В настоящее время особенно актуально развитие устойчивого земледелия для создания гарантированной кормовой базы животноводства в условиях Крайнего Севера для обеспечения населения основными продуктами питания в необходимом объеме, решая вопросы продовольственной безопасности страны. Основой такого земледелия являются продуктивные и экологически устойчивые агроландшафты, в которых наиболее полно реализуется природно-ресурсный потенциал территории.

Целью настоящей работы  явилось выявить на основе экспериментальных данных наиболее продуктивную злаковую травосмесь, для разработки модели управления продукционным процессом и установлением закономерностей влияния природно-климатических условий на урожайность сеяных трав.

Объектом исследований служил созданный из 6 видов сеяных злаковых и злаково-бобовых травостоев травостой бобовых и злаковых культур по р. Куя на первой пойменной террасе в 200 м от ручья, впадающего в реку. Ширина террасы порядка 100–150 метров, длина 500–700 метров.

Микрорельеф не выражен, нанорельеф представляет собой чередование хаотично расположенных бугорков аллювиального происхождения в диаметре 3–4 см. Высота над уровнем моря составляет порядка 2 м, координаты 67°38’16.9” с.ш.,  053°16’22.4” в.д.

Полевой опыт проводился по методу рендомизированного размещения вариантов. Площадь делянки 30 м², с боковыми защитными полосами для устранения краевого эффекта –0,5 м  с каждой стороны делянки, учетная площадь делянки 10 м². Размещение повторностей на опыте двухъярусное. Общая площадь под опытом  около 900 м².

Минеральные удобрения вносили по отрастающему травостою во второй декаде июня. Из удобрений использовали азофоску или аммиачную селитру.

Для проведения исследований руководствовались методиками  в полевом кормопроизводстве и луговодстве Игловикова В. Г. и др. (1971), Доспехова Б. А. (1973), Кутузова А. А. и др. (1996).

В процессе проведения работ выполнены практические полевые исследования по изучению ботанического состава сеяных травостоев, формирования побегов, учету густоты стояния побегов, образованию клубеньков на корнях бобовых культур, устойчивости многолетних трав в сеяных травостоях, с проведением статистической обработки экспериментальных данных [1].

Разработка математической модели в наибольшей степени проявляется в моделировании продукционного процесса, без которого невозможно решать задачи технологического управления в растениеводстве. Для разработки модели управления продукционным процессом агроландшафта  кормовых агроценозов в природно-климатических условиях Ненецкого АО использовали экспериментальные данные одной из наиболее продуктивной улучшенной злаковой травосмеси.

Модель управления продукционным процессом агроландшафта кормовых агроценозов включает следующие показатели:

- оценку соответствия природного потенциала требованиям с.-х. культур, условно ее можно разделить на следующие составляющие:

- характеристика пойменного луга (описание природного потенциала изучаемого участка: климатические и почвенно-гидрологические показатели (сумма активных  и эффективных температур, количество осадков, условия  наводнения, плодородие почв  и т.д.);

- анализ климатических параметров;

-рекомендуемые к выращиванию сорта трав районированные для Крайнего Севера в приграничных территориях;

-почвенно-гидрологические условия (рельеф, тип почвы, гранулометрический состав, реакция почвенного раствора (рН), уровень паводковых вод и т.д.).

Модель управления продукционным процессом агроландшафта кормовых агроценозов представлена агробиологическими параметрами травосмеси   «Овсяница луг. СД-130 (40%) + Тимофеевка луг. СД-18 (33%) + Ежа сборная Нева» (27%) (таблица 1).

Таблица 1– Агробиологические параметры высокопродуктивных агроценозов многолетних злаковых трав

Агроклиматические условия и применяемые виды и дозы минеральных удобрений оказывают значительное влияние на агрохимические свойства почвы и хозяйственно-биологический потенциал сеяных агроценозов.

Погодные условия в годы проведения исследований были различными: от теплых и сухих в 2013 году (ГТК 1,3) до прохладных и влажных в 2012, 2014, 2015 (ГТК 2,3; 2,1; 2,2) годах.  За исследуемый период участок подтоплялся два раза (2014,2015 гг.). Продолжительность вегетационного периода (2012–2015) колеблется от 111 до 132 дн. и в среднем составляет 122 дня и более продолжительный по сравнению с периодом 1989–2011 на 6 дней.

Агрохимический состав почвы при внесении минеральных удобрений изменился не значительно. По результатам анализов почва участка аллювиальная дерново-луговая, супесчаная сильнокислая (рН сол. 3,3–4,2), высоко обеспечена подвижным фосфором (182–257 мг/кг) и обменным калием (105–178 мг/кг), органическое вещество находится в пределах 0,76–1,35%.

Значительную роль в колебании урожайности рассматриваемой травосмеси в сторону понижения сыграли вариации  осадков и температуры.

В третий (2014) и четвертый (2015) годы пользования травостоев количество выпавших осадков по отношению к  наиболее урожайному 2013  (46 мм) увеличилось на  95 и 79 мм, при этом суммы активных и эффективных температур воздуха уменьшились на 170 и 69° С и на 93 и 43° С соответственно.

Плотность сеяного  травостоя по годам использования изменялась от 623 до 3330 шт. побегов на 1 м².  Наиболее интенсивное побегообразование (3330 шт. на 1 м²) отмечено на третий год пользования.

Исследования показали, что затопление лугов и длительное стояние паводковых вод отрицательно влияют на весеннее отрастание сеяных трав, что отразилось на высоте растений к моменту учета урожая и привело к его снижению на 12–24 ц/га СВ по отношению к 2013 году, что подтверждается прямой корреляционной зависимостью урожайности от высоты сеяных трав (r = 0,9).

По результатам анализа данных полевого опыта содержание органического вещества в первый год пользования травостоев составляло 1,35%, что характеризует почву как малогумусную и малоплодородную. При ежегодном внесении минеральных удобрений содержание органического вещества уменьшилось до 0,76%. Падение содержания гумуса на 56%  на четвертый год пользования вызвало снижение урожайности на 70%. Регрессионный анализ показал, что между содержанием гумуса в почве и урожайностью сеяных травостоев существует  умеренная и прямая взаимосвязь (г = 0,304).

Урожайность трав в 2015 году по сравнению с 2014 уменьшилась на 11,6 ц/га СВ или на 33,2%. Максимальный прирост наблюдался  в 2013 (13,5 ц/га СВ), минимальный прирост зафиксирован в 2014 (-12,4 ц/га СВ).
В 2015 году по сравнению с 2012 урожайность сеяных трав уменьшилось на 10,5 ц/га СВ или на 31,1%.

При ежегодном внесении минеральных удобрений на четвертый год пользования по сравнению с первым, в злаковой травосмеси увеличилось количество  кормовых единиц (с 0,63 до 0,78), обменной энергии (с 8,75 до 9,8 МДж) и сырого протеина (с 13,9 до 16,7%), азота от 18,4 до 26,6 г, фосфора от 1,51 до 3,1 г и калия от 10,3 до 11,4, в то время, как в почве содержание фосфора и калия уменьшилось с 257 до 200 и со 178 до 105 мг/кг соответственно, а содержание азота увеличилось с 0,57 до 1,13 мг/кг почвы.

Под влиянием удобрений произошли изменения и в ботаническом составе травостоев, а именно уменьшилась доля разнотравья, и увеличилась доля злаков [2]. На фоне с внесением удобрений злаки составляют 98–99 %, разнотравья 1–2 %.

Корреляционно-регрессионный анализ зависимости урожайности травосмеси от сроков формирования урожая (R²=0,5² =0,25) показал, что только  в 25% случаев изменения сроков приводят к изменению урожайности. В остальных 75% случаях варьирование урожайности объясняется влиянием других факторов.

Рассмотрев основные факторы формирования агроценозов,  метеоусловия (количество атмосферных осадков, уровень паводковых вод, ГТК) и влияние питательных веществ вносимых в почву (азотные, фосфорные, калийные как отдельно, так и в комплексе) можно сделать вывод, что на все показатели высокое влияние оказывают азотные удобрения (0,91–0,98), атмосферные осадки (0,4–0,83) и паводковые воды (0,52–0,70) (таблица 2).

Таблица 2 – Модель связи основных факторов с показателями формирования  кормовых  агроценозов

Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что рассмотренные показатели в сочетании с оптимальными влажностным и температурным  режимами в период вегетации и систематическим внесением минеральных удобрений  являются основными условиями управления продукционным процессом агроландшафта, на примере рассматриваемой травосмеси в условиях Ненецкого АО.

Однако ряд положений в данных вопросах в условиях субарктического климата до конца не проработан и является новым.

1. Филиппова А. Б., Авдеев Ю.М. Формирование побегов и устойчивость многолетних трав в сеяных травостоях Крайнего Севера / Вестник КрасГАУ. – Красноярск, 2015. Вып. 7. С. 130–134.
2. Филиппова А. Б., Костин А. Е., Трифанов С. П., Кокшаров А.М., Авдеев Ю.М. Воздействие минеральных  удобрений на агрохимический состав почв и хозяйственно-биологический потенциал многолетних травостоев в условиях НАО / Материали за 11-а международна научна приакична конференция, «Настоящи изследвания и развитие» Екология, География и геология. Селско стопанство. София «Бял ГРАД-БГ» ООД. Т.14. 80 с.

Все статьи автора «Романенко Татьяна Михайловна»