Продуктивность и влияние подземной массы бобово-злаковых травостоев на почвенную среду осушаемых земель Нечерноземья России

УДК 633/635:631.32

Продуктивность и влияние подземной массы бобово-злаковых травостоев на почвенную среду осушаемых земель Нечерноземья России

Иванова Н. Н.1, кандидат сельскохозяйственных наук

Капсамун А. Д.1, доктор сельскохозяйственных наук

Павлючик Е. Н.1, кандидат сельскохозяйственных наук

Вагунин Д. А.1, кандидат сельскохозяйственных наук

ФИЦ «Почвенный институт им. В. В. Докучаева»

119017, Россия, г. Москва, Пыжевский пер., д. 7, стр. 2

Е-mail: 2016vniimz-noo@list.ru

В исследованиях, проведённых в 2018–2021 годах на агрополигоне ВНИИМЗ (Тверская область), изучена средообразующая роль пастбищных травостоев на осушаемой дерново-подзолистой почве. Объектами исследований выступали четырёхлетние бобово-злаковые травостои с участием самовозобновляющихся видов трав: полевицы гигантской (Agrostis gigantea Roth) сорта ВИК 2, мятлика лугового (Roa pratensis L.) сорта Балин и овсяницы красной (Festuca rubra L.) сорта Максима. Опыты показали, что на 4-й год жизни травосмеси образовали дернину средней мощности, что указывает на продолжающийся дерново-образовательный процесс в почве. Пастбищные травостои оставили в слое почвы 0–20 см 12,32–13,45 т/га воздушно-сухих корней. Наибольшее накопление корневой массы отмечено в травостоях с люцерной изменчивой (Medicago × varia T.) сорта Вега 87 — 12,75–13,55 т/га. Наименее продуктивно функционировали мятликовые травостои, накопившие на 1 га 12,32–12,41 т корневой массы, что на 0,6–0,9 т/га меньше, чем у травостоев с полевицей, и на 0,99—1,13 т/га меньше, чем у травостоев с овсяницей красной. Отмечена тенденция большего накопления корневой массы травостоями на фоне без удобрений. Выявлена положительная роль многолетних трав в накоплении элементов питания в корневой массе. Корневая система развивалась активно, накапливая большое количество питательных веществ: азота — 193,6–238,1 кг/га, фосфора — 96,5–112,9 и калия — 112,4–132,6 кг/га. Больше питательных веществ накопили травостои с овсяницей красной. Минеральные удобрения не оказывали существенного влияния на содержание азота, фосфора и калия в корневой массе. Под посевами трав накопилось более 12,3–13,5 т/га сухой массы корней, содержащей большое количество питательных веществ и 224,5–224,9 ГДж/га валовой энергии, что положительно повлияло на плодородие осушаемых почв.

Ключевые слова: дерново-подзолистая осушаемая почва, пастбищные травостои, корневые остатки, питательные вещества, плотность почвы, валовая энергия.

В современных условиях многолетним травам отводится стратегическая роль в стабилизации глобальных климатических явлений, а также в устойчивости развития всего сельского хозяйства: получение экологической безопасной продукции и сохранение окружающей среды от загрязнения. Многолетние травы как элемент сельскохозяйственной системы земледелия обеспечивают устойчивость круговорота веществ. При этом они служат надёжным источником кормов, повышают плодородие почвы, снижают вероятность загрязнения водоёмов и других объектов системы отходами жизнедеятельности (Кутузова, Шпаков, Косолапов, Тебердиев, Воловик, 2021). Современный период развития сельского хозяйства России характеризуется возрастанием роли кормопроизводства как системообразующей отрасли АПК, определяющей состояние животноводства и оказывающей существенное влияние на повышение эффективности земледелия и растениеводства, сохранение агроландшафтов (Косолапов, Трофимов, Трофимова, Яковлева, 2018).

Кормовые экосистемы (пастбища, сенокосы, многолетние травы на пашне) занимают значительные площади и играют важнейшую роль не только в кормопроизводстве, но и в рациональном природопользовании. Они являются одним из основных компонентов биосферы, выполняют важнейшие продукционные, средостабилизирующие и природоохранные функции в агроландшафтах, оказывают значительное влияние на экологическое состояние территории страны. Кормовые экосистемы сохраняют и накапливают органическое вещество в биосфере. Таким образом, кормопроизводство является стабилизирующим фактором, с помощью которого можно оптимизировать нарушенные агроландшафты, восстановить почвенное плодородие (Шпаков, 2014).

Формирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий осуществляется в соответствии с биологическими требованиями сельскохозяйственных культур и их средообразующим влиянием (Kiryushin, 2019). Предпочтение отдаётся видам и сортам, сочетающим высокую потенциальную урожайность с экологической устойчивостью, средоулучшающими и ресурсовосстанавливающими функциями (Косолапов, Чернявских, Костенко, 2021; Привалова, Алтунин, Каримов, 2018; Запивалов, 2021).

Органическое вещество играет важную роль в создании почвенного плодородия. Основным источником органического вещества, поступающего в почву, служат остатки растений, которые в виде корневой системы, листостебельной массы (стерни) являются первичным материалом для формирования гумуса. С содержанием и качественным составом органического вещества, поступающего в почву с корневыми остатками кормовых растений, связаны агрохимические, физико-химические, биологические и биохимические свойства почвы, а также режим питания растений (Сариев, 2013; Золотарев, Сапрыкин, 2020).

Под многолетними травами со сформировавшейся дерниной смыв почвы практически отсутствует, а инфильтрация нитратного азота в 3,5 раза, оснований — в 7,0, калия — в 24,0 раза меньше по сравнению с аналогичными показателями при выращивании полевых культур. Каждая культура по-своему незаменима, и в хозяйственном значении культуры дополняют друг друга. Люцерна способствует сохранению, воспроизводству и накоплению гумуса, свежего органического вещества и оставляет в почве до 200–230 кг/га азота (Мирхайдарова, Бекмурадова, 2016; Гусейнов, Гасанов, Арсланов, Мирзаева, 2021; Лазарев, Кухаренкова, Куренкова, 2019).

Исследования и практика травосеяния показывают, что благодаря разному строению корневых систем злаковых и бобовых трав в смешанных посевах растения используют больше слоёв почвы. Злаковые травы имеют множество мелких корней, охватывающих поверхностный слой почвы, а бобовые травы имеют мощный центральный сильноветвящийся корень, проникающий глубоко в почву (Дридигер, 2010; Шпаков, 2014). Чем больше побегов на единице площади, тем более высококачественным является дерновый покров (Капсамун, Павлючик, Иванова, 2018; Тюлин, Лазарев, Иванова, Вагунин, 2014).

Несущая способность дернины характеризует противодействие уплотнению почвы, хорошую амортизацию нагрузок и связана с износоустойчивостью — выносливостью травостоя к проезду колёсного транспорта и вытаптыванию (Лазарев, Уразбахтин, Соколова, Гусев, 2016). От плотности травостоя, связности дернины и гранулометрического состава почвы зависят многие важные характеристики: пылимость, стойкость к размоканию, ветровой и водной эрозии (Лазарев, Соколова, Бутько, Авдеев, 2019).

Проведённые исследования направлены на изучение формирования подземной биомассы бобово-злаковых агрофитоценозов с участием самовозобновляющихся видов многолетних трав и их роли в устойчивости осушаемых агроландшафтов Нечерноземья.

Целью исследований является изучение средообразующей роли пастбищных травостоев на осушаемой дерново-подзолистой почве Нечернозёмной зоны.

Методика исследований. Опыт заложен в 2018 году на агрополигоне ВНИИМЗ (Тверская область) на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, осушаемой закрытым гончарным дренажем. Дрены заложены на глубине около 1,0 м, расстояние между ними 38 м. По результатам агрохимического обследования почвы экспериментального участка перед закладкой опыта почва имела среднее и повышенное содержание подвижного фосфора (Р2О5 — 75,4–115,6 мг/кг почвы), среднее и высокое содержание обменного калия (К2О — 87,0–182,9 мг/кг почвы), содержание гумуса — 1,50–3,04%. По степени кислотности почва средне- и слабокислая (рН — 4,72–5,29).

Метеорологические условия в годы проведения исследований характеризовались разнообразием агроклиматических показателей, характерных для Центрального района гумидной зоны. Отмечались как экстремально сухие, так и избыточно влажные периоды, что отложило заметный отпечаток на адаптивные реакции растений в продукционном процессе формирования многолетних трав. При сумме осадков за пастбищный сезон 300–350 мм и среднесуточной температуре воздуха 12–150С создавались наиболее оптимальные условия для роста и развития изучаемых многолетних трав.

Исследования проводились на травосмесях с участием полевицы гигантской (Agrostis gigantea Roth.) сорта ВИК 2, мятлика лугового (Poa pratensis L.) сорта Балин и овсяницы красной (Festuca rubra L.) сорта Максима с целью выявления их средообразующей роли на осушаемых землях и перспективности для создания самовозобновляющихся пастбищ на осушаемых землях. В опыте исследовались 12 травостоев с разным видовым составом. Контролем по видовому составу травосмесей в данном исследовании служил 5-й вариант схемы опыта с набором традиционных пастбищных трав (клевер ползучий + мятлик луговой + тимофеевка луговая) с дополнением райграса пастбищного и люцерны изменчивой. Виды, сорта трав и нормы высева семян указаны в табл. 1.

1. Видовой и сортовой набор бобово-злаковых травосмесей

№ варианта

Видовой и сортовой состав травосмеси

Норма высева семян, кг /га

1

Полевица гигантская ВИК 2 + клевер ползучий ВИК 70 + райграс пастбищный ВИК 66 + тимофеевка луговая Ленинградская 204 + люцерна изменчивая Вега 87

3+3+8+4+6

2

Полевица гигантская ВИК 2 + клевер ползучий ВИК 70 + райграс пастбищный ВИК 66 + тимофеевка луговая Ленинградская 204 + лядвенец рогатый Солнышко

3+3+8+4+6

3

Полевица гигантская ВИК 2 + клевер ползучий ВИК 70 + овсяница тростниковая Лосинка + тимофеевка луговая Ленинградская 204 + люцерна изменчивая Вега 87

3+3+8+4+6

4

Полевица гигантская ВИК 2 + клевер ползучий ВИК 70 + овсяница тростниковая Лосинка + тимофеевка луговая Ленинградская 204 + лядвенец рогатый Солнышко

3+3+8+4+6

5

Мятлик луговой Балин + клевер ползучий ВИК 70 + райграс пастбищный ВИК 66 + тимофеевка луговая Ленинградская 204 + люцерна изменчивая Вега 87

3+3+8+4+6

6

Мятлик луговой Балин + клевер ползучий ВИК 70 + райграс пастбищный ВИК 66 + тимофеевка луговая Ленинградская 204 + лядвенец рогатый Солнышко

3+3+8+4+6

7

Мятлик луговой Балин + клевер ползучий ВИК 70 + овсяница тростниковая Лосинка + тимофеевка луговая Ленинградская 204 + люцерна изменчивая Вега 87

3+3+8+4+6

8

Мятлик луговой Балин + клевер ползучий ВИК 70 + овсяница тростниковая Лосинка + тимофеевка луговая Ленинградская 204 + лядвенец рогатый Солнышко

3+3+8+4+6

9

Овсяница красная Максима + клевер ползучий ВИК 70 + райграс пастбищный ВИК 66 + тимофеевка луговая Ленинградская 204 + люцерна изменчивая Вега 87

3+3+8+4+6

10

Овсяница красная Максима + клевер ползучий ВИК 70 + райграс пастбищный ВИК 66 + тимофеевка луговая Ленинградская 204 + лядвенец рогатый Солнышко

3+3+8+4+6

11

Овсяница красная Максима + клевер ползучий ВИК 70 + овсяница тростниковая Лосинка + тимофеевка луговая Ленинградская 204 + люцерна изменчивая Вега 87

3+3+8+4+6

12

Овсяница красная Максима + клевер ползучий ВИК 70 + овсяница тростниковая Лосинка + тимофеевка луговая Ленинградская 204 + лядвенец рогатый Солнышко

3+3+8+4+6

Изучение влияния травостоев на почвенную среду проводилось на двух уровнях питания: без удобрений (контроль) и на фоне N45P45K45.

Повторность в опыте четырёхкратная, площадь учётной делянки — 80 м2. Варианты опыта расположены в два яруса. Посев травосмесей проведён беспокровным рядовым способом. Использование травостоев осуществлялось в пастбищную спелость трав: в фазу кущения – начала выхода в трубку злаковых трав и ветвления бобовых; за сезон проведено три цикла отчуждения биомассы методом скашивания (имитация пастбищного использования). Определение пожнивно-корневых остатков проводили по методу Н. З. Станкова при помощи рамочного способа взятия корней. Отбор проводили по слоям 0–10 и 10–20 см с последующей отмывкой в воде на сите диаметром 0,25 мм. После отмывания живых корней все фракции растительных остатков высушивали до воздушно-сухого состояния и взвешивали на аналитических весах (Станков, 1951).

Агротехника в опыте общепринятая для условий Центрального Нечерноземья (Проведение научных исследований на мелиорированных землях избыточно увлажнённой части СССР, 1984). Полевой опыт сопровождался необходимыми учётами, наблюдениями и измерениями в соответствии с требованиями методик, принятых в луговодстве (Методика опытов на сенокосах и пастбищах, 1996; Методическое руководство по оценке потоков энергии в луговых агроэкосистемах, 2000).

Статистическую обработку результатов полевого эксперимента проводили методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985). Анализы почвы по агрохимическим показателям и определение биохимического состава корма проводились в лаборатории массовых анализов ВНИИМЗ.

Агрохимический анализ почвы на содержание в слое 0–20 см фосфора (по Кирсанову) и калия (по Масловой) проводили по ГОСТ 26207-91, рНсол (потенциометрически) — по ГОСТ 26951-85, общего азота — по ГОСТ 26107-84, гумуса — по ГОСТ 26213-91.

Результаты исследований. В современных условиях при недостаточном количества минеральных удобрений роль луговых фитоценозов в сохранении и накоплении органического вещества и зольных элементов питания в почве возрастает, в связи с чем одним из важнейших направлений развития и биологизации кормопроизводства является создание долголетних травостоев.

Важной характеристикой многолетних трав является их способность формировать дернину, эксплуатационными свойствами которой являются твёрдость, связность и мощность. Показатели твёрдости зависят от влажности дернины, толщины и массы корней и корневищ. При более высокой твёрдости дернина меньше повреждается колёсами машин, более устойчива к вытаптыванию. В то же время на излишне твёрдой почве ухудшаются условия для роста корней и развития растений.

Мощность дернины является одной из основных характеристик пастбищного травостоя. Прочность дёрна на разрыв характеризуется связностью, которая определяется переплетением корней и корневищ трав. Чем выше связность, тем лучше травостой может противостоять физическим повреждениям. Исследуемые виды трав, включённые в травосмеси, обладают повышенной побегообразовательной способностью и поэтому образуют плотную дернину (табл. 2).

2. Особенности дернинообразования пастбищными травостоями

Травостой

Удобрение

Мощность дернины, см

Связность дернины

Полевицевые травостои

без удобрений

8,1

Слабосвязная

N45P45K45

8,3

Слабосвязная

Мятликовые травостои

без удобрений

8,2

Слабосвязная

N45P45K45

8,5

Среднесвязная

Травостои с овсяницей красной

без удобрений

8,7

Среднесвязная

N45P45K45

8,5

Среднесвязная

Среднее значение по травостоям

без удобрений

8,3

Среднесвязная

N45P45K45

8,4

Среднесвязная

НСР0,05

для частных различий

для фактора B (удобрение)

для фактора A (травосмесь)

для взаимодействия AB

0,24

0,17

0,14

0,14

Более устойчивую к нагрузкам дернину, при мощности 8,5–8,7 см и средней связности, образовали травостои с овсяницей красной. Зависимости показателей мощности и связности дернины от внесения удобрений не выявлено. В среднем на 4-й год жизни изучаемые травосмеси образовали дернину средней мощности, что указывает на дальнейшее развитие в травостоях дерново-образовательного процесса.

Корневая система растений не только обеспечивает поступление питательных веществ из почвы в надземную часть агроценозов, но и оказывает существенное последействие на изменение плодородия почвы в результате накопления и разложения корневых остатков.

Ценность многолетних бобово-злаковых травостоев определяется их способностью накапливать в почве большое количество органических веществ и пополнять за их счёт запасы элементов питания. Исследуемые долголетние пастбищные агрофитоценозы оказывают многообразное позитивное влияние на почвенную среду в результате процессов накопления корневой массы и разложения растительных остатков.

Результаты исследований показали, что средоулучшающее действие многолетних трав увеличивается с возрастом травостоя, так как с годами происходит накопление корневой массы и пожнивных остатков. На данные показатели влияние оказывают состав травосмеси и плотность травостоя. Пастбищные травостои 4-го года жизни в слое почвы 0–20 см, в зависимости от видового состава, накапливают от 12,32 до 13,45 т/га воздушно-сухих корней (табл. 3). Наиболее значительно корневая масса накапливалась в травостоях овсяницы красной — 13,40–13,45 т/га.

Отмечалось наибольшее накопление корневой массы травостоями, в состав которых была включена люцерна изменчивая (12,75–13,55 т/га), корни люцерны в поисках влаги проникают в более обширные горизонты почвы.

Наименее продуктивно на 4-м году жизни функционировали мятликовые травостои, накопившие 12,32–12,41 т/га корневой массы, что меньше на 0,6–0,9 т/га, чем у травостоев с полевицей, и на 0,99-1,13 т/га меньше, чем у травостоев с овсяницей красной.

Как правило, при неблагоприятном питательном, водном и воздушном режимах верхнего слоя почвы растения активно развивают корневую систему, которая проникает в нижние горизонты почвы. В то же время при орошении или обильных азотных подкормках растение отличается слаборазвитой корневой системой.

Наши наблюдения подтверждают, что количество корневых остатков находится в прямой зависимости от количества выпавших осадков. В засушливые годы корни в поисках воды глубже проникают в почву, чем в годы с достаточным количеством осадков. Среднее значение накопленной подземной массы данными травостоями составляет 12,91–13,03 т/га. Просматривается тенденция большего накопления корневой массы травостоями на участках без удобрений, т.е. на естественном фоне произрастания.

Основным показателем ценности и качества растительных остатков является содержание в них азота, фосфора и калия. Накопившееся количество азота, фосфора и калия в корнях напрямую зависит от массы корней и в меньшей степени — от содержания данных элементов в корневой системе. При анализе корневых остатков на содержание NРК выяснилось, что количество азота в них изменяется по видам трав в пределах 1,56–1,83%, фосфора — 0,73–0,85% и калия — 0,85–1,02%. В наших опытах больше питательных веществ как на естественном фоне произрастания, так и на фоне N45P45K45 накопили травостои с овсяницей красной. В целом корневая система исследуемых травостоев развивалась активно и в ней накопилось большое количество питательных веществ: азота — 193,6–238,1 кг/га, фосфора — 96,5–112,9 и калия — 112,4–132,6 кг/га.

3. Количество питательных веществ, оставляемых четырёхлетними пастбищными травостоями в слое почвы 0–20 см, кг/га

Вариант опыта

Удобрение

Количество растительных остатков, т/га

Содержание питательных веществ в растительных остатках, %

Накопление питательных веществ в растительных остатках, кг/га

N

P2O5

K2O

N

P2O5

K2O

Травостои с полевицей

без удобрений

13,22

1,59

0,73

0,85

210,2

96,5

112,4

N45P45K45

13,01

1,83

0,78

0,92

238,1

101,5

119,7

Травостои с мятликом

без удобрений

12,41

1,56

0,82

0,91

193,6

101,8

112,9

N45P45K45

12,32

1,58

0,83

1,02

194,7

102,3

125,6

Травостои с овсяницей красной

без удобрений

13,45

1,59

0,81

0,97

213,9

108,9

130,5

N45P45K45

13,40

1,71

0,85

0,99

229,1

112,9

132,6

Среднее значение по травостоям

без удобрений

13,03

1,58

0,78

0,91

205,9

101,6

118,6

N45P45K45

12,91

1,71

0,82

0,97

220,7

105,9

125,2

НСР0,05

для частных различий

для фактора B (удобрение)

для фактора A (травосмесь)

для взаимодействия AB

0,13

0,10

0,07

0,07

По наличию питательных веществ в корневой массе изучаемые травостои несущественно различались между собой.

Сравнение распределения потоков валовой энергии (ВЭ) в надземной и подземной массе определяли методом оценки производства валовой энергии в луговых агроэкосистемах (Кутузова, 2007).

Определение накопления валовой энергии в подземной массе фитоценозов показало, что содержание ВЭ в корневой массе в зависимости от видового состава различалось незначительно и варьировалось в диапазоне 17,3–17,4 МДж/кг сухого вещества (СВ) (табл. 4). В корневой системе изучаемых травостоев накопилось 213,1–233,2 ГДж/га, что говорит о достаточно высоком уровне функционирования бобовых и злаковых трав.

4. Влияние видового состава и минеральной подкормки на накопление валовой энергии в подземной массе бобово-злаковых травостоев при пастбищной технологии (после 4 лет жизни травостоя, в слое почвы 0–20 см)

Состав травостоя

Удобрение

Масса корней, т/га

Содержание ВЭ, МДж/кг СВ

Соотношение ВЭ пм

ВЭ нм

Закрепление ВЭ в корнях, ГДж/га

подземная масса, пм

надземная масса, нм

Травостои с полевицей

без удобрений

13,22

17,4

19,0

0,92

230,0

N45P45K45

13,01

17,3

19,2

0,90

225,1

Травостои с мятликом

без удобрений

12,41

17,3

19,1

0,91

214,7

N45P45K45

12,32

17,4

19,3

0,90

213,1

Травостои с овсяницей красной

без удобрений

13,45

17,3

18,8

0,92

232,7

N45P45K45

13,40

17,4

19,1

0,91

233,2

Среднее значение по травостоям

без удобрений

13,03

17,3

19,0

0,92

224,9

N45P45K45

12,91

17,4

19,2

0,91

224,5

Под посевами трав накопилось более 12,91–13,03 т/га сухой массы корней, содержащей 224,5–224,9 ГДж/га валовой энергии, чем и было обеспечено их положительное влияние на плодородие почвы.

Основным интегральным показателем физического состояния почвы является её плотность, величина которой наиболее объективно характеризует водный и воздушный режимы, сопротивление почвы при обработке сельскохозяйственными машинами и орудиями, условия развития корневых систем растений (в частности, их способность проникать в процессе роста на определённую глубину), интенсивность микробиологических процессов (табл. 5).

5. Изменение физических свойств почвы под четырёхлетними пастбищными травостоями (2021 г.)

Место отбора пробы

Слой почвы, см

Плотность почвы, г/м3

Плотность твёрдой фазы почвы, г/м3

Общая порозность, %

2018 г. (1-й г.ж.)

2021 г. (4-й г.ж.)

+/–

2018 г. (1-й г.ж.)

2021 г. (5-й г.ж.)

+/–

Травостои с полевицей

0–10

1,23

1,36

+0,13

2,58

52,3

47,2

–5,1

10–20

1,20

1,34

+0,14

2,58

53,5

48,0

–5,5

020

1,22

1,35

+0,13

2,58

52,9

47,6

5,3

Травостои с мятликом

0–10

1,23

1,35

+0,12

2,58

52,3

47,6

–4,7

10–20

1,21

1,34

+0,13

2,58

53,1

48,8

–4,3

020

1,22

1,34

+0,12

2,58

52,7

48,2

4,5

Травостои с овсяницей красной

0–10

1,22

1,34

+0,12

2,58

52,7

48,0

–4,7

10–20

1,21

1,33

+0,12

2,58

53,1

48,4

–4,7

020

1,22

1,34

+0,12

2,58

52,9

48,2

4,7

Среднее значение по травостоям

010

1,22

1,34

+0,12

2,58

52,9

48,1

4,8

1020

1,20

1,33

+0,13

2,58

53,9

48,4

5,5

020

1,22

1,34

+0,12

2,58

53,4

48,1

5,2

Анализ плотности почвы показал, что под травостоями после 4 лет жизни, в сравнении с 1-м годом жизни травостоя (2018 год), в слое 0–20 см почва незначительно (на 0,12–0,13 г/см3) уплотнилась. Степень уплотнения зависела от количества выпавших осадков и влажности почвы.

По нашим наблюдениям наименьшей плотность почвы была перед посевом травосмесей (1,20–1,22 г/см3). Плотность почвы довольно быстро приходила в равновесное состояние, этому способствовало обильное выпадение осадков, проход кормоуборочной техники и пр. К концу 2021 года она практически достигла равновесного состояния — 1,33–1,34 см3.

Известно, что оптимум скважности, при котором складываются благоприятные условия для роста и развития растений, находится в пределах 48–65%. В наших исследованиях за 4 года произрастания трав общая порозность уменьшилась на 4,7–5,5% и составила 47,6–48,8% в слое почвы 0–20 см, она также зависела от количества выпавших осадков и влажности почвы. Отмечается, что под мятликовыми травостоями и травосмесями с овсяницей красной плотность почвы увеличилась только на 0,12–0,13 г/м3, а общая порозность в слое 0–20 см уменьшилась на 4,5–4,7%.

Заключение. Самовозобновляющиеся бобово-злаковые травостои способствуют поддержанию плотности пахотного горизонта в агрономически оптимальных пределах. Благодаря формированию большого количества корневой массы (12,32–13,45 т/га) с высоким содержанием азота (205,8–220,7 кг/га), фосфора (101,6–105,9 кг/га), калия (118,6–125,2 кг/га) изучаемые самовозобновляющиеся ценозы являются хорошими гумусообразователями, способствуют сохранению и повышению плодородия почв и относятся к благоприятным предшественникам для возделываемых в регионе культур.

Следует отметить, что внесение минеральной подкормки в указанных дозах не оказывало влияния на формирование подземной массы изучаемых травостоев.

Литература

1. Влияние возраста люцерны на накопление общей и неотчуждаемой из почвы органической массы в зернокормовом севообороте / А. А. Гусейнов, Г. Н. Гасанов, М. А. Арсланов, Х. М. Мирзаева // Кормпроизводство. — 2021. — № 9. — С.26–29.

2. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. — М.: Агропромиздат, 1985. — 351 с.

3. Дридигер В. К. Специализированные севообороты зелёного конвейера и технологии возделывания кормовых культур: монография / В. К. Дридигер. — Ставрополь: АГРУС, 2010. — 232 с.

4. Запивалов С. А. Многовариантные системы ведения долголетних сенокосов в Центральном районе Нечернозёмной зоны России / С. А. Запивалов // Кормопроизводство. — 2021. — № 8. — С.21–25.

5. Золотарев В. Н. Травосеяние и семеноводство многолетних трав в структуре растениеводства как основа биологизации земледелия и развития кормопроизводства в региональном аспекте / В. Н. Золотарев, С. В. Сапрыкин // Кормопроизводство. — 2020. — № 5. — С.3–15.

6. Капсамун А. Д. Многолетние бобовые травы на осушаемых землях Нечерноземья / А. Д. Капсамун, Е. Н. Павлючик, Н. Н. Иванова. — Тверь: Тверской государственный университет, 2018. — 178 с.

7. Рациональное природопользование и кормопроизводство в сельском хозяйстве России / В. М. Косолапов, И. А. Трофимов, Л. С. Трофимова, Е. П. Яковлева. — Москва: Издательство РАН, 2018. — 132 с.

8. Косолапов В. М. Новые сорта кормовых культур и технологии для сельского хозяйства России / В. М. Косолапов, В. И. Чернявских, С. И. Костенко // Кормопроизводство. — 2021. — № 6. — С.22–26.

9. Состояние и перспективы развития кормопроизводства в Нечернозёмной зоне РФ / А. А. Кутузова, А. С. Шпаков, В. М. Косолапов, Д. М. Тебердиев, В. Т. Воловик // Кормопроизводство. — 2021. — № 2. — С.3–9.

10. Кутузова А. А. Методическое руководство по оценке потоков энергии в луговых агроэкосистемах / А. А. Кутузова. — Москва: Россельхозакадемия, 2007. — 38 с.

11. Лазарев Н. Н. Люцерна в системе устойчивого кормопроизводства / Н. Н. Лазарев, О. В. Кухаренкова, Е. М. Куренкова // Кормопроизводство. — 2019. — № 4. — С.18–25.

12. Долголетие и урожайность злаковых трав газонного типа при использовании на кормовые цели / Н. Н. Лазарев, В. В. Соколова, Я. Г. Бутько, С. М. Авдеев // Кормопроизводство. — 2019. — № 2. — С.8–13.

13. Газоны: устойчивость, долголетие, декоративность / Н. Н. Лазарев, З. М. Уразбахтин, В. В. Соколова, М. А. Гусев. — М.: Издательство РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева, 2016. — 163 с.

14. Методика опытов на сенокосах и пастбищах / ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса. — Москва: Россельхозакадемия, 1996. — 143 с.

15. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами / ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса. — Москва: Россельхозакадемия, 1997. — 156 с.

16. Мирхайдарова Г. С. Изменение некоторых показателей почв под воздействием эрозии и роль биомассы по защите почвы / Г. С. Мирхайдарова, Ф. К-Б. Бекмурадова // Биоэкономика и экобиополитика. — 2016. — № 2 (3). — С.105–107.

17. Привалова К. Н. Продуктивность долголетних культурных пастбищ и плодородие почвы при разных технологических системах ведения / К. Н. Привалова, Д. А. Алтунин, Р. Р. Каримов // Кормопроизводство. — 2018. — № 9. — С.5–8.

18. Проведение научных исследований на мелиорированных землях избыточно увлажнённой части СССР: методические указания. — Тверь: ВНИИМЗ, 1984. — 163 с.

19. Сариев А. Х. Особенности развития корневой системы многолетних злаков на нарушенных землях енисейского севера / А. Х. Сариев // Достижения науки и техники АПК. — 2013. — № 11. — С.31–34.

20. Станков Н. З. Методы взятия корней в поле / Н. З. Станков // Доклады ВАСХНИЛ. — 1951. — № 11. — С.121–126.

21. Многолетние бобовые травы в агроландшафтах Нечерноземья / В. А. Тюлин, Н. Н. Лазарев, Н. Н. Иванова, Д. А. Вагунин. — Тверь: Тверская ГСХА, 2014. — 234 с.

22. Шпаков А. С. Средообразующая роль многолетних трав в Нечернозёмной зоне / А. С. Шпаков // Кормопроизводство. — 2014. — № 9. — С.12–17.

23. Kiryushin V. I. The Management of Soil Fertility and Productivity of Agrocenoses in Adaptive-Landscape Farming Systems / V. I. Kiryushin // Eurasian Soil Science. — 2019. — Vol. 52. — No. 9. — P.1137–1145.

Root development and its effect on drained soil of the Non-Chernozem region of Russia when growing legume-gramineous ecosystems

Ivanova N. N., PhD Agr. Sc.

Kapsamun A. D., Dr. Agr. Sc.

Pavlyuchik E. N., PhD Agr. Sc.

Vagunin D. A., PhD Agr. Sc.

Federal Research Center “Institute of Soil n. a. V. V. Dokuchaev”

119017, Russia, Moscow, Pyzhevskiy alley (pereulok), 7/2

Е-mail: 2016vniimz-noo@list.ru

An experiment took place at the All-Russian Research Institute of Meliorated Lands (the Tver region) in 2018–2021. The environment-forming potential of grassland ecosystems was analyzed on drained sod-podzolic soil. Four-year-old legume-gramineous swards performed as objects of this study. They were composed of giant bentgrass (Agrostis gigantea Roth) VIK 2, bluegrass (Roa pratensis L.) Balin and red fescue (Festuca rubra L.) Maksima. In the 4th life cycle grass mixtures developed moderately good sod layer indicating an ongoing sod-formation process in soil. In soil layer of 0–20 cm 12.32–13.45 t ha-1 of air-dry roots were found. The most intensive root formation occurred when growing bastard alfalfa (Medicago × varia T.) Vega 87 — 12.75–13.55 t ha-1. Bluegrass stands developed only 12.32–12.41 t ha-1 of root mass which was 0.6–0.9 t ha-1 less than bentgrass ecosystems and 0.99–1.13 t ha-1 less than red fescue swards. Fertilization negatively impacted root development. Perennial grasses effectively accumulated nutrients in root mass. Intensive formation of root system resulted in high concentrations of nitrogen — 193.6–238.1 kg ha-1, phosphorus — 96.5–112.9 and potassium — 112.4–132.6 kg ha-1. Red fescue ecosystems showed the highest nutritional value. Mineral fertilizers had insignificant effect on contents of N, P and K in root mass. In total over 12.3–13.5 t ha-1 of dry root mass was formed rich in nutrients and gross energy (224,5–224,9 GJ ha-1) positively affecting the fertility of drained soil.

Keywords: sod-podzolic drained soil, grassland ecosystem, root residue, nutrient, soil density, gross energy.

References

1. Vliyanie vozrasta lyutserny na nakoplenie obshchey i neotchuzhdaemoy iz pochvy organicheskoy massy v zernokormovom sevooborote / A. A. Guseynov, G. N. Gasanov, M. A. Arslanov, Kh. M. Mirzaeva // Kormproizvodstvo. — 2021. — No. 9. — P.26–29.

2. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta / B. A. Dospekhov. — Moscow: Agropromizdat, 1985. — 351 p.

3. Dridiger V. K. Spetsializirovannye sevooboroty zelenogo konveyera i tekhnologii vozdelyvaniya kormovykh kultur: monografiya / V. K. Dridiger. — Stavropol: AGRUS, 2010. — 232 p.

4. Zapivalov S. A. Mnogovariantnye sistemy vedeniya dolgoletnikh senokosov v Tsentralnom rayone Nechernozemnoy zony Rossii / S. A. Zapivalov // Kormoproizvodstvo. — 2021. — No. 8. — P.21–25.

5. Zolotarev V. N. Travoseyanie i semenovodstvo mnogoletnikh trav v strukture rastenievodstva kak osnova biologizatsii zemledeliya i razvitiya kormoproizvodstva v regionalnom aspekte / V. N. Zolotarev, S. V. Saprykin // Kormoproizvodstvo. — 2020. — No. 5. — P.3–15.

6. Kapsamun A. D. Mnogoletnie bobovye travy na osushaemykh zemlyakh Nechernozemya / A. D. Kapsamun, E. N. Pavlyuchik, N. N. Ivanova. — Tver: Tverskoy gosudarstvennyy universitet, 2018. — 178 p.

7. Ratsionalnoe prirodopolzovanie i kormoproizvodstvo v selskom khozyaystve Rossii / V. M. Kosolapov, I. A. Trofimov, L. S. Trofimova, E. P. Yakovleva. — Moscow: Izdatelstvo RAN, 2018. — 132 p.

8. Kosolapov V. M. Novye sorta kormovykh kultur i tekhnologii dlya selskogo khozyaystva Rossii / V. M. Kosolapov, V. I. Chernyavskikh, S. I. Kostenko // Kormoproizvodstvo. — 2021. — No. 6. — P.22–26.

9. Sostoyanie i perspektivy razvitiya kormoproizvodstva v Nechernozemnoy zone RF / A. A. Kutuzova, A. S. Shpakov, V. M. Kosolapov, D. M. Teberdiev, V. T. Volovik // Kormoproizvodstvo. — 2021. — No. 2. — P.3–9.

10. Kutuzova A. A. Metodicheskoe rukovodstvo po otsenke potokov energii v lugovykh agroekosistemakh / A. A. Kutuzova. — Moscow: Rosselkhozakademiya, 2007. — 38 p.

11. Lazarev N. N. Lyutserna v sisteme ustoychivogo kormoproizvodstva / N. N. Lazarev, O. V. Kukharenkova, E. M. Kurenkova // Kormoproizvodstvo. — 2019. — No. 4. — P.18–25.

12. Dolgoletie i urozhaynost zlakovykh trav gazonnogo tipa pri ispolzovanii na kormovye tseli / N. N. Lazarev, V. V. Sokolova, Ya. G. Butko, S. M. Avdeev // Kormoproizvodstvo. — 2019. — No. 2. — P.8–13.

13. Gazony: ustoychivost, dolgoletie, dekorativnost / N. N. Lazarev, Z. M. Urazbakhtin, V. V. Sokolova, M. A. Gusev. — Moscow: Izdatelstvo RGAU–MSKhA im. K. A. Timiryazeva, 2016. — 163 p.

14. Metodika opytov na senokosakh i pastbishchakh / VNII kormov im. V. R. Wilyamsa. — Moscow: Rosselkhozakademiya, 1996. — 143 p.

15. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu polevykh opytov s kormovymi kulturami / VNII kormov im. V. R. Wilyamsa. — Moscow: Rosselkhozakademiya, 1997. — 156 p.

16. Mirkhaydarova G. S. Izmenenie nekotorykh pokazateley pochv pod vozdeystviem erozii i rol biomassy po zashchite pochvy / G. S. Mirkhaydarova, F. K-B. Bekmuradova // Bioekonomika i ekobiopolitika. — 2016. — No. 2 (3). — P.105–107.

17. Privalova K. N. Produktivnost dolgoletnikh kulturnykh pastbishch i plodorodie pochvy pri raznykh tekhnologicheskikh sistemakh vedeniya / K. N. Privalova, D. A. Altunin, R. R. Karimov // Kormoproizvodstvo. — 2018. — No. 9. — P.5–8.

18. Provedenie nauchnykh issledovaniy na meliorirovannykh zemlyakh izbytochno uvlazhnennoy chasti SSSR: metodicheskie ukazaniya. — Tver: VNIIMZ, 1984. — 163 p.

19. Sariev A. Kh. Osobennosti razvitiya kornevoy sistemy mnogoletnikh zlakov na narushennykh zemlyakh eniseyskogo severa / A. Kh. Sariev // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. — 2013. — No. 11. — P.31–34.

20. Stankov N. Z. Metody vzyatiya korney v pole / N. Z. Stankov // Doklady VASKhNIL. — 1951. — No. 11. — P.121–126.

21. Mnogoletnie bobovye travy v agrolandshaftakh Nechernozemya / V. A. Tyulin, N. N. Lazarev, N. N. Ivanova, D. A. Vagunin. — Tver: Tverskaya GSKhA, 2014. — 234 p.

22. Shpakov A. S. Sredoobrazuyushchaya rol mnogoletnikh trav v Nechernozemnoy zone / A. S. Shpakov // Kormoproizvodstvo. — 2014. — No. 9. — P.12–17.

23. Kiryushin V. I. The Management of Soil Fertility and Productivity of Agrocenoses in Adaptive-Landscape Farming Systems / V. I. Kiryushin // Eurasian Soil Science. — 2019. — Vol. 52. — No. 9. — P.1137–1145.

Обсуждение закрыто.