CC BY
45
Аграрный вестник Урала № 2 (94), 2012 г. —<^ВВЕ
Агрономия
агрозкологическая роль полевых севооборотов в условиях опольных ландшафтов ПРЕДУРАЛЬЯ
A. и. КОСОЛАПОВА,
доктор сельскохозяйственных наук, Пермский НИИСХРоссельхозакадемии,
С. и. ПОПОВА,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
Л. А. МИХАЙЛОВА,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
Л. П. ЮННИКОВА,
доктор химических наук, профессор, Пермская ГСХА,
B. М. ХОЛзАКОВ, 614990, Пермь, ул. Коммунистическая,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Ижевская ГСХА д 23; тел. 8(342)2124772
Положительная рецензия представлена Н. Н. Зезиным, доктором сельскохозяйственных наук, директором Уральского научно-исследовательского института сельского хозяйства.
Ключевые слова: севооборот, органические и минеральные удобрения, плодородие почвы, продуктивность севооборота.
Keywords: rotation, organic and mineral fertilizers, soil fertility, productivity of crop rotation.
В опольных ландшафтах Предуралья более 70 % площади пашни занимают дерново-подзолистые почвы, характеризующиеся кислой реакцией почвенной среды, низким содержанием органического вещества, неблагоприятными агрофизическими свойствами.
Наиболее доступным фактором повышения почвенного плодородия таких почв являются севообороты с включением сидеральных паров и насыщением их бобовыми и бобово-злаковыми многолетними травами, которые обеспечивают активизацию биологических факторов плодородия, позволяют сократить использование органических и минеральных удобрений, повысить продуктивность агроценозов [1, 2, 3].
По мнению Л. М. Козловой и Г. Д. Гомчадзе, чередование культур в севооборотах способствует равномерному поступлению в почву пожнивно-корневых остатков [4].
В условиях экологической разбалансированности ландшафтов и нестабильного сельскохозяйственного производства севообороты должны строиться на принципах рационального использования природных, климатических, биологических, антропогенных факторов.
В связи с этим цель исследований — провести оценку полевых севооборотов на дерново-подзолистой почве опольного ландшафта Предуралья, обеспечивающих повышение продуктивности пашни, сохранение плодородия почвы, экологическую безопасность окружающей среды.
Методика исследований.
На опытном поле Пермского НИИСХ в условиях опольного типа ландшафта проведена сравнительная оценка полевых восьмипольных севооборотов в длительном стационарном опыте:
Типичный Биологизированный
Чистый пар Сидеральный пар
Озимая рожь Озимая рожь
Яровая пшеница + Яровая пшеница +клевер
клеверо-тимофеечная смесь Клеверо-тимофеечная Клевер смесь 1 г. п.
Клеверо-тимофеечная смесь 2 г. п. Озимая рожь Яровая пшеница Яровая пшеница + клевер
Силосные (вика, овес, рапс) Клевер Яровая пшеница Яровая пшеница
Схема применения удобрений показана в табл. 1.
Повторность в опыте 4-кратная. Размещение вариантов рендомизированное. Почва опытного участка дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая, слабокислая, с высоким содержанием фосфора и калия. Агротехника культур в опыте общепринятая для Пермского края.
Результаты исследований.
Для стабилизации плодородия почвы важным источником поступления органического вещества являются корневые пожнивные растительные остатки, актуальность использования которых возрастает в связи с ограниченными возможностями сельскохозяйственных предприятий вносить органические, минеральные удобрения и химические средства защиты растений в достаточных количествах.
Определение параметров биологических источников органического вещества свидетельствует о том, что от вида севооборота существенно зависит количество поступающих пожнивно-корневых остатков (табл. 1). Так, в биологизированном севообороте за ротацию поступило 53,4 т/га растительных остатков, включая побочную продукцию, что на 17,5 т/га выше, чем в типичном. Внесение минеральных и органических удобрений в умеренных дозах обеспечивает повышение поступления органического вещества растительных остатков. Высокие дозы совместного внесения органических и минеральных удобрений способствовали снижению количества поступающих растительных остатков за счет уменьшения массы корневой системы клевера.
Наиболее высокая масса корнестерневых остатков накоплена после клевера — 7,0-10,1 т/га и клеверо-тимофеечной смеси — 3,7-8,3 т/га. Совместное внесение органических и минеральных удобрений способствует накоплению корнестерневых остатков только при умеренных дозах.
С корнестерневыми остатками в почву поступает 219,2 кг/га азота, 126,5 кг/га фосфора, 281,6 кг/га калия, в биологизированном севообороте: азота — 242,7 кг/га, фосфора — 137,1 кг/га и калия — 321,3 кг/га.
Общеизвестно, что поступление в почву органического вещества с растительными остатками
www. m-avu. narod. ru
7
Аграрный вестник Урала № 2 (94), 2012 г. —<^ВВЕ
Агрономия
таблица 1
накопление растительных остатков и элементов минерального питания
Варианты Типичный севооборот Биологизированный севооборот
Масса корнестерневых остатков, т/га Количество элементов питания в них, кг/га Масса корнестерневых остатков, т/га Количество элементов питания в них, кг/га
Азота Фосфора Калия Азота Фосфора Калия
1. Без удобрений 26,4 219,2 126,5 24,6 38,3 242,7 137,1 321,3
2. ^0Р60К60 27,5 315,7 129,5 379,0 40,4 326,4 145,7 357,9
3^90Р9еК90 31,0 357,0 138,7 415,7 41,1 410,7 150,1 450,3
4. Навоз 40 т/га — фон1 30,6 287,7 131,7 342,7 43,5 310,2 163,4 380,3
5. ^„Р6„К6„ - фон1 29,6 336,5 135,7 397,5 43,4 403,2 180,7 469,7
6. — фон1 32,4 410,3 140,7 469,7 43,1 457,5 184,1 490,8
7. Навоз 60 т/га — фон2 28,5 467,4 136,3 539,7 38,3 492,3 189,7 540,9
8. фон2 + 29,5 483,1 148,3 548,7 41,5 512,3 191,4 599,2
9. Фон2 + М^Р^К^ 30,6 519,3 151,3 589,3 41,0 573,1 196,5 648,7
НСР095 1,2 67 28 75 1,5 70,3 31,3 81,4
таблица 2
влияние типа севооборота на урожайность зерновых культур и продуктивность пашни
Варианты Урожайность зерновых, т/га Продуктивность, тыс. к. ед./га в среднем за год
Тип севооборота Отклонение Тип севооборота Отклонение
типичный биоло- гизированный типичный биологизи- рованный
1. 0 — контроль 2,15 2,47 0,32 1,95 2,68 0,73
2 N Р К М60 60 60 2,23 2,69 0,46 2,22 3,02 0,80
3. МмрмК*, 2,47 2,77 0,30 2,34 3,09 0,75
4. Навоз 40 т/га 2,46 2,89 0,43 2,35 3,11 0,76
5. фон1 + М60Р60К60 2,56 3,00 0,44 2,40 3,14 0,74
6. Фон1 + МмРмКм 2,63 2,87 0,24 2,53 3,05 0,52
7. Фон2 — навоз 60 т/га 2,55 2,80 0,25 2,23 2,97 0,74
8. Фон2 + N6^60^0 2,48 3,09 0,61 2,50 3,19 0,69
9. Фон2 + N9^9/90 2,43 2,93 0,50 2,40 3,06 0,66
НСР095 0,19 0,25
способствует накоплению гумуса. Однако определение содержания гумуса в почве за ротацию типичного севооборота выявило его снижение на 0,29 %. Запашка вико-овсяной смеси в паровом поле способствовала снижению потерь гумуса в почве до 0,02 %. Внесение навоза 60 т/га и минеральных удобрений NPK не менее 60 кг д. в. на гектар обеспечивает преимущество процессов гумификации над минерализацией органического вещества в почве.
В биологизированном севообороте внесение навоза 40 т/га стабилизирует содержание гумуса, а при увеличении дозы навоза до 60 т/га обеспечивает существенное его накопление (0,16 %) к концу ротации севооборота.
В почвенно-климатических условиях опольного ландшафта Предуралья лучшим предшественником для озимой ржи оказался клевер луговой, убранный на зеленую массу, урожайность озимой ржи, размещенной по клеверу, на 1,21-1,39 т/га выше, чем по чистому и сидеральному парам (табл. 2).
Для яровой пшеницы лучшими предшественниками оказались пласт и оборот пласта клевера и клеверо-тимофеечной смеси. Сравнительная оценка восьмипольных севооборотов в условиях опольного ландшафта выявила преимущество биологизированного севооборота, где отмечена наиболее высокая урожайность зерновых — 2,47-3,09 т/га, выход зерна с одного гектара — 1,54-1,93 т севооборотной площади и продуктивность пашни — 2,68-3,24 тыс. к. ед./га, что обусловлено совокупным действием хороших предшественников и поступлением в почву корневых и пожнивных остатков. 8
Положительное влияние действия и последействия органических удобрений проявилось на второй (озимая рожь) и третьей (яровая пшеница) культурах как типичного, так и биологизированного севооборотов.
На многолетних травах не выявлено четкой закономерности влияния последействия навоза на их урожайность, что связано с высоким урожаем покровной культуры и угнетением растений в первый год жизни.
Положительное влияние навоза на урожайность зерновых культур и выход зерна с 1 гектара севооборотной площади прослеживается независимо от дозы внесения, при этом в биологизированном севообороте эти показатели на 10-69 % выше, чем в типичном.
На озимой ржи и яровой пшенице оптимальной нормой внесения минеральных удобрений оказалась NPK по 60 кг д. в./га каждого вида.
Увеличение дозы минеральных удобрений до 90 кг д. в./га не обеспечило существенных прибавок урожая изучаемых культур, за исключением клеверо-тимофеечной смеси 2 г. п. и размещенной по ней яровой пшеницы.
Совместное внесение органических и минеральных удобрений в умеренных дозах также способствовало увеличению урожайности сельскохозяйственных культур и выхода зерна с одного гектара севооборотной площади. На повышенных дозах органических (60 т/га) и минеральных (90 кг д. в./га) удобрений отмечено полегание сельскохозяйственных культур и, как следствие, снижение урожайности, обусловленное потерями при уборке.
www. m-avu. narod. ru
Аграрный вестник Урала № 2 (94), 2012 г. —<^ВВЕ
Агрономия
таблица 3
комплексная оценка севооборотов и применение удобрений
Варианты Баланс гумуса, т/га Коэффициент энергетической эффективности
Типичный севооборот Биологизи- рованный севооборот Типичный севооборот Биологизированный севооборот
1. Без удобрений -1,13 -0,02 2,64 3,12
2. ^„Р^ -1,25 -0,08 2,24 2,64
3. ^0Р90К90 -1,36 -0,04 2,12 2,44
4. Навоз 40 т/га — фон1 -0,78 +0,04 2,54 3,07
5. ^0Р60К60 — фон1 -0,62 +0,195 2,15 2,59
6. ^0Р90К90 — фон1 -0,90 +0,195 2,02 2,32
7. Навоз 60 т/га — фон2 -0,39 +0,62 2,42 2,72
8. Фон2 + N6(^60^ +0,39 0,78 2,06 2,48
9. Фон2 + ^ПР0ПК0П 0 +0,90 1,82 2,20
Совокупное действие хороших предшественников и удобрений обеспечивает более высокую продуктивность агрофитозценозов. В биологизированном севообороте по сравнению с типичным продуктивность пашни была выше на 0,48-1,19 тыс. к. ед./га.
В типичном севообороте наиболее высокая продуктивность — 2,53 тыс. к. ед./га отмечена при внесении навоза 40 т/га и NPK 90 кг д. в./га.
В качестве критерия устойчивости агроландшафтов можно использовать такой показатель, как баланс гумуса в почве (табл. 3).
Так, равновесный баланс гумуса в типичном севообороте достигается при запашке навоза 60 т/га, соломы озимой ржи и яровой пшеницы два раза в течение ротации севооборота, внесении минеральных удобрений не менее 60 кг д. в./га под зерновые и силосные культуры.
В биологизированном севообороте равновесный баланс гумуса достигается при запашке навоза 40 т/га, соломы озимой ржи и яровой пшеницы два раза в течение ротации, дополнительном внесении минеральных удобрений не менее 60 кг д. в. на гектар.
Продолжительный вынос элементов питания сельскохозяйственными растениями в контрольном варианте без их возмещения как в типичном, так и биологизированном севооборотах способствовал формированию отрицательных балансов.
Для комплексной оценки севооборотов была рассчитана их энергетическая эффективность. Затраты на внесение органических и минеральных удобрений окупаются продуктивностью как типичного, так и биологи-зированного севооборота, энергетический коэффициент в зависимости от вариантов варьировал от 1,82 до 3,12.
Энергетические затраты в биологизированном севообороте в связи с выращиванием и запашкой сидераль-ной культуры выше на 11 % по сравнению с типичным севооборотом. Однако этот севооборот имеет более высокую энергетическую эффективность, т. к. энергетический коэффициент выше на 0,28-0,58 по сравнению с типичным севооборотом. Максимальная величина энергетического коэффициента — 2,64 в типичном севообороте отмечена в варианте без внесения удобрений и 3,12 — в биологизированном севообороте.
Выводы.
1. Биологизированный севооборот по сравнению с типичным обеспечивает более высокую урожайность зерновых культур и продуктивность агроценоза, что свидетельствует о его более высокой экологической устойчивости.
2. Комплексное применение органических и минеральных удобрений повышает продуктивность пашни как в типичном, так и биологизированном севооборотах.
3. Биологизированный севооборот за счет насыщения бобовыми культурами, запашки соломы и корнестерневых остатков обеспечивает высокое накопление органического вещества, положительный баланс гумуса и создает наиболее благоприятные условия для воспроизводства почвенного плодородия и устойчивости ландшафта в целом.
4. По комплексной оценке в опыте выделился вариант с запашкой сидерата с внесением навоза 40 т/га и NPK по 60 кг д. в./га, который обеспечивает продуктивность 3,14 тыс. к. ед./га, сбор зерна 2,0 т/га, урожайность зерновых 3,0 т/га, энергетический коэффициент 2,59 и положительный баланс гумуса.
Литература
1. Постников П. А. Промежуточные культуры // Аграрная наука. 2002. № 10. С. 18-20.
2. Лошаков В. Г. Севооборот — основополагающее звено современных систем земледелия // Вестник РАСХН. 2005. № 6. С. 23-26.
3. Лошаков В. Г. Пожнивная сидерация и плодородие дерново-подзолистых почв // Земледелие. 2007. № 1. С. 11-13.
4. Козлова Л. М., Гомчадзе Г. Д. Влияние полевых культур на накопление органического вещества в почве // Достижения науки и техники АПК. 2004. № 7. С. 26-27.
№№№. т-Э¥и. ПЭГОб. Ги
9
