаты 7-летнего опыта по эффективности применения извести, фосфорно-калийных и разных форм азотных удобрений естественного луга при коренном улучшении, так и без него (таблица 11).
Исследования показали, что коренное улучшение с посевом клеверо-злаковой травосмеси (клевер луговой – 30% + овсяница луговая 20% + тимофеевка луговая 20% + кострец безостый 20% + ежа сборная 10%) приносило ощутимый результат только в первые годы (прибавка 1,5-2,0 т/га сухого вещества и 250-300 кг/га сырого белка), в среднем же за 7 лет после коренного улучшения без использования других факторов интенсификации продукционного процесса сбор сухого вещества увеличивался на 0,86 т/га, а сырого белка – на 124 кг/га.
Внесение удобрений резко увеличивало продуктивность естественного луга, а ещё в большей степени улучшенного сеяного. Известкование и внесение N90P60K120 (при использовании аммиачной селитры) увеличивало сбор сухого вещества на естественном луге с 1,94 до 6,10 т/га, а сырого протеина с 249 до 889 кг/га. Однако применение более кислой формы азотных удобрений (сульфат аммония) дало худшие результаты, чем применение аммиачной селитры. Известкование несколько снижает действие физиологической и гидролитической кислотности удобрений, но не в полной мере.
Наибольший эффект по всем показателям получен при применении всех факторов интенсификации. Прибавка сухого вещества от коренного улучшения,
внесения извести и применения N (аммиачной селитры на фоне РК) составила 5,46 т/га сухого вещества, а сырого белка 860 кг/га в среднем за год. При применении же вместо аммиачной селитры сульфата аммония прибавка сухого вещества составила 4,73 т/га, а сырого протеина 746 кг/га.
По исследованиям И.В. Кобозева (1997), Н.Н. Лазарева (2004), кислые формы азотных удобрений (NH4Cl, (NH4)2SO4) способствуют усилению конкурентоспособности низкопродуктивных аcцидоустойчивых видов и популяций, характеризующихся пониженной активностью нитратредуктазной системы и приспособленных к произрастанию в условиях накопления в почве недоокисленных веществ и дефицита в ней нитратов (луговика дернистого, белоуса торчащего).
Известкование и коренное улучшение повышало коэффициент использования азотных удобрений. Внесение удобрений, извести и коренное улучшение в определённой степени способствовали увеличению содержания гумуса в почве и её микробиологической активности, однако при применении
Таблица 10. - Динамика урожайности сухого вещества многолетних травостоев в зависимости от способа продления их продуктивного долголетия
| Вариант | 1991 г. | 1992 г. | 1993 г. | 1994 г. | 1995 г. | 1996 г. | 1997 г. | 1998 г. | 1999 г. | В среднем | Кв, % | ||||
| 1. Клевер луговой одноукосный (Ярославский Я) + тимофеевка луговая (Ярославская 1) | |||||||||||||||
| 1.1. Контроль | 4,69 | 1,02 | 4,73 | 3,90 | 2,92 | 3,31 | 3,27 | 3,85 | 2,00 | 3,30 | 13,4 | ||||
| 1.2а. Подсев клевера после 1-го укоса в 1993 г. и в 1996 г" клевера с тимофеевкой | 4,69 | 1,02 | 5,00 | 4,94 | 3,37 | 4,68 | 5,29 | 5,16 | 2,80 | 4,11 | 13,9 | ||||
| 1.2б. То же, что и 1.2а, но в 1996 г. клевер + люцерна (Вега 87) + тимофеевка | 4,69 | 1,02 | 5,00 | 4,94 | 3,37 | 4,71 | 6,17 | 6,01 | 4,89 | 4,53 | 11,5 | ||||
| 1.3. P60К90 в 1993 г. | 4,69 | 1,02 | 5,11 | 4,36 | Вариант исключен | - | - | - | - | ||||||
| 1.4. Подсев трав по варианту 1.2б на фоне P60К90 | 4,69 | 1,02 | 5,21 | 5,32 | 4,04 | 5,23 | 6,46 | 6,37 | 5,15 | 4,83 | 10,9 | ||||
| 1.5. P60К90N68 в 1993 и 1996 г. в остальные годы | 4,69 | 1,02 | 6,24 | 5,42 | 4,18 | 5,69 | 6,09 | 5,99 | 3,35 | 4,74 | 13,4 | ||||
| 2. Клевер луговой двуукосный (ВИК-7) + ежа c6opная ВИК-61 | |||||||||||||||
| 21. Контроль | 5,09 | 1,86 | 4,91 | 4,46 | 3,02 | 3,42 | 3,62 | 4,02 | 2,50 | 3,66 | 11,7 | ||||
| 2.2а. Подсев клевера после 1-го укоса в 1993 и в 1996 гг. с ежой | 5,09 | 1,86 | 5,19 | 4,84 | 3,40 | 4,73 | 5,44 | 5,07 | 2,92 | 4,28 | 12,1 | ||||
| 2.2б. См.2.2а в 1996 г. клевер + люцерна + ежа | 5,09 | 1,86 | 5,19 | 5,04 | 2,40 | 4,75 | 5,67 | 5,81 | 4,88 | 4,52 | 11,8 | ||||
| 2.3. P60К90 в 1993 г. | 5,09 | 1,86 | 5,29 | 5,77 | Вариант исключён | - | - | - | - | ||||||
| 2.4. См. 2.2б на фоне P60К90 | 5,09 | 1,86 | 5,40 | 5,77 | 4,09 | 5,11 | 6,41 | 6,20 | 5,01 | 4,99 | 9,0 | ||||
| 2.5. См. 1.5 | 5,09 | 1,86 | 6,55 | 6,05 | 4,28 | 6,34 | 6,31 | 6,32 | 3,83 | 5,18 | 10,9 | ||||
| НСР05 | 0,35 | 0,26 | 0,26 | 0,30 | 0,27 | 0,31 | 0,24 | 0,26 | 0,27 | 0,19 | | ||||
Примечание: Кв, % – коэффициент варьирования продуктивности по годам за 9-летний период. Урожайность сухого вещества (т/га).
Таблица 11. - Действие известкования, коренного улучшения и семилетнего применения удобрений на продуктивность травостоя и свойства серой лесной почвы
| Показатели | Естественный травостой | Травостой после коренного улучшения | ||||||
| 0 | PK | PKNaa | PKNa | 0 | PK | PKNaa | PKNa | |
| Среднегодовые | ||||||||
| Сбор сухого в-ва, т/га | 1,94 2,90 | 3,00 - | 5,31 6,10 | 4,30 5,48 | 2,80 4,26 | 3,14 - | 6,19 7,40 | 5,10 6,67 |
| НСР05 | | 0,15 | | | | 0,11 | | |
| Сбор сырого белка кг/га | 249,3 374,4 | 387,0 - | 760,4 889,4 | 612,3 785,3 | 373,5 573,8 | 420,0 - | 900,0 1109,3 | 738,5 995,8 |
| Вынос N урожаем, кг/га | 39,9 59,9 | 61,9 - | 121,7 142,3 | 98,0 125,6 | 59,8 91,8 | 68,5 - | 144,0 177,5 | 118,2 159,3 |
| Содержание сП в сухом веществе, % | 12,85 12,91 | 12,90 - | 14,32 15,58 | 14,24 14,33 | 13,34 13,47 | 13,63 - | 14,54 14,99 | 14,48 14,93 |
| Коэффициент использования азотных удобрений, % | - - | - - | 66,4 67,1 | 40,1 48,6 | - - | - - | 83,9 85,6 | 55,2 56,3 |
| Свойства почвы в 2004 г. (в слое 0-30 см) | ||||||||
| Недоокисленные вещества (01H KМпO4 за сутки, мг-экв/100 г | 68,2 56,1 | 63,1 - | 84,6 66,7 | 88,4 70,1 | 48,6 42,3 | 45,9 - | 65,4 51,1 | 80,1 64,5 |
| Количество микроорганизмов, тыс. клеток/г | 2700 3250 | 2750 - | 2900 3150 | 2650 2850 | 2950 150 | 3010 - | 3600 3850 | 2760 2850 |
| Выделение О2 мкл/г и по Ва(ОН)2 | 3,35 3,60 | 3,40 - | 3,66 3,85 | 3,10 3,45 | 4,16 4,25 | 4,24 - | 4,45 4,62 | 3,28 3,61 |
| Гумус, % | 2,81 2,89 | 2,84 - | 2,86 2,86 | 2,71 2,83 | 2,78 2,89 | 2,93 - | 2,99 3,02 | 2,90 2,96 |
| Нг, мг.экв/100 г почвы | 1,30 1,10 | 1,08 - | 1,66 1,20 | 1,90 1,35 | 1,30 0,98 | 1,10 - | 1,62 1,16 | 1,75 1,44 |
| рНKCl | 5,86 6,02 | 6,10 - | 5,80 6,00 | 5,20 5,80 | 6,20 6,40 | 6,10 - | 5,90 6,15 | 5,30 5,80 |
| РК – Р60К120; N – 60+30 кг/га; Naa – NH4NO3; Na – (NH4)2SO4 | ||||||||
Примечание: совместно с И.В.Кобозевым. Опыт заложен в 1993 г., над чертой – без извести, под чертой – с известью (т/га) в среднем за 1998-2004гг.
сульфата аммония эти агроприемы действовали слабее, чем при использовании аммиачной селитры (таблица 11).
В условиях Нечернозёмной зоны орошение должно обязательно сопровождаться внесением удобрений. Наибольшая урожайность отмечена при режиме увлажнении 75-80% НВ с внесением NPK (таблица 12).
Таблица 12. - Влияние режимов орошения и минеральных удобрений на урожайность зелёной массы трав
| Удобрения | Без полива | Предполивной уровень влажности почвы 0-40 см (% НВ) в слое | |||
| 60-65 | 65-70 | 70-75 | 75-80 | ||
| Без удобрений | 8,9 | 13,7 | 19,0 | 21,2 | 19,2 |
| P90K100N65 | 19,8 | 30,2 | 33,7 | 37,5 | 43,8 |
Примечание: НСР05 – 0,95 т/га, урожайность зеленой массы (т/га)
При таком сочетании обеспечивается наиболее равномерное поступление пастбищного корма по циклам стравливания, одновременно при этом улучшается качество корма, в нём увеличивается содержание протеина и каротина (таблица 13). Однако при этом содержание сухого вещества в траве снижается. Например, в засушливом 1999 г. при орошении 75-80% НВ и внесении NРК оно снизилось в целом с 25,7% до 19% (в 1,35 раза).
Таблица 13. - Изменение качества сухого вещества трав в зависимости от режимов орошения и удобрения (2006г.)
| Цикл стра-вли-вания | Сухое вещест-во, т/га | Каро-тин, мг/кг | Про-теин, мг/кг | Жир, % | Клет-чатка, % | Р2О5, % | К2О, % | Na, % | Ca, % | Mg, % |
| Без удобрений и орошения | ||||||||||
| 1 | 0,3 | 183,5 | 10,62 | 3,7 | 24,0 | 0,50 | 1,9 | 0,10 | 0,53 | 0,32 |
| 2 | 0,5 | 218,0 | 9,92 | 5,9 | 25,1 | 0,31 | 2,2 | 0,06 | 0,30 | 0,68 |
| 3 | 0,3 | 194,0 | 12,0 | 5,2 | 25,1 | 0,31 | 2,1 | 0,02 | 0,55 | 0,43 |
| 4 | 0,5 | 183,0 | 10,7 | 5,1 | 26,1 | 0,26 | 2,3 | 0,03 | 0,50 | 0,43 |
| 5 | 0,4 | 194,0 | 10,0 | 4,8 | 24,9 | 0,37 | 1,0 | 0,02 | 0,53 | 0,58 |
| 75-80% НВ без удобрений | ||||||||||
| 1 | 0,3 | 169,3 | 10,08 | 4,3 | 23,4 | 0,38 | 2,2 | 0,05 | 0,27 | 0,60 |
| 2 | 0,6 | 214,0 | 14,78 | 6,1 | 24,9 | 0,53 | 2,2 | 0,05 | 0,62 | 0,58 |
| 3 | 0,7 | 169,0 | 10,8 | 4,7 | 24,1 | 0,33 | 2,1 | 0,03 | 0,87 | 0,46 |
| 4 | 0,7 | 214,0 | 12,2 | 4,2 | 22,8 | 0,32 | 2,0 | 0,06 | 1,19 | 0,49 |
| 5 | 0,5 | 241,0 | 15,0 | 5,9 | 17,9 | 0,35 | 1,7 | 0,01 | 1,45 | 0,47 |
| 75-80% НВ + NPK | ||||||||||
| 1 | 0,4 | 252,9 | 17,28 | 5,2 | 22,0 | 0,41 | 3,9 | 0,10 | 0,44 | 0,27 |
| 2 | 0,8 | 328,0 | 15,69 | 5,6 | 23,3 | 0,28 | 3,4 | 0,06 | 0,45 | 0,41 |
| 3 | 1,2 | 210,0 | 14,5 | 5,6 | 23,8 | 0,29 | 2,3 | 0,10 | 0,59 | 0,43 |
| 4 | 0,0 | 289,0 | 14,4 | 5,4 | 20,1 | 0,36 | 2,2 | 0,10 | 0,50 | 0,37 |
| 5 | 2,0 | 376,0 | 14,5 | 7,5 | 20,8 | 0,37 | 2,1 | 0,18 | 0,75 | 0,37 |
Одновременно были проведены исследования по влиянию расчётных доз минеральных удобрений и 60 т/га жидкого навоза крупного рогатого скота и их сочетания на урожайность кукурузы на силос и кормовой свёклы по схеме, представленной в таблице 14.
Исследования проведены в севообороте: яровые с подсевом трав, многолетние травы на сено и выпас – 5 лет, озимая пшеница – пропашные культуры – 3 года. Причём в звене пропашных культур чередовались кукуруза, картофель и свекла по схеме: (0,5 поля кукурузы + 0,5 свёкла) – (0,5 картофель + 0,5 кукуруза) – (0,5 кукуруза + 0,5 картофель). Севооборот разработан совместно с проф. И.В.Кобозевым на принципах, предложенных Г.В.Благовещенским, учитывающих конечные цели и продуктивность животных. Такой севооборот позволяет с каждого гектара получить 20-25 т товарного картофеля и 4400 корм. ед., обеспечивая при этом круглогодичное кормление животных с оптимальным рационом без покупки кормов на стороне.
Во всех вариантах опыта были проведены по два вегетационных полива нормой 300-350 м3/га в наиболее засушливые периоды вегетации кормовых культур. Как показали результаты, такая оросительная норма не полностью удовлетворяет потребность кормовых культур в продуктивной влаге.
Наши исследования (2003) показали, что наиболее высокие урожаи были получены при внесении жидкого навоза и добавки к нему минеральных азотных удобрений (таблица 14).
Таблица 14. - Урожайность кормовых культур и коэффициент ее варьирования в зависимости от внесения различных видов удобрений.
| Культуры | Без удобрений | Минеральные удобрения | Жидкий навоз 60 т/га весной | Жидкий навоз 60 т/га + минеральное удобрение |
| Кукуруза НСР05=6,0 т/га | 26,15 5,2 | 42,40 0,7 | 48,74 0,7 | 52,35 0,2 |
| Свёкла НСР05=10,0 т/га | 30,22 7,2 | 40,68 7,2 | 52,95 5,9 | 52,52 0,2 |
Примечание: Урожайность кормовых культур над чертой (У, т/га), коэффициент варьирования под чертой (Кв, %), в среднем за 2005-2008гг.
В среднесухом году оросительная норма под кукурузу и кормовую свёклу составляет по расчёту 1000-1500 м3/га, а многолетние травы – 1500-2000 м3/га.
В условиях дефицита влаги уменьшается облиственность, увеличивается число генеративных побегов, ускоряется старение растений, ухудшается азотфиксация и потребление элементов питания. Всё это, в конечном счёте, ведёт к снижению урожайности и кормовой ценности многолетних трав. При этом установлено, что устранение указанного дефицита в большинстве случаев, в первую очередь, изменяет биохимический состав растений, а затем уже урожайность, что и определяет возможность улучшения качества продукции (таблица 15).
Таблица 15. - Эффективность орошения и удобрений клевера в зависимости от срока уборки.
| Показатель | Без орошения | 85-100% НВ в слое 0-30 см | ||||||
| Без удобрений | Р100К60 | Без удобрений | Р100К60 | |||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |
| Урожайность сена, т/га сухого вещества | 3,4 | 3,2 | 4,8 | 3,7 | 5,7 | 4,8 | 7,1 | 6,3 |
| Содержание в сухом веществе сП в % | 14,0 | 11,0 | 14,6 | 12,1 | 15,0 | 12,1 | 17,1 | 15,6 |
| Каротина, мг/кг | 40 | 38 | 45 | 40 | 48 | 45 | 50 | 49 |
| Сырой клетчатки, % | 28,5 | 35,3 | 31,4 | 34,8 | 22,0 | 33,4 | 29,0 | 33,2 |
| Лигнина, % | 5,3 | 8,7 | 5,3 | 8,5 | 4,5 | 8,6 | 4,7 | 8,3 |
| Коэффициент одревеснения | 54,3 | 59,0 | 49,0 | 58,7 | 48,1 | 59,0 | 47,9 | 57,9 |
| Содержание незаменимых кислот, г в 1 кг сухого вещества | ||||||||
| Лизин | 6,1 | 5,3 | 7,4 | 6,6 | 6,4 | 6,0 | 8,0 | 5,9 |
| Метионин | 3,5 | 2,0 | 3,1 | 2,3 | 3,3 | 2,3 | 3,9 | 2,4 |
| Триптофан | 4,2 | 3,1 | 4,6 | 3,2 | 3,9 | 3,5 | 5,5 | 3,3 |
| Фенилаланин | 5,7 | 4,1 | 5,5 | 4,3 | 5,8 | 4,4 | 6,6 | 5,1 |
| Гистидин | 3,8 | 3,5 | 4,6 | 3,6 | 4,8 | 3,4 | 4,8 | 4,0 |
| Аргинин | 6,0 | 4,5 | 5,0 | 4,5 | 6,1 | 5,6 | 7,6 | 5,8 |
| Лейцины | 13,9 | 11,0 | 14,1 | 13,2 | 15,1 | 13,0 | 18,2 | 13,8 |
| Треонин | 5,2 | 4,2 | 6,7 | 4,5 | 6,8 | 4,7 | 7,5 | 5,1 |
| Валин | 5,7 | 5,0 | 6,5 | 5,1 | 6,5 | 5,1 | 7,3 | 5,6 |
Примечание: Ярославская область учхоз "Дружба", в среднем за 2005-2008 гг., графа 1 – бутонизация, 2 – полное цветение
Указанные закономерности характерны как для естественных, так и сеяных бобовых, бобово-злаковых и злаковых травостоев, причём практически во всех зонах. Однако уровень влияния на качество корма того или иного приёма зависит от погодных и зональных почвенно-климатических условий.
При возделывании клевера лугового в Ярославской области наибольшее влияние на содержание белка, аминокислот, каротина и других веществ оказывают удобрения, особенно фосфорно-калийные, затем известкование.
Однако, благодаря повышению содержания сырого протеина и увеличению в надземной массе доли листьев в целом при внесении удобрений и при орошении, концентрация незаменимых аминокислот в сухом веществе возрастала в 1,2-1,4 раза. При этом повышается растворимость белка, что обеспечивает улучшение его переваримости (таблица 15).
Следует отметить, что антропогенные приёмы, нивелируя колебания условий внешней среды и оптимизируя их в определённой степени, способствуют стабилизации качества продукции, что очень важно для производства. Однако эффективность этих приёмов, например, орошения и внесения удобрений, резко падает при запаздывании в использовании травостоев при неблагоприятных условиях вегетации (таблица 15).
В любой экосистеме деятельность консумента и других живых организмов связана с экологическими последствиями, которую можно описать формулой (2), выведенной И.В.Кобозевым, Э.Э, Темирсултановым (1997).
Еэп=N*eп*(1-τ2)-τ*Эб*Кст=N*eп*(1-τ2)-τ(Е0+Е)*Кст, (2)
где Еэп – энергетическое выражение экологических последствий; N – численность консумента (животных), eп – удельное его потребление; τ – коэффициент полезного использования продуктов фотосинтеза; Эб – производство энергий фитоценозом; К – коэффициент стабильности Эб во времени; Кст=1-Кв; Эб=(Е0+Е); Е0 – природная продуктивность фитоценоза, Е – увеличение продуктивности за счёт антропогенных факторов, Кв – коэффициент варьирования.
С целью экспериментальной проверки этой формулы в течение 10 лет (1999-2008 гг.) проведены полевые опыты в хозяйстве "Эльха" Переславского района Ярославской области. В качестве объекта взяты пастбища на суходоле. Средняя урожайность их в 1999-2008 гг. составила 8,2 т/га зелёной массы. Поедаемые виды трав составили примерно 70%, коэффициент поедаемости 0,6. Пастбищный период составил 120 суток. Овцы романовской породы выпасались на пастбищах. В каждом варианте угодий паслось 4 головы. Нагрузку регулировали продолжительностью нахождения овец на пастбище. Размер делянки 100 м, повторность 4-х кратная. Схема опыта представлена (таблица 16).
Таблица 16. - Поедаемость и продуктивность естественны пастбищ
в зависимости от технологии их содержания и использования.
| Нагрузка на пастбище, гол./га | Коэффициент поедаемости травы, % | Урожайность травостоя, т/га | Непоедаемых видов в травостое, % | Кв урожайности за 10 лет, % | |||
| в среднем за 10 лет | в 2000 г. | в среднем за 10 лет | в 2000 г. | в среднем за 10 лет | в 2000 г. | ||
| 0 | 0 | 0 | 5,1 | 4,6 | 7,1 | 63 | 17 |
| 3 | 52 38 | 44 32 | 7,1 11,2 | 6,8 7,9 | 26,3 24,3 | 35 18 | 14 16 |
| 7 | 62 53 | 58 48 | 8,2 15,9 | 10,7 16,8 | 22,1 18,0 | 22 14 | 13 14 |
| 10 | 77 78 | 66 72 | 7,9 16,4 | 9,1 17,3 | 20,0 11,0 | 25 12 | 18 12 |
| 14 | 82 84 | 80 73 | 6,4 16,0 | 4,1 17,5 | 33,0 10,0 | 28 13 | 23 13 |
| HCP05 частных | 2,8 | 8,4 | 0,20 | 1,8 | - | - | - |
| Нагрузка | 1,9 | 6,1 | 0,15 | 1,0 | - | - | - |
| Подсев + CaCo3 + PK | 0,5 | 1,5 | 0,03 | 0,5 | - | - | - |
Примечание: над чертой – контроль, под чертой – дискование + подсев + известь+РК, в среднем за 1999-2008гг.
Исследования показали, что коэффициент поедаемости травостоя и его урожайность зависела от нагрузки на пастбища и технологии их содержания (таблица 16).
Где естественные пастбища не использовались, травостой начал быстро переходить на плотнокустовую стадию дерновообразовательного процесса. В нём преобладающее место стали занимать непоедаемые виды и плотнокустовые растения: белоус торчащий, луговик дернистый, появился зверобой – ядовитое растение. Поверхность луга покрылась кочками, образовался неразложившийся растительный войлок, луг зарос кустарником – берёзой, при этом рНKCl почвенного раствора снизился с 5,4 до 4,9. Таким образом, подтверждено положение о том, что неиспользование кормовых угодий снижает их продуктивность. Если же учесть, что доля непоедаемых трав возросла с 30 до 63, то продуктивность луга снизилась в 3,4 раза и даже больше. При этом для повышения продуктивности пастбищ понадобилось бы коренное их улучшение, энергетические затраты на осуществление которого составили бы более 40 ГДж/га.
Оптимальная нагрузка в наших опытах на естественных пастбищах без их улучшения составила 7 голов/овец на 1 га. В этом случае наблюдалась наиболее стабильная урожайность, которая, по сути дела, оставалась на прежнем уровне, хотя коэффициент поедаемости и доля в травостое поедаемых видов несколько возросла. Как снижение, так и увеличение нагрузки на пастбища уменьшало их продуктивность и её стабильность, при этом в травостое увеличивалась доля непоедаемых видов. При чрезмерной нагрузке поедаемость травостоя была выше, чем содержание в нём поедаемых видов, т.е. животное из-за дефицита кормов начинали поедать луговые сорняки и даже ядовитые растения, практически полностью уничтожая хорошо поедаемые виды (овсяница, тимофеевка, клевер, лядвенец и др.). Последнее вело к деградации естественных неулучшенных пастбищ, их урожайность снизилась до 4,1 т/га зелёной массы, в травостое массовое развитие получили одуванчик, подорожники, спорыш (горец птичий) и местами лапчатка гусиная. При этом уменьшилась стабильность продуктивности пастбищ. Таким образом, в данном случае возникла необходимость снижения поголовья овец (нагрузки на пастбища) или коренного улучшения кормового угодья.
Повышение продуктивности пастбищ и коэффициента поедаемости травы за счёт подсева трав на фоне внесения извести и РK позволило даже при увеличенном в 2 раза поголовье овец избежать существенных экологических последствий пастьбы. Анализ результатов опыта показал, что при оптимизации пастбищной нагрузки можно использовать соотношение съеденной массы к урожайности поедаемых видов. Оптимум этого соотношения находится в пределах 80-90%. Если это соотношение меньше 70% или больше 100%, то ярко выражена деградация фитоценоза.
В указанной главе с помощью математических формул и ссылок на экспериментальные данные доказано, что стабилизация, экологизация и интенсификация производства, в частности кормов, – взаимосвязанные и одновременные процессы. Они базируются на опережающем росте наукоёмкости технологий, обеспечивающей увеличение биологического и технологического многообразия в агроэкосистемах, повышение их адаптивного потенциала, замкнутость и ускорение производственных процессов.
В разделе 6.5 “Влияние минеральных удобрений на содержание катионов и анионов внутрипочвенного водостока” приведены данные по влиянию бессменного возделывания пропашных культур, многолетних, севооборота, известкования, коренного улучшения луга, длительного применения минеральных удобрений и подсева многолетних бобовых трав на содержание NO3; NH+; PO4- - - во внутрипочвенном водном стоке в осенний период. Экспериментально доказано, что возделывание многолетних трав, внедрение севооборота, известкование, замена минерального азота на биологический путём периодического подсева в травостой клевера лугового и люцерны изменчивой уменьшают загрязненность почв и почвенно-грунтовых вод, в первую очередь нитратами.
В главе 7 – "Энергетическая и экономическая эффективность разных способов увеличения продуктивного долголетия многолетних травостоев. Роль экономического фактора в стабилизации кормопроизводства" – дана не только энергетическая, но и экономическая оценка орошения и удобрения трав, причём разными машинами, а также возделыванию бобово-злаковых травосмесей и продления их продуктивного долголетия с помощью подсева клевера лугового. При этом получено, что без внесения удобрений и подсева клевера возделывание клеверо-тимофеечной смеси за 4 года дало прибавку обменной энергии в размере 119,7 ГДж/га, а клеверо-ежовой – 131,4 ГДж/га. При внесении P60K90+N68 эти показатели увеличились на 12,6 и 17,5 ГДж/га. С учётом изменения плодородия почвы прибавка энергии в контроле на тимофеечном травостое составила 105,0 ГДж/га, а при внесении РK – 130 ГДж/га, однако из-за диспаритета цен последний приём оказался экономически невыгодным. В варианте подсев клевера на фоне P60K90 дополнительно получено на клеверо-тимофеечной травосмеси 14,7 ГДж/га, а клеверо-ежовом – 12,6 ГДж/га, с учётом же изменения и плодородия почвы эта прибавка составила 44,8 ГД ж/га.
В условиях сложившегося на начало 2003 года диспаритета цен в пользу техногенной энергии наиболее экономически целесообразным приёмом является возделывание бобово-злаковых трав с подсевом бобовых через 3-4 года. Из-за диспаритета цен энергетически эффективные приёмы (внесение удобрений и орошение) становятся экономически невыгодными.
На основе полевых опытов и обобщения производственных результатов сделан вывод, что при товарных отношениях получение прибыли является обязательным условием интенсификации продукционного процесса в агроэкосистемах. В свою очередь интенсификация производства кормов является единственным перспективным приёмом увеличения экономической эффективности и экологической безопасности ведения сельского хозяйства, в частности кормопроизводства.
Получение экономического эффекта в агроэкосистемах тесно связано с рыночной конъюнктурой и зависит от динамики цен на техногенную энергию и получаемую продукцию, что описывается формулой 3.
Пр=Цт(:-h-1)етSkЦт, (3)
где Пр – прибыль, – коэффициент энергетической эффективности использования техногенной энергии; ет – удельные затраты последней на единицу площади Sk, Цт – цена техногенной энергии, h – коэффициент экологических последствий использования техногенной энергии; – коэффициент диспаритета цен; =Цт:Цт; Цф – цена энергии в сельскохозяйственной продукции; η=fеi/ ефиз; h=ефиз/еi; ет=еi+ефиз; еi – энергия, затраченная на развитие науки и техники; ефиз – энергия, расходуемая в физических процессах (удобрения, горючее и т.д.).
Таким образом, чтобы увеличить прибыль и обеспечить экологическую безопасность производства необходимо уменьшить диспаритет цен, повысить уменьшить h, и соблюсти неравенства γ<η(h+1) и η>γ(h+1), что достигается за счёт роста наукоёмкости технологи, при котором eiet, а eфиз0, т.е. в структуре совокупных затрат, увеличивается доля расходов на развитие науки и техники. В современных условиях диспаритет цен γ достиг 3 и даже больше, hmin=1, следовательно, для обеспечения прибыльности коэффициент энергетической эффективности производства или приёма его интенсификации должен быть больше 4, что в производственных условиях Нечернозёмной зоны пока трудно достижимо. Поэтому необходимо уменьшить диспаритет цен, желательно через уменьшение цен на техногенные энергоносители.
На примере АО им. Ленина Ярославской области ещё раз показано, что при экономическом кризисе теряется возможность технологического многообразия, в результате чего разрушаются севообороты и дестабилизируется кормопроизводство с переводом его на более низкий энергетический уровень.