Влияние многолетних травосмесей на свойства светло-каштановой почвы

Агрохимическая характеристика светло-каштановой почвы опытного участка. Содержание легкорастворимых солей в водной вытяжке. Агрофизические и агрохимические свойства светло-каштановой почвы под воздействием многолетних трав. Динамика объемной массы почвы.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 18.09.2012
Размер файла 49,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние многолетних травосмесей на свойства светло-каштановой почвы

Введение

Современный период развития сельскохозяйственного производства в России характеризуется все большим возрастанием роли зернового хозяйства и кормопроизводства как системообразующих отраслей АПК, определяющих во многом состояние растениеводства и животноводства, эффективность в целом сельского хозяйства.

Основной задачей в растениеводстве по-прежнему является повсеместное повышение урожайности всех сельскохозяйственных культур, которое в первую очередь должно идти за счет более полного использования природных условий окружающей среды.

В условиях засушливого климата северо-запада Прикаспийской низменности основным лимитирующим фактором получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур является почвенная влага. Другим ограничивающим фактором повышения урожайности полевых культур в подзоне светло-каштановых почв является существенный дефицит питательных веществ в почве в доступной форме. В связи с этим реальной необходимостью становится разработка и внедрение в производство таких агротехнических приемов, которые позволят максимально ослабить влияние неблагоприятных внешних факторов в системе адаптивного земледелия.

Проблема повышения плодородия зональных светло-каштановых почв различной степени солонцеватости продолжает оставаться актуальной. Основной причиной падения плодородия является крайне недостаточное внесение органических и минеральных удобрений, незначительные площади под многолетними травами в полевых севооборотах.

Поэтому расширение посевов многолетних трав, использование их в качестве предшественников под зерновые культуры представляется одним из высокоэффективных приемов пополнения почв органическим веществом, повышения урожайности последующих культур.

В такой ситуации высокую значимость приобретают полевые исследования по оценке продуктивности многолетних трав и их влияние на плодородие почвы и урожайность зерновых культур, что весьма ценно для науки и практики сельскохозяйственного производства.

Исходя их этого, в восточной зоне Ростовской области на светло-каштановых почвах проведены полевые исследования по оценке сравнительной продуктивности различного видового состава многолетних трав, получены новые экспериментальные данные по влиянию пласта многолетних трав на некоторые водно-физические, агрохимические и биологические показатели плодородия почвы. Показана высокая биоэнергетическая эффективность возделывания зерновых культур по пласту многолетних трав.

1. Литературный обзор

В создании прочной кормовой базы важную роль играют многолетние травы, которые в валовом производстве объемистых кормов занимают второе место после силосных культур и обеспечивают в Российской Федерации до 40% общего сбора кормовых единиц.

В настоящее время всестороннее изучение факторов биологизации в растениеводстве и земледелии признано одним из ведущих направлений снижения всех видов затрат в сельском хозяйстве.

Многолетние травы имеют огромное и разностороннее агрономическое значение для сельскохозяйственного производства. Посевы бобово-мятликовых травосмесей улучшают физико-химические свойства почвы, повышают плодородие в условиях недостаточной химизации земледелия и увеличивают урожайность последующих культур.

Классики отечественной агрономии, в частности В.Р. Вильяме (1922, 1934) считал, что в нашей стране должны создаваться все условия для внедрения экологически сбалансированных систем земледелия, воспроизводство плодородия почв в которых будет осуществляться преимущественно биологическим путем.

Отдавая предпочтение удобрениям в севообороте, Д.Н. Прянишников (1962) так же придавал важное значение посевам многолетних трав, В.П. Мосолов (1950) указывает, что многолетние травы обладают более мощной корневой системой, чем другие полевые культуры. Количество корневых остатков у многолетних трав в три раза больше, чем у однолетних культур. В современных условиях многие ученые считают, что в связи с ограниченной возможностью использования большого количества удобрений необходимо всесторонне расширять посевы многолетних трав. Большое значение при этом имеет возделывание бобово-мятликовых травосмесей, которые характеризуются более полным использованием влаги и питательных веществ и формированием прочного травостоя. Преимущество бобово-мятликовых травосмесей проявляется в том, что при изреживании бобовых трав их место занимают более устойчивые и долголетние виды мятликовых (Касимовский B.C., 1986; Тюльдюков В.А., 1988; Миронов Ю.Ф., 1990; Сидоров М.И., Зезюков Н.И., 1993; Дронова Т.Н., 1995). Смешанные посевы люцерны со злаками по общему запасу корневой массы имеют, по мнению В.Г. Горбункова и М.Н. Короленко (1999), заметные преимущества перед чистыми посевами трав.

Согласно исследованиям В.Н. Чурзина (1989); А.Ю. Москвичева (1990); Н.В. Парахина (1997); СВ. Хусаинова (2000); Г.С. Егоровой (2000, 2001); СМ. Бесланеевой (2003); В.И. Иванова (2003) и др., выявлено, что важным источником пополнения органического вещества почвы являются пожнивные и корневые остатки. В полуметровом слое почвы после люцерны первого года жизни к концу вегетации при поддержании поливного порога влажности почвы на уровне 60% НВ было накоплено 35,0 ц/га сухих корней, на варианте с 70% НВ это величина увеличивалась на 5,8 ц/га, при 80% НВ на 9,4 ц/га (Дронова Т.Н., 1989). К.Г. Шульмейстер (1988) отмечал, что воздушно-сухая масса корневых остатков люцерно-житняковой смеси в конце второго года пользования в слое почвы 0-30 см составляет в зоне каштановых почв 60-80 ц, при среднем урожае сена 20-30 ц/га. Люцерна после трехлетнего возделывания накапливает 9,90-10,98 т корней, а к концу четвертого года жизни в результате значительного изреживания ее посевов накопление корневой массы снижается до 8,3-8,9 т/га (Бурцела Н.И., Наумов Н.А., Болдырев В.В., 2003). Значительная часть корней накапливается у люцерны к концу третьего года жизни (6,4-7,4 т/га), что оказывает положительное влияние на запасы гумуса в верхнем слое почвы, возделывание многолетних бобовых трав, таким образом, является наиболее действенным средством регулирования баланса органического вещества в агроценозах (Кирдан В.И., Полев Н.А., 1999; Чурзин В.Н., Хусаинов СВ., Егорова Г.С, 2000).

В зависимости от возделываемых культур, по мнению В.П. Ковриго, И.С. Кауричева, Л.М. Буршаковой (2000), количество поступивших в почву органических остатков колеблется от 7 до 9 т/га в год. Многолетние травы за 2-3 года могут увеличить количество гумуса в почве на 0,3-0,5% или на 7,5-12,0 т/га (Мишустин Е.Н., 1987). В опытах А.С. Салихова, Ш.А. Алиева (2000) каждый гектар многолетних трав оставлял 4-5 т корневых и пожнивных остатков и около 150-160 кг связанного азота. Хорошими потенциальными возможностями пополнения почвы органикой обладают донник и другие многолетние травы (Сухов А.Н., Беленков А.И., 2001), а Сафиоллин Ф.Н. (1999) отмечает, что под злаковыми травостоями содержание гумуса за 5 лет увеличивается с 4,23 до 4,38, а в злаково-бобовых лугах с 4,23 до 4,56%. По результатам исследований Г.А. Дебелого (2000), в начале августа у позднеспелого узколистного люпина накапливается в надземной массе и корнях до 150-250 кг/га азота, который равен внесению 30-40 т/га перепревшего навоза или компоста. Оставляя 50-70 ц/га легко разлагающихся растительных остатков, посевы люцерны активно способствуют процессу гумификации, а так же стабилизации кислотности почвенного раствора (Азаров В.Б., 1999).

Многолетние травы не только пополняют почву органическим азотом, но и улучшают ее агрофизические свойства. Наибольшее количество водопрочных агрегатов, считает В.А. Фигурин (2003) от 0,5 до 5 мм остается в пахотном слое после клеверотимофеечной смеси третьего года жизни (64,4%). По мнению В.И. Беспамятного, А.А. Каштанова, В.И. Столярова (2003) многолетние травы, как предшественники для яровой пшеницы, меньше теряют влаги, чем пар. Многолетние травы восстанавливают структуру почвы (Листопадов И.Н., Техин И.И., 2000), способствуя уменьшению стока атмосферных осадков, позволяют использовать влагу глубоких почвенных горизонтов (Кружилин И.П., Часовских В.П., 1999). Так, суммарный смыв почвы за четыре года в севообороте без многолетних трав составляет 45,3 т/га, а в севообороте с тремя полями многолетних трав - только 16,9 т/га (Гаряева Р.Г., 2000). Клевер вместе со злаковыми травами, по мнению Ф.В. Цветкова (2000), является так же надежным средством восстановления и повышения плодородия почв. А.И. Белолюбцев, С.И. Чебаненко (2000) считают, что активность эрозии при возделывании трав бывает низкой, смыв почвы в изучаемых вариантах не превышает 80 кг/га. Следует отметить, что запашка под пар донника на сидерат при распашке пласта трав дает так же положительный эффект (Пожилов В.И., Волынсков П.А., 2001). По результатам исследований В.И. Пожилова, В.М. Жидкова, А.В. Зеленева (1999) донник как сидерат, навоз и многолетние травы способствуют снижению объемной массы почвы в посевах озимой ржи и яровой пшеницы.

Помимо воспроизводства плодородия, улучшения агрофизических свойств почвы, повышения урожайности последующих сельскохозяйственных культур посевы многолетних трав являются фактором стабильности кормовой базы в богарном кормопроизводстве. Многолетние травы и их смеси по сравнению с другими кормовыми культурами низкозатратны, более полно используют влагу и питательные элементы в течение всего года на формирование урожая. Взятые в отдельности бобовые и мятликовые травы в полной мере не отвечают требованиям полноценного кормления сельскохозяйственных животных. Лучше они удовлетворяются при посеве бобово-мятликовых травосмесей, так как в этом случае достигается рациональное соотношение между углеводами и белками (Лашин Н.Ф., Хомутянская Н.М., 1998). По данным И.В. Ларина (1990), урожайность травосмесей была на 14,4% выше урожайности трав в чистых посевах. Более высокая урожайность, прежде всего, обуславливается тем, что травосмеси полнее используют питательные вещества и воду. Помимо всего указанного, по исследованиям И.В. Ларина (1990), более высокий урожай травосмесей объясняется и тем, что основная масса листьев большинства культурных мятликовых располагается в нижней трети куста, а у бобовых - во второй трети куста, что обеспечивает более рациональное использование углекислого газа воздуха и солнечной радиации. Выращивание бобовых и мятликовых культур в смешанных посевах способствует повышению использования ФАР на формирование урожая, продуктивного долголетия, толерантности к болезням и вредителям, улучшает сбалансированность кормов по питательным веществам (Кружилин И.П., Дронова Т.Н., 1997).

По данным исследований Т.Н. Дроновой (1995) смеси из многолетних бобовых и мятликовых трав при орошении способны утилизировать 2 - 3% ФАР, формировать за три полноценных укоса от 60 до 90 т/га зеленой массы. Стабильно высокой продуктивностью отличаются смеси из двух бобовых (люцерна, клевер) и двух мятликовых трав (кострец, ежа или овсяница). При сушке бобово-мятликовой травосмеси листья бобовых трав почти полностью сохраняются тогда, как при сушке одних бобовых наблюдается большая потеря листьев. В результате в бобово-мятликовом сене часто содержится больше переваримого протеина, и кормовых единиц, чем в бобовом. Смешанные посевы обеспечивают получение сбалансированного корма по белку (90-120 г. переваримого протеина на 1 корм, ед.), витаминам, минеральным солям, микроэлементам и аминокислотам (Григорьев Н.Г., Волков Н.П., Воробьев Е.С., 1989).

Бобово-мятликовые травосмеси значительно превосходят по урожайности одновидовые посевы трав. Увеличение урожая происходит за счет лучшего развития мятликовых компонентов, при совместном произрастании с бобовыми. При высеве четырехкомпонентной смеси трав эспарцет + люцерна + кострец безостый + житняк исключение эспарцета из травосмеси обуславливало более низкую урожайность в первые годы пользования (Сысоев Н.А., 1982). Улучшение условий среды под травосмесями обеспечивает высокую густоту травостоя и равномерное распределение листьев по высоте. Выше общая облиственность и фотосинтетическая активность. Густые травостои обеспечивают хорошие условия для накопления снега и сохранения трав от вымерзания (Смелов С.П., 1966). Они мене засорены, в них меньше вредных насекомых, чем в чистых травах. У них больше задернованность и прочность дернины, что особенно важно на пастбищах, выше урожайность, их можно использовать более длительный период по годам жизни и по сезонам года (Андреев Н.Г., 1989; Савенков А.В., Савенкова Е.А., 1997).

Травосмеси с эспарцетом меньше реагируют на изменения погодных условий и сильно в засушливые года дают относительно хорошие урожаи зеленой массы и сена (Шейко Д.А., 1975; Привалова К.Н., 1998). Мятликовые травы в разной степени влияют на бобовый компонент в травосмеси. Так, житняк, являясь более раноотрастающей культурой, чем эспарцет, несколько задерживает его рост и развитие (Дорохов А.А., 1975; Шарипбаев Н.Ж., 1978). Высокая продуктивность эспарцета обусловлена рядом его биологических особенностей. Благодаря глубоко проникающим в почву корням с многочисленными боковыми ответвлениями с хорошо развитой сетью тонких корешков эспарцета хорошо используют влагу, как из верхних, так и из нижних горизонтов почвы. Эспарцет способен использовать труднодоступные фосфорные и кальциевые соединения почвы и подпочвы и делать их пригодными для усвоения растениями возделываемых после него культур (Григорьев М.А., 1974).

Обоснование оптимальных способов и норм посевов многолетних трав во всех почвенно-климатических зонах является важным условием получения высоких урожаев. Многолетние травы высевают осенью, весной и летом. При беспокровных посевах осенью и летом многолетние травы на следующий год дают более высокий урожай по сравнению с весенними посевами. Особенно большая разница в урожаях в пользу осенних посевах наблюдается в регионах с теплой длительной осенью (Ларин И.В., Иванов А.Ф., 1990; Дурнев Г.И., Петров В.А., 1999). Получили распространение беспокровные летние посевы многолетних трав по пару. Сеять травы по пару следует лишь в тех случаях, если они будут давать урожаи сена и травы, кормовая ценность которых превышает кормовую ценность урожая зерновых и других культур, обычно высеваемых по пару. Однако, по мнению П.Д. Шевченко (1990) летние сроки посева в южных регионах не обеспечивают хороших всходов вследствие быстрого высыхания верхнего слоя почвы и значительной гибели всходов от высоких температур. Важнейшим условием для нормального роста и развития многолетних трав является установлением оптимальных норм высева.

2. Методика и условия проведения исследований

2.1 Цель и задачи исследований

Успешное функционирование аграрного комплекса России, в условиях рыночной экономики, предусматривает более эффективное использование почвенных, агроклиматических, а также всех других материальных ресурсов. В этой связи возникает необходимость повсеместного совершенствования ранее разработанных зональных систем земледелия, переход на более рациональные, малоресурсозатратные технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Решение этих вопросов возможно во многом за счет большей биологизации систем земледелия, где вопросы сохранения и воспроизводства плодородия почвы, улучшения ее агрофизических свойств, обеспечение более устойчивого роста урожайности зерновых культур в засушливых условиях достигается посредством использования пласта многолетних трав наряду с паровыми полями.

Исходя из этого, цель наших исследований заключалась в сравнительной оценке продуктивности одновидовых и смешанных агрофитоценозов многолетних трав в адаптивных технологиях возделывания и их влияние в последействии на плодородие светло-каштановых почв в восточной зоне Ростовской области.

Программа полевых и лабораторных опытов предусматривала изучение следующих вопросов:

продуктивность многолетних трав в зависимости от видового состава и продолжительности использования;

влияние многолетних трав на водно-физические, агрохимические свойства и структуру почвы;

- влияние пласта многолетних травосмесей на урожайность зерновых культур (озимая пшеница, яровой ячмень) в качестве предшественника.

2.2 Схема опытов и методика их проведения

Для решения поставленных задач в 2010-2011 годы проводились полевые эксперименты на опытном поле ТОО «Мир» Ремонтненского района Ростовской области.

Объектами наших полевых исследований во все годы служили посевы многолетних травосмесей. Видовой состав многолетних трав включал эспарцет - сорт Северокавказский двуукосный; кострец безостый - сорт Моршанский 760; волоснец ситниковый - сорт Бозойский; житняк пустынный - сорт Северодонской. Травосмеси включали сочетание одного бобового и одно - двух мятликовых трав, по 60% от нормы посева каждого компонента в чистом виде. Агротехника выращивания многолетних травосмесей соответствовала зональным рекомендациям. Способ посева - рядовой. Площадь опытных делянок - 300 м2, учетная - 150 м2, повторность трехкратная, размещение делянок систематическое, последовательное.

Посев озимой пшеницы с нормой 3,0 млн. всхожих семян на 1 га осуществлялся после проведения предпосевной культивации сеялкой СЗП - 3,6 в первой - второй декаде сентября. Рано весной проводили боронование посевов озимой пшеницы средними боронами БЗСС - 1,0 в один след поперёк направления рядков, затем подкармливали посевы азотом в дозе 30 кг/га действующего вещества.

Яровой ячмень с нормой посева 3,0 млн. всхожих семян высевали в весенний период на глубину 6-8 см. После посева почва обязательно прикатывалась кольчатыми катками ЗККШ - 6 А с целью лучшего контакта семян с капиллярами почвы. Направление рядков принято с юга на север, так как при этом расположении рядков растения полнее используют световые ресурсы.

В вегетирующих посевах удобрения не вносили, так как цель нашей работы заключалась в установлении влияния пласта многолетних трав на агрофизические свойства светло-каштановой почвы Ремонтненского района Ростовской области.

Уборка озимой пшеницы проходила в конце июня и первой половине июля, перед этим проводился учет биологической урожайности, определение структуры урожая.

2.3 Характеристика почвенно-климатических условий восточной зоны Ростовской области

Климат. По климатическим условиям восточная часть Ростовской области относится к зоне сухих степей и полупустынь. Особенностью климата является ярко выраженная континентальность, которая характеризуется резкими колебаниями температуры воздуха, жарким летом, холодной и малоснежной зимой. Среднемноголетнее количество осадков составляет 300 мм, а средняя январская температура воздуха около -10°С. Лето жаркое, со средней температурой воздуха в июле + 24°С. Безморозный период длится 160-180 дней, а продолжительность весеннего периода со среднесуточной температурой воздуха до 10°С в пределах 20-30 дней. Необходимо ответить, что наступление положительных температур воздуха в отдельные годы существенно колеблется. Заморозки начинаются в первой декаде октября. Снежный покров удерживается недолго, высота его не превышает 15-20 см, поэтому запасы продуктивной влаги в почве формируются в основном за счет выпадаемых осадков.

Положительными сторонами климата территории являются:

1) длительный безморозный вегетационный период;

2) большое количество тепла и интенсивная солнечная радиация, что позволяет выращивать даже самые теплолюбивые сельскохозяйственные культуры.

Отрицательным фактором климата, прежде всего, является острый недостаток продуктивной влаги в почве. Неустойчивое и недостаточное увлажнение почвы снижает биоклиматический потенциал территории, а наблюдающиеся суховеи и пыльные бури обусловливают рискованность производства продукции растениеводства в богарных условиях.

Значительная часть территории зоны равнинная или равнинно-слабоволнистая с отчетливо выраженным микрорельефом. Широко распространены различные по конфигурации, размерам и углублениям депрессии (западины, большие падины и лиманы).

Растительный покров зоны сухих степей неоднороден. Для него характерны низкорослость, комплексность и высокая изреженность, проективное покрытие не превышает 50 - 70%.

В данной зоне произрастают типчак, различные виды полыни (Artemisia nitrosa, A. pauciflora, A. frigiga, A. austriaca), а так же разнотравье - прутняк (Kochia prostrata), ромашник (Pyrethrium achilleifolium), тысячелистник благородный (Achillea nobilis) и др.

Почва. Каштановые почвы формируются под растительностью сухих степей в условиях засушливого климата. В профиле зональных каштановых почв под слоем слабо выраженной дернины Ад выделяется гумусовый горизонт А темно - каштанового, каштанового или светло - каштанового цвета с буроватым оттенком, комковатой или комковато - пылеватой структуры. За ним идет гумусовый переходный горизонт B1 серовато - бурой окраски, крупно комковатой, а в солонцеватых разновидностях комковато - призмовидной или призмовидно - ореховатой структуры с буровато - коричневой лакировкой на гранях структурных отдельностей, придающей горизонту более темную окраску и коричневатый оттенок.

Ниже расположен горизонт гумусовых затеков В2, неоднородный по окраске, обычно серовато - бурой, крупно комковатой или комковато - призмовидной структуры. Под ним залегает иллювиальный карбонатный горизонт Вк буровато - желтого цвета, призмовидной или призмовидно - ореховатой структуры, часто плотного сложения от наличия в нем карбонатов. Карбонатный горизонт постепенно переходит в почвообразующую породу С, более светлую и однородную по окраске, более рыхлого сложения, с очень редкими пятнами карбонатов или без них, с вкраплениями гипса в виде друз, гнезд, отдельных кристалликов или прожилок.

В.В. Докучаев (1883), Н.М. Сибирцев (1898) и другие ученые связывали происхождение каштановых почв с засушливостью климата и ксерофитным характером произрастающей растительности, в составе которой значительную роль играют полыни.

Генезис каштановых почв следует рассматривать как результат совокупного проявления условий почвообразования в зоне сухих степей.

Экспериментальная часть наших полевых исследований проводилась на светло - каштановых почвах ТОО «Мир» Ремонтненского района, расположенного в восточной части Ростовской области.

Морфологическое обследование почвенных разрезов показало, что почвы опытного участка имеют профили, характерные для почвообразовательного процесса в зоне сухих степей. В пахотном горизонте почвы содержится более 5% поглощенного натрия, от чего структура становится менее прочной и почва легко рассыпается.

Горизонт А - от 0 до 25 см, пахотный, каштановый, комковатый, пылеватый, уплотненный, тяжелосуглинистый, пронизан корнями. Переход к горизонту B1 заметный.

B1 - от 25 до 30 см, светло - коричневый, с гумусовыми затеками, глинистый, крупно комковатый, уплотненный. Корнями растений пронизан средне, переход к горизонту В2 постепенный.

В2 - от 30 до 65 см, коричнево - бурый равномерно окрашенный, тяжелосуглинистый с нитками белоглазки. Корней мало, в нижней части бурно вскипает от соляной кислоты, переход к горизонту С постепенный.

С - от 65 и более см, светло - бурый, средне суглинистый, плотный, корни единичные, ярко выраженная белоглазка на глубине 0,70 - 0,90 м.

Таблица 1. Агрохимическая характеристика светло-каштановой почвы опытного участка

Слой почвы, см

% к абсолютно сухой почве

Обменный калий, мг К2О/100 г. почвы

рН

Поглощенные основания, м.-экв./100 г. сухой почвы

гумус

общий азот

валовой фосфор

сумма

Са

Мд

Na

0-10

1,73

0,091

0,143

38,9

8,43

13,94

10,0

3,6

0,34

10-20

1,75

0,089

0,135

36,4

8,42

15,54

10,0

5,2

0,34

20-30

1,66

0,072

0,127

37,2

8,12

14,68

9,6

4,8

0,20

30-40

1,39

0,077

0,123

24,0

8,03

22,44

13,2

8,8

0:43

40-50

1,27

0,068

0,133

21,3

7,82

24,21

14,0

9,6

0,61

50-60

0,89

0,042

0,154

18,6

7,97

18,87

10,0

8,0

0,87

Водно-физические показатели почвы опытного участка характеризуются следующими значениями: наименьшая полевая влагоемкость (НВ) метрового слоя составляет - 19,2% от массы сухой почвы, объемная масса равна - 1,44 г/см3.

Описание почвенного разреза позволяет отнести почвы опытного участка к светло-каштановым тяжелосуглинистым разностям.

Агрохимические анализы этих почв показали их невысокий уровень плодородия. Гумуса в пахотном слое содержится всего 1,66 - 1,73%, общего азота 0,084%, валового фосфора 0,135%, а обменного калия - 36,4 - 38,9 мг /100 г. почвы. Реакция почвенного раствора в пахотном слое слабощелочная, из поглощенных оснований преобладают кальций 71,5%, магний 26% и натрий 2,5% от их общей суммы (табл. 1).

Содержание легкорастворимых солей в водной вытяжке, в горизонтах А - В2 (слой почвы 0-65 см) невысокое: от 0,002% до 0,049%. Содержание сульфат - ионов и хлор - ионов невелико, за исключением горизонта С, где количество сульфатов значительное. Содержание сульфатов выше, чем хлоридов. Катионы в водной вытяжке представлены в основном кальцием и небольшим количеством магния и натрия (табл. 2).

Таблица 2. Содержание легкорастворимых солей в водной вытяжке (в % от абс. сухой почвы)

Слой почвы, см

НСО'з

Cl

S04»

Са»

Мд»

Na»

0-10

0,049

0,008

0,005

0,010

0,005

0,004

10-20

0,040

0,009

0,010

0,010

0,005

0,006

20-30

0,021

0,005

0,015

0,007

0,003

0,003

30-40

0,019

0,008

0,010

0,007

0,003

0,002

40-50

0,018

0,008

0,015

0,006

0,002

0,003

50-60

0,039

0,007

0,015

0,007

0,003

0,008

90-100

0,041

0,020

0,019

0,004

0,004

0,030

В богарном земледелии при использовании таких почв важнейшей задачей является максимальное накопление и рациональное использование влаги. Необходимо при этом использовать такие агротехнические приемы и предшественники, которые будут изменять в лучшую сторону их водно-физические, агрохимические свойства пахотного и подпахотного горизонтов почвы.

2.4 Метеорологические условия в годы проведения исследований

Полевые опыты были заложены весной 2010 года и завершены в вегетационный сезон 2011 года. Погодные условия, в которых проходили рост и развитие растений в годы проведения исследований характеризовались в целом неодинаково.

Весна в 2010 году наступила на 3-4 дня позже обычных сроков, но нарастание температуры воздуха шло очень быстро. Уже в первой декаде апреля температура воздуха была на 1° выше средней многолетней, вторая и третья декады, так же были теплее обычного. Среднемесячная температура в апреле достигала 11,6°С, что на 3,4° выше средней многолетней (табл. 3). Климатические данные, представленные в таблицах 3, 4, 5 приводятся по данным метеостанции с. Ремонтное Ростовской области за 2010-2011 гг.

Таблица 3. Средняя месячная температура воздуха (°С)

Месяцы

Средняя многолетняя

2010 г

2011 г

по месяцам

отклонения

по месяцам

отклонения

Январь

-9,5

-1,1

+ 8,4

-4,0

+ 5,5

Февраль

-7,8

-0,9

+ 6,9

+ 2,6

+ 5,2

Март

-2,6

+ 4,6

+ 2,0

+ 5,7

+ 3,1

Апрель

8,2

11,6

+ 3,4

8,4

+ 0,2

Май

17,0

15,0

-2,0

14,4

-2,6

Июнь

21,4

19,7

-1,7

19,2

-2,2

Июль

24,6

26,3

+ 2,3

26,0

+ 1,4

Август

22,7

23,7

+ 1,0

21,9

-0,8

Сентябрь

15,9

16,8

+ 0,9

18,9

+ 3,0

Октябрь

8,2

7,7

-0,5

10,1

+ 1,9

Ноябрь

-0,2

+ 5,1

+ 4,9

+ 4,7

+ 4,5

Декабрь

-6,3

-4,3

+ 2,0

-9,3

-3,0

Как следует из данных табл. 3, в 2010 году, начиная с июня, больших отклонений температуры воздуха от средней многолетней не отмечается. К полевым работам приступили в первой декаде апреля. Первая декада мая была жаркой, а во второй и третьей декадах стало прохладней, и прошли обильные дожди. За май месяц выпало 90,7 мм осадков, что составляет 336,0% от средней многолетней величины, в июне так же выпало 83 мм осадков, что вдвое превышало норму. Август месяц сложился напротив очень сухим, а в осенние месяцы вновь сложились благоприятные условия увлажнения.

Таблица 4. Количество осадков в мм и распределение их по месяцам

Месяцы

Сред. многолет.

2010 г

2011 г

факт.

В % к сред. многолет.

факт.

В % к сред.

многолет.

Январь

23

8,8

38,2

8,8

38,2

Февраль

20

41,5

207,5

41,5

207,5

Март

18

54,7

303,8

54,7

303,8

Апрель

19

52,7

277,2

52,7

277,2

Май

27

90,7

335,9

90,7

335,9

Июнь

40

83,0

207,5

83,0

207,5

Июль

33

14,4

43,5

14,4

43,5

Август

23

3,8

16,5

3,8

16,5

Сентябрь

27

40,2

148,8

40,2

148,8

Октябрь

23

43,0

186,8

43,0

186,8

Ноябрь

34

47,8

140,6

47,8

140,6

Декабрь

31

65,9

212,5

65,9

212,5

За теплый период (апрель-октябрь)

192,0

327,8

170,8

327,8

170,8

За холодный период (ноябрь-март)

126,0

218,7

173,5

218,7

173,5

За год

318,0

546,5

171,8

546,5

171,8

Из данных табл. 4 видно, что в 2010 году осадков выпало 171,8% к норме, он был самым влажным годом за период проведения исследований. За теплый период года (апрель - октябрь) их выпало 170,8% от нормы, что также свидетельствует о достаточно влажном лете. На влажность летних месяцев 2010 года указывают так же данные, приведенные в табл. 5.

Таблица 5. Относительная влажность воздуха, %

Годы

Апрель

Май

Июнь

Июль

Август

Сентябрь

2010

70

65

38

39

38

46

2011

74

59

46

34

44

57

Средняя многолетняя

50

55

42

37

35

40

Наибольшей влажностью в 2010 году отличались апрель и май месяцы, когда относительная влажность воздуха в апреле была на уровне 70%, в мае 75%, что больше на 20 и 30% от средней многолетней нормы. Все это способствовало хорошему росту и развитию растению в богарных условиях. Июнь и июль месяцы были жаркими и относительно сухими, а осень была теплая. В 2011 году весна наступила раньше средних многолетних сроков, уже во второй декаде марта устойчиво держалась положительная температура воздуха. Полевые работы были начаты в первых числах апреля, осадков за месяц выпало 194,7% от нормы. Май месяц был прохладным и дождливым. Среднемесячная температура воздуха была на 2,6° ниже средней многолетней, а осадки составили 219,5% от нормы (табл. 3, 4). В 2011 году с апреля по октябрь (теплый период) выпало наибольшее количество осадков в отличие от других годов исследований, которое составило 191,9%. Погодные условия, сложившиеся в летний период благоприятно повлияли на рост и развитие зерновых культур. Осень в 2011 году была дождливой и несколько холодней обычного. Осадков за сентябрь и октябрь выпало 163,3 - 299,5% от нормы (табл. 4).

3. Агрофизические и агрохимические свойства светло-каштановой почвы под воздействием многолетних трав

3.1 Динамика объемной массы почвы

Плотность сложения почвы является одним из основных показателей агрофизических свойств почвы, и ее изменение существенно влияет на водно-воздушный режим почвы, а, следовательно, на рост и развитие растений полевых культур. По данным М.С. Кузнецовой и С.А. Долгова (1986), для почв среднего и тяжелого механического состава оптимальные для развития растений водно-физические свойства почвы представляются в следующем виде: плотность сложения почвы в равновесном состоянии 1,10 - 1,20 г./см, общая порозность 50-55%, порозность аэрации при полевой влагоемкости - не менее 15%, водопроницаемость не менее 60 мм/час, а полевая влагоемкость 30-33%. И.Б. Ревут (1975) указывает на то обстоятельство, что наиболее высокая продуктивность растений наблюдается на среднеуплотненных почвах (1,20 - 1,30 г./см), а при плотности почвы суглинистых и глинистых разновидностей 1,35 - 1,40 г./см продуктивность растений существенно снижается. По его мнению, угнетающее действие почвы с большой объемной массой на растения и урожай вызвано рядом причин: снижением пористости почвы, уменьшением среднего радиуса пор и возрастанием механического сопротивления, что препятствует нормальному проникновению и распространению корней.

Наши экспериментальные данные показали, что в первый год, когда корневая система многолетних трав только начинает развиваться, объемная масса почвы под изучаемыми вариантами опыта еще мало отличается от плотности пахотных земель. В период второго года жизни многолетних трав, когда происходит значительный прирост корневой массы.

Таблица 6. Динамика объемной массы почвы в посевах многолетних трав в зависимости от возраста использования, г/см3

Годы жизни трав

Слой почвы, см

Травосмесь

Эспарцет - контроль

Двойная смесь (Э+В)

Двойная смесь (Э+К)

Тройная смесь (Э+К+В)

Тройная смесь (Э+Ж+В)

Первый

0-10

1,23

1,24

1,22

1,23

1,22

10-20

1,34

1,35

1,32

1,33

1,30

20-30

1,40

1,39

1,38

1,36

1,37

0-30

1,32

1,33

1,31

1,30

1,30

Второй

0-10

1,24

1,24

1,24

1,24

1,21

10-20

1,29

1,31

1,29

1,30

1,22

20-30

1,32

1,40

1,39

1,40

1,26

0-30

1,30

1,32

1,30

1,27

1,28

Ее увеличению в этот период способствует преобладание процессов накопления органического вещества в почве над его гумификацией, и естественного уплотнения вследствие механического воздействия на почву, выпадения атмосферных осадков, которые зачастую носят ливневый характер. В дальнейшем, эти процессы уравновешиваются, формируется плотный травостой, и увеличение объемной массы не происходит. Напротив рыхлость почвы под посевами многолетних трав приближается к рыхлости обрабатываемых земель, особенно в верхнем 10-см слое. Заметны различия объемной массы и в зависимости от состава травосмеси. Так, более сложные трехкомпонентные смеси обеспечивают лучшую сопротивляемость почвы к ее уплотнению и объемная масса почвы этих вариантов несколько меньше, чем на двухкомпонентных смесях. При этом наименьшая объемная масса наблюдалась под травостоем тройной смеси состоящей из эспарцета, житняка и волоснеца, когда в пахотном слое 0-30 см она составила - 1,26 г/см3. Очевидно мощная корневая масса расположенная близко к поверхности почвы у мятликовых компонентов смеси надежно предохраняла почву от уплотнения. Наиболее же высокие значения показателя плотности твердой фазы почвы выявлены у одновидового посева эспарцета без участия мятликовых трав, где за годы исследований объемная масса в слое почвы 0 - 30 см изменялась от 1,30 до 1,33 г/см3. Важно заметить при этом, что объемная масса почвы при закладке опыта (контроль) составляла: 0-10 см - 1,25; 10-20 см - 1,33; 20 - 30 см - 1,36 г/см3.

Таким образом, анализ изменений объемной массы почвы в верхнем горизонте 0-30 см после трехлетнего использования многолетних трав соответственно уменьшился с 1,33 до 1,26 г/см3. Как известно, величина объемной массы определяется соотношением в почве органических и минеральных частей, следовательно, возделывание многолетних трав способствует большому накоплению в почве органических веществ, которые в свою очередь будут определять ее плодородие.

3.2 Структурное строение пахотного слоя почвы

Большое агротехническое значение имеет выращивание многолетних трав в засушливых условиях зоны, где часто наблюдается ветровая эрозия с ухудшением состояния пахотного горизонта и поэтому они оказывают важную роль в сохранении и повышении структуры почв. Переход на севообороты с короткой ротацией, с нарушенным чередованием культур активизирует процессы разрушения почвенной структуры, что вызывает снижение естественного плодородия зональных почв. Приостановить максимально этот процесс можно за счет внесения больших доз органических удобрений и введения в севообороты многолетних трав. По данным К.Г. Шульмейстера (1985), А.Н. Сухова, М.В. Араканцева, А.И. Беленкова (1999), В.М. Жидкова, З.П. Гудковой, О.Н. Голеухина (1999), Ю.Н. Плескачева (1999), В.Н. Чурзина, Г.С. Егоровой, С.В. Хусаинова (2001), Н.А. Кириличевой, Г.С. Егоровой (2001), и др. отмеченные негативные процессы в зоне светло-каштановых почв, частично устраняются при использовании посевов многолетних трав. В полевых опытах В.А. Онищенко (1975) по изучению процессов оструктуривания почвы установлено, что после эспарцета почти в два раза уменьшается содержание пылеватой фракции и эрозионноопасных агрегатов, увеличивается количество водопрочных агрегатов на 17,2% по сравнению с черным паром. Многолетние травы, обогащая почву органическим веществом, способствуют созданию прочной комковатой структуры. В свою очередь, структурная почва бывает рыхлой, обладает хорошей водо- и воздухопроницаемостью, высокой влагоемкостью, а накопленная структурной почвой влага более длительно удерживается в ней. В одинаковых агротехнических условиях структурная почва всегда характеризуется более благоприятными для сельскохозяйственных культур водно-воздушными режимами, обеспечивая оптимальные условия для роста и развития растений полевых культур, нежели бесструктурная или мало-структурная.

В наших полевых опытах мы также пытались выяснить, как влияет продолжительность использования бобово-мятликовых травосмесей на структурное строение пахотного слоя светло-каштановых почв, которые характеризуются, как известно, недостаточно устойчивой структурой. Для оценки изменения структурных показателей использовали данные, полученные до посева многолетних трав.

По результатам наших полевых и лабораторных опытов установлено, что процесс образования агрономически ценной структуры под посевами многолетних трав зависит так же от их видового состава. Так, наилучшие значения этих показателей отмечались в травосмесях состоящих из трёх компонентов (эспарцет + житняк + волоснец, эспарцет + кострец + волоснец), где они составили 87,6 - 90,2%. На варианте, где выращивался чистый посев эспарцета без участия мятликовых трав накопление агрономически ценных фракций было несколько меньшим и составило 79,7%.

Как важная характеристика динамики оструктуривания почвы может служить, так называемый, коэффициент структурности, который заметно увеличился при сравнении этих показателей до закладки полевого опыта и после его окончания. До начала проведения опытов доля почвенных агрегатов размером от 0,25 до 10 мм составило 75,8%, а остальная часть приходилась на пылеватую фракцию, коэффициент структурности почвы в начале опыта составил - 0,14. Самые высокие значения коэффициентов структурности получены на вариантах с использованием тройных смесей: эспарцет + кострец + волоснец - 0,31, эспарцет + житняк + волоснец - 0,38 и это вполне понятно, если учитывать способность данных компонентов образовывать достаточно мощную корневую систему.

Таким образом, на оструктуривание светло-каштановой почвы большое влияние оказывают многолетние травы, особенно бобово-мятликовые травосмеси, с мощной корневой системой, которая хорошо агрегатирует почвенную массу. При этом достаточно возрастает количество агрономически ценной фракции (0,25 - 10 мм) и увеличивается коэффициент структурности почвы.

Выводы

1. В условиях подзоны светло-каштановых почв при включении в полевые севообороты бобово-мятликовых травосмесей и использовании их в течение двух лет улучшаются основные агрономические свойства светло-каштановой почвы: снижается объемная масса почвы в пахотном слое почвы с 1,33 до 1,27 г./см3; увеличивается количество агрономически ценных фракций (0,25-10 мм) до 72-76%, в сравнении с исходными значениями - 67% при закладке опыта, а коэффициент структурности почвы повышается от 2,10 до 3,19.

2. Важное агробиологическое значение культуры многолетних трав заключается не только в улучшении агрофизических показателей почвы, но и в восстановлении ее естественного плодородия. При этом посевы многолетних трав за счет биологической фиксации азота, накопления в почве корневых и пожнивных остатков, создания хорошего травостоя, не дающего развиваться ветровой эрозии, обеспечивают за три года увеличение гумуса в пахотном слое на 0,09-0,17%.

3. Многолетние травы как предшественники зерновых культур способствуют улучшению пищевого режима почвы, при использовании их и пласта повышается в пахотном слое содержание легкогидролизуемого азота (48,6 мг/кг), доступного фосфора (28,6 мг/кг) и обменного калия (425 мг/кг).

4. Запасы продуктивной влаги в зоне светло-каштановых почв в основном создаются весенними и осенне-зимними осадками. В этих условиях пласт многолетних трав и черный пар накапливают весной к началу полевых работ практически одинаковое количество влаги.

5. Установлено, что без дополнительных энергетических затрат на применение гербицидов можно успешно бороться с сорняками в посевах бобово-мятликовых трав. При обеспечении хорошей густоты стояния двойных и тройных смесей многолетних трав за период двухлетнего их использования вытесняются не только однолетние (марь белая, щирица запрокинутая), но и многолетние (осот полевой) сорняки.

Список литературы

почва многолетний травосмесь каштановый

1. Алтухов А.И. Состояние и перспективы зернового производства и рынка зерна в РФ / А.И. Алтухов // Аграрная Россия, 2000. - С. 5-13.

2. Аньшакова О.А. Сравнительная оценка продуктивности одновидовых и смешанных посевов кормовых культур при орошении / О.А. Аньшакова, И.П. Кружилин // Совершенствование научн. обеспечения с.-х. пр-ва Волгоград. Обл., 1999. - №12. - С. 168 - 170.

3. Бабушкин В.М. Приемы возделывания многолетних трав на солонцовых комплексах восточной зоны Ростовской области / В.М. Бабушкин, Н.З. Кузнецов. // Повышение продуктивности солонцовых земель на Северном Кавказе, 1975. - №11. - С. 21.

4. Барановская В.А. О балансе гумуса в степных почвах Нижнего Поволжья / В.А. Барановская, Ю.Б. Базюхин, А.А. Околелова. // Агрохимия, 1988. - №8. - С. 76-81.

5. Благовещенский Г.Ф. Многолетние бобовые травы как фактор повышения продуктивности севооборотов / Г.Ф. Благовещенский, В.Д. Штырхунов // Агрохим. Вестник, 2001. - №1. - С. 19-21.

6. Бокарев В.Г. Роль многолетних трав / В.Г. Бокарев // Агрохимия, 1997. - №5. - С. 77-78.

7. Гаврилов Ф.П. Технология возделывания многолетних бобово-мятликовых смесей на орошаемых землях / Ф.П. Гаврилов, Т.Н. Дронова // Вестн. РАСХН, 2000. - №5. - С. 56-58.

8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. - М.: Колос, 1985. - 351 с.

9. Дронова Т.Н. Пути интенсификации травосеяния на орошаемых землях / Т.Н. Дронова // Кормопроизводство, 2002. - №1. - С. 11-16.

10. Егорова Г.С. Влияние разновозрастных посевов люцерны на плодородие почвы в севообороте при орошении / Г.С. Егорова // Сб. науч. тр. Волгоградский с.-х. ин-т. - Вологоград, 1995.

11. Зеленев А.В. Биологические севообороты и плодородие каштановых почв / А.В. Зеленев // Вестник АПК, 1999. - №4. - С. 49-50.

12. Казьмин В.М. Как поддержать почвенное плодородие? / В.М. Казьмин, В.В. Коломейченко, Т.Ф. Макеева // Земледелие, 2001. - №5. - С. 30-31.

13. Караваев М.А. Влияние многолетних трав на урожайность зерновых культур и плодородие светло-каштановой почвы в восточной зоне Ростовской области: дис. канд. с.-х. наук: 06.01.09 / Караваев Михаил Александрович. - Волгоград, 2005. - 144 с.

14. Кузьмин Ю.Г. особенности возделывания кормовых культур на орошаемых землях / Ю.Г. Кузьмин. - Элиста: Калмыцкое книжное издательство, 1987. - 56 с.

15. Никитенко Г.Ф. Опытное дело в полеводстве / Г.Ф. Никитенко. - М.: Россельхозиздат, 1982. - 134 с.

16. Новоселов Ю.К. Устойчивость полевых кормовых культур и ихх роль в биологизации земледелия / Ю.К. Новоселов, А.С. Шпаков // Кормопроизводство, 1998. - №10. - С. 18-20.

17. Паршин В.А. Биоэнергетическая оценка технологий возделывания сельскохозяйственных культур / В.А. Паршин, М.М. Оконов, Т.И. Бакинова. - Элиста, 1997. - 155 с.

18. Сухомлинова Н.Б. Ландшафтная система земеледелия в Ростовской области / Н.Б. Сухомлинова // Земледелие, 2002. - №1. С. 19-20.

19. Филин В.И. Агрохимические проблемы и принципы управления плодородием почв / В.И. Филин // Сб. науч. тр. Почвенно-экономические проблемы степного земледелия. - Пущино, 1992. - С. 59-67.

20. Хусаинов С.В. Продуктивность многолетних бобовых и злаковых трав в аридных условиях Волгоградской области / С.В. Хусаинов, Г.С. Егорова // III Международная научно-производственная конф. «Интродукция нетрадиционных и редких с.-х. растений» - Пенза, 2000. - С. 286-287.

21. Чурзин В.Н. Продуктивность многолетних трав в зависимости от сроков и способов посева на светло-каштановых почвах Волгоградской области / В.Н. Чурзин, С.В. Хусаинов, Г.С. Егорова // Науч. вестник. Агрохимия, 2000. - Вып. 2 - С. 109. - 112.

22. Чурзин В.Н. Влияние приемов возделывания на урожайность многолетних бобовых и злаковых трав в подзоне светло-каштановых почв Волгоградской области / В.Н. Чурзин, С.В. Хусаинов, Д.В. Шульга. // Аграрная наука, 1999. - №12. С. 14-15.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.