CC BY
39
УДК 631.452:631.147(470.44/47)
А.В. Зеленев1, Е.В. Семинченко2
БИОЛОГИЗИРОВАННЫЕ ПРИЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ В ОРГАНИЧЕСКОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
1ФЕДЕРАЛЬОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»,
ВОЛГОГРАД, РОССИЯ
2НИЖНЕ-ВОЛЖСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА -ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО НАУЧНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР АГРОЭКОЛОГИИ, КОМПЛЕКСНЫХ МЕЛИОРАЦИЙ И ЗАЩИТНОГО ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК», ПОС. ОБЛАСТНОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ОПЫТНОЙ СТАНЦИИ, РОССИЯ
A.V. Zelenev1, E.V. Seminchenko2 BIOLOGICALAND METHODS OF ENHANCING SOIL FERTILITY IN ORGANIC AGRICULTURE IN THE LOWER VOLGA REGION 1 FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER EDUCATION «VOLGOGRAD STATE
AGRARIAN UNIVERSITY», VOLGOGRAD, RUSSIA 2LOWER-VOLGA SCIENTIFIC-RESEARCH INSTITUTE OF AGRICULTURE - A BRANCH OF FEDERAL STATE BUDGET SCIENTIFIC INSTITUTION FEDERAL SCIENTIFIC CENTER AGROECOLOGY, COMPREHENSIVE RECLAMATION AND PROTECTIVE AFFORESTATION RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES, VILLAGE OF A REGIONAL AGRICULTURAL EXPERIMENTAL STATION, RUSSIA
Александр Васильевич Зеленев
А1екБапс1г \Zasilevich ге!епеу доктор сельскохозяйственных наук, профессор [email protected]
^ » /
Елена Валерьевна Семинченко
Elena Valerevna Seminchenko [email protected]
Аннотация. Приводится сравнительная оценка предшественников и приемов биологизации при возделывании озимой пшеницы, зернового сорго и овса в сухостепной зоне каштановой подзоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья. Установлено, что самый высокий положительный баланс органического вещества обеспечивается у озимой ржи на сидерат при возделывании по овсу в четырехпольном биологизированном севообороте, где ее зеленая масса заделывается в почву - +5,54 т/га. Высокие показатели баланса органического вещества отмечаются у зернового сорго: при выращивании по озимой пшенице, пожнивно-корневые остатки и солома которой поступают в почву в шестипольном севообороте - +3,48 т/га, по такому же предшественнику, но в четырехпольном севообороте - +3,36 т/га и по гороху, где в почву возвращается его пожнивно-корневые остатки и солома в восьмиполь-ном севообороте - 3,41 т/га. Самой урожайной культурой было сорго при возделывании по озимой пшенице в четырехпольном севообороте, где солома и пожнивно-корневые остатки возвращаются в почву - 2,82 т/га. Наибольшая урожайность озимой пшеницы обеспечивается в контрольном варианте, где она выращивается по черному пару - 2,69 т/га и при возделывании в четырехпольном севообороте по сидеральному пару с озимой рожью - 2,68 т/га.
Ключевые слова: органическое вещество; урожайность; предшественники; приемы биологизации; плодородие почвы; органическое земледелие.
Abstract. A comparative assessment of the predecessors and methods of biologization in the cultivation of winter wheat, grain sorghum and oats in the steppe zone of the chestnut subzone of light chestnut soils of the Lower Volga region is given. It has been established that the highest positive balance of organic matter is ensured in winter rye for green manure when growing over oats in a four-field biologized crop rotation, where its green mass is buried in the soil - +5.54 t/ha. The high balance of organic matter is observed in grain sorghum: when grown for winter wheat, crop and root residues and straw that enter the soil in a six-field crop rotation is +3.48 t/ha, according to the same predecessor, but in a four-field crop rotation - +3, 36 t/ha and in peas, where its crop and root residues and straw in the eight-field crop rotation return to the soil - 3.41 t/ha. Sorghum was the most productive crop in the cultivation of winter wheat in the four-field crop rotation, where straw and crop residues returned to the soil - 2.82 t/ha. The highest yield of winter wheat is provided in the control variant, where it is grown for a black pair - 2.69 t/ha and for cultivation in a four-field crop rotation using a sidereal pair with winter rye - 2.68 t/ha.
Keywords: organic matter; yield; predecessors; biologization techniques; soil fertility; organic farming.
Введение. Проблема увеличения производства зерна полевых культур в Волгоградской области входит в важную задачу развития сельскохозяйственного производства РФ [1, 2]. Недостатком современного земледелия является недооценка биологических факторов в обеспечении устойчивого функционирования агроэкосистем. Это можно изменить путем внедрения в хозяйствах области органического земледелия, повышение эффективности которого тесно связано с уменьшением в агроценозе разрыва круговорота
органического вещества за счет вовлечения максимального количества фитомассы, внедрения научно обоснованной структуры посевных площадей, биологизации севооборотов, замены чистого пара занятым сидеральным, применения ресурсов органических удобрений - нетоварная часть урожая (солома, листостебельная масса) [3-6].
Методика. Исследования проводили на опытном поле Нижне-Волжского НИИСХ - филиала ФНЦ агроэкологии РАН. Почва опытного участка - светло-каштановая, тя-
Вестник Курганской ГСХА №1,2019 Сельскохозяйственные науки 5
желосуглинистая, с содержанием гумуса в пахотном слое - 1,74%, рН почвенного раствора 8,1. Содержание лег-когидролизуемого азота низкое - 3,2-3,9 мг/100 г почвы, подвижного фосфора среднее - 2,1-3 мг и обменного калия повышенное - 30-40 мг/100 г почвы. Сумма осадков за 2013-2014; 2014-2015; 2015-2016 и 2016-2017 сельскохозяйственные годы соответственно составила 435,5; 266,8; 554,8 и 374,9 мм. Количество среднегодовых осадков составляло 339,7 мм. Повторность четырехкратная. Площадь опытной делянки - 200 м2.
В опыте из полевых культур изучали озимую пшеницу, овес и сорго при производстве зерна этих культур в биологи-зированных четырех-, шести- и восьмипольных севооборотах по различным предшественникам и приемам биологиза-ции. Предшественниками озимой пшеницы были: 1) черный пар (контроль); 2) сидеральный пар (озимая рожь на сиде-рат); 3) сидеральный пар (яровой рыжик на сидерат); 4) зернобобовая культура - горох (солома). Предшественниками овса являлись: 1) зерновое сорго (контроль); 2) сорго на зерно (листостебельная масса); 3) сафлор (листостебельная масса); 4) нут (солома). Предшественниками зернового сорго были: 1) озимая пшеница (контроль); 2) озимая пшеница (солома) в четырехпольном севообороте с озимой рожью на сидерат; 3) озимая пшеница (солома) в шестипольном севообороте с яровым рыжиком на сидерат; 4) горох (солома).
Технологии возделывания озимой пшеницы, овса и сорго были общепринятыми для зоны проведения исследований. В первом контрольном четырехпольном севообороте солома и листостебельная масса полевых культур убирались с поля, в почву поступали их пожнивно-корневые остатки. Во втором четырехпольном, третьем шестипольном и четвертом восьмипольном севооборотах вся нетоварная часть возделываемых культур заделывалась в почву. Во втором и третьем сидеральных севооборотах высевали соответственно озимую рожь и яровой рыжик на зеленое удобрение. Глубокая основная обработка почвы включала проведение чизелевания на 0,3-0,32 м с оборотом поверхностного пласта на глубину 0,2-0,22 м орудием 040-5-40 и многофункциональными рабочими органами модульного типа «РАНЧО» (отвал и широкое долото). В первой декаде июня зеленую массу сидеральных культур дисковали орудием БДТ-3,8 на глубину 0,1-0,12 м. В 2015 и 2016 гг. из-за неблагоприятных по увлажнению осенних условий вместо озимой пшеницы весной следующего года высевали яровую пшеницу. Остальные культуры сеяли в оптимальные установленные для зоны исследований сроки. Учет массы корневых и пожнивных остатков возделываемых культур в севооборотах проводили после их уборки в слое почвы 0-0,3 м методом монолитов по Н.З. Станкову в восьмикратном повторении. Потом корни, растительные остатки отмывали и доводили до воздушно-сухого состояния. Учет надземной массы полевых культур проводили методом отбора снопов путем взвешивания их в воздушно-сухом состоянии без зерна. Хозяйственную урожайность определяли с помощью сплошной комбайновой уборки поделяночно в пересчете на стандартную 14% влажность и 100% чистоту зерна.
Результаты. Изменение условий гумусообразования при переходе естественных ценозов в агроценозы приводит к изменению функционирования режима органического вещества, снижению количества его легкоминерализующихся компонентов и интенсивности минерализации, в результате чего почвы приходят в новое равновесное гумусовое состояние на более низком уровне [7]. Важное значение в пополнении потерь органического вещества почвы имеют сидеральные культуры, солома и листостебельная масса выращиваемых культур, их пожнивно-корневые остатки, которые определялись путем отбора монолитов. Накопительная часть органического вещества у озимой пшеницы и овса состояла из зерна, соломы, стерни, корней; сорго - зерна,
стерни, корней, надземной листостебельной массы; сидеральных культур (озимая рожь, яровой рыжик) - надземной массы и корней в воздушно-сухом состоянии (таблица 1).
Из данных таблицы 1 видно, что во всех вариантах опыта, кроме контрольного, обеспечивается положительный баланс органического вещества. Самый высокий показатель отмечается у озимой ржи на сидерат при выращивании по овсу в четырехпольном биологизированном севообороте, где вся ее зеленая масса заделывается в почву - +5,54 т/га. Также высокие показатели баланса органического вещества отмечаются у зернового сорго: при выращивании по озимой пшенице, солома которой поступает в почву в шестипольном севообороте - +3,48 т/га, по такому же предшественнику, но в четырехпольном севообороте - +3,36 т/га и по гороху, где в почву возвращается его солома в восьмипольном севообороте - 3,41 т/га.
Таблица 1 - Круговорот органического вещества, поступающего в почву с растительными остатками полевых культур, т/га (среднее за 2014-2017 гг.)
№ варианта Предшественник, приём биологизации Накопилось Отчуждено Поступило в почву Баланс, +
Озимая пшеница
1(к) Пар черный 8,31 6,5 1,81 -4,69
2 Пар сидеральный (озимая рожь) 8,2 2,68 5,52 +2,84
3 Пар сидеральный (яровой рыжик) 7,25 2,29 4,96 +2,67
4 Горох (солома) 6,5 2,01 4,49 +2,48
Сорго на зерно
1(к) Озимая пшеница 8,12 6,56 1,56 -5
2 Озимая пшеница (солома) 9 2,82 6,18 +3,36
3 Озимая пшеница (солома) 8,64 2,58 6,06 +3,48
4 Горох (солома) 8,63 2,61 6,02 +3,41
Овёс
1(к) Сорго на зерно 5,27 4,19 1,08 -3,11
2 Сорго на зерно (листостебельная масса) 5,78 2,1 3,68 +1,58
3 Сафлор (листостебельная масса) 5,66 2,05 3,61 +1,56
4 Нут (солома) 5,37 2,01 3,36 +1,35
Озимая рожь на сидерат
2 Овес (солома) 5,54 - 5,54 +5,54
Яровой рыжик на сидерат
3 Овес (солома) 2,14 - 2,14 +2,14
Средние значения баланса органического вещества отмечаются у озимой пшеницы и ярового рыжика. Самый высокий показатель у озимой пшеницы отмечается при выращивании в четырехпольном биологизированном севообороте по сидеральному пару с запашкой в почву озимой ржи - +2,84 т/га. При выращивании этой культуры в шестипольном севообороте по сидеральному пару с яровым рыжиком - +2,67 т/га и по гороху в восьмипольном севообороте - 2,48 т/га. У ярового рыжика, выращиваемого по овсу, солома которого запахивается в почву в шестипольном севообороте, баланс составляет +2,14 т/га. Самый низкий, но положительный баланс органического вещества обеспечивается у овса. При выращивании его в четырех- и шестипольном севооборотах по сорго и сафлору, листостебельная масса которых возвращается в почву, баланс соответственно равняется +1,58 и +1,56 т/га. При выращивании по нуту в восьмипольном севообороте, солома которого заделываются в почву, баланс составляет +1,35 т/га.
Исследованиями установлено, что в зависимости от различных климатических условий урожайность зерновых культур в севооборотах на естественном фоне плодородия варьирует в пределах от 2,13 до 2,82 т/га, максимум получен по озимой ржи, размещенной по чистому пару.
Систематическое применение органических удобрений способствует увеличению урожайности яровых культур на 0,87-1,74 т/га по отношению к контролю. Выявлено, что из всех изучаемых культур в севооборотах наибольший урожай получен на озимой ржи и ячмене [8, 9]. Дополнительное поступление в почву соломы, листостебельной массы, а также сидеральных культур повышает урожайность зерновых культур (таблица 2).
Таблица 2 - Урожайность зерновых культур в зависимости от предшественников и приемов биологизации, т/га
03 X CO s Предшественник, приём ^t- Ю CD Г-- к к з:
03 CO Ol биологизации о СЧ1 О CN О CN о CN ф CL О
Озимая пшеница
1(к) Пар черный 1,28 1,49 3,05 4,95 2,69
2 Пар сидерапьный (озимая рожь) 1,73 1,63 3,01 4,34 2,68
3 Пар сидерапьный (яровой рыжик) 1,04 1,46 2,73 3,91 2,29
4 Горох (солома) 0,66 1,7 2,63 3,05 2,01
HCPc, 0,1 0,11 0,13 0,18 -
Сорго
1(к) Озимая пшеница 2,5 2,1 3,4 2,14 2,54
2 Озимая пшеница (солома) 2,34 2,32 3,95 2,67 2,82
3 Озимая пшеница (солома) 2,13 2,06 3,63 2,49 2,58
4 Горох (солома) 2,52 2,15 3,54 2,22 2,61
НСРс, 0,1 0,09 0,11 0,14 -
Овёс
1(к) Сорго 2,35 1,41 3,15 0,76 1,92
2 Сорго (листостебельная масса) 2,45 1,03 3,96 0,95 2,1
3 Сафлор (листостебельная масса) 1,9 1,42 3,67 1,2 2,05
4 Нут (солома) 2,2 1,59 3,39 0,86 2,01
НСРс, 0,06 0,09 0,1 0,12 -
Анализ таблицы 2 показывает, что урожайность зерна сорго в среднем была на уровне с контролем (2,54 т/га) только в варианте, где оно выращивалось по озимой пшенице в шестипольном севообороте - 2,58 т/га. Остальные варианты по урожайности превышали контроль. При выращивании сорго по озимой пшенице в четырехпольном и по гороху в восьми-польном севооборотах, где их солома возвращалась в почву, урожайность соответственно составила 2,82 и 2,61 т/га, что выше контрольного варианта на 11 и 2,8%.
Наибольшая средняя урожайность озимой пшеницы обеспечивалась в контрольном варианте, где культура выращивалась по черному пару - 2,69 т/га, и при возделывании в четырехпольном севообороте по сидеральному пару с озимой рожью - 2,68 т/га. Варианты, где эта культура размещалась в шести- и восьмипольном севооборотах соответственно по сидеральному пару с яровым рыжиком и гороху, уступали контролю по урожайности на 17,5 и 33,8%.
Самая высокая средняя урожайность овса обеспечивалась при выращивании в четырехпольном севообороте по зерновому сорго, где листостебельная масса этой культуры запахивалась в почву - 2,1 т/га, что выше контроля (1,92 т/га) на 9,4%. Варианты, где предшественниками овса были сафлор и нут, превышали контроль по урожайности соответственно на 6,8 и 4,7%.
Выводы. В органическом земледелии Нижнего Поволжья для стабилизации плодородия почвы и производства зерна полевых культур, необходимо размещать озимую пшеницу, сорго и овес в четырехпольных биологизирован-ных севооборотах соответственно по сидеральному пару с озимой рожью, озимой пшеницей и сорго, пожнивно-кор-невые остатки, солома и листостебельная масса которых поступают в почву в виде органического вещества.
Список литературы
1 Волдырь Д.А. Основная обработка почвы и эффективность использования атмосферных осадков яровыми культурами в Нижнем Поволжье / В.Ю. Селиванова // Научно-агрономический журнал. 2017. Т. 1. № 1-1. С. 22-24.
2 Перекрестов Н.В. Природные ландшафты Нижнего Поволжья // Известия Нижневолжского агроуниверситет-ского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2008. №4. С. 54-57.
3 Бьелич В. Органическое сельское хозяйство в Сербии / ГС. Егорова // Использование инновационных технологий для решения проблем АПК в современных условиях: материалы междунар. науч.-практ. конф. Волгоград : Изд-во В ГСХА, 2009. Т. 1. С. 32-37.
4 Зеленев А.В. Эффективность средств биологизации в полевых севооборотах сухостепной зоны Нижнего Поволжья / РХ. Уришев, Е.В. Семинченко // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2017. № 1. С. 63-69.
5 Кузьминых А.Н. Сидераты - важный резерв сохранения плодородия почвы//Земледелие. 2011. № 4. С. 41.
6 Тойгильдин АЛ. Научно-практическое обоснование биологизации земледелия и воспроизводства плодородия чернозема выщелоченного лесостепи Поволжья: автореф. дис. ... докт: с.-х. наук. Усть-Кинепьский: Самарская гос. с.-х. академия, 2018.41 с.
7 Арефьев А.Н. Приемы повышения плодородия черноземных и лугово-черноземных почв лесостепного Поволжья : монография / Е.Е. Кузина, Е.Н. Кузин. Пенза: Изд-во Пензенского гос. агр. ун-та, 2017. 483 с.
8 Постников П.А. Продуктивность сельскохозяйственных культур в полевых севооборотах / В. В. Попова //Аграрный вестник Верхневолжья. 2018. №2. С. 5-11.
9 Зеленев А.В. Солома - важный фактор биологизации при возделывании зернового сорго на светло-каштановых почвах Волгоградской области / Е.В. Семинченко // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса : наука и высшее профессиональное образование. 2018. № 3. С. 62-69.
List of references
1 Boldyr D.A. The main tillage and precipitation efficiency of spring crops in the Lower Volga region / V.Yu. Selivanova // Scientific and agronomic journal. 2017. V. 1. № 1-1. Pp. 22-24.
2 Perekrestov N.V. Natural landscapes of the Lower Volga region // Izves-niya Nizhnevolzhsky agrouniversity complex: science and higher vocational education. 2008. № 4. Pp. 54-57.
3 Bielic V. Organic agriculture in Serbia / G.S. Egorova // Using innovative technologies to solve problems of the agro-industrial complex in modern conditions: materials of the Intern, scientific-practical conf. Volgograd: Publishing house VGSHA, 2009. T. 1. Pp. 32-37.
4 Zelenev A.V. Efficiency of means of biologization in field crop rotations of the dry-steppe zone of the Lower Volga / R.Kh. Urishev, E.V. Seminchenko // Proceedings of the Nizhnevolzhsky agro-university complex: science and higher professional education. 2017. № 1. Pp. 63-69.
5 Kuzminykh A.N. Siderats - an important reserve for the preservation of soil fertility// Farming. 2011. № 4. P. 41.
6 Toygildin A.L. Scientific and practical substantiation of the biologicalization of agriculture and the reproduction of the fertility of chernozem of the leached forest-steppe of the Volga region: author, dis. ... Dr. S.-H. sciences. Ust-Kinelsky: Samara State. S.-H. Academy, 2018. 41 p.
7 Arefyev A.N. Methods of increasing the fertility of chernozem and meadow chernozem soils of the forest-steppe Volga region: monograph / E.E. Kuzina, E.N. Cousin. Penza: Publishing House of the Penza State, arg. Un-ta, 2017. 483 p.
8 Postnikov P.A. Crop productivity in field crop rotation / V.V. Pop-ova//Agrarian Bulletin of the Upper Volga. 2018. №2. Pp. 5-11.
9 Zelenev A.V. Straw - an important factor of biologization in the cultivation of grain sorghum on light chestnut soils of the Volgograd region / E.V. Seminchenko // Proceedings of the Nizhnevolzhsky agro-university complex: science and higher professional education. 2018. № 3. Pp. 62-69.
