Агроэкологическая оценка формирования урожайности и качества люцерно-мятликовых травосмесей в условиях радиоактивно загрязнённой дерново-подзолистой почвы

УДК 631.95:633.313:633.2:631.438/445.24

Агроэкологическая оценка формирования урожайности и качества люцерно-мятликовых травосмесей в условиях радиоактивно загрязнённой дерново-подзолистой почвы

Шаповалов В. Ф., доктор сельскохозяйственных наук

Бельченко С. А., доктор сельскохозяйственных наук

Дронов А. В., доктор сельскохозяйственных наук

Дьяченко В. В., доктор сельскохозяйственных наук

ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет», кафедра агрономии, селекции и семеноводства

243365, Россия, Брянская обл., Выгоничский р-н, с. Кокино, ул. Советская, д. 2а

E-mail: dronov.bsgha@yandex.ru

Исследования проведены в Брянской области на дерново-среднеподзолистой супесчаной радиоактивно загрязнённой почве в 2018–2020 годах. В статье представлены результаты агроэкологической оценки и эффективности применения фосфорно-калийных удобрений разного уровня насыщенности в одновидовых и смешанных посевах люцерны изменчивой. Использовали полевые, лабораторные и статистические методы. При возделывании люцерны изменчивой в одновидовых посевах получена урожайность 41,6 т/га зелёной массы, или 9,85 т/га сухого вещества, за два укоса при внесении фосфорно-калийного удобрения в дозе P₆₀K₂₁₀. В смешанном посеве люцерно-кострецовой травосмеси при двуукосном использовании сформирована максимальная урожайность зелёной массы 47,2 т/га, или сухого вещества 10,54 т/га, при применении фосфорно-калийного удобрения в дозе P₆₀K₂₁₀. В одновидовом посеве люцерны изменчивой содержание сырого протеина составило 14,80%, а его сбор — 1,458 т/га. Люцерно-тимофеевичная травосмесь на фоне применения фосфорно-калийного удобрения P₆₀K₂₁₀ обеспечила высокое содержание (13,45%) и сбор сырого протеина (1,388 т/га). Для получения стабильных и высоких урожаев экологически безопасного корма сделаны практические предложения по возделыванию люцерно-кострецовой и люцерно-тимофеечной травосмесей с применением фосфорно-калийного удобрения в дозе P₆₀K₂₁₀. Разработаны и научно обоснованы рекомендации по возделыванию люцерны изменчивой в смешанных посевах, которые обеспечивают стабильно высокие урожаи зелёных и грубых кормов, соответствующих санитарно-гигиеническому нормативу ВП 13.5.13/06-01. Результаты научных исследований прошли производственную апробацию в экспериментальном хозяйстве ВНИИ люпина на площади 30 га и производственное внедрение в КФХ Панасовой В. В. в Брянской области.

Ключевые слова: люцерна изменчивая, травосмеси, минеральные удобрения, урожайность, качество, радионуклиды.

Дальнейшее развитие животноводства и повышение его экономической эффективности является вполне достижимой задачей при условии стабильного функционирования кормовой базы. Расширение посевов многолетних бобовых трав и бобово-мятликовых травостоев играет большую роль в повышении продуктивности и качества агрофитоценозов. Использование бобовых видов в создании высокоурожайных, долголетних, многовидовых травосмесей значительно снижает потребность посевов в азоте, повышает кормовую ценность, улучшает почвенное плодородие, технологичность при заготовке качественных и энергонасыщенных кормов, устойчивость к стрессовым факторам, болезням и вредителям, посевы меньше засоряются разнотравьем (Писковацкий, 2012). Отмечается, что гетерогенные посевы многолетних бобовых и мятликовых трав эффективнее используют солнечную энергию, влагу, питательные вещества из почвы, удобрения. Данные агрофитоценозы отличаются характерными особенностями, которые направлены на оптимизацию сортового и видового состава, соотношения компонетов, минерального питания, способов хозяйственного использования и кормозаготовки. Кроме того, использование бобово-мятликовых травостоев для кормления крупного рогатого скота повышает качество молока, мяса и продуктов их переработки (Кутузова, 1974; 2019; Эседуллаев, 2014; 2017; Гамко, 2016; Дьяченко, 2016; Бельченко, 2020; Косолапов, 2021).

В результате техногенной аварии на Чернобыльской АЭС и радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий остаётся вероятность производства кормов с высоким уровнем загрязнения радиоцезием. В этой связи наиболее эффективным приёмом снижения поступления радионуклидов в растения является внесение высоких доз калийных удобрений, особенно на дерново-подзолистых почвах лёгкого гранулометрического состава Центрального региона России (Белоус, 2016; Пакшина, 2017; Belous, 2019). Предлагаемые практические рекомендации производству подтверждены исследованиями кандидата сельскохозяйственных наук Брянского ГАУ О. В. Дьяченко в условиях радиоактивно загрязнённой дерново-подзолистой почвы Брянской области (Дьяченко, 2020).

В научной литературе отечественными и зарубежными авторами отмечается, что возделывание многолетних бобовых и мятликовых культур для получения сбалансированного по биологически ценным веществам корма изучено недостаточно, и требуется комплексный подход к такого рода исследованиям по оптимизации безопасных технологий производства зелёных и грубых кормов в условиях радиоактивно загрязнённых угодий (Lassey, 1979; Rafferty, 1994; Smolders, 1995; Zhy, 2000; Смольский, 2020).

В этой связи вопросы возделывания люцерно-мятликовых травостоев в условиях радиоактивно загрязнённой дерново-подзолистой почвы являются актуальными и положены в основу данной работы. Цель наших исследований заключалась в агроэкологической оценке формирования урожайности и качества люцерно-мятликовых травосмесей на радиоактивно загрязнённых дерново-подзолистых почвах юго-западной части Центрального региона России (Брянская область).

Проведена разработка элементов агротехнологии люцерны изменчивой в смешанных посевах с применением фосфорно-калийных удобрений разного уровня насыщенности. Предложены обоснованные рекомендации по возделыванию люцерны изменчивой в смешанных посевах, обеспечивающие получение стабильно высоких урожаев зелёных и грубых кормов, по качеству соответствующих ветеринарно-санитарным требованиям к радиационной безопасности кормов, кормовых добавок, сырья кормового (Ветеринарные правила и нормы. ВП 13.5.13/06-01, 2002).

Результаты научных исследований по возделыванию многолетних люцерно-мятликовых агроценозов в условиях Брянской области прошли производственную апробацию в экспериментальном хозяйстве ВНИИ люпина на площади 30 га и в КФХ Панасовой В. В.

Методика исследований. Исследования проводили в стационарном опыте в Новозыбковском филиале Брянского ГАУ в условиях радиоактивно загрязнённой дерново-среднеподзолистой супесчаной почвы.

Почва характеризуется мощностью пахотного слоя 18–20 см, содержанием гумуса — 1,5–1,7%, подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) — соответственно 156–180 и 98–120 мг/кг почвы; pH — 5,5–5,8; плотность загрязнения цезием-137 в среднем составляла 237 кБк/м². Объекты исследований — люцерна изменчивая, многолетние мятликовые травы (кострец безостый, тимофеевка луговая). Исследования проводили в соответствии с «Методическими указаниями по проведению полевых опытов с кормовыми культурами» (1997) и «Методическими указаниями по определению естественных радионуклидов в почвах и растениях» (1985).

В полевом эксперименте повторность опыта трёхкратная, размещение делянок систематическое. Общая посевная площадь опытной делянки — 45 м², площадь учётной делянки — 30 м². Опыт двухфакторный: фактор А — состав травосмесей, фактор В — дозы минеральных удобрений.

Изучали варианты действия фосфорно-калийных удобрений (Р₆₀К₁₂₀, Р₆₀К₁₅₀, Р₆₀К₁₈₀, Р₆₀К₂₁₀) в одновидовых и смешанных посевах люцерны изменчивой. Фосфорные удобрения применяли в форме двойного гранулированного суперфосфата (48% P₂О₅), калийные — в форме хлористого калия (56% К₂О). Минеральные удобрения на опытных делянках вносили вручную (2–3-я декады апреля). Высевали люцерну изменчивую (Medicago sativa L. nothosubsp. varia (Martyn) Arcang.) сорта Сарга в норме 15 кг/га (8,2 млн шт.), тимофеевку луговую (Phleum pratense L.) сорта Марусинская 297 — 10 кг/га (22 млн шт.), кострец безостый (Bromopsis inermis Leyss.) сорта Моршанский 760 — 24 кг/га (6,9 млн шт.), а также смеси люцерны с кострецом и люцерны с тимофеевкой, посев беспокровный. Соотношение компонентов в травосмеси: бобовые — 65%, мятликовые — 35% от нормы высева в чистом посеве. Учёт урожайности зелёной массы сплошной, поделяночный. Люцерну убирали в фазу цветения, мятликовые травы — в начале вымётывания, травосмеси — в фазе начала цветения люцерны. Выход сухого вещества определяли методом высушивания при температуре 60–65^°С 1 кг зелёной массы до воздушного состояния. Лабораторно-аналитические исследования проводили в соответствии с общепринятыми методиками в Центре коллективного пользования приборным и научным оборудованием Брянского ГАУ. В отобранных растительных образцах определение удельной активности цезия-137 проводили на универсальном спектрометрическом комплексе УСК «Гамма плюс» c программным обеспечением «Прогресс-2000» в геометрии «Маранелли». Азотфиксирующую разделении способность растений спроса люцерны изменчивой определяли закупочной методом сравнения с небобовой культурой по Г. C. Посыпанову (1991). Результаты экспериментальных данных обрабатывали методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985) на основе компьютерного обеспечения (Excel 7.0, Statistic 7.0, NCSS -2000).

Результаты исследований. Проведёнными исследованиями установлена зависимость урожайности одновидовых и смешанных агроценозов многолетних травосмесей от фона минерального питания. Так, среди изучаемых кормовых трав по урожайности зелёной массы в одновидовом посеве люцерна изменчивая имела явное преимущество в сравнении с мятликовыми травами. В среднем за годы исследований (2018–2020 годы) урожайность зелёной массы люцерны изменчивой достигала 41,6 т/га за два укоса под действием последовательно возрастающих доз калия на фоне фосфорного удобрения в дозе P₆₀ (табл. 1). Урожайность зелёной массы смешанных посевов люцерно-мятликовых многолетних трав в среднем за 3 года оказалась значительно выше их урожайности в одновидовых посевах, наиболее высокую урожайность зелёной массы (47,2 т/га) сформировала люцерно-кострецовая травосмесь в варианте применения фосфорного удобрения P₆₀K₂₁₀ (при достоверно существенной разнице в опыте НСР₀₅ частных различий — 2,23 т/га).

Исследованиями установлено, что среди одновидовых агроценозов многолетних кормовых трав наиболее высокий выход сухого вещества (9,85 т/га) сформировала люцерна изменчивая под действием последовательного увеличения доз калия на фоне фосфорного удобрения P₆₀. Выход сухого вещества у смешанных агроценозов был выше, чем у одновидовых, при его максимуме 10,54 т/га в варианте внесения P₆₀K₂₁₀ под люцерно-кострецовую травосмесь (при достоверной разнице в опыте НСР₀₅ частных различий — 0,85 т/га).

Исходя из представленных результатов химического состава по содержанию сырого протеина в воздушно сухом веществе одновидовых посевов многолетних трав, явное преимущество имела люцерна изменчивая — 14,35–14,80% (табл. 2). Следует отметить, что содержание сырого протеина заметно увеличивалось под влиянием возрастающих доз калия в составе фосфорно-калийного удобрения. Данный показатель люцерно-тимофеевичной травосмеси изменялся в пределах от 12,80 до 13,45%, что объясняется активной симбиотической азотфиксацией люцерны изменчивой. Среди мятликовых трав по содержанию сырого протеина отличалась тимофеевка луговая (10,05–10,83%), наименьшее содержание протеина выявлено у костреца безостого (9,19–9,95%).

В наших исследованиях выход сырого протеина в одновидовых и смешанных посевах определялся фоном минерального питания, при этом самый низкий уровень отмечен в контрольном варианте, а наиболее высоким уровнем характеризовался вариант с применением P₆₀K₂₁₀. Одновидовой посев люцерны изменчивой обеспечил выход сырого протеина 1,458 т/га, травосмесь люцерна + кострец — 1,316, люцерна + тимофеевка — 1,388 т/га.

Таким образом, среди одновидовых посевов многолетних трав по выходу сырого, переваримого протеина, кормовых единиц и обменной энергии с единицы площади люцерна изменчивая характеризовалась максимальной продуктивностью на фоне внесения фосфорно-калийного удобрения в дозе Р₆₀К₂₁₀: 1,458 т/га, 1,021 т/га, 7,40 т/га и 95,5 ГДж/га соответственно. В смешанных посевах по этим показателям выделилась люцерно-тимофеевичная травосмесь: 1,388 т/га, 0,972 т/га, 7,33 т/га и 96,29 ГДж/га соответственно.

Следовательно, в среднем за годы исследований при двуукосном использовании многолетних трав применение фосфорно-калийных удобрений способствовало существенному повышению кормовой продуктивности как одновидовых, так и смешанных посевов при достижении максимума в варианте применения Р₆₀К₂₁₀.

Нашими исследованиями за период 2018–2020 годов установлено, что размеры удельной активности ¹³⁷Cs в зелёной массе имели существенное различие в зависимости от видов многолетних кормовых трав, количества укосов и доз применяемых фосфорно-калийных удобрений (табл. 3).

Наиболее высокая удельная активность ¹³⁷Cs среди многолетних кормовых культур за годы проведения опытов отмечена в зелёной массе люцерны изменчивой. Так, в контрольном варианте в зелёной массе первого укоса люцерны удельная активность ¹³⁷Cs в среднем составляла 92 Бк/кг. Под влиянием возрастающих доз калия в составе фосфорно-калийного удобрения отмечено уменьшение удельной активности ¹³⁷Cs в зелёной массе до 26 Бк/кг (норматив 100 Бк/кг). Удельная активность радиоцезия во 2-м укосе люцерны изменчивой была выше и изменялась по вариантам опыта в среднем от 105 до 27 Бк/кг. Зелёная масса мятликовых трав отличалась более низкой удельной активностью ¹³⁷Cs. Под влиянием минеральных удобрений в урожае зелёной массы люцерно-мятликовых травосмесей показатели удельной активности радиоцезия снизились в среднем в 2,7–4,3 раза.

Внесение фосфорно-калийного удобрения в дозе P₆₀K₂₁₀ под многолетние кормовые травы, возделываемые как в одновидовом, так и в смешанном посеве, гарантированно обеспечивало получение нормативно безопасных зелёных и грубых кормов в соответствии с действующим санитарно-гигиеническим нормативом ВП 13.5.13/06-01.

Потребление азота люцерной изменчивой сравнивалось с усвоением азота кострецом безостым. Следует отметить, что почвенно-климатические условия района исследований оказали значительное влияние на азотфиксирующую способность люцерны. Наименьшие размеры фиксированного азота атмосферы люцерной изменчивой в сумме за два укоса отмечены в менее благоприятном по условиям увлажнения 2019 году и по изучаемым вариантам опыта колебались в пределах 48,4–79,3 кг/га. Предположительно, это связано с относительно слабой активностью симбиотического аппарата в условиях дефицита почвенной влаги. В благоприятные по метеорологическим условиям годы (2018 и 2020) биологическая фиксация атмосферного азота люцерной была значительно выше и максимального значения достигла в 2018 году, изменяясь по вариантам опыта от 83,2 до 204,8 кг/га, коэффициент азотфиксации при этом варьировался в пределах 0,59–0,70.

Таким образом, наиболее высокая активность ризобиального симбиоза люцерны изменчивой отмечена в благоприятные по условиям увлажнения 2018 и 2020 годы. Коэффициент азотфиксации в этих условиях увлажнения по вариантам фосфорно-калийного удобрения достигал 0,59–0,70, или 60–70% от общего азота в растениях. Абсолютные размеры фиксированного молекулярного азота люцерной изменчивой составили 83,2–204,8 и 86,6–170,5 кг/га по годам соответственно.

Расчёт экономической эффективности производства зелёной массы на основе люцерны изменчивой, люцерно-кострецовой и люцерно-тимофеевичной травосмесей на радиоактивно загрязнённой дерново-подзолистой почве на фоне применения фосфорно-калийного удобрения в дозе Р₆₀K₂₁₀ показал, что при себестоимости 1 т зелёной массы люцерно-кострецовой травосмеси 293 руб. чистый доход составил 9770 руб., рентабельность производства — 70,6%. При возделывании люцерны изменчивой в смеси с тимофеевкой луговой на зелёный корм себестоимость 1 т продукции составила 291,6 руб., чистый доход получен в размере 9210 руб. при рентабельности производства 71,4%.

Заключение. Проведённые исследования и анализ экспериментальных данных позволили научно обосновать применение фосфорно-калийных удобрений на радиоактивно загрязнённой дерново-среднеподзолистой супесчаной почве. В среднем за 3 года урожайность зелёной массы люцерны изменчивой достигала 41,6 т/га, или 9,85 т/га сухого вещества, за два укоса под действием последовательно возрастающих доз калия на фоне фосфорного удобрения P₆₀. В посеве люцерно-кострецовой травосмеси при двуукосном использовании сформирована максимальная урожайность зелёной массы 47,2 т/га, или 10,54 т/га воздушно сухого вещества, при применении фосфорно-калийного удобрения P₆₀K₂₁₀.

Среди многолетних трав, возделываемых на радиоактивно загрязнённой дерново-среднеподзолистой супесчаной почве, по показателям химического состава преимущество имела люцерна изменчивая.

При плотности радиоактивного загрязнения дерново-среднеподзолистой супесчаной почвы цезием-137 в среднем 237 кБк/м² применение фосфорно-калийного удобрения P₆₀K₂₁₀ при возделывании многолетних трав как в одновидовом, так и в смешанном посевах гарантированно обеспечивало получение нормативно безопасных кормов в соответствии с действующим санитарно-гигиеническим нормативом ВП 13.5.13/06-01 при максимальной урожайности зелёной массы.

Наиболее высокая активность ризобиального симбиоза люцерны изменчивой отмечена в благоприятные по условиям увлажнения 2018 и 2020 годы. Коэффициент азотфиксации при этих условиях увлажнения по вариантам фосфорно-калийного удобрения достигал 0,59–0,70, или 60–70% от общего азота в растениях. При этом абсолютные размеры фиксированного молекулярного азота люцерной изменчивой составили 83,2–204,8 и 86,6–170,5 кг/га по годам соответственно.

Эффективность возделывания люцерны изменчивой и люцерно-мятликовых травосмесей с целью производства высококачественных экологически безопасных зелёных кормов экономически оправдана при применении фосфорно-калийного удобрения в дозе Р₆₀К₂₁₀.

Литература

1. Роль минерального калия в снижении поступления ¹³⁷Cs в кормовые травы и повышении их урожайности на радиоактивно загрязнённых угодьях / Н. М. Белоус, Е. В. Смольский, С. Ф. Чесалин и др. // Сельскохозяйственная биология. — 2016. — Т. 51. — № 4. — С.543–552.
2. Бельченко С. А. Влияние минеральных удобрений на изменение биохимического состава гетерогенных посевов люцерны изменчивой с мятликовыми травами на серых лесных почвах Центрального региона России / С. А. Бельченко, О. В. Дьяченко, А. В. Дронов // Вестник Ульяновской ГСХА. — 2020. — № 2 (50). — С.22–27.
3. Ветеринарно-санитарные требования к радиационной безопасности кормов, кормовых добавок, сырья кормового. Допустимые уровни содержания радионуклидов ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs. Ветеринарные правила и нормы. ВП 13.5.13/06-01 // Ветеринарная патология. — 2002. — № 4. — С.44–45.
4. Качественные корма — путь к получению высокой продуктивности животных и птицы и экологически чистой продукции / Л. Н. Гамко, В. Е. Подольников, И. В. Малявко и др. // Зоотехния. — 2016. — № 5. — С.6–7.
5. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. — М.: Колос, 1985. — 352 с.
6. Дьяченко В. В. Высокоурожайные бобово-мятликовые травосмеси для агроклиматических условий юго-западной части Центрального региона / В. В. Дьяченко, А. В. Дронов, О. В. Дьяченко // Земледелие. — 2016. — № 7. — С.31–35.
7. Дьяченко О. В. Продуктивность и качество одновидовых и смешанных агроценозов люцерны изменчивой и многолетних мятликовых трав в юго-западной части Центрального региона РФ: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.01. — Брянск: Брянский ГАУ, 2020. — 22 с.
8. Объёмистые корма из бобово-злаковых травостоев в рационах кормления крупного рогатого скота: монография / В. М. Косолапов, Б. Г. Шарифянов, Х. Г. Ишмуратов, Ф. М. Шагалиев, И. Ф. Юмагузин, Э. Ф. Салихов. — М.: ФГБОУ ДПО РАКО АПК, 2021. — 184 с.
9. Культурные пастбища в молочном скотоводстве / А. А. Кутузова, З. В. Морозова, Е. С. Воробьёв, Ю. И. Кулебякин. — М.: Колос, 1974. — 272 с.
10. Кутузова А. А. Эффективность усовершенствованных технологий создания пастбищных травостоев с использованием новых сортов бобовых видов и агротехнических приёмов / А. А. Кутузова, Е. Е. Проворная, Н. С. Цыбенко // Кормопроизводство. — 2019. — № 1. — С.7–11.
11. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. — М.: ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса, 1997. — 156 с.
12. Методические указания по определению естественных радионуклидов в почвах и растениях. — М.: Издательство ЦИНАО, 1985. — 20 с.
13. Количественная оценка биологического выноса ¹³⁷Cs из почвы наземной массой мятликовых трав при внесении минеральных удобрений / С. М. Пакшина, Н. М. Белоус, А. Л. Силаев и др. // Радиация и риск (Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра). — 2017. — Т. 26. — № 4. — С.99–110.
14. Писковацкий Ю. М. Люцерна для многовидовых агрофитоценозов / Ю. М. Писковацкий // Кормопроизводство. — 2012. — № 11. — С.25–26.
15. Смольский Е. В. Агрохимическое обоснование кормопроизводства в условиях радиоактивно загрязнённых заливных лугов в отдалённый период после аварии на Чернобыльской АЭС: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук: 06.01.04. — Брянск: Брянский ГАУ, 2020. — 394 с.
16. Посыпанов Г. С. Методы изучения биологической фиксации азота воздуха: справочное пособие / Г. С. Посыпанов. — М.: Агропромиздат, 1991. — 299 с.
17. Эседуллаев С. Т. Формирование бобово-злаковых травостоев на основе люцерны изменчивой на дерново-подзолистых почвах Ивановской области / С. Т. Эседуллаев, Н. В. Шмелёва // Кормопроизводство. — 2014. — № 8. — С.3–7.
18. Эседуллаев С. Т. Сравнительное изучение особенностей формирования урожая в одновидовых и смешанных травостоях многолетних трав на основе люцерны изменчивой и козлятника восточного в условиях Верхневолжья / С. Т. Эседуллаев, Н. В. Шмелёва // Кормопроизводство. — 2017. — № 2. — C.9–13.
19. Change in agrochemical properties and vertical distribution of ¹³⁷Cs in alluvial soil depending on rehabilitation measures / N. M. Belous, E. V. Smolsky, E. V. Prosyannikov, L. P. Kharkevich, G. L. Yagovenko // Amazonia Investiga. — 2019. — Vol. 8. — No. 23. — P.767–780.
20. Lassey K. R. The transfer of radiostrontium and radiocesium from soil to diet: models consistent with fallout andeyses / K. R. Lassey // Health Plus. — 1979. — Vol. 37. — P. 557–573.
21. Rafferty B. Assessment of the role of soil adhesion in the transfer ¹³⁷Cs and ⁴⁰K to pasture grass / B. Rafferty, D. E. Dabson, P. A. Coigan // Sci. Total Envion. — 1994. — Vol. 145. — P.135–141.
22. Smolders E. Some principles behind the selections of crops to minimise radionuclide uptake from soil / E. Smolders // Sci. Total Envion. — 1995. — Vol. 137. — P.135–146.
23. Effect of potassium (K) on the uptake of ¹³⁷Cs by spring wheat (Triticum cv Tonic): a lisimiter study / V. G. Zhy, G. Shaw, A. F. Nisbet, B. T. Wilkins // Radiation and Environmental Biophysics. — 2000. — Vol. 39. — P.283–290.

Yield production and quality of alfalfa-gramineous mixtures on radionuclide-contaminated sod-podzolic soil

Shapovalov V. F., Dr. Agr. Sc.

Belchenko S. A., Dr. Agr. Sc.

Dronov A. V., Dr. Agr. Sc.

Dyachenko V. V., Dr. Agr. Sc.

Bryansk State Agrarian University, department of Agronomy, Plant Breeding and Seed Production

243365, Russia, the Bryansk region, Vygonichskiy rayon, selo Kokino (village), Sovetskaya str., 2a

E-mail: dronov.bsgha@yandex.ru

The investigation took place in the Bryansk region in 2018–2020 on sod-podzolic sandy soil contaminated with radionuclides. This paper deals with the effectiveness of phosphorus-potassium fertilizers on bastard alfalfa monoculture and mixtures. The investigation included field, lab and statistical analyses. Alfalfa monoculture provided 41.6 t ha^-1 of green mass or 9.85 t ha^-1 of dry matter (DM) for two cuts on the background of P₆₀K₂₁₀. Alfalfa-smooth brome mixture showed the highest productivity of 47.2 t ha^-1 of green mass, or 10.54 t DM ha^-1 for 2 cuts on the background of P₆₀K₂₁₀. Alfalfa monoculture yielded 14.80% of crude protein or 1.458 t ha^-1. Alfalfa-timothy mixture provided high protein yield of 13.45% or 1.388 t ha^-1 on the background of P₆₀K₂₁₀. To obtain stable high yield of healthy feed, alfalfa-brome and alfalfa-timothy mixtures are recommended to be fertilized by P₆₀K₂₁₀. Recommendations were developed to cultivate alfalfa mixtures with stable high productivity of green and roughage feeds according to VP 13.5.13/06-01. The results were verified at the research farm of the All-Russian Research Institute of lupine (30 ha area) and KFKH Panasovoi V. V. in the Bryansk region.

Keywords: bastard alfalfa, grass mixture, mineral fertilizer, productivity, quality, radionuclide.

References

1. Rol mineralnogo kaliya v snizhenii postupleniya 137Cs v kormovye travy i povyshenii ikh urozhaynosti na radioaktivno zagryaznennykh ugodyakh / N. M. Belous, E. V. Smolskiy, S. F. Chesalin et al. // Selskokhozyaystvennaya biologiya. — 2016. — Vol. 51. — No. 4. — P.543–552.
2. Belchenko S. A. Vliyanie mineralnykh udobreniy na izmenenie biokhimicheskogo sostava geterogennykh posevov lyutserny izmenchivoy s myatlikovymi travami na serykh lesnykh pochvakh Tsentralnogo regiona Rossii / S. A. Belchenko, O. V. Dyachenko, A. V. Dronov // Vestnik Ulyanovskoy GSKhA. — 2020. — No. 2 (50). — P.22–27.
3. Veterinarno-sanitarnye trebovaniya k radiatsionnoy bezopasnosti kormov, kormovykh dobavok, syrya kormovogo. Dopustimye urovni soderzhaniya radionuklidov 90Sr i 137Cs. Veterinarnye pravila i normy. VP 13.5.13/06-01 // Veterinarnaya patologiya. — 2002. — No. 4. — P.44–45.
4. Kachestvennye korma — put k polucheniyu vysokoy produktivnosti zhivotnykh i ptitsy i ekologicheski chistoy produktsii / L. N. Gamko, V. E. Podolnikov, I. V. Malyavko et al. // Zootekhniya. — 2016. — No. 5. — P.6–7.
5. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezultatov issledovaniy) / B. A. Dospekhov. — Moscow: Kolos, 1985. — 352 p.
6. Dyachenko V. V. Vysokourozhaynye bobovo-myatlikovye travosmesi dlya agroklimaticheskikh usloviy yugo-zapadnoy chasti Tsentralnogo regiona / V. V. Dyachenko, A. V. Dronov, O. V. Dyachenko // Zemledelie. — 2016. — No. 7. — P.31–35.
7. Dyachenko O. V. Produktivnost i kachestvo odnovidovykh i smeshannykh agrotsenozov lyutserny izmenchivoy i mnogoletnikh myatlikovykh trav v yugo-zapadnoy chasti Tsentralnogo regiona RF: avtoref. dis. … kand. s.-kh. nauk: 06.01.01. — Bryansk: Bryanskiy GAU, 2020. — 22 p.
8. Obemistye korma iz bobovo-zlakovykh travostoev v ratsionakh kormleniya krupnogo rogatogo skota: monografiya / V. M. Kosolapov, B. G. Sharifyanov, Kh. G. Ishmuratov, F. M. Shagaliev, I. F. Yumaguzin, E. F. Salikhov. — Moscow: FGBOU DPO RAKO APK, 2021. — 184 p.
9. Kulturnye pastbishcha v molochnom skotovodstve / A. A. Kutuzova, Z. V. Morozova, E. S. Vorobev, Yu. I. Kulebyakin. — Moscow: Kolos, 1974. — 272 p.
10. Kutuzova A. A. Effektivnost usovershenstvovannykh tekhnologiy sozdaniya pastbishchnykh travostoev s ispolzovaniem novykh sortov bobovykh vidov i agrotekhnicheskikh priemov / A. A. Kutuzova, E. E. Provornaya, N. S. Tsybenko // Kormoproizvodstvo. — 2019. — No. 1. — P.7–11.
11. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu polevykh opytov s kormovymi kulturami. — Moscow: VNII kormov im. V. R. Wilyamsa, 1997. — 156 p.
12. Metodicheskie ukazaniya po opredeleniyu estestvennykh radionuklidov v pochvakh i rasteniyakh. — Moscow: Izdatelstvo TsINAO, 1985. — 20 p.
13. Kolichestvennaya otsenka biologicheskogo vynosa ¹³⁷Cs iz pochvy nazemnoy massoy myatlikovykh trav pri vnesenii mineralnykh udobreniy / S. M. Pakshina, N. M. Belous, A. L. Silaev et al. // Radiatsiya i risk (Byulleten Natsionalnogo radiatsionno-epidemiologicheskogo registra). — 2017. — Vol. 26. — No. 4. — P.99–110.
14. Piskovatskiy Yu. M. Lyutserna dlya mnogovidovykh agrofitotsenozov / Yu. M. Piskovatskiy // Kormoproizvodstvo. — 2012. — No. 11. — P.25–26.
15. Smolskiy E. V. Agrokhimicheskoe obosnovanie kormoproizvodstva v usloviyakh radioaktivno zagryaznennykh zalivnykh lugov v otdalennyy period posle avarii na Chernobylskoy AES: avtoref. dis. … d-ra s.-kh. nauk: 06.01.04. — Bryansk: Bryanskiy GAU, 2020. — 394 p.
16. Posypanov G. S. Metody izucheniya biologicheskoy fiksatsii azota vozdukha: spravochnoe posobie / G. S. Posypanov. — Moscow: Agropromizdat, 1991. — 299 p.
17. Esedullaev S. T. Formirovanie bobovo-zlakovykh travostoev na osnove lyutserny izmenchivoy na dernovo-podzolistykh pochvakh Ivanovskoy oblasti / S. T. Esedullaev, N. V. Shmeleva // Kormoproizvodstvo. — 2014. — No. 8. — P.3–7.
18. Esedullaev S. T. Sravnitelnoe izuchenie osobennostey formirovaniya urozhaya v odnovidovykh i smeshannykh travostoyakh mnogoletnikh trav na osnove lyutserny izmenchivoy i kozlyatnika vostochnogo v usloviyakh Verkhnevolzhya / S. T. Esedullaev, N. V. Shmeleva // Kormoproizvodstvo. — 2017. — No. 2. — P.9–13.
19. Change in agrochemical properties and vertical distribution of ¹³⁷Cs in alluvial soil depending on rehabilitation measures / N. M. Belous, E. V. Smolsky, E. V. Prosyannikov, L. P. Kharkevich, G. L. Yagovenko // Amazonia Investiga. — 2019. — Vol. 8. — No. 23. — P.767–780.
20. Lassey K. R. The transfer of radiostrontium and radiocesium from soil to diet: models consistent with fallout andeyses / K. R. Lassey // Health Plus. — 1979. — Vol. 37. — P. 557–573.
21. Rafferty B. Assessment of the role of soil adhesion in the transfer ¹³⁷Cs and ⁴⁰K to pasture grass / B. Rafferty, D. E. Dabson, P. A. Coigan // Sci. Total Envion. — 1994. — Vol. 145. — P.135–141.
22. Smolders E. Some principles behind the selections of crops to minimise radionuclide uptake from soil / E. Smolders // Sci. Total Envion. — 1995. — Vol. 137. — P.135–146.
23. Effect of potassium (K) on the uptake of ¹³⁷Cs by spring wheat (Triticum cv Tonic): a lisimiter study / V. G. Zhy, G. Shaw, A. F. Nisbet, B. T. Wilkins // Radiation and Environmental Biophysics. — 2000. — Vol. 39. — P.283–290.