В зависимости от исходного состояния, форм и доз удобрений, длительности их применения и использования лугов и луговых фитоценозов происходят определенные изменения, связанные с тем, что конкурирующая способность одних видов возрастает, а других снижается. При этом имеют значения не только различия отдельных видов в их отношении к обеспеченности элементами минерального питания, помимо того, различия и в реакции к затенению, подкислению почвы и другим явлениям, сопутствующим внесению на луга удобрений (И.И. Рахтинко, Б.И. Якушев, Б.С. Мартинович, 1982).
При внесении минеральных удобрений повышается урожай и одновременно улучшается ботанический состав травостоя: уменьшается количество разнотравья, особенно осоковых. В связи с улучшением ботанического состава травостоя возрастает и поедаемость его скотом.
Для нормального роста и развития растений необходимы самые разнообразные химические элементы, но главные азот, фосфор, калий. Низкий урожай природных и сеяных лугов объясняется в основном недостатком в почвах именно этих питательных элементов.
Азотные удобрения резко усиливают рост и развитие растений. При внесении этих удобрений на лугах листья и стебли растений развиваются сильнее, становятся более мощными, благодаря чему значительно повышается урожай, это относится к злаковым растениям, тогда как бобовые нуждаются в азоте в меньшей степени. На бобовые положительное действие оказывают фосфорные и калийные удобрения.
Фосфорные удобрения сокращают период вегетации трав, способствуя быстрому развитию корневой системы и более глубокому проникновению ее в почву, делают растение более засухоустойчивыми.
Калийные удобрения более сильное действие оказывают на поддержание в травостое бобовых трав, которые при слабой обеспеченности калием вытесняются злаковыми растениями. Калийные удобрения способствуют также накоплению углеводов а, следовательно, и повышению зимостойкости многолетних кормовых трав. Эти удобрения хорошо поглощаются почвами и отличаются более длительным действием по сравнению с азотными удобрениями.
Различные типы лугов требуют разных видов минеральных удобрений. Суходольные луга сильнее нуждаются в азотных удобрениях, слабее в фосфорных и почти не реагируют на калийные. Низинные луга лучше отзываются на калийные и хуже на фосфорные и азотные удобрения. Пойменные луга в первую очередь испытывают потребность в азотных удобрениях, а затем в фосфорных (Н.Г. Андреев, 1981).
Азотные удобрения не только способствуют повышению урожайности, но и влияют на химический состав луговых растений, следовательно, и на питательную ценность травяных кормов, получаемых на лугах.
Центральная проблема кормопроизводства – обеспечение животных протеином. Основные пути ликвидации дефицита протеина в луговом кормопроизводстве – это применение азотных удобрений на злаковых и злаково-разнотравных травостоях (А.Ф. Иванов, В.И. Чурзин, В.И. Филин, 1996).
Особенности экотопа, увлажнение, содержание в почве доступных элементов питания, ее реакция и другое влияет на реакцию растений на удобрения. Имеют значения метеорологические и гидрологические условия отдельных лет. Многие виды разнотравья, во всяком случае, в определенных условиях, значительно повышают конкурентную способность и увеличивают свое участие в фитоценозах при внесении удобрений (Г.А. Работнов, 1992).
1.4 Влияние удобрений на условия произрастания растений и структуру фитоценоза
Обычно применяют удобрения содержащие азот, фосфор, калий, иногда используют микроэлементы. При поверхностном внесении создается биогеоценотический горизонт почвы, периодически обогащающийся доступными формами элементов минерального питания, содержащихся в удобрениях. Удобрения помимо того, могут оказать косвенное влияние на растение и другие биокомпоненты, изменяя реакцию почвы (физиологически кислые удобрения).
В случае сенокосного использования при внесении удобрений возрастает высота травостоя, происходит более равномерное распределение вертикальной массы надземных органов, что способствует более полному использованию продукции человеком. На лугах, где удобрения (особенно азотные) вносятся в течение длительного времени, шел и продолжает идти отбор теневыносливых экотопов. Затенение отрицательно влияет на интенсивность побегообразования (Г.А. Работнов,1978).
Действие удобрений зависит от возрастного состава популяций, и оно меньше, если в травостое преобладают стареющие растения и мало молодых особей.
Удобрения повышают площадь листьев, приходящихся на один побег, и общую их площадь, число, мощность и высоту побегов, количество листьев, расположенных в верхней и средней его частях. В связи с этим увеличивается общий объем, в котором распределена листовая поверхность, а в нем степень насыщенности листьями. Возрастает благодаря этому конкуренция за свет, затенение снижает способность конкурировать за питательные вещества.
Влияние удобрений может значительно измениться в связи с временным резким отклонением в метеорологических условиях, когда в результате гибели или повреждения ценных кормовых трав разрастаются хорошо сохранившиеся, часто не имеющие ценности растения.
Реакция отдельных видов на удобрения – явление динамическое, зависящее от условий произрастания, возможностей обсеменения, возрастного состава популяции и конкурентных отношений (А.Ф. Иванов, 1990).
2. Природно-климатические условия
2.1 Климат зоны
Северная лесостепная предгорная зона Челябинской области представляет собой холмистую равнину, включает Красноармейский административный район, который относится ко второму агроклиматическому району.
Второй агроклиматический район имеет следующую характеристику: теплый в условиях увлажнения меняется от достаточно влажных до засушливых условий. Район вытянут с северо-востока на юго-запад, большая часть его занята лесостепью, лишь на крайнем юго-западе заходит степь.
Зима здесь холодная и достаточно снежная. Наступает она 21-23 октября и заканчивается 6-9 апреля. Снежный покров сохраняется 145-150 дней. Сумма отрицательных температур равняется 1850-19500С. Средняя температура января -15,5-17,50С. Абсолютный минимум достигает -42-490С. Высота снежного покрова составляет 30-40 см. Глубина промерзания почвы колеблется от 90 до 130см. Годовое количество осадков равняется 410-450 мм, наибольшее количество осадков наблюдается в Июле 75-80 мм.
Период активной вегетации растений (с температурой выше 100С) наступает 9-10 мая и заканчивается 14-16 сентября. Обеспеченность теплом высокая, сумма положительных температур выше 100С составляет 1900-20000С. Такого количества тепла достаточно для созревания основных сельскохозяйственных культур, районированных в нашей области.
Влагообеспеченность вегетационного периода с северо-востока на юго-запад уменьшается, коэффициент увлажнения колеблется от 1,2-1,4 на северо-востоке до 1,0 на юго-западе. Осадков выпадает 250-280 мм.
Обеспеченность влагой ведущих зерновых культур составляет 50-70% оптимальной потребности во влаге.
2.2. Погодные условия за годы исследований (2000-2002 гг.)
Сумма осадков и температура вегетационного периода за годы исследований (2000-2002 гг.)
| Месяцы | 2000 | 2001 | 2002 | Средние многолетние | ||||
| Температура, 0С | Осадки, мм | Температура,0С | Осадки, мм | Температура,0С | Осадки, мм | Температура,0С | Осадки, мм | |
| Май | 8,7 | 129 | 13,8 | 31,2 | 10,2 | 34,3 | 11,2 | 37 |
| Июнь | 19,2 | 23 | 15,4 | 113,5 | 14,1 | 68,2 | 16,4 | 55 |
| Июль | 19,6 | 65 | 18,7 | 45,4 | 18,6 | 38,6 | 16,3 | 75 |
| Август | 16,0 | 57 | 15,8 | 79,4 | 14,8 | 131,9 | 16,1 | 51 |
| Сентябрь | 8,8 | 54 | 9,6 | 18,0 | 11,8 | 33,7 | 8,2 | 44 |
Погодные условия за время исследований складывались следующим образом.
Среднемесячная температура мая в 2000 году составила 8,70С, что на 2,50С меньше средних многолетних данных. Среднемесячная температура мая 2001 и 2002 года имеет небольшие отклонения от средних многолетних. Количество осадков в мае 2000 года составило 129 мм, что на 92 мм больше по сравнению со средними многолетними данными, в 2001 году осадков выпало на 5,8 мм меньше, а в 2002 году на 2,7 мм в сравнение со средними многолетними данными. Таким образом, можно сказать, что май 2000 года характеризуется довольно низкими температурами и большим количеством осадков, недостаток тепла и обилие осадков в период всходов многолетних трав отрицательно влияет на всхожесть и в дальнейшем может отрицательно сказаться на продуктивности луга.
Начало лета 2000 года теплое, среднемесячная температура 19,20С, что на 2,80С больше средней многолетней, в 2001 году на 10С , а в 2002 году на 2,30С меньше средней многолетней. Как видно температурный режим июня месяца за годы исследований был благоприятным, резких колебаний температур не наблюдалось, что довольно хорошо отразилось на таких вегетационных периодах многолетних культур, как кущение (бутонизация) и начало цветения. Сравнивая количество осадков в июне месяце можно сказать, что в 2000 году осадков выпало на 32 мм меньше, в 2001 году отклонение от средних многолетних составило 58,5 мм, то есть осадков выпало 113,5 мм, а в 2002 году отклонение составило 13,2 мм, осадков выпало 68,2 мм.