Биологические науки / 4. Ресурсоведение

К.б.н. Солдатова И.Э., к.с.-х.н. Солдатов Э.Д.

СКНИИГиПСХ, Россия

Оптимизация способов повышения биоресурсного потенциала лугопастбищных фитоценозов в горной зоне РСО-Алания

Урожайность природных кормовых угодий в последнее время заметно снизилась вследствие прекращения работ по их улучшению. В условиях ограниченности природных ресурсов обострилась задача по приостановлению негативных процессов на сенокосах и пастбищах, сопровождающихся заменой ценной кормовой луговой растительности на малоценную древесно-кустарниковую. Поэтому поиск путей восстановления и повышения их продуктивности с применением ресурсосберегающих технологий является актуальной задачей науки и производства.

Цель исследований заключалась в восстановлении биологического разнообразия и качества горных кормовых угодий с применением биологически активного препарата гумата калия+7 и местных цеолитсодержащих агроруд - ирлит 7 и аланит, что впервые проводилось на Северном Кавказе.

Материалы исследований использованы при составлении рекомендаций по технологии улучшения и использования горных сенокосов и пастбищ.

Объектом исследований явились деградированные горные кормовые угодья, расположенные в субальпийском поясе южной экспозиции Даргавской котловины (РСО-Алания). Горно-луговые почвы опытного участка в слое 0-20см содержат: 4,71% гумуса; 0,97% общего азота; 5,90мг/100г почвы Р₂О₅; 25,06мг/100г почвы К₂О; рН_сол. – 5,09.

Оценку состава, продуктивности и биологических особенностей биоценоза деградированного горного луга при различных уровнях минерального питания проводили в 1-ом опыте на неудобренном (Ф1) фоне по следующей схеме:

1.Контроль б/у (Ф1) 4. Аланит (1т/га)

2. Гумат калия+7 (0,01% р-р) 5. Ирлит-7 (0,5т/га) + Аланит (0,5т/га)

3. Ирлит-7 (1т/га)

Во 2-ом опыте на удобренном (N₆₀P₄₅K₂₀ – половинная доза от рекомендуемой в данной зоне) (Ф2) фоне.

В качестве удобрений использовали аммиачную селитру (34,5%), двойной суперфосфат (40%) и калийную соль (40%). Из биопрепаратов применяли гумат калия+7, содержащий (в %): гуминовые кислоты – 80; фульвокислоты – 2,0; аминокислоты – 1,2; углеводы – 0,2; низкомолекулярные органические кислоты – 2,5; азот – 0,35; фосфор – 1,5; калий – 1,5 и биологически активные формы микроэлементов: Fe, Cu, Zn, Mn, B, Mo.

Впервые на горных угодьях применялись нетрадиционные удобрения – местные цеолитсодержащие агроруды:

ирлит-7 (содержащий: Si – 53,7%; Al₂O₃ – 16,4%; СаО – 2,5%; магний (MgO) – 1,3%; общий азот – 0,20%; Cu – 100 мг; Мо – 5 мг; Со – 80 мг/кг, и другие макро- и микроэлементы, при рН – 3,8);

аланит (содержащий: СаО – 32,7%; Fe₂O – 6,17%; общего азота – 0,36%; Na₂O – 760 мг; K₂О – 670 мг/кг, при рН – 9,3).

Основой формирования лугового фитоценоза служат в основном многолетние бобовые травы, их кормовая и средообразующая роль, являющиеся дополнительным источником «биологического азота», образуемого в симбиозе с клубеньковыми бактериями. Установлено, что на корнях клевера лугового, произрастающего на деградированном кормовом угодье (в ср. за 3 г.) на одном растении сформировалось 28 клубеньков, общей массой 3,2 г.

Благоприятное воздействие на развитие клубеньковых бактерий оказывало влияние аланита (Ф1), повысив их количество до 61 шт. на одном растении, с общей массой 6,5 гр, розовой окраски.

Исследования показали, что наибольшая интенсивность разложения льняного полотна наблюдалась в варианте с применением аланита на фоне (Ф1) – 58,5%, а также при комплексном внесении ирлита 0,5 т/га + аланит 0,5 т/га – 54,6%.

Высокое содержание СаО в аланите (32,7%) способствовало снижению кислотности почвы с рН 5,09 до 5,21 – 5,30, и повышению активности микроорганизмов. Значительная концентрация обменного калия в аланите (670 мг/кг) обеспечивала передвижение пластических веществ, лучшее обеспечение симбиотической системы фотоассимилятами, а другие микроэлементы активно участвовали в окислительно-восстановительных процессах.

Подкормка гуматом калия+7, в начале вегетации, ускорила рост фитоценоза, повысив при этом количество бобовых трав (за счет резерва семян в почве) и их развитие. При этом изменился хозяйственно-ботанический состав травостоя, преобразовав его в злаково-разнотравно-бобовый.

Существенные изменения, на неудобренном фоне наблюдались при комплексном внесении ирлита-7 и аланита по 0,5 т/га. Здесь резко изменился флористический состав фитоценоза, увеличив долю бобовых до 23% и сократив разнотравье на 28%. Их совместное внесение пополняло недостающие или малоконцентрированные элементы питания, создавая при этом единый комплексный состав, способный изменять деградированный горный агрофитоценоз.

Наилучшие сочетания ботанических групп (50:16:34 и 51:16:33), при комплексном использовании удобрений, отмечались в вариантах с участием аланита. Здесь формировался выраженный верхний ярус (от 48 до 84%) верховых злаков, при участии тимофеевки луговой, ежи сборной, овсяницы луговой, вики, лядвенца рогатого, клевера лугового.

Выявлено, что на кормовых угодьях без применения удобрений рост растений замедлялся: такие фазы как прорастание, кущение и выход в трубку наступали на две недели позже по сравнению с вариантами, где вносили удобрения.

Анализ результатов подсчета количества побегов показал, что все исследуемые виды удобрений оказали положительное влияние на кущения злаковых, ветвления бобовых и разнотравья.

Наблюдения за ростом и развитием травостоя в естественных горных условиях (без внесения удобрений), определили стабильно низкий уровень урожая кормового угодья, который варьировал в пределах 11,21 – 13,45 ц/га сухой массы. Действие биологического препарата, агроруд, минеральных удобрений и их сочетаний повлияло на урожай фитоценоза. При этом, прибавка урожая сухого вещества, по отношению к контролю, была существенной. Результаты математического анализа определили высокий коэффициент корреляции. Максимальный коэффициент корреляции, связанный высотой и плотностью, особенно с большей долей бобовых в травостое (r = 0,81) отмечен в варианте с внесением аланита (1 т/га).

Выявлено, что как на контроле, так и в вариантах с применением аланита (1 т/га) и смеси его с ирлитом (ирлит 0,5 т/га + аланит 0,5 т/га) содержание сырого протеина из года в год стабильно повышалась, а в вариантах с гуматом калия+7 и ирлитом (1 т/га) к третьему году исследований отмечался спад этого показателя.

Выявлено, что лучшим на фоне естественного плодородия почвы по продуктивности оказалось внесение аланита 1т/га и ирлита 0.5т/га + аланита 0,5т/га, когда сбор кормовых единиц превысил контроль соответственно на 65 – 105%. Сбор же переваримого протеина был наиболее высоким при внесении 1т/га аланита, который превысил вариант с сочетанием ирлита 0,5 т/га + аланита 0,5 т/га на 18%, из за более высокой насыщенности травостоя бобовым компонентом.

Энергетическая оценка дает возможность выбрать наиболее рациональные способы улучшения кормовых угодий, при освоении которых обеспечиваются минимальные затраты антропогенной энергии, повышение урожайности и сохранение высокой их устойчивости.

Результаты энергетической оценки подтвердили высокую эффективность применения всех видов удобрений.

Окупаемость валовой энергии на неудобренном фоне максимальной была в варианте с гуматом калия+7 (18,66%), что связано с наименьшими затратами на приобретение препарата и его внесение (4,7 ГДж/га). Среди агроруд наивысшей окупаемостью (16,33%) выделялся вариант с комплексным внесением ирлит 0,5 т/га + аланит 0,5 т/га, в биомассе которого концентрировалось больше валовой энергии (111,04 ГДж/га), при затратах в 6,8 ГДж/га.

Несмотря на самые низкие показатели сбора обменной энергии при внесении гумата калия+7 на фоне Ф1 – 27,64 ГДж/га, агроэнергетический коэффициент (588%) и затраты на создание 1 ГДж/га обменной энергии (170 МДж), оказались наивысшими, что связано с наименьшими антропогенными затратами.

На основании проведенных исследований можно утверждать, что внесение нетрадиционных цеолитсодержащих агроруд экономически и экологически выгодно и способствует улучшению экосистемы лугопастбища с восстановлением ценной луговой и кормовой растительности.

С учетом производственных затрат, себестоимость 100 корм.ед. была самой низкой в варианте с гуматом калия+7 и ирлитом7+аланит (67-78 руб.) на неудобренном фоне (Ф1), при рентабельности 175-212%. На минерально-удобренном фоне (Ф2) себестоимость повысилась до 126-171 руб. при снижении рентабельности.

Литература

1. Бекузарова С.А., Бзиков М.А., Абаев А.А. и др. Применение цеолитсодержащих глин – ирлитов в земледелии / Рекомендации. – Владикавказ. – 2005. – 16 с.

2. Посыпанов Г.С. Биологические критерии системы удобрения / Г.С. Посыпанов / Растениеводство. – М: Колос, 1997. – С. 28-46.

3. Солдатова И.Э. Экологически и экономически обоснованные дозы и способы внесения биологических препаратов и агроруды на горных лугопастбищных фитоценозах / И.Э. Солдатова, А.А. Абаев, Э.Д. Солдатов и др. / - Рекомендация. – Владикавказ, 2012. – 51 с.