Способ создания поликомпонентных пастбищ на аридных землях

Способ создания поликомпонентных пастбищ на аридных землях

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам формирования сенокосно-пастбищных многолетних травостоев.

Известен способ создания почвозащитного севооборота на склоновых землях, включающий посев, обработку почвы, внесение минеральных удобрений, в котором для глубокого окультуривания смытых почв, повышения продуктивности культур и исключения эрозии четырехлетнее выращивание многолетних трав в одном поле сочетают с четырехлетним возделыванием многолетней ржи в зерносмеси с озимыми викой и рожью в другом поле, а по истечении четырех лет культуры меняют полями; вику озимую подсевают широкорядно-ленточным способом в многолетнюю рожь на второй год ее вегетации, а озимую рожь - прямым способом на третий год и под семена проводят глубокую безотвальную обработку почвы с минимальным рыхлением слоя 0-10 см; на поле с многолетними травами после второго укоса проводят щелевание, а на поле с многолетней рожью после уборки на зерно проводят щелевание с прикатываем; в год подсева многолетних трав в озимую рожь ее убирают на зерно с измельчением и разбрасыванием соломы на поле (RU, патент №2095955 С1, МПК⁶ А 01 В 79/02. Способ создания почвозащитного севооборота на склоновых землях / О.Г.Котлярова, М.М.Ломакин (RU). - Заявка №94042492/13; Заявлено 28.11.1994. Опубл. 20.11.1997).

Территории аридных зон России находятся в сфере важных государственных интересов прежде всего благодаря своим биоклиматическим ресурсам и полезным ископаемым. Особого внимания заслуживают природные пастбища, которые занимают основные (70-90%) площади аридных зон. Естественные пастбища играют важную средоформирующую роль и являются основой кормовой базы животноводства как в настоящее время, так и в обозримой перспективе.

Одной из особенностей аридных зон является массовое развитие негативных процессов и ухудшение экологического состояния территории. Использование природных пастбищ является основным источником развития негативных процессов и деградации земель, сопровождающихся снижением задернованности почвы растительностью, ухудшением видового состава, интенсивным нарушением почвенного покрова, повсеместной сбитостью пастбищ, развитием ветровой и водной эрозий, опустыниванием земель.

Рассматривая в этом плане описанный выше способ почвозащитного севооборота применительно к решаемой нами проблеме, следует отметить неприемлемый подбор культур в качестве основных компонентов в создании долговременных пастбищ и их низкую урожайность при возделывании в аридных условиях.

Традиционная практика использования природных кормовых угодий далека от соблюдения принципов рационального пастбищепользования. Бессистемная, нерегулируемая, бесконтрольная эксплуатация пастбищных ресурсов, нерациональное земле- и водопользование, связанные с промышленной, транспортной, строительной, сельскохозяйственной деятельностью, игнорирование законов об охране природы и природных ресурсов привели к тому, что в аридной зоне России практически не осталось ненарушенных в той или иной мере пастбищных биоценозов.

Известен также способ формирования сенокосно-пастбищного травостоя, включающий широкорядный посев многолетних низовых трав сенокосного типа, скашивание и отравление скотом, в котором с целью повышения продуктивности травостоя посев многолетних трав сенокосного типа осуществляют в междурядья низовых чередующимися рядами из бобовых и злаковых трав, при этом травостой формируют на основании идентичности продуктивного долголетия, срока наступления максимальной урожайности и одновременности достижения в момент использования фазы развития, соответствующей максимальной кормовой ценности трав, скашивание травостоя проводят в первые два года, а стравливание - в последующие (SU, патент №1793835 А3, М.кл.⁵ А 01 В 79/02. Способ формирования сенокосно-пастбищного травостоя / А.Ф.Степанов (СССР). - Заявка №4904136/15; Заявлено 22.01.1991; Опубл. 07.02.1993, Бюл. №5).

Наблюдается прогрессирующий характер процессов опустынивания. Интенсивность последних достигает 1-2% в год, а в исключительно неблагоприятные годы - 3-5%. Рассматриваемый способ не обеспечивает создание устойчивых агрофитоценозов.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту является способ формирования сеяных сообществ долголетних сенокосов и пастбищ, включающий посев травосмесей, в котором с целью повышения продуктивного долголетия травосмесь формируют из различающихся своей активностью в разные периоды жизни сеяного сообщества ценотически сильных видов, индекс которых для каждого вида определяют отношением доли участия его в сложном травостое, %, к доле участия семян высеянной травосмеси, % (SU, авторское свидетельство №1356979 А1, М.кл.⁴ А 01 В 79/02. Способ формирования сеяных сообществ долголетних сенокосов и пастбищ / Н.В.Синицын, Л.П.Гордей, Н.П.Маршалко (СССР). - Заявка №3733911/30-15; Заявлено 22.04.1984. Опубл. 07.12.1987, Бюл. №45).

Характерной особенностью природных угодий аридной зоны, в частности пастбищных экосистем, является их хрупкость и подверженность деструктивным процессам под воздействием чрезмерных нагрузок. Более того, при превышении критических значений эти процессы приобретают необратимый характер и растительные сообщества утрачивают основное свое свойство - способность к саморегуляции и самоподдержанию структуры видового состава. На этой стадии деградации для приостановления негативных процессов и тем более восстановления негативного состояния природных пастбищ необходимо вложение антропогенной энергии.

Социально-экономические условия, сложившиеся в России в последние десятилетия (1985-2005 годы), определили тенденцию резкого снижения антропогенной нагрузки на пастбищные земли. Это шанс для проведения мероприятии по восстановлению флороценотического состава и продуктивности пастбищных экосистем. Снижение антропогенной нагрузки смещает баланс между деструктивными и репарационными процессами в сторону последних. Это дает возможность самовосстановления пастбищам. Степень деградации последних в настоящее время несколько ниже критического значения. На восстановление биопотенциала сбитых пастбищ требуются новые культуры и виды растений, показавших устойчивость в критических условиях. Это снизит затраты и повысит эффективность биомелиоративных мероприятий. Применение дикорастущих трав в создаваемых пастбищных севооборотах стимулирует освоение системы рационального использования природных кормовых угодий.

Сущность заявленного изобретения.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение продуктивного долголетия травостоя.

Технический результат - восстановление зонально-типичной структуры пастбищных экосистем и формирование полночленного травостоя с продуктивностью 1,5-2,6 т/га энергонасыщенного сухого пастбищного корма.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе создания поликомпонентных пастбищ на аридных землях, включающем посев травосмесей из различающихся своей активностью в разные периоды жизни сеяного сообщества ценотически сильных видов, согласно изобретению в качестве травосмесей при создании кормового севооборота используют растения семейства бобовых Fabaceae, преимущественно растения солодки голой Glycyrrhiza glabra L. и солодки уральской Glycyrrhiza uralensis Fisch., дополненной растениями семейства астровых Asteraceae и мятликовых Роасеае, при этом семена солодки, полыни и житняка высевают черезполосно на глубину 1,5-4,0 см нормами 5-6; 1,3-1,4 и 15-18 кг/га всхожих семян.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Переориентация системы землепользования влечет за собой пересмотр концептуальных основ аридного кормопроизводства. Адаптивный подход основывается на более полной реализации потенциала жизненных форм, видов, экотипов и сортов, с одной стороны, с другой - максимально допустимом использовании экологических ресурсов среды. В отличие от традиционной системы земледелия, в которой большая часть вкладываемой антропогенной энергии затрачивается на корректировку экологических условий выращивания растений (гидромелиоративные мероприятия, изменение кислотности почвы, рассоление, внесение удобрений, сидератов и др.), основополагающим принципом адаптивной концепции являются создание максимально адаптированных к конкретным экологическим условиям агробиоценозов и минимизация энергетических вложений в их создание и поддержание. Для аридных районов такой подход не имеет сравнимой по эффективности и экологической безопасности альтернативы.

Способ создания кормового севооборота на аридных землях включает посев травосмесей из различающихся своей активностью в разные периоды жизни сеяного сообщества ценотически сильных видов. В качестве средообразующих при создании кормового севооборота используют растения семейства бобовых Fabaceae. Предпочтение отдается растениям солодки голой местных экоформ Glycyrrhiza glabra L. и солодки уральской Glycyrrhiza uralensis Fisch.

Нижний и средний ярусы растений дополняют растениями семейства астровых Asteraceae и мятликовых Роасеае. Из семейства астровых наиболее привлекательными являются полынь Лерхе Artemisia lerchiana Web., полынь белоземельная Artemisia terrae-ablae Krasch., полынь развесистая Artemisia diffusa Krasch. ex Poljak. и полынь солелюбивая Artemisia halophila Krasch. Достойное место в заявленном пастбищном севообороте занимают мятликовые травы, представленные житняком гребенчатым Agropyron cristatum (L.) Beanv., житняком пустынным Agropyron desertorum (Fisch. ex. Link.) Schult., житняком ломким Agropyron fragile (Roth) P.Candargi, ломкоколосником ситниковым Psathyrostachys juncea (Fisch.) Nevski, мятликом луковичным Роа bulbosa L. и пыреем удлиненным Elytrigia elongate (Host) Nevski.

Ниже приводим описание некоторых полукустарников и трав.

Солодка Glycyrrhiza L. включает 13 видов, 7 из которых произрастают на территории стран независимых государств (из бывших республик СССР) и 3 вида на Северо-Западе России. Солодка голая Glycyrrhiza glabra L. и солодка уральская G.uralensis Fisch. имеют промышленное значение (как сырье для целого ряда отраслей промышленности - преимущественно корневая масса), но и кормовые (бобовые) и биомелиоративные растения. Солодка голая (G.glabra L.) и солодка уральская (G.uralensis Fisch.) - многолетние травянистые растения высотой 100-150 см с ежегодно отмирающими побегами. Побеги развиваются из пазушных почек узла побегообразующего главного корня и пазушных почек горизонтальных и вертикальных корневищ. У солодки имеются вегетативные и генеративные побеги. Стебли в основном прямостоячие, простые и ветвистые, негусто короткоопушенные. Ареал солодок охватывает Центральную Азию, засушливые районы на Юго-Востоке Европейской части РФ, а также страны Южной Европы.

Солодка как дикорастущее растение произрастает в разнообразных местообитаниях. Солодка образует обширные заросли в поймах рек. Солодка весьма обычна среди степной, полупустынной, реже луговой растительности равнинных пространств междуречий. Сено солодки обладает удовлетворительными кормовыми качествами и широко используется в сельском хозяйстве как силосное (в смеси с кукурузой) и как сенокосное растение. Солодковое сено, заготовленное в фазе плодоношения, по питательности близко к злаковому сену хорошего качества. Солодка голая формирует 10,2-12,4 т/га сена и 8,4-12,6 т/га корневой массы. Мощная корневая система солодки голой при разведении на песках хорошо их закрепляет, препятствуя возникновению дефляционных и эрозионных процессов.

Солодка голая по экологии - ксеромезофит, факультативный галофит, по типу адаптивной стратегии - виолент, способный функционировать в условиях засоленной среды при залегании грунтовых вод на глубине 0,5-3,0 м.

Мощная средообразующая функция растений солодки обеспечивает их высокую мелиоративную способность, предопределяет возможность нормального репродуцирования на засоленных почвах, одновременно культура солодки оказывает средообразующее влияние на водно-физические и агрохимические свойства почвы, увеличивая содержание гумуса, улучшая структурное состояние почвы и расселяя засоленные земли.

Растения житняка Agropyron Gacrthn. относятся к семейству мятликовых - Роасеае. Род житняка включает 13 видов, произрастающих в пределах СНГ. Большинство из них имеют большое значение как ценные кормовые растения для засушливых районов. Они засухоустойчивые, солевыносливые, рано отрастают весной, вегетируют до поздней осени, пастбищеустойчивы. Наибольшее значение для аридных районов имеет житняк пустынный Agropyron desertorum (Fisch. ex. Link.) Schult. - рыхлокустовое растение с хорошооблиственными стеблями, высотой 25-80 см, более засухоустойчив и солевынослив, чем другие виды житняка. Он морозоустойчив, не переносит длительного затопления. Стебли при основании коленчатые, голые, под колосьями слабошероховатые. Колоски 5-7-цветковые, налегают друг на друга. Широко распространен в Арало-Каспийской низменности. Встречается на юге Заволжья, в Западной Сибири, в аридных районах Центральной Азии. Произрастает на глинистых, суглинистых, солонцеватых светлокаштановых и бурых почвах в полупустынной и пустынной зонах. Житняк хорошо поедается скотом как в виде сена, так и на пастбищах. Полного развития достигает на второй-третий годы, продуктивное долголетие - свыше 10 лет. Урожайность в зависимости от экологических условий и природных зон колеблется в пределах 0,8-4,0 т/га сухого вещества. Рекомендуется в смеси с прутняком, терескеном для биологических мелиораций и повышения продуктивности деградированных земель в аридных районах РФ.

Полынь развесистая Artemisia diffusa Krasch. ex Poljak. - полукустарник высотой 20-30 см из семейства сложноцветных с многочисленными тонкими генеративными побегами. Продолжительность жизни 35-50 лет. Полынь встречается во всех пустынной и полупустынной зонах. Полынь развесистая произрастает на глинисто-щебневидных пустынных почвах, по окраинам песков, на сероземных почвах различного механического состава. Вегетация начинается в феврале-начале марта. Плодоносит в октябре, семена созревают в конце ноября. Плоды мелкие, масса 1000 семян - 0,021 г (21 мг). Длина семянки достигает от 1,5-1,8 до 1,9-2,0 мм, ширина - 0,6-0,8 мм. Продолжительность вегетационного периода составляет 235 -250 дней. Корневая система стержневого типа, в почву углубляется на глубину 0,8-2,5 м.

Полынь развесистая достаточно устойчива к неблагоприятным условиям среды, но не настолько, как солянка малолистная, солянка восточная, прутняк и даже терескен. Исключительно пастбищеустойчива. Выдерживает интенсивный выпас овец и по этому показателю заметно превосходит солянку восточную и прутняк.

Полынь развесистая обладает значительной экологической пластичностью, обеспечивающей ей возможность произрастать на различных типах почв с разнообразными физико-химическими свойствами. Хорошо сочетается в совместных посевах с саксаулом черным, солянкой восточной, мятликом луковичным.

Полынь развесистая - ценный осенне-зимний пастбищный корм для овец, содержит в сухом корме 7,3-8,5% протеина, в 100 кг корма - 18-66 кормовых единиц в зависимости от фазы развития.

Основная масса корней (90%) сосредоточена в слое почвы 0-50 см. Подземная фитомасса полыни превышает надземную в 4-5 раз. Полынь рекомендуется в системе биологических мелиораций деградированных пастбищ на сероземных и каштановых почвах разного механического состава, слабой и средней засоленности.

В настоящем способе создания кормовых севооборотов на аридных землях реализована концепция фитомелиорации деградированных аридных пастбищ. Концепция основана на фундаментальных положениях фитоценологии о неполночленности современных аридных экосистем, наличии свободных экологических ниш и типов адаптивной стратегии растений. Ее реализация осуществлена посредством создания поликомпонентных пастбищных агрофитоценозов на основе использования в качестве доминантов видов и экотипов растений природной флоры, обладающих исключительной приспособленностью к почвенно-климатическим условиям аридной зоны и характеризующихся развитой средообразующей функцией. Описанные агрофитоценозы создают посевом семян солодки, полыни и житняка черезполосно на глубину 1,5-4,0 см. Ширина обработанных полос - 25-30 см. Ширина необработанных полос - 0,6-1,4 м. Полосы фрезеруют фрезерными рабочими органами с Г-образными ножами. Глубина фрезерования - не более 4-5 см. Высев семян трав производят через необработанные полосы с чередованием, например, солодка голая + полынь развесистая + житняк гребенчатый нормами высева соответственно 5-6; 1,3-1,4 и 15-18 кг/га всхожих семян. При посеве полосы прикатывают ребристыми катками.

Оптимальная норма высева семян солодки в пределах 5-6 кг/га всхожих семян установлена для обеспечения жира, клетчатки, протеина и аминокислот в травосмеси. Норма высева семян полыни развесистой в пределах 1,3-1,4 кг/га в посевах поликомпонентного пастбища установлена для санирования травосмесей. При норме высева житняка пустынного в пределах 15-18 кг/га всхожих семян обеспечивают проективные покрытия 70-80% пастбища, клетчатку и микроэлементы в корме. В описанной смеси содержание азота составило 2,22; фосфора - 0,75; калия - 3,25; золы - 10,24; кальция - 1,54; магния - 0,33; гигровлаги - 8,65; жира - 2,82; клетчатки - 25,47; протеина - 13,91; БЭВ - 37,06% в воздушно-сухой массе сена. Соотношение Са:Р₂O₅ как 2,1:1, а соотношение Са:Mg - 4,6:1, т.е. идет полноценное формирование вегетативной массы растений в качестве поедаемого корма. Сумма аминокислот составила 70,26 г/кг воздушно-сухой массы. Содержание нитратов не превышает 474 мг/кг сена. Отношение переваримого протеина к кормовым единицам равно 152. В первый год жизни в полосах проводят уходы, подавляя малоценную в кормовом отношении сорную растительность гербицидами. Скашивание трав вдоль полос ведут на втором году жизни растений. Стравление трав осуществляют с третьего года жизни растений. На четвертый год жизни растительных сообществ проводят дополнение трав наиболее поедаемыми растениями. Эту операцию выполняют вышеописанным приемом перпендикулярно первым направлениям при поделке (фрезеровании) полос. В таблицах 1 и 2 приведены данные сравнительной продуктивности кормовых травосмесей, созданных на сбитых пастбищах в период наблюдений с 1994 по 2003 годы. Представленные данные свидетельствуют в пользу предложенного способа.

Таблица 1Сравнительная продуктивность поликомпонентного пастбища в период наблюдений 1994-2003 г. в т/га сухого вещества
Состав севооборота	Период наблюдений, по годам	Средняя урожайность, т/га
1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003
Дополнение сбитого пастбища растениями солодки голой Glycyrrhiza glabra L.	6,71	8,74	10,27	10,63	11,34	11,92	12,17	12,49	17,74	13,42	11,54
Дополнение пастбища подсевом семян полыни развесистой Artemisia diffusa	0,67	0,85	0,94	1,15	1,36	2,47	3,65	5,74	4,20	3,86	2,49
Дополнение травостоя сбитого пастбища подсевом житняка пустынного Agropyron desertorum	0,71	0,83	0,87	0,94	2,13	3,46	4,02	3,64	3,13	2,76	2,50
Черезполосный посев солодки голой, полыни и житняка на сбитом пастбище	8,90	11,66	13,77	14,75	17,49	21,42	23,00	24,93	22,38	22,04	18,03
Дополнение реконструированного пастбища растениями солодки голой, полыни, житняком	-	-	-	-	-	24,63	27,14	28,42	25,96	25,12	26,25

Таблица 2Продуктивность поликомпонентных пастбищ, т/га сухого вещества
Состав севооборота	Период наблюдений по годам	Средняя урожайность, т/га
1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003
Пастбище с естественным травостоем	0,73	1,26	1,87	2,15	0,97	1,17	2,13	1,86	1,94	0,99	1,507 НСР0,5=0,13
Пастбище с подсеянными травами в полосах шириной 0,3 м с межполосным пространством 0,7 м	7,16	8,15	9,36	10,12	11,14	10,87	10,42	9,36	8,41	7,14	9,213 НСР0,5=0,87
Пастбище с дополненными поедаемыми травами	-	-	-	-	-	11,42	12,16	13,14	12,15	14,17	12,608 НСР0,5=0,93

Способ создания поликомпонентных пастбищ на аридных землях, включающий посев травосмесей из различающихся своей активностью в разные периоды жизни сеяного сообщества ценотически сильных видов, отличающийся тем, что в качестве травосмесей при создании кормового севооборота используют растения семейства бобовых Fabaceae, преимущественно растения солодки голой Glycyrrhiza glabra L. и солодки уральской Glycyrrhiza uralensis Fisch., дополненной растениями семейств астровых Asteraceae и мятликовых Роасеае, при этом семена солодки, полыни и житняка высевают чересполосно на глубину 1,5-4,0 см нормами соответственно 5-6, 1,3-1,4 и 15-18 кг/га всхожих семян.