МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ

ВІННИЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Українська академія аграрних наук

Інститут кормів

ДЕМЧИШИН НАТАЛІЯ БОГДАНІВНА

УДК 633.2.031:631.816:631.816.1

ПРОДУКТИВНІСТЬ ДОВГОВІКОВИХ ТРАВОСТОЇВ

ЗАЛЕЖНО ВІД ІНТЕНСИВНОСТІ УДОБРЕННЯ Й ВИКОРИСТАННЯ

В УМОВАХ ЛІСОСТЕПУ ЗАХІДНОГО

06.01.12 – кормовиробництво і луківництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Вінниця – 2008

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в лабораторії кормовиробництва Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН протягом 1990-2005 рр.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор,

Ярмолюк Михайло Тимофійович,

Інститут землеробства і тваринництва західного регіону УААН,

головний науковий співробітник лабораторії кормовиробництва

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор,

Макаренко Петро Савелійович,

Вінницький державний аграрний університет, професор кафедри

кормовиробництва, луківництва й сільськогосподарської меліорації

доктор сільськогосподарських наук, професор,

Боговін Анатолій Власович,

ННЦ “Інститут землеробства УААН”, головний науковий

співробітник лабораторії луківництва

Захист відбудеться “24”січня 2008 р. о 12 годині на засіданні спільної спеціалізованої вченої ради Д 05.854.01 Вінницького державного аграрного університету та Інституту кормів УААН за адресою: 21008, м. Вінниця, вул. Сонячна, 3.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеках Вінницького державного аграрного університету за адресою: 21008, м. Вінниця, вул. Сонячна, 3, та Інституту кормів УААН за адресою: 21100, м. Вінниця, пр-кт Юності, 16.

Автореферат розіслано “22” грудня 2007 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради П.В.Материнський

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Виробництво кормів як основний фактор успішного розвитку тваринництва є важливим напрямом сільського господарства, бо від нього залежить забезпеченість населення високоякісними продуктами харчування.

Розширення і розвиток кормової бази сільськогосподарського виробництва є особливо актуальним в умовах Лісостепу західного, де природно-кліматичні умови найбільш сприятливі для вирощування багаторічних трав, а родючі ґрунти низинних і заплавних лук дають змогу отримувати високі їх врожаї.

Аналіз сучасного стану розвитку лучного кормовиробництва в Західній Україні свідчить про те, що за період 1990-2005 рр. збільшилися площі під природними кормовими угіддями. Зараз вони становлять 1,7 млн га, але їх продуктивність залишається низькою (10-15 ц/га кормових одиниць), а багато питань щодо технологій створення і використання довговікових травостоїв недостатньо відпрацьовано. Наявні технології не повністю враховують еколого-біологічні і фітоценотичні фактори, способи прогнозування й управління продуктивністю сіяних травостоїв, дози і співвідношення добрив, їх оптимальний розподіл та доцільні режими використання.

У зв’язку з цим виникає потреба в розробці таких технологічних заходів зі створення високопродуктивних культурних лучних травостоїв, які б максимально враховували не тільки природні, кліматичні та господарські умови, але й були економічно вигідні й екологічно безпечні.

Актуальність теми. Розробці наукових основ створення та раціонального використання високопродуктивних лучних угідь у різні часи приділили багато уваги досвідчені вчені-луківники (Г.С.Кияк, М.В.Куксін, А.В.Боговін, П.С.Макаренко, М.Т.Ярмолюк, Я.І.Мащак, В.Г.Кургак). Проте сучасний стан наукового обґрунтування інтенсивного використання низинних лук Лісостепу західного вимагає оцінки динаміки формування рослинного покриву залужених довговікових травостоїв, їх видової структури, продуктивності та якості корму залежно від різних рівнів удобрення та режимів використання. Не проаналізованим залишається вплив мінерального удобрення на біо- та екоморфологічну структуру довговікових травостоїв. Потребують вивчення мобілізаційно-іммобілізаційні процеси перетворення азотовмісних сполук у лучній дернині за різних рівнів азотного підживлення та різних способів розподілу цього азоту протягом вегетаційного періоду. Недостатньо аргументованим є екологічний аспект безпеки використання мінеральних добрив на довговікових травостоях у забезпеченні чистоти рослинницької продукції та навколишнього середовища. В наукових дослідженнях замало уваги приділено вивченню змін агрохімічних показників родючості ґрунту за умов інтенсивного довготривалого використання культурних травостоїв. Недостатня вивченість вказаних питань визначила вибір теми дисертації.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною тематичного плану лабораторії кормовиробництва Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН і виконана у відповідності з науково-технічною програмою на період 1990-1995 рр. “Продовольство - 95”, Проект 20 “Корми і кормовий білок” (№ державної реєстрації DPUA1001631P) і державною НТП „Кормовиробництво” на 1996-2005 рр. (номер державної реєстрації 0196U024405).

Мета і завдання досліджень. Встановити основні закономірності та фактори формування видової структури, продуктивних можливостей різновікових (16-30-річних) довготривалих лучних травостоїв залежно від застосування підвищених і середніх доз мінеральних добрив, їх вплив на якість врожаю та зміни агрохімічних показників родючості ґрунту.

Для досягнення цієї мети було поставлено такі завдання:

- встановити продуктивність різновікових травостоїв залежно від різних доз мінеральних добрив та способів розподілу азоту під час вегетаційного періоду;

- з’ясувати особливості формування структури різновікових травостоїв (ботанічний, видовий склад, структуру й щільність) залежно від удобрення та режимів використання;

- визначити в рослинній масі вміст органічних речовин, хімічних елементів та кормову й поживну цінність урожаю;

- виявити вплив мінеральних добрив на зміни агрохімічних показників родючості ґрунту та нагромадження кореневої маси;

- дати економічну та енергетичну оцінку продуктивності різновікових довготривалих травостоїв, показати їх залежність від різних технологічних і погодних факторів.

Об’єкт дослідження – процес формування врожаю довговікових травостоїв і якості корму залежно від удобрення та режимів використання, сезонного розподілу азоту добрив та зміни агрохімічних показників ґрунту.

Предмет дослідження – довготривалі травостої, рівномірний і наростаючий спосіб розподілу азоту добрив за укосами використання, фаза використання травостою, тривалість періодів відростання між першим і наступними відчуженнями.

Методи досліджень – польовий – для вивчення впливу погодних умов й агротехнічних заходів на об’єкт досліджень; ваговий – для встановлення продуктивності та структури врожаю; лабораторний – для визначення якості корму та агрохімічних показників ґрунту; статистичний – для перевірки достовірності результатів досліджень; розрахунково-порівняльний – для оцінки економічної та енергетичної ефективності застосованих технологічних заходів використання травостоїв.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у встановленні продуктивного потенціалу довговікових травостоїв (20-, 25-, 30-річних) залежно від інтенсивності удобрення та способів розподілу азоту добрив. Вперше в умовах Лісостепу західного здійснено біоекоморфологічний аналіз фітоценотичної структури низинних лук за умов довготривалого інтенсивного їх використання.

В умовах стаціонарного досліду показано зміни видового, ботанічного складу та щільності довговікових травостоїв, удосконалено технологічні заходи високоефективного їх використання шляхом перерозподілу різних доз (240, 180, 140 кг/га) азоту добрив протягом вегетації залежно від фаз розвитку трав і тривалості періодів відростання між наступними відчуженнями.

Визначено темпи іммобілізації азоту внесених восени мінеральних добрив з використанням у наступний вегетаційний сезон, його вплив на якість та рівномірність надходження корму.

Показано доцільність використання триразового підживлення травостоїв азотом з виключенням ранньовесняного для забезпечення рівномірності надходження високоякісного корму.

Обґрунтовано екологічний аспект впроваджуваних технологій довготривалого використання травостоїв, які дозволяють уникнути вертикальної міграції хімічних елементів добрив, надлишкового нагромадження важких металів у ґрунті для збереження екологічної рівноваги екосистеми.

Встановлено економічну та енергетичну eфективність довготривалого використання лучних травостоїв та виявлено способи здешевлення кормової продукції.

Практичне значення одержаних результатів. Полягає в розробці рекомендацій щодо високоефективного використання різновікових травостоїв, які дозволяють без перезалуження підтримувати їх продуктивність на рівні 62-78 ц/га кормових одиниць з собівартістю 9,5- 17,6 грн/ц при забезпеченні рівномірного надходження трав’яного корму впродовж вегетаційного періоду.

Наукові розробки пройшли виробничу перевірку та впроваджені в 2001 й 2005 рр. в приватній агрофірмі “Білий Стік” Сокальського району Львівської області.

Особистий внесок здобувача. Здійснено аналітичний огляд вітчизняної та зарубіжної літератури за темою роботи, проведено польові та лабораторні дослідження, проаналізовано та узагальнено отриманий експериментальний матеріал, сформульовано основні положення дисертаційної роботи, висновки, рекомендації виробництву, підготовлено до друку статті за темою дисертації. Частка здобувача в одержанні наукових результатів становить 70%.

Апробація результатів досліджень. Матеріали дисертаційної роботи обговорені та отримали схвальну оцінку на Міжнародній науково-практичній конференції “Fiels days” (Фаленти, Польща, 1993 р.), науково-практичній конференції з питань луківництва (Фаленти, Польща, 1994), Всеукраїнській науково-практичній конференції „Стан земельних угідь та поліпшення їх використання” (Чабани-Київ, 2005 р.), Міжнародній науково-практичній конференції „ Сучасність і майбутнє аграрної науки та виробництва” (Львів, 2006 р.), Міжнародній науково-практичній конференції „Інноваційність розвитку сучасного аграрного виробництва” (Львів, 2007), засіданнях методичної комісії й вченої ради, лабораторії кормовиробництва Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН (Оброшино).

Публікації. За результатами досліджень за темою дисертації опубліковано 6 статей, з них 5 у фахових виданнях.

Структура та обсяг роботи. Робота складається із вступу, 6 розділів, висновків, пропозицій виробництву, списку літературних джерел та додатків. Загальний обсяг роботи становить 165 сторінок, включає 18 рисунків, 54 таблиці, 8 додатків. Список літературних джерел складається із 261 позицій, з них 15 - латинським шрифтом.

ЗМІСТ РОБОТИ

Розділ 1. Роль мінеральних добрив у підвищенні продуктивності лучних угідь західного Лісостепу України

(огляд літератури)

На підставі критичного аналізу результатів досліджень вітчизняних та зарубіжних вчених всебічно висвітлено способи підвищення продуктивності лучних угідь, ефективність використання різних систем удобрення на сіяних і довготривалих лукопасовищних травостоях, а також їх дію на хімічний склад корму. Обґрунтовано потребу оптимізації системи використання довготривалих травостоїв низинних лук. Показано невирішені питання із зазначеного напряму досліджень та обґрунтовано вибір теми дисертації.

Розділ 2. Умови та методика проведення досліджень

Експериментальну частину роботи виконано на стаціонарі лабораторії кормовиробництва Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН. Для вирішення поставлених у дисертації завдань з 1990 р. по 2005 р. проведено три польових досліди.

Ґрунт дослідних ділянок темно-сірий опідзолений легкосуглинковий поверхнево оглеєний. В шарі 0-20 см на 100 г ґрунту міститься 3,67% гумусу, 24,9 мг лужногідролізованого азоту, 6,3 мг рухомого фосфору , 7,7 мг обмінного калію, рН (сольове) – 5,0.

Дослідження проведено на сіяному злаковому травостої, створеному в 1974 р. шляхом прискореного залуження літньою сівбою за загальноприйнятою технологією. В склад травосуміші включали: пажитницю багаторічну (13 кг), кострицю лучну (12 кг), тимофіївку лучну (6 кг).

За основу досліджень взято схему стаціонарного досліду з вивчення впливу інтенсивності удобрення та режимів використання на формування на низинних луках культурних довготривалих травостоїв. На першому етапі (1990-1995 рр.) вивчали дозу N240Р90К120, на другому (1996-2000 рр.) - N180Р60К90 і на третьому (2001-2005 рр.) - N140Р60К90. Азотні добрива вносили двома способами: рівномірно (під кожен укіс) і з наростанням доз до осені без ранньовесняного підживлення. Використання травостоїв проводили шляхом їх скошування. Площа дослідних ділянок 36 м2, облікова – 20 м2, повторність чотирикратна.

Погодні умови за роки виконання роботи не завжди сприяли росту лучних трав. Надмірно вологими були 1992, 1993, 1998, 2001, 2002 рр., посушливими – 1994, 1995, 1999, 2000, 2003. Облік урожаю проводили згідно з методикою Інституту кормів УААН (1994). Вміст сухої речовини визначали висушуванням 0,5 кг зеленої маси до постійної ваги за температури 105 0С. Обробку врожайних даних здійснювали методом дисперсійного аналізу (Б.О.Доспехов, 1985). Для визначення видового і ботанічного складу, структури і щільності травостою відбирали проби зеленої маси з двох повторень дослідних ділянок площею 0,25 м2. У відібраних зразках визначали: видовий склад – за співвідношенням різних видів до загальної маси з вичлененням злаків, бобових і різнотрав'я; щільність травостою – обрахунком кількості пагонів на 1 м2, структуру врожаю – поділом злаків на листкову і стеблову фракції. Флористичний склад травостою на варіантах визначали за А.П.Шенніковим (1964), біоценоморфологічний аналіз травостою здійснювали за А.В.Боговіним (2005) з використанням ідей Л.Г.Раменського (1948), О.Л.Бельгарда (1950), Т.А.Работнова (1987).

Нагромадження кореневої маси визначали у ґрунтових пробах, відібраних металічним стаканом об’ємом 516,9 см2 з глибини 0-20 см, після їх відмивання на ситах діаметром 0,25 мм і висушування до постійної маси.

Визначення хімічного складу корму та агрохімічних характеристик ґрунту проводили за загальноприйнятими методиками ( М.М.Городній, М.В.Козлов, М.І.Бідзіль (1972).

За вмістом білка, жиру, клітковини і БЕР, враховуючи коефіцієнти їх перетравності, визначали поживність корму в кормових одиницях.

Економічну ефективність застосування різних доз мінеральних добрив на лучних травостоях обчислювали згідно з методикою Південного відділення ВАСГНІЛ за технологічними картами загальноприйнятих форм. Енергетичну оцінку технологічних заходів здійснювали за методикою О.К.Медведовського, П.І.Іваненка (1988).

РОЗДІЛ 3. ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ЛУЧНИХ ТРАВОСТОЇВ

ПІД ВПЛИВОМ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ І РЕЖИМІВ ВИКОРИСТАННЯ

Ботанічний та видовий склад. На довготривалих травостоях, удобрених мінеральним азотом, за ботанічним складом відзначено повне домінування злаків (табл. 1).

Таблиця 1

Вплив тривалого застосування інтенсивного удобрення на зміну ботанічного складу сіяних лучних травостоїв, % до загальної ваги зеленої маси

Варіанти удобрення | І укіс | ІІІ укіс

злаки | бобові | різнотрав’я | злаки | бобові | різнотрав’я

1990-1995 рр.

Без добрив | 58 | 9 | 33 | 59 | 14 | 27

Р90К120 - фон | 58 | 24 | 18 | 48 | 35 | 18

Фон+N240

(60+60+60+60) |

97 |

- |

3 |

93 |

- |

7

Фон+N240

(0+30+90+120) |

95 |

- |

5 |

92 |

- |

8

НІР05 | 6,7 | 1,8 | 1,6 | 6,4 | 2,0 | 1,3

1996-2000 рр.

Без добрив | 71 | 8 | 21 | 67 | 5 | 28

Р60К90 - фон | 70 | 14 | 16 | 58 | 19 | 23

Фон+N180

(45+45+45+45) |

95 |

- |

5 |

93 |

- |

7

Фон+N180

(0+30+60+90) |

93 |

3 |

4 |

89 |

1 |

10

НІР05 | 7,4 | 0,9 | 1,1 | 7,2 | 2,1 | 1,8

2001-2005 рр.

Без добрив | 70 | 13 | 17 | 78 | 6 | 16

Р60К90 - фон | 70 | 16 | 14 | 73 | 16 | 11

Фон+N140

(35+35+35+35) | 93 | - | 7 | 92 | - | 8

Фон+N140

(0+30+40+70) | 91 | - | 9 | 90 | - | 10

НІР05 | 7,0 | 1,1 | 1,0 | 7,3 | 0,8 | 1,2

Проте за час досліджень їх частка знизилася з 97 до 92% при рівномірному розподілі азоту і з 95 до 90% при наростаючому. За внесення тільки фосфорно-калійних добрив у врожаї зеленої маси першого укосу значна частка належить бобовим - 14-24%, а за рахунок активного відростання після скошування у третьому укосі їх було вже 16-35%. Низька забезпеченість поживними речовинами на контрольних варіантах послаблює конкурентність злаків порівняно з різнотрав’ям, і їх частка становить 58-77%.

Результати спостережень за динамікою формування рослинного покриву протягом дослідного періоду показують, що видовий склад травостоїв трансформовувався під впливом вікових змін, забезпеченості поживними елементами та погодних факторів. Зі збільшенням віку травостоїв відбувалося поступове зменшення частки верхових видів злаків за рахунок інтенсивного розростання низових трав: мітлиці велетенської, костриці червоної, тонконогу лучного. На варіантах без добрив і з внесенням фосфорно-калійних добрив за час досліду костриці лучної зменшилося з 9-10 до 5-3%, тимофіївки лучної з 5-7 до 2-1%, грястиці збірної з 5-6 до 2-3%. Внесення азотних добрив на фоні фосфорно-калійних сповільнює цей процес, так що в травостоях 2005 р. залишилося 10-11% тимофіївки лучної, 8-10% костриці червоної і 6-7% грястиці збірної. На варіантах з рівномірним розподілом азотного добрива за укосами тимофіївки лучної і костриці червоної було дещо більше, ніж з наростаючим. Фосфорно-калійні добрива сприяють збереженню в травостої люцерни хмелевидної (10%), горошку мишачого (4%), конюшини середньої, конюшини повзучої і лядвенцю рогатого (по 2%).

Щільність і структура врожаю. Підрахунки щільності травостою за весь час досліджень показали, що інтенсивне використання травостою сприяє зростанню його густоти. Ця закономірність проявляється як на удобрених, так і на неудобрених варіантах, що свідчить про високий життєвий потенціал багаторічних трав.

Фосфорно-калійні добрива підвищували щільність травостою проти варіанта без добрив на 67-127%. При цьому значно збільшувався відсоток пагонів бобових як у першому, так і в третьому укосах.

При внесенні повних мінеральних добрив щільність значно зростала порівняно з варіантом без добрив та за внесення фосфорно-калійних добрив за рахунок злакових трав. У першому укосі найгустішим був травостій третього періоду (2001-2005 рр.) на варіанті з рівномірним розподілом азоту – 3807 шт. пагонів на 1 м2. На варіантах з внесенням наростаючих доз у 3-му укосі відбулося суттєве ущільнення травостою до 4537 шт. пагонів на 1 м2, що на 40% більше, ніж в 1 укосі, але все ж таки менше за найвищий показник у цьому періоді – 4594 шт. пагонів на 1 м2 (при рівномірному розподілі азоту).

Структура врожаю злакових компонентів. За досліджувані періоди найвища активність листкоутворення припадала на перший період (1990-1995 рр.) – 71-89% до загальної маси на варіанті без добрив та за внесення фосфорно-калійних добрив. Значною продуктивністю у формуванні листкової маси характеризувався врожай 3-го укосу. На варіантах з внесенням азотних добрив листки становили 87, стебла – 13%. Відзначено зниження частки листків в урожаї 1-го укосу від першого етапу досліджень (79-81%) до третього (59-60%) за внесення повного мінерального удобрення. У 3-му укосі в період з 1996-2000 рр. застосування мінерального азоту зумовило зростання відсотка листя на 27% порівняно з варіантом без добрив. Це також підтверджує особливу роль мінеральних добрив у стабілізації лучних ценозів.

Біоекоморфологічна структура рослиних угруповань дослідних ділянок залежить від виду удобрення. Фосфорно-калійні добрива порівняно з контролем розширюють за проективним покриттям на 14% частку стрижнекореневих (за типом кореневої системи), на 18% безрозеткових (за типом надземних пагонів), на 17% каудексових (за типом підземних пагонів), на 6% ксеромезофітів (серед гігроморф). На варіантах з внесенням повних мінеральних добрив відзначено повне домінування за проективним покриттям китицевокореневих - 82-86, напіврозеткових - 82-84, короткокореневищних – 65-72, мезотрофів – 84-85% і збільшення кількості степових видів до 28-30, лучно-степових – до 17-20 (серед ценоморф), ксеромезофітів – до 26-30% (серед гігроморф). За тривалістю життєвих форм на всіх дослідних варіантах переважають полікарпики, а за типом життєвих форм (за Раунк’єром) – гемікриптофіти.

Розділ 4. Продуктивність довготривалих травостоїв

залежно від способів розподілу азотного добрива

й тривалості періодів відростання

Продуктивність довговікових травостоїв в окремі роки і етапи досліджень залежала як від доз азотних добив, так і від погодних умов (табл. 1). За етапами досліджень найвищі врожаї на всіх варіантах досліду отримано за період 1990-1995 рр.

Таблиця 2

Продуктивність довготривалого травостою залежно від способів розподілу

азотних добрив і режимів використання

Варіанти досліду | Вихід, ц/га | Приріст до контролю, %

удобрення | *режими

використання | сухої маси | кормових

одиниць | сухої маси | кормових

одиниць

1990-1995 рр.

Без добрив | 1 | 21,8 | 20,7 | - | -

Р90К120 - фон | 1 | 41,6 | 38,3 | 91 | 90

Ф+N240

(60+60+60+60) |

1 |

82,9 |

77,9 |

280 |

276

Ф+N240

(0+30+90+120) |

1 |

72,5 |

68,9 |

231 |

232

Ф+N240

(0+30+90+120) |

2 |

75,1 |

70,6 |

244 |

241

НІР05 | 3,7 | 2,3

1996-2000 рр.

Без добрив | 1 | 13,8 | 12,1 | - | -

Р60К90 - фон | 1 | 19,5 | 16,8 | 41 | 38

Ф+N180

(45+45+45+45) |

1 |

56,6 |

53,2 |

310 |

340

Ф+N180

(0+30+60+90) |

1 |

54,6 |

49,7 |

295 |

311

Ф+N180

(0+30+60+90) |

2 |

61,9 |

58,8 |

349 |

385

НІР05 | 2,7 | 4,6

2001-2005 рр.

Без добрив | 1 | 19,7 | 14,6 | - | -

Р60К90 - фон | 1 | 27,8 | 20,0 | 41 | 37

Ф+N140

(30+30+30+30) | 1 |

69,6 |

63,4 |

253 |

334

Ф+N140

(0+30+40+70) |

1 |

68,1 |

63,3 |

245 |

333

Ф+N140

(0+30+40+70) |

2 |

68,2 |

62,0 |

246 |

325

НІР05 | 8,3 | 8,5

*Примітка: 1 – 1-й укіс у фазі кущіння, отави - через 18, 24, 30, 36 днів, 2 – 1-й укіс у фазі трубкування, отави - через 24 дні.

Максимальний врожай (82,9 ц/га) сухої маси одержано на варіанті з внесенням 240 кг/га діючої речовини азоту на фоні Р90К120 за рівномірного його розподілу протягом вегетаційного сезону з використанням у першому укосі в фазі кущіння, а наступних отав через 18, 24, 30, 36 дні. Урожайність у даному випадку була на 10 ц/га більше, ніж на варіанті з наростаючим розподілом азоту та таким самим режимом використання і на 7,8 ц/га більше, ніж при використанні травостою у фазі виходу в трубку з наступними відчуженнями через 24 днів. При цьому досягнуто і найвищого виходу кормових одиниць – 77,9 ц/га. Найбільші прирости сухої маси та кормових одиниць за період 1996-2000 рр. зумовило внесення 180 кг/га азоту на фоні Р60К90 при наростаючому розподілі азоту і використанні травостою у фазі виходу в трубку. У цей період з порівняно низькою продуктивністю на контрольному варіанті роль мінеральних добрив була особливо відчутною. Прирости сухої маси й кормових одиниць становили відповідно 349 і 385%. Проте раніше скошування (фаза кущіння) за умов посушливої весни у цей період спричинило найнижчу продуктивність травостою (54,6 ц/га сухої маси) на варіанті з наростаючим розподілом азоту.

Розподіл урожаю за укосами засвідчив, що як середній збір за періодами, так і його максимальні й мінімальні значення в середині періодів впродовж вегетації коливалися залежно від розподілу азоту та погодних умов.

Ранньовесняне внесення азоту істотно посилювало процес весняного росту трав, сприяючи переростанню травостою. В 1-му укосі при цьому зібрані найвищі урожаї: в 1990-1995 рр. – 23,1 ц/га (рис. 1), в 1996-2000 рр. - 18 ц/га (рис. 2), 2001-2005 рр. 17,2 ц/га (рис. 3), що відповідно становило 28, 32 і 25% від усього врожаю.

Рис. 1. Вихід сухої маси на довготривалому травостої за укосами, ц/га сухої маси (середнє за 1990-1995 рр.): 1 - контроль (без добрив), 2 - Р90К120 – фон, 3 - фон+N240 (60+60+60+60), 4, 5 - фон + N240 (0+30+90+120).

На варіантах, де підживлення травостоїв починалося після першого укосу (у фазі кущіння) в наростаючій кількості, урожай протягом весняно-літнього сезону надходив рівномірніше. Найвищі збори трав’яної маси припадали на 3-й і 4-й укоси. За період 1990-1995 рр. в цих укосах зібрано відповідно 19,5 і 16,9 ц/га, у 1996-2000 рр. – 13,4 і 14,6 ц/га, в 2001-2005 рр. - 16,9 і 18,1 ц/га.

Рис. 2. Вихід сухої маси на довготривалому травостої за укосами, ц/га сухої маси (середнє за 1996-2000 рр.): 1 – контроль (без добрив), 2 – Р60К90 – фон, 3 - фон+N180(45+45+45+45), 4,5 - фон+N180(0+30+60+90).

При продовженні росту трав до фази виходу в трубку без ранньовесняного підживлення відчутно проявляється післядія внесеного восени азоту. За рахунок іммобілізованого азоту в період 1990-1995 рр. в 1-му укосі отримано 19,6 ц/га, в період 1996-2000 рр. – 15,3 ц/га, і в 2001- 2005 рр. – 17,1 ц/га, що в 3-5 разів більше, ніж на неудобрюваних варіантах.

Рис. 3. Вихід сухої маси на довготривалому травостої за укосами, ц/га сухої маси (середнє за 2001-2005 рр.): 1 - контроль (без добрив), 2 – Р60К90 – фон, 3 - фон+N140 (35+35+35+35), 4,5 - фон+N140 (0+30+40+70).

Нагромадження кореневих залишків збільшується при внесенні як фосфорно-калійних, так і азотних добрив у всі періоди досліджень. Альтернативний розподіл азоту сприяв найбільшому наростанню кореневої маси: у першому періоді - 83 ц/га, у другому – 65 ц/га, у третьому – 141,5 ц/га. Зростання маси коренів на варіанті без добрив протягом 2001-2004 рр. забезпечило найбільше співвідношення надземної маси до підземної – 1:5,7.

Зміна основних фізико-хімічних властивостей ґрунту. За досліджуваний період кислотність ґрунту на варіантах з азотним удобренням знизилася з 4,6-4,7 до 4,5. Найвищий вміст органічної речовини відзначено в шарі 0-20 см на варіанті без добрив. За рахунок внесення азоту, фосфору і калію добрив у ґрунті удобрюваних варіантів їх кількість зростає. На фоновому варіанті відбувається нагромадження фосфору до 25,8 і калію до 21,2 мг/100 г ґрунту. З внесенням азотних добрив кількість фосфору і калію порівняно з варіантом без азоту знижується відповідно до 11,7-12,5 і 8,2-8,7 мг/100 ґрунту. Проте вміст лужногідролізованого азоту на цих варіантах залишається найвищим – 18,5-18,9 мг/100 г ґрунту. Нагромадження нітратів на удобрених азотом варіантах залежало від дози азоту і знаходилося в межах 0,3-4,7 мг/кг ґрунту весною і 0,3-12,9 мг/кг ґрунту восени. Не відзначено міграції нітратів по профілю ґрунту. Кількість амонійного азоту при цьому була найвищою весною (до 21,9 мг/кг ґрунту).

Застосування фосфорно-калійних добрив обумовило в основному підвищення вмісту міді, цинку, марганцю, бору, кадмію порівняно з варіантом без добрив. Додаткове застосування азотних добрив на фоні фосфорно-калійних спричинило незначне зниження їх рівня, що пояснюється більшими виносами з урожаями.

РОЗДІЛ 5. ЯКІСТЬ КОРМУ ЗАЛЕЖНО ВІД ІНТЕНСИВНОСТІ УДОБРЕННЯ

ТА РЕЖИМІВ ВИКОРИСТАННЯ

Вміст основних поживних речовин у сухій масі досліджуваних травостоїв залежав від рівня удобрення, фази використання й тривалості періодів відростання (табл. 3).

Частка сирого протеїну у кормі на досліджуваних ділянках на всіх етапах досліду збільшувалася як за внесення фосфорно-калійних добрив, так і повного мінерального підживлення порівняно до фону без добрив. Найвищі показники рівня протеїну встановлено в першому періоді досліджень (1990-1995 рр.). При рівномірному розподілі азоту вміст протеїну становив 18,6%. Наростаючий розподіл азоту сприяв нагромадженню більшої кількості протеїну в кормі літньо-осіннього періоду, тоді як рівномірний – в кормі перших укосів. У наступні періоди вміст протеїну поступово знижувався (з 18,6 до 16,1%). Вміст білка на різновікових травостоях залежав від рівня удобрення й режимів використання. Найвищий відсоток білку встановлено в кормовій масі першого укосу (15,0) при рівномірному розподілі азоту. Наростаючий розподіл азоту зумовлював зниження кількості білка в кормі в першому укосі до 13,5% і збільшення його нагромадження в четвертому укосі до 16%. При використанні травостоїв у пізнішій фазі (трубкування) різниця між кількістю білка в першому і четвертому укосах стала ще помітнішою. Зі зменшенням дози азоту вміст білка знижувався від першого до третього періоду досліджень, при цьому за рівномірного розподілу азоту синтезувалося білка на 0,6-0,7% більше, ніж при наростаючому.

Таблиця 3

Вміст у кормі основних поживних речовин і мінеральних елементів, % на суху масу

Варіанти досліду | Про-теїн | Білок | Кліт-ковина | Жир | БЕР | Фос-фор | Калій | Каль-цій

удобрення | режими

викорис-

тання*

1990-1995 рр.

Без добрив | 1 | 15,7 | 12,5 | 27,9 | 2,8 | 42,7 | 0,36 | 2,2 | 0,84

Р90 К120 - фон | 1 | 18,0 | 14,4 | 27,2 | 3,6 | 39,8 | 0,43 | 2,7 | 0,79

Ф+N240

(60+60+60+60) | 1 |

18,6 |

14.6 |

27,1 |

3,7 |

41,7 |

0,37 |

2,4 |

0,64

Ф+N240

0+30+90+120) | 1 |

18,5 |

14,8 |

27,3 |

3,7 |

40,9 |

0,41 |

2,5 |

0,62

Ф+N240

0+30+90+120) |

2 |

18,5 |

14,9 |

27,8 |

3,6 |

40,1 |

0,41 |

2,6 |

0,57

НІР05 | 12,0 | 1,2 | 2,6 | 0,3 | 4,2 | 0,03 | 0,2 | 0,04

1996-2000 рр.

Без добрив | 1 | 11,4 | 9,1 | 23,5 | 2,8 | 53,7 | 0,27 | 2,0 | 0,35

Р60К90 - фон | 1 | 14,5 | 11,1 | 23,2 | 2,9 | 49,7 | 0,41 | 2,5 | 0,52

Ф+N180

(45+45+45+45) | 1 |

18,0 |

14,1 |

24,2 |

3,0 |

45,2 |

0,36 |

2,0 |

0,41

Ф+N180

(0+30+60+90) |

1 |

17,4 |

13,4 |

24,6 |

3,3 |

46,0 |

0,38 |

2,0 |

0,47

Ф+N180

(0+30+60+90) |

2 |

16,7 |

13,2 |

23,6 |

3,3 |

47,4 |

0,38 |

1,9 |

0,50

НІР05 | 1,7 | 1,4 | 2,5 | 0,4 | 4,7 | 0,03 | 0,2 | 0,04

2001-2004 рр.

Без добрив | 1 | 11,0 | 9,6 | 28,9 | 2,4 | 45,1 | 0,28 | 1,41 | 0,59

Р60К90 - фон | 1 | 14,2 | 9,2 | 30,0 | 2,9 | 41,9 | 0,41 | 2,32 | 0,70

Ф+N140

(30+30+30+30) | 1 |

16,7 |

11,7 |

27,4 |

3,4 |

42,0 |

0,39 |

2,16 |

0,50

Ф+N140

(0+30+40+70) | 1 |

16,1 |

11,1 |

28,3 |

3,6 |

43,0 |

0,42 |

2,08 |

0,48

Ф+N140

(0+30+40+70) |

2 | 16,3 | 11,3 | 28,3 | 3,4 | 42,2 | 0,41 | 2,10 | 0,49

НІР05 | 1,7 | 1,0 | 2,7 | 0,3 | 4,7 | 0,03 | 0,02 | 0,05

*Примітка: 1 - 1-й укіс у фазі кущіння, наступні - через 18, 24, 30, 36 днів, 2 – 1-й укіс у фазі трубкування, наступні - через 24 дні.

Вміст золи та макроелементів у трав'яному кормі змінювався за періодами досліджень. Формування травостою під впливом фосфорно-калійних добрив сприяло нагромадженню 11,3 і 11,0% золи у першому і третьому періодах. При внесенні азотних добрив цей показник знижувався відповідно до 8,8-9,5 і 10,0-10,6%.

Фосфорно-калійні добрива збагачували корм фосфором у всі досліджувані періоди. При цьому його кількість у кормі зростала до 0,41-0,42%, що на 17-46% вище, ніж на варіанті без добрив. Азотні добрива відчутно не впливали на засвоєння фосфору рослинами. За періодами не відзначено суттєвого коливання цього показника.

Вміст калію у кормі впродовж тривалого використання травостоїв знижувався. На варіанті без добрив за весь час досліджень кількість його зменшилася з 2,2 до 1,4%. За рахунок щорічного поповнення ґрунтових запасів калію у вигляді калійних добрив, зростає кількість калію на варіантах з внесенням його з фосфором до 2,3-2,7%, а з внесенням ще й азоту - до 2,1-2,7%.

Забезпеченість корму кальцієм була найвищою в перший період (1990-1995 рр.), особливо на неудобреному варіанті (0,83% в першому укосі і 0,75% в четвертому). За внесення повних мінеральних добрив вміст кальцію знижувався за рахунок збільшення врожаю трав’яної маси у перший період до 0,55-0,65, в другий - до 0,41-0,50, в третій до 0,48 -0,50%. При цьому кількість кальцію не опускалася нижче від зоотехнічної норми.

Вміст магнію в кормі змінювався за періодами. Найнижчий рівень магнію на всіх варіантах (0,14-0,18%) відзначено в другому періоді (1996-2000 рр.). Суттєвих змін його кількості залежно від удобрення не виявлено. Надходження натрію в складі азотних добрив сприяє збільшенню його вмісту на удобрюваних варіантах до 0,11-0,19%. Збідненим на натрій залишається травостій варіантів без внесення добрив (0,06-0,09%).

Як видно з наведених даних, найвищим рівнем поживних і мінеральних речовин характеризувався перший період (1990-1995 рр.), проте корм наступних періодів за показниками якості також відповідав зоотехнічним нормам.

Розділ 6. Економічна і енергетична оцінка технологічних заходів залежно від інтенсивності удобрення і використання

довготривалих травостоїв

Економічна ефективність технологічних заходів знаходилася в залежності від величини видатків на удобрення і в меншій мірі від способу розподілу азоту і режимів використання. Найвищий умовно чистий прибуток (2853 грн/га) отримано при рівномірному розподілі азоту за внесення N140Р60К90. За умови найменших виробничих витрат собівартість продукції становила 16,7 грн/корм. од, рівень рентабельності - 165%. При цьому встановлено найкращі енергетичні показники: енергетичний коефіцієнт – 4,2 і коефіцієнт енергетичної ефективності – 2,4. Зі зростанням затрат на придбання більшої кількості мінеральних добрив економічні показники знижуються. З внесенням N240Р90К120 собівартість 1 ц корм. од. підвищується до 27,6-29,5 грн при одержанні 1068-1348 грн умовно чистого прибутку, рівні рентабельності - 52-62% залежно від способу внесення азоту добрив та режимів використання. Знижується також енергетична ефективність, так що енергетичний коефіцієнт зменшується до 3,3-3,7, а коефіцієнт енергетичної ефективності – до 1,9-2,1.

ВИСНОВКИ

У дисертації узагальнено дані та наведено нове вирішення наукової проблеми, що виявляється у встановленні особливостей формування довготривалих травостоїв та їх продуктивності залежно від систематичного удобрення й режимів використання, розроблено рекомендації для вдосконалення технологій щодо продовження їх продуктивного довголіття (до 30 років) за різних способів розподілу азотних добрив і фаз використання для збільшення виробництва трав’яних кормів високої якості та врегулювання рівномірності надходження корму.

1. Довготривалі травостої на низинних луках з темно-сірими опідзоленими ґрунтами здатні без перезалуження формувати протягом 15-30 років високі врожаї якісного трав’яного корму (в межах 54,6-82,9 ц/га сухого корму) за умови внесення N240-140Р60-90К90-120.

2. Рівномірний розподіл азоту забезпечує на 1,3-10,4 ц/га вищу врожайність порівняно з наростаючим за використання травостою у фазі кущіння злаків і з періодами відростання 24, 30 і 36 днів при сприятливих погодних умовах. За посушливих умов весняного періоду наростаючий розподіл азоту сприяє на 5,3 ц/га вищому виходу сухого корму за використання травостою у фазі трубкування з періодом відростання 24 дні.

3. 15-30-річні травостої з використанням у фазі кущіння за рівномірного розподілу азоту найпродуктивніші в першому укосі (17,2-23,1 ц/га), за наростаючого - в третьому (13,4-19,5) і четвертому укосах (14,6-17,2 ц/га). При використанні травостою у фазі трубкування корм протягом вегетаційного сезону надходив рівномірніше, а за рахунок іммобілізованого азоту внесених восени мінеральних добрив у першому укосі наростало 15,3-19,6 ц/га сухої маси.

4. Ефективність використання мінеральних добрив підвищується зі зменшенням дози добрив. При внесенні N140Р60К90 на кожен кілограм діючої речовини NРК отримано 15-17 кг сухої маси.

5. На довготривалих лучних травостоях із застосуванням повних мінеральних добрив формуються рослинні угруповання, де 90-97% складають злакові трави. За фосфорно-калійних добрив у рослиному покриві найбільша частка бобових – 14-35%. Різнотрав’я набуває найбільшого поширення на неудобрюваних варіантах – 17-33%.

6. За умови внесення повних мінеральних добрив на 20-річному травостої частка сіяних трав становить 41-44, дикорослих - 51-54, на 25-річному відповідно 32-38 і 57-61 і на 30-річному – 25-31 і 62-67%. Фосфорно-калійні добрива сприяють поширенню бобових. За різних погодних умов дослідного періоду частка люцерни хмелеподібної змінюється в межах 4-11, конюшини повзучої 2-9, горошку мишачого 1-4, конюшини червоної – 1-3, лядвенцю рогатого 1-2%.

7. Від 15-20 до 25-30 років щільність травостою зростає на всіх варіантах. При цьому на варіанті без добрив за час досліджень щільність зросла до 1131, на фосфорно-калійному фоні – до 2085, а на удобрених повними мінеральними добривами до 4594 шт. пагонів на 1 м2.

8. За біомофологічною структурою більша різноманітність спостерігається на варіанті без добрив і з внесенням РК. Застосування азотних добрив підсилює у рослинних угрупованнях фітоценотичну роль гемікриптофітів - 97-98%, полікарпиків - 96%, напіврозеткових – 82-85%, китицевих – 82-86%, мезотрофів – 84-85%, короткокореневищних – 67-72% проективного покриття. Більша різноманітність порівняно з неудобрюваним і фоновим варіантом на травостоях, удобрених повними мінеральним добривами, у спектрі ценоморф - лучним видам належить 60-65, лучно-степовим 17-20, степовим 8-10% проективного покриття і у складі гігроморф – мезофітам - 56-61, ксеромезофітам - 26-30, ксерофітам - 2% проективного покриття.

9. Якість корму залежить від доз мінеральних добрив і режимів використання. Вміст протеїну знижується зі зменшенням кількості внесеного азоту від 19,0 до 15,1%, а вміст у ньому білка – від 79 до 70%. Нагромадження нітратів у зеленій масі залежало від способу розподілу азоту і погодних умов. За рівномірного розподілу азоту рівень нітратів був найвищий у першому укосі - 343, а за нерівномірного в четветрому – 262 мг/кг натурального корму. За умов посухи і надмірного зволоження протягом вегетаційного сезону вміст нітратів зростає.

10. На довготривалих травостоях за умови внесення повних мінеральних добрив формується кормова маса зі стабільно високим виходом кормових одиниць – 0,91-0,95 в 1 кг сухого корму і доброю забезпеченістю кормової одиниці перетравним протеїном – 130-152 г.

11. Найбільшу кількість кореневих залишків відзначено на 25-30-річному травостої. Наростання кореневої маси не залежало від способу розподілу азоту і з внесенням азотних добрив становило 141,1-141,5 ц/га. Найбільше співвідношення надземної маси до підземної припадає на неудобрювані варіанти і змінюється в межах 1:3,1-5,7.

12. Під впливом внесення N240-140P90-60K120-90 на темно-сірих опідзолених ґрунтах довготривалих лучних травостоїв на глибині 0-20 см рН знижується на 0,1-0,2, вміст лужногідролізованого азоту зростає на 1,4-1,9, фосфору – на 1,1-2,8, калію на 2,3-3,1 мг/100 г ґрунту. Рівень нітратів не перевищує 12,9 мг/кг ґрунту. При цьому не відзначено їх міграції по профілю ґрунту. Кількість амонійного азоту за час досліду суттєво не змінюється. Вміст рухомих і валових мікроелементів знаходиться в межах ГДК.

13. За повного мінерального удобрення довготривалих травостоїв рослини на формування надземної і підземної маси засвоюють азоту і калію більші кількості порівняно з дозами, внесеними з мінеральними добривами. Ця різниця змінюється для азоту при рівномірному та наростаючому його розподілі від 40,6 і 53,0 і калію - від 167,4 і 131,9 кг/га з внесенням N240P90K120, до 32,8 і 39,0 для азоту, для калію - до 34,8 і 32 кг/га з внесенням N180Р60К90, і до 126,6 і 132,4 для азоту і 117,6 і 129,7 кг/га для калію з внесенням N140Р60К90. Фосфору рослини виносять менше порівняно з внесеним з добривами. Такий баланс поживних елементів свідчить про активний процес трансформації органічної речовини ґрунту з поступовим вивільненням великої кількості легкодоступних елементів