Abstract and keywords
Abstract (English):
the results of studies on the influence of different rates of nitrogen fertilizers on alfalfa yields in the forest-steppe zone of Western Siberia are reflected. The amount of biological nitrogen fixed by alfalfa was determined by comparison with a non-legume crop. The energy efficiency of applying different rates of nitrogen to alfalfa grass has been determined.

Keywords:
alfalfa, awnless brome, nitrogen, yield, norm
Text
Text (PDF): Read Download

Источником белкового корма в большинстве районов Западной Сибири служит люцерна, посевы которой, например, в Новосибирской области занимают 44,4% площадей всех многолетних трав. Кроме белка в ней содержится большое количество минеральных веществ – кальция, фосфора, магния, серы и др. Люцерна исключительно богата витаминами.

Вопрос азотного питания бобовых трав наиболее сложный и до настоящего времени дискуссионный. Результаты исследований по азотному питанию растений можно разделить на группы:

  1. бобовым травам минеральный азот не нужен и даже вреден;
  2. необходимы «стартовые» дозы азота;
  3. под бобовые травы следует применять средние дозы удобрений;
  4. необходимо полное обеспечение азотом бобовых трав.

         К числу причин, приводящих ученых в разногласия по этому вопросу следует отнести: проведение опытов на почвах, различных по окультуренности и механическому составу, с неодинаковой реакцией среды при разной обеспеченности её макро- и микроэлементами, без учета активности клубеньковых бактерий. Неодинаков и режим использования бобовых трав.

         В опытах [1] люцерна, возделываемая после хлопчатника, не реагировала на внесение азота до N150. Есть мнение, что люцерна в азотных удобрениях не нуждается, хотя подкормка весной N30 желательна.

         Люцерна наиболее урожайна на второй год жизни. При планировании получения более 40 т/га зеленой массы необходимо внесение азотных удобрений. Ряд авторов придерживаются мнения, что бобовым необходимы небольшие «стартовые» дозы для роста и развития растений до начала азотфиксации в количествах не более 30 кг/га д. в. [2, 3].

         Положительный эффект от «стартовых» доз азота на люцерне получен в опытах на выщелоченных черноземах и на серых лесных почвах [4, 5].

         По другим результатам, «стартовые» дозы не давали положительных результатов или даже снижали урожай. Делается вывод, что клубеньковые бактерии весьма чувствительны к минеральным удобрениям, внесенные даже в малых количествах [6].

         Необходимость применения под бобовые культуры азотных удобрений в средних дозах объясняется тем, что часто условия для бобово-ризобиального симбиоза оказываются неблагоприятными, в результате растениями фиксируется мало азота и для повышения их урожайности необходимо сочетание симбиотрофного питания азотом с минеральным.

         Считается, что на кислых почвах с рН = 5,0 и ниже нормы внесение азотных удобрений под укос необходимо увеличивать до 100 кг/га [7].

         Современные исследования по биохимии азотфиксации на молекулярном и ферментном уровне симбиотических и несимбиотических азотфиксаторов показывают несовместимость активной азотфиксации с внесением   повышенных   доз   азота [8].

         Минеральный азот подавляет азотфиксацию, растения переходят на минеральный тип питания азотом. И все же складывается точка зрения на удобрение бобовых азотом: отказаться от «услуг» клубеньковых бактерий и перевести бобовые на питание минеральным азотом. В ряде работ сделаны выводы, например, о том, что люцерна в чистом виде требует от 120 до 240 кг/га азота, а в смеси со злаковыми – 360 кг/га [9].

         Цель исследований – определить влияние разных норм азотных удобрений на урожайность люцерны, используемой на кормовые цели, в условиях лесостепной зоны Западной Сибири.

Наблюдения и учеты проводились в опыте «Влияние азотных удобрений на продуктивность не- и инокулированной люцерны» на полевом стационаре СибНИИ кормов в условиях лесостепной зоны.

         Со второго года жизни трав на каждый из вариантов наложена схема ежегодного внесения в начале отрастания люцерны азотных удобрений (мочевины): 0, 20, 60, 90, 120, 150 кг/га д. в. Нормы азота больше 90 кг/га вносили в два приема – N90 весной, а оставшуюся часть – после первого укоса. Для инокуляции люцерны использовали штамм 18II, представленный Центральным Сибирским Ботаническим Садом. Учетная площадь делянки 36 м2, размещение их в четыре яруса, повторность вариантов четырехкратная. В качестве предшественника использовали однолетние травы – уравнительные посевы овса.

         Многолетние травы высевались под покров овса (сорт Сельма – 3,5 млн./га всхожих семян). Овес высевали сеялкой СЗТ-3,6, люцерну сеялкой СН-16. Покровную культуру в фазе выметывания метелки убирали на зеленый корм комбайном Е-281. Фосфорные удобрения (240 кг/га д. в. двойного гранулированного суперфосфата) вносили в запас на три года пользования под предпосевную культивацию. Калийные (45 кг/га д. в. хлористого калия) под предпосевную культивацию и ежегодно весной. Азотные удобрения, предусмотренные схемой опыта, вносили ежегодно весной со второго года жизни трав. Высевали люцерну Тулунскую гибридную, кострец СибНИИСХоз 189. Норма высева люцерны и костреца в чистом виде 15 и 25 кг/га, в смеси – 10 и 6 кг/га всхожих семян соответственно. Инокуляцию семян штаммами клубеньковых бактерий проводили в день посева.

Год посева был благоприятным для люцерны по агрометеорологическим условиям. Благодаря большим запасам почвенной влаги (238 мм в метровом слое) получены дружные всходы. Приживаемость люцерны составила 60%, при густоте стояния перед уходом в зиму 357 растений/м2 с коэффициентом ветвистости 2,4. Содержание почвенной влаги с годами снижалось: в первый год - 182 и 171 мм в слое 0-100 см после первого и второго укосов, далее – 120 и 116, 86 и 50 мм соответственно.

         В первый год пользования, наиболее благоприятный по увлажнению, достоверные прибавки урожая люцерны по отношению к контролю получены при внесении азотных удобрений в нормах N20, N60, N120 (табл. 1).

Таблица 1 - Урожайность сухой массы люцерны в зависимости от норм азотных удобрений, т/га

Вариант

1987 г.

1988 г.

1989 г.

В среднем

П р и б а в к а

т/га

%

Контроль

7,31

9,13

7,19

7,88

-

-

N20

8,21

9,02

6,96

8,06

+ 0,18

2,3

N60

8,50

8,76

7,39

8,21

+ 0,33

4,2

N90

8,05

8,64

7,33

8,00

+ 0,12

1,5

N120

8,50

8,56

7,73

8,26

+ 0,38

4,8

N150

8,05

8,01

7,28

7,78

- 0,10

- 1,3

НСР05

0,44

0,29

0,38

0,28

-

-

 

         Между собой у этих норм достоверной разницы в урожайности нет. Отмечаемое повышение урожайности в варианте N120 связано со стимулированием люцерны небольшой дозой азота (N30), внесенной после первого укоса.

         Во второй год пользования с холодным маем, июнем и жаркой, сухой погодой во второй половине лета при норме увеличения норм азота более 20 кг/га урожайность люцерны снижалась. На третий год с засушливой второй половиной вегетационного периода, прибавка урожая люцерны получена только в варианте N120 и отмечена тенденция к росту урожайности при N60. В среднем за три года пользования достоверное повышение урожайности люцерны получено в вариантах N60 и N120 – 0,33 и 0,38 т/га сухой массы.

         Нормы азота не оказали существенного влияния на биометрические показатели травостоя. Коэффициент парной корреляции между урожаем и высотой растений в среднем за три года составил 0,66.

         Количество клубеньков на корнях люцерны в первый год пользования на контроле и варианте с достоверной прибавкой урожая сухой массы (N20) составило соответственно: 58 и 37 штук на растение, во второй год – оно было практически одинаково (25 и 26 шт.).

         Нормы азота не повлияли на накопление общего азота в люцерне. Соотношение между белковым и общим азотом в люцерне было довольно стабильным по вариантам, хотя наблюдается некоторое увеличение белкового азота по мере увеличения норм минерального азота (табл. 2).

По мере увеличения норм азотных удобрений возрастало содержание нитратного азота в зеленой массе растений. Тенденция к увеличению наблюдалась во все годы пользования. В среднем за 3 года концентрация нитратов возрастала от 154 на контроле до 318 мг/кг при N150. Предельно допустимая концентрация (200 мг/кг) может быть достигнута уже при 90 кг/га азота.

Таблица 2- Содержание общего азота в сухой массе люцерны, % (среднее из двух укосов)

Вариант

1-й год пользования

2-й год пользования

Среднее

В т. ч. белковый

от общего, %

Контроль

3,17

2,77

2,97

62

N20

3.70

2.77

2.97

63

N60

2.98

2.80

2.89

67

N90

3.16

2.80

2.98

73

 N120

3.15

2.84

2.99

72

 N150

3.20

2.79

2.99

78

 

         Исследования симбиотической системы позволило определить методом сравнения с небобовой культурой (кострец безостый) количество фиксированного люцерной азота атмосферы за счет клубеньковых бактерий. Оно довольно значительно и составило в среднем за два первых года пользования при нормах азота 0 и 60 кг/га соответственно: 271 и 285 кг/га.

         Биоэнергетическая оценка показала нецелесообразность использования на люцерне азотных удобрений в нормах N20, N60 и особенно N120, где затраты на приобретение мочевины и её внесение превысили энергию в прибавке урожая на 10059 МДж/га. Энергетически выгодно вносить минеральный азот в нормах N20 и N60 в годы, благоприятные по увлажнению. Коэффициент энергетической эффективности на прибавку урожая при N20 составил при этом 3,42; при N60 значительно меньше – 1,52.

Положительное действие инокуляции проявилось уже в год посева, чему способствовали большие запасы почвенной влаги. Приживаемость инокулированной люцерны составила 90,0%, неинокулированной - 60,0%. Густота стояния растений перед уходом в зиму составила 428, неинокулированной – 357 шт./м2. В первый год пользования достоверная прибавка урожая получена на всех вариантах с внесением азотных удобрений. Однако существенных различий в урожайности между ними не было (табл. 3).

Таблица 3 - Влияние азотных удобрений на урожайность инокулированной люцерны, т/га сухой массы

Вариант

1-й год пользования

2-й год пользования

3-й год пользования

В среднем

П р и б а в к а

т/га

%

N0

8,34

9,34

8,04

8,57

-

-

N20

8,84

9,71

8,43

8,99

+0,42

4,9

N60

9,05

9,72

8,44

9,07

+0,50

5,8

N90

9,05

9,71

8,39

9,05

+0,48

5,6

N120

9,10

10,26

8,77

9,38

+0,81

9,5

N150

9,05

9,71

8,50

9,09

+0,52

6,1

НСР05

0,44

0,29

0,38

0,28

-

-

 

Аналогичная ситуация сложилась и далее. Вариант N120 обеспечил повышение урожайности, которое, как и в опыте с неинокулированной люцерной обусловлено небольшой дозой азота (N30), внесенной после первого укоса. Во втором и третьем годах пользования закономерности формирования урожайности люцерны по вариантам опыта были одинаковыми. В среднем за три года пользования прибавки урожая по отношению к контролю достоверна на всех вариантах внесения азотных удобрений. При норме N120 достигается достоверное повышение урожайности к другим вариантам опыта.

         Сбор сухой массы инокулированной люцерны в среднем за три года был выше, чем в неинокулированной на 0,7-1,3 т/га. Эта прибавка росла по мере увеличения норм азота, что позволяет говорить о положительной реакции инокулированной люцерны на азотные удобрения.

         Можно отметить, что инокуляция увеличила ветвистость люцерны, особенно при внесении азота. Максимальна она при норме N120 - 628 шт./м2. Азотные удобрения не повлияли на высоту и массу побега инокулированной люцерны. Азотные удобрения не оказали существенного влияния на накопление общего азота в инокулированной люцерне. Соотношение между белковым азотом и общим было довольно стабильным по вариантам внесения удобрений. Содержание белкового азота от общего по вариантам составило 74, 70, 61, 71, 73%. По мере увеличения норм азота возрастало содержание нитратов (R=0,84). Предельно допустимая концентрация нитратного азота в инокулированной люцерне может быть достигнута при внесении N60.

         По методу сравнения с небобовой культурой подсчитано количество фиксированного инокулированной люцерной азота атмосферы. В среднем за первые два года пользования оно составило на варианте без удобрений 297, при внесении N60 - 322 кг/га. Это больше, чем у неинокулированной люцерны соответственно на 26 и 27 кг/га.

         Биоэнергетическая оценка показала превышение затрат энергии при использовании азотных удобрений над энергией, составляющую прибавку урожая. Исключение – вариант с внесением N20. У него коэффициент энергетической эффективности – 1,14.

Таким образом, достоверное повышение урожайности неинокулированной люцерны в условиях лесостепной зоны Западной Сибири достигается при внесении азотных удобрений в нормах 60 и 120 кг/га д. в. Прибавки урожая в среднем за 3 года пользования составили, соответственно 0,33 и 0,38 т/га сухой массы. Однако биоэнергетическая оценка показывает нецелесообразность              использования минерального азота в этих нормах. Энергетически выгодно вносить в годы, благоприятные по увлажнению, азот в норме N20.

Урожайность инокулированной люцерны повышается при внесении азотных удобрений в нормах от N20 до N150. Прибавки урожая в среднем за 3 года пользования составили 0,42-0,81 т/га сухой массы. На варианте N120 прибавка достоверна по отношению к другим вариантам с внесением азота. Биоэнергетическая оценка показывает превышение затрат энергии при использовании азотных удобрений над энергией, составляющей прибавку урожая. Исключение – вариант с внесением N20.

Количество биологически связанного люцерной азота в среднем за 2 года составило 271 кг/га. Внесение минерального азота в норме 60 кг/га увеличило его накопление на 24 кг/га. Инокуляция усилила этот процесс. Дополнительное количество биологически связанного азота составило: на контроле – 26, при внесении N60 - 27 кг/га.

References

1. Zadorozhnyy G., Maulenov A., Sandybaev U. Vliyanie azotnyh udobreniy na urozhaynost' lyucerny // Hlopkovodstvo. - 1983. - № 1. - S. 17-18.

2. Biryukovich A. V. Vliyanie azotnoy podkormki na urozhay sena lyucerny na erodirovannoy dernovo-podzolistoy pochve // Agrohimiya. - 1983. - № 7. - S. 25-28.

3. Bazilinskaya M. V. Programmirovannoe vozdelyvanie kormovyh kul'tur // Zemledelie. - 1984. - № 9. - S. 43-45.

4. Levcova O. O. O vliyanii nitragina na urozhay zelenoy massy lyucerny // Sb. nauch. tr. / ANIIZiS. - Barnaul, 1977. - S. 116-119.

5. Kretovich V. L., Romanov V.I. Fotoassimilyanty i azotfiksaciya v kluben'kah bobovyh rasteniy // Mineral'nyy i biologicheskiy azot v zemledelii SSSR. - M.: Nauka, 1985. - S. 244-252.

6. Koc' S. Ya., Nichik M. M., Starchenkov E. P. Vliyanie vozrastayuschih doz azota na intensivnost' azotfiksacii, usvoenie azota i produktivnost' lyucerny // Agrohimiya. - 1990. - № 6. – S. 11-17.

7. Posypanov G. S. Ob usloviyah bobovo-rizobial'nogo simbioza i ego roli formirovanii urozhaya bobovyh kul'tur // Izv. TSHA. - 1972. - Vyp. 3. - S. 28-37.

8. Trepachev E. P. Znanie biologicheskogo i mineral'nogo azota v probleme belka // Mineral'nyy i biologicheskiy azot v zemledelii SSSR. - M.: Nauka, 1985. - S. 27-37.

9. Soloshko N. Metody intensifikacii kormoproizvodstva i kormoprigotovleniya // Lyucerna v Karachaevo-Cherkesii. - Stavropol', 1990. - S. 82-85.

Login or Create
* Forgot password?