CC BY
9в
естник АПК
_Растениеводство
№ 2(10), 2013 ;
УДК 631/635:57.02 (470.630)
31
Дорожко Г. Р., Пенчуков В. М., Передериева В. М., Власова О. И.
Dorozhko G. R., Penchukov V. M., Perederieva V. M., Vlasova O. I.
БИОЛОГИЗАЦИЯ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ СТАВРОПОЛЬЯ
BIOLOGIZATION FARMING IN STAVROPOL REGION
Представлены данные о влиянии полевых культур и их This article presents data on the effect of field crops and
растительных остатков на сохранение и повышение пло- crop residues on the preservation and improvement of soil fertil-
дородия почвы, что является одним из основополагающих ity, which is one of the fundamental elements biologizing agri-
элементов биологизированного земледелия. culture.
Ключевые слова: полевая культура, севооборот, мно- Keywords: field crops, crop rotation, perennial legume
голетние бобовые травы, многолетние злаковые травы, grasses, perennial grasses, biologizing agriculture, soil fertility,
биологизированное земледелие, плодородие почвы, азот, nitrogen, phosphorus and potassium. фосфор, калий.
Дорожко Георгий Романович -
доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры общего и мелиоративного земледелия Ставропольский государственный аграрный университет Тел.: 8-903-446-71-52 Е-mail: [email protected]
Пенчуков Виктор Макарович -
доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры общего и мелиоративного земледелия Ставропольский государственный аграрный университет Тел.: 8-8652-56-60-72 Е-mail: [email protected]
Передериева Вера Михайловна -
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры общего и мелиоративного земледелия Ставропольский государственный аграрный университет Тел.: 8-862-496-48-77 E-mail: [email protected]
Власова Ольга Ивановна -
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заведующая кафедрой общего и мелиоративного земледелия Ставропольский государственный аграрный университет Тел.: 8-905-441-92-43 E-mail: [email protected]
Dorozhko Georgiy Romanovich -
Doctor in Agriculture,
Professor of Department of General
and reclamation of agriculture
Stavropol State
Agrarian University
Tel.: 8-903-446-71-52
E-mail: [email protected]
Penchukov Victor Makarovich -
Doctor in Agriculture,
Professor of Department of General
and reclamation of agriculture
Stavropol State
Agrarian University
Tel.: 8-8652-56-60-72
E-mail: [email protected]
Perederieva Vera Mishailovna -
PhD in Agriculture,
Associate professor of Department of General
and reclamation of agriculture
Stavropol State
Agrarian University
Tel.: 8-862-496-48-77
E-mail: [email protected]
Vlasova Olga Ivanovna -
Ph.D. in Agriculture
Associate professor, Head of the Department of General and land reclamation Delia Stavropol State Agrarian University Tel.: 8-905-441-92-43 E-mail: [email protected]
Устойчивое и рентабельное ведение сельскохозяйственного производства зависит в основном от эффективного использования всех биологических ресурсов агроценоза поля. Биологизация земледелия требует прежде всего высокоинтеллектуального, наукоемкого ведения производства. Этому направлению чуждо упрощенчество в технологиях выращивания культур. Основными факторами адаптивного земледелия является биологизация и экологизация процессов интенсификации,
дифференцированное использование природных, биологических, техногенных, трудовых и других ресурсов, конструирование экологически устойчивых и высокопродуктивных агроландшафтов и аэросистем, повышение продукционной и средообразую-щей роли культивируемых видов и сортов растений [1, 2].
Ставропольский край расположен на юге России, в центральной части Предкавказья, на северном склоне Большого Кавказа. Территория края занимает 66,2 тыс. км2 и представлена
32
,,„ „„„„, щ ^ Ставрополья
научно-практическии журнал
разнообразными ландшафтами: полупустыни, солончаковато-солонцовые комплексы и пески, обширные степи, лесостепи и т. д. Основной земельный фонд - высоплодородные почвы черноземного и каштанового типа.
Природные условия Ставрополья разнообразны, что проявляется прежде всего в режиме увлажнения. Северо-восточная часть края по увлажнению характеризуется как сухая с гидротермическим коэффициентом (ГТК) 0,3-0,5, а юго-западная - как умеренно влажная с (ГТК) 1,3-1,5.
Биологизация земледелия предусматривает прежде всего утилизацию растительных остатков: солома злаковых культур, листостебельная масса пропашных культур и т. д.
Солома состоит в основном из трех групп органических соединений: целлюлозы, геми-целлюлозы и лигнина. Целлюлоза представляет собой глюкозу, связанную в мицелярные молекулы. Гемицеллюлоза образована из пен-тозанных сахаров. Лигнин - полимер ароматических соединений, придающий растительному материалу прочность и жесткость. Кроме основных групп органических соединений в соломе содержится небольшое количество белка, восков, сахара, солей и нерастворимой золы (табл. 1).
При таком содержании элементов питания растений с 4 т/га соломы зерновых культур в почву поступит (кг/га): органического вещества 3200, азота 14-22, фосфора 3-7, калия 22-55, кальция 9-37, магния 2-7, серы 5-8 г/га. Кроме того, поступят микроэлементы (г/га): бор 24, медь 12, марганец 116, молибден 1,6, цинк 160, кобальт 0,4 [3].
Во всех видах соломы широкое отношение углерода к азоту. В прямой зависимости ее соотношения С : N находится скорость разложения соломы. Чем это соотношение больше, тем менее разложится солома. При внесении соломы происходит некоторое снижение урожайности в результате дополнительного потребления азота почвы микрофлорой, разлагающей солому. Для исключения этого нежелательного явле-
ния на 1 тонну соломы необходимо внести от 3,5 до 15 кг азота на 1 га.
Освоение научно обоснованных систем земледелия, которые должны свести к минимуму негативные воздействия и обеспечить стабильное производство качественной продукции агропромышленного комплекса края, - это требование времени.
Исключительная роль в получении стабильных высоких по количеству и качеству урожаев производимой продукции принадлежит прежде всего научно обоснованной структуре посевных площадей, организации территории, системам севооборотов. Система севооборотов должна быть почвозащитной, культуры в них должны размещаться по лучшим предшественникам [4].
Одной из основных задач любого севооборота является сохранение и повышение плодородия. Солома является одним из источников органического вещества почвы, а поэтому ее внесение стало обязательным агроприемом.
На пахотных почвах с отчуждением большей части урожая источником органического вещества являются надземные и корневые остатки растений, а также вносимые в почву органические удобрения. Агрономическое значение растительных остатков в интенсивном земледелии особенно велико, так как в них содержатся все макро- и микроэлементы, необходимые растениям.
Органическое вещество поступает в почву не только после отмирания растений, но и в течение его жизни, так как непрерывный процесс отмирания различных частей корневой системы происходит в течение всего периода роста и развития растения, особенно после цветения и начала созревания [5].
Наряду с количеством растительных остатков важное значение имеет их химический состав и скорость разложения в почве. Растительные остатки многолетних трав содержат больше элементов минерального питания, чем другие культуры. Содержание азота в корневых остатках многолетних бобовых трав колеблется в
Таблица1 - Содержание элементов питания в соломе
Солома Сухое вещество, % Органическое вещество, % Азот Фосфор Калий Кальций Магний Отношение С : N ^ = 1)
% к сырой массе
Пшеничная 86 82 0,45 0,07 0,64 0,21 0,07 80-90
Ячменная 86 82 0,50 0,18 0,94 0,28 0,05 70-80
Таблица 2 - Влияние соломы на урожайность культур, т/га (Агеев В. В., Подколзин А. И., 2006)
Вариант Озимая пшеница Кукуруза на силос
Фон - Р120К120 2,85 28,6
Фон + солома, 7 т/га 2,95 30,7
Фон + солома, 7 т/га + 2,98 32,3
Фон + солома, 7 т/га + ^00 2,99 32,6
Фон + N100 2,90 31,5
естник АПК
Ставрополья
:№ 2(10), 2013!
пределах 2,25-2,60 %, фосфора - 0,34-0,80 %. Мятликовые травы содержат значительно меньше азота в корнях.
В связи с этим значительный интерес представляет выяснить влияние выращиваемых многолетних трав на наличие основных элементов питания растений в почве после трех лет использования.
Опыт по определению влияния многолетних трав на плодородие почвы был заложен в 2004 г в четырехкратной повторности по методу латинского квадрата, площадь одной делянки 50 м2, ширина межделяночных дорожек 0,3 м, защитная полоса 2 м, размещение делянок многоярусное. Исследования велись в течение трех лет. Определенный интерес представляет выяснение влияния многолетних трав на наличие основных макроэлементов в почве (табл. 3).
Реакция почвенной среды в умеренно влажной зоне под влиянием многолетних трав мало изменяется за три года их произрастания. Если в начале закладки опыта рН почвенного раствора составляет 6,67, то после трехлетнего выращивания многолетних трав этот показатель незначительно изменяется в сторону нейтральной среды, особенно после произрастания люцерны посевной и козлятника восточного. Содержание фосфора возрастает с 18,4 до 22,5 под люцерной посевной и до 23,0 мг/кг почвы под посевом козлятника восточного. Наличие калия тоже несколько увеличивается и составляет 189,0-202,0 мг/кг почвы.
В засушливой зоне реакция почвенного раствора значительно выше, чем в умеренно влажной зоне и составляет 8,31-8,48. Содержание фосфора под влиянием многолетних трав увеличивается, но значительно в меньших количествах, чем в умеренно влажной зоне.
Содержание калия в темно-каштановой почве практически в 2 раза выше, чем в почве чернозема выщелоченного и составляет 388,0 мг/кг почвы перед севом, а за 3 года выращивания про-
исходит увеличение этого элемента питания растений при выращивании многолетних трав на 9,2-21,0 мг/кг почвы.
Органическое вещество играет важную роль в создании почвенного плодородия. Основным источником органического вещества, поступающего в почву, служат остатки растений, которые в виде корневой системы, листостебельной массы, стерни и являются первичным материалом для формирования органического вещества почвы в виде гумуса. С содержанием и качественным составом органического вещества, поступающего в почву, связаны агрохимические, физико-химические, биологические и биохимические свойства почвы, а также режим питания растений.
Сельскохозяйственного назначения поля являются открытыми системами, что приводит к постоянному отчуждению вместе с урожаем питательных веществ с поля. В таком случае единственным источником органического вещества почвы являются растительные остатки в виде корневой массы, стерни. После уборки или после завершения вегетации сельскохозяйственной культуры растительные остатки попадают в почву и удобряют ее. В растительных остатках содержится полный набор микро- и макроэлементов, что делает их ценным органическим удобрением.
Различные сельскохозяйственные культуры оставляют в почве неодинаковое количество растительных остатков. Сельскохозяйственные культуры развивают различную по массе и глубине проникновения корневую систему. В пределах одного вида растений количество поступающего органического вещества в почву может существенно отличаться, в зависимости от условий окружающей среды, плодородия почвы, осадков и т. д.
Большой интерес представляет определение органического вещества, поступающего в почву при возделывании многолетних бобовых и злаковых трав, выращиваемых в условиях,
Таблица 3 - Влияние многолетних трав трех лет жизни на содержание в почве элементов минерального питания (2004-2006 гг.) (Бородин Д. А., 2007)
Культура рН Р2О5, мг/кг К2О, мг/кг
Чернозем выщелоченный, умеренно влажная зона
Перед севом 6,64 18,4 185,0
Люцерна посевная 6,84 22,5 196,8
Эспарцет песчаный 6,76 21,6 188,0
Козлятник восточный 6,88 22,8 201,8
Пырей удлиненный 6,71 19,4 185,0
Темно-каштановая почва, засушливая зона
Перед севом 8,35 17,8 381,0
Люцерна посевная 8,46 20,7 402,0
Эспарцет песчаный 8,48 20,6 402,0
Козлятник восточный 8,38 19,4 395,0
Пырей удлиненный 8,31 17,3 391,8
34
,,„ „„„„, щ ^ Ставрополья
научно-практическии журнал
Таблица 4 - Стерневые и корневые остатки многолетних трав после трех лет жизни (умеренно влажная зона), т/га (2004-2006 гг.)
Культура Стерневые Корневые Всего Формирование гумуса
Люцерна посевная 8,54 22,74 31,28 6,425
Эспарцет песчаный 5,12 6,65 11,77 2,35
Козлятник восточный 13,18 21,58 34,56 6,91
Пырей удлиненный 4,89 5,80 10,69 2,14
резко отличающихся температурным режимом, осадками, почвами.
Люцерна посевная, эспарцет песчаный, козлятник восточный и пырей удлиненный в течение трех лет в умеренно влажной зоне увеличивают количество стерневых и корневых остатков (табл. 4).
Наибольшее количество стерневых остатков после третьего года жизни трав было после козлятника восточного -13,18 т/га. После люцерны посевной - 8,54, а эспарцет песчаный оставил только 5,12 т/га. Что касается пырея удлиненного, то стерневых остатков насчитывается еще меньше, всего 4,89 т/га.
Многолетние травы оставляют значительно большее количество корневых остатков, чем стерневых, особенно люцерна посевная и козлятник восточный, что составило 22,74 и 21,58 т/га соответственно.
Эспарцет песчаный и пырей удлиненный корневых остатков формирует значительно меньшее количество, что составляет после эспарцета 6,65 и после пырея 5,80 т/га.
Суммарное выражение органического вещества, оставляемого в виде стерневых и корневых остатков после люцерны посевной, - 31,28, козлятника восточного - 34,56 т/га. После эспарцета и пырея растительных остатков формируется примерно в 3 раза меньше, чем после люцерны и козлятника.
Если учесть, что минерализация и гумификация растительных остатков происходит в соотношении 5:1, то трехлетнее возделывание люцерны посевной обеспечит повышение содержания гумуса в почве на 6,25 т/га, козлятника восточного на 6,91 т/га.
В засушливых условиях формирование травами растительных остатков осуществляется в значительно меньшей мере (табл. 5).
Таблица 5 - Стерневые и корневые остатки многолетних трав (засушливая зона), т/га (2004-2006 гг)
Культура Стерневые Корневые Всего
Люцерна посевная 5,16 12,14 17,30
Эспарцет песчаный 3,96 10,60 14,56
Козлятник восточный 6,23 13,89 20,12
Пырей удлиненный 2,04 3,60 5,64
В засушливых условиях стерневых и корневых остатков при возделывании многолетних трав формируется значительно меньше, чем в умеренно влажной зоне. Особо следует отме-
тить тот факт, что эспарцет песчаный в засушливых условиях формирует в большем количестве растительные остатки, чем в умеренно влажной зоне. В засушливых условиях растения эспарцета в меньшей мере поражаются корневыми гнилями, особенно на третий год жизни.
Гумус - это органические соединения, составляющие важнейшую часть почвы. Он является не только источником запасных питательных веществ для растений, но и регулятором физических свойств, буферности почвы. Гумус устраняет или ослабляет отрицательное влияние минеральных удобрений на почву, увеличивая ее поглотительную способность и устраняя избыточную концентрацию почвенного раствора.
В опыте проводилось исследование содержания органического вещества до посева и после трех лет жизни многолетних трав в условиях умеренно влажной и засушливой зоны (табл. 6).
Таблица 6 - Изменение содержания органического вещества в почвах умеренно влажной и засушливой зон под влиянием произрастания многолетних трав трех лет жизни (2004-2006 гг)
Культура Содержание органического вещества, %
чернозем выщелоченный темно-каштановая почва
Перед посевом 3,05 2,15
Люцерна посевная 4,32 3,19
Эспарцет песчаный 4,25 3,45
Козлятник восточный 4,46 3,30
Пырей удлиненный 4,10 2,60
Возделывание многолетних трав трех лет жизни положительно сказывается на содержании органического вещества. В умеренно влажной зоне на черноземе выщелоченном наибольшее значение содержания органического вещества наблюдается после люцерны посевной и козлятника восточного(4,32 и 4,46), наименьшее - после пырея удлиненного - 4,10 %. В засушливой зоне на темно-каштановой почве картина иная: показатель содержания органического вещества наивысший у эспарцета песчаного - 3,45 %, наименьший у пырея удлиненного - 2,60 %.
Таким образом, полная утилизация растительных остатков в виде стерни и соломы при
естник АПК
Ставрополья
:№ 2(10), 2013!
возделывании зерновых колосовых культур, а также введение в севообороты многолетних бобовых трав обеспечат существенный при-
рост органического вещества, что положительно скажется на потенциальном и эффективном плодородии почвы.
Литература:
1. Пенчуков В. М., Передериева В. М., Власова О. И. Биологизированные севообороты - эффективный путь сохранения плодородия почвы и повышения урожайности с.-х. культур // Вестник АПК Ставрополья. 2012. Т. 4. № 8. С. 114-118.
2. Власова О. И., Передериева В. М., Горбачева Л. А. Сравнительная оценка предшественников озимой пшеницы в формировании почвенного плодородия чернозема обыкновенного // Russian Journai of Earth Science. Научно-практический рецензируемый ежемесячный электронный журнал. 2013. №1 (13). С. 41-46.
3. Куприченков М. Т., Антонова Т. Н., Голови-нов А. А. Солома - ценное органическое удобрение // Земледелие. 2000. № 5. С. 26.
4. Трубачева Л. В., Власова О. И., Воль-терс И. А. Агроценоз озимой пшеницы, возделываемой по пропашным и зернобобовым предшественникам на черноземе обыкновенном в зоне неустойчивого увлажнения // Вестник АПК Ставрополья. 2012. Т. 6. № 2. С. 18-21.
5. Власова О. И., Горбачева Л. А. Формирование клубеньков гороха в зависимости от способа и глубины обработки почвы чернозема выщелоченного зоны умеренного увлажнения Ставропольского края // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2011. № 70. С. 707-716.
6. Христенко Д. А. Влияние многолетних трав на плодородие чернозема выщелоченного и темнокаштановой почвы : дис. ... канд. с.-х. наук. Ставрополь, 2007. 127 с.
References
3. Kuprichenkov M. T., Antonova T. N., Golovin A. A. Straw - a valuable organic fertilizer // Zemledelie. 2000. Number 5. C. 26.
1. Penchukov V. M., Perederieva V. M., Vlaso-va O. I., Biologizing rotations-effective way of preserving the fertility of the soil and increase the yield of agricultural Cultures / Herald APK Stavropol. 2012. T. 4. Number 8. Pp. 114118.
2. Vlasova O. I., Perederieva V. M., Gorbacheva L. A. Comparative evaluation of precursors of winter wheat in the formation of an ordinary chernozem soil fertility / Russian Journai of Earth Science. Scientific and practical monthly peer-reviewed electronic journal. Number 1 (13). Of 2013. S. 41-46.
4. Trubacheva L. V, Vlasova O. I., Volters I. A., Agrocenoz winter wheat cultivated for row crops and leguminous predecessors in the ordinary chernozem in a bad dump / Herald-. APK Stavropol. 2012. T. 6. Number 2. S. 1821.
5. Vlasova O. I., Gorbacheva L. A. Formation of pea nodules, depending on the method and the operating depth of leached chernozem zone of moderate humidity, Stavropol Territory. Polythematic power electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University. , 2011. Number 70. S. 707-716.
6. Khristenko D. A. Effect of perennial grasses on the fertility of leached chernozem and dark chestnut soils: Dis. ... candidate. agricultural Science. Stavropol, 2007. 127.
