CC BY
37
5. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование (методы и результаты изучения). Л.: Наука, 1980. 222 с.
6. Комиссаров И.Д., Виленский И.И., Федченко О.И. Извлечение гуминовых кислот из органогенных пород // Гуминовые кислоты: Науч. тр. Тюмен. с.-х. ин-та, 1971. Т.14. С.10-23.
Effect of mineral fertilizers and liming on fractional group composition and optical characteristics of humic acids of sod-podzolic heavy loamy soils of Pred-Urals Zavyalova N.
Effect of mineral fertilizers and lime on fractional group composition and optical characteristics of humic acids (HA) of sod-podzolic heavy loamy soil was studied in a stationary field experiment. It was established that the prolonged use of mineral fertilizers (at rate 2NPK) leads to increase of carbon content in the mobile fraction HA-1 up to 12.4 % compare to the total carbon amount. Liming facilitated the accumulation of humic acids associated with calcium in humus complex of sod-podzolic soil. The maximum amount of humate type humic substances is found in repeatedly limed soil on 2NPK background; the Cha : CPA ratio is 0.96. The humus type is fulvic-humate. The soil liming promoted the formation of a more "mature" and optically dense HA. Humic acid solutions of all three fractions extracted from the limed soil have high values of the extinction at 465 nm, which indicates a high content of aromatic structures in the molecules of HA. The humic substances solutions (fraction HA-1, variant 2NRK, E465 = 3.05) are characterized by the minimum value of the optical density. The mineral fertilizers and lime have less impact on humic substances of the third fraction strongly bound to the mineral part of the soil.
Key words: sod-podzolic soil, mineral fertilizers, lime, humus fractions, absorption spectrum, extinction
УДК: 631. 582: 631. 51.
Эффективность полевых севооборотов при различных уровнях интенсификации земледелия в Кировской области
Людмила Михайловна Козлова, доктор с.-х. наук, ст. научный сотрудник, зав. отделом
ГНУ НИИСХ Северо-Востока, г. Киров. Россия
Е-mail: [email protected]
В статье представлены результаты исследований, проведенных в длительном стационарном опыте (1982-2009 гг.) по изучению полевых севооборотов (24 схемы) в условиях различной интенсификации земледелия. В севооборотах с насыщением зерновыми культурами до 83,4% повышалась токсичность почвы на 28,5%, снижалась целлюлозоразлагающая активность микроорганизмов, возрастала засоренность посевов на 11,4-75,1%. Без внесения органических удобрений содержание гумуса за ротацию не изменялось, баланс создавался отрицательный при уменьшении гумуса 0,06-0,08 т/га. Урожайность зерновых снижалась на 0,16-0,26 т/га. При введении в севообороты многолетних и однолетних бобовых трав, сидеральных культур количество водопрочных агрегатов увеличивалось на 6,7-11,7%. Внесение навоза также способствовало увеличению структурности почвы. Активность целлюлозо-разлагающих микроорганизмов повышалась после клеверов в 1,2-2,0 раза, почва была нетоксичной. Засоренность посевов снижалась на 38,5-67,8%. Содержание гумуса увеличивалось при внесении навоза 10 т/га и посеве сидеральных культур (клевер, донник, однолетние травы), баланс гумуса положительный с накоплением 1,14-1,26 т/га. Продуктивность севооборотов с занятыми и сидеральными парами относительно чистого с внесением навоза повышалась на 15,8-35,6%
Ключевые слова: севообороты, плодородие почвы, фитосанитарное состояние, продуктивность
В течение ХХ столетия теория и практика севооборота и неразрывно связанных с ними систем земледелия прошла в нашей стране большой и сложный путь своего развития. Менялись общественно-экономические формации, набирал обороты научно-технический прогресс, но забота о «хлебе насущном», о плодородии поч-
вы никогда не утрачивала своей актуальности. Она остается такой же актуальной и в наше время, когда коренные изменения в общественно-политической и экономической жизни России в начале девяностых годов повлекли за собой существенные изменения и в аграрно-промышленном комплексе [1, 2, 3].
В связи с этим актуальной задачей является разработка научно-теоретических основ специализированных и биологизирован-ных севооборотов при различных уровнях интенсификации и специализации земледелия. Обладая природоохранной, почвозащитной и фитосанитарной функциями, севооборот был и остается важнейшим агротехническим и биологическим средством воспроизводства плодородия почвы в рамках современных систем земледелия. Самые интенсивные и прогрессивные технологии бессильны, если нарушается севооборот и закон плодосмена. Эффективность плодосмена тем выше, чем больше различия в биологии и технологии выращивания культур [4, 5].
Цель исследований - совершенствование различных видов полевых севооборотов на дерново-подзолистых почвах для повышения продуктивности пашни, сохранения почвенного плодородия в условиях интенсификации и биологизации сельскохозяйственного производства.
Материал и методы. Исследования проводили в стационарном опыте НИИСХ Северо-Востока, заложенном в 1976 году. В период интенсификации земледелия (1982-1987 гг.) изучали схемы шестипольных специализированных зерновых севооборотов при насыщении зерновыми культурами 50,0%, 66,7 и 83,4% с внесением минеральных удобрений на запланированную урожайность. В 1988-1993 гг. исследования проводили в севооборотах с насыщением бобовыми культурами 33,3 и 50% при внесении различных доз удобрений. В 1996-2001 гг., в период биологической интенсификации, совершенствовались севообороты с насыщением бобовыми культурами 16,6%, 33,3, 50,0% при использовании биологических средств защиты растений. В 2002-2010 гг. на изучение были взяты шесть восьмипольных севооборотов с различными зернобобовыми смесями и сидеральными культурами.
Севообороты размещены в пространстве и во времени, размещение делянок систематическое, повторность четырехкратная. Почва опытного участка дерново-подзолистая легкосуглинистая, сформированная на элювии пермских глин. Агрохимические показатели: рН ксь 4,8-5,5, содержание Р2О5 - 135-216, К2О - 150-157 мг/кг почвы (по Кирсанову), содержание гумуса - 1,67-1,78%
(по Тюрину). Исследования проводили по общепринятым методикам.
Результаты и их обсуждение. В современном земледелии агрофизические свойства являются одним из важнейших показателей почвенного плодородия. Они определяют водный, тепловой, воздушный режимы почв, направление и скорость микробиологических процессов.
Культуры севооборотов оказывали значительное влияние на структуру почвы. В севооборотах, насыщенных зерновыми культурами до 83,4%, структурное состояние оставалось на исходном уровне. При введении в севообороты двух полей клевера лугового количество агрономически ценных водопрочных агрегатов размером 0,25-10 мм достоверно возрастало на 3,9-5,4%. В почве, вышедшей из под клеверов I и II годов пользования, содержалось большее количество водопрочных агрегатов (62,9-69,9%), чем в почве после зерновых культур (52,7-64,8%). В севооборотах, насыщенных бобовыми культурами до 50%, количество водопрочных агрегатов увеличилось на 6,7-11,7%, наибольшее увеличение отмечали в севооборотах с двумя полями клеверов (на 10,8-11,7%). При введении в севообороты картофеля количество водопрочных агрегатов повышалось только на 6,7%. Внесение навоза способствовало увеличению этого показателя на 24,6%. В севообороте с чистым паром и одногодичным клевером отмечена тенденция ухудшения структурного состояния почвы.
В восьмипольных севооборотах количество агрегатов 0,25-10 мм повышалось в звеньях с сидеральным клеверным паром (66%), снижаясь в звене с чистым паром до 62%. Структурное состояние почвы во всех севооборотах по шкале С.И. Долгова и П.У. Бахтина оценивается как «хорошее» (60-80%).
Плотность сложения почвы во всех севооборотах находилась в пределах оптимальной и не превышала после посева 1,26 г/см3, в середине вегетации культур -1,45 г/см3. Плотность в период вегетации обладала большей сезонной динамикой. Дальнейшее увеличение плотности ведет к снижению урожайности и целому ряду негативных последствий.
Влагообеспеченность растений определялась в основном количеством выпавших осадков и существенных различий по сево-
оборотам не имела. Наиболее существенные различия можно было видеть в середине вегетации на предшественниках озимой ржи. Недостаточный запас влаги в пахотном слое наблюдался после клеверов и донника в годы с малым количеством осадков. Но, как показали наши исследования, иссушение почвы ликвидировалось в большинстве лет ко времени посева озимых.
При рассмотрении влияния севооборотов с занятыми и сидеральными парами на накопление влаги в почве весьма важным остается вопрос о целесообразности введения в севообороты чистых паров, в частности, оценки их гидрологической роли. В особенно засушливые годы (1999, 2000, 2001) содержание продуктивной влаги в почве составило 10,9-3,3 мм, а в экстремально засушливый 2010 год запасы влаги опускались ниже влажности завядания. В чистом пару влаги накапливалось на 22-49% больше, чем в занятых и сидеральных парах, это говорит о том, что в условиях засухи чистый пар сохраняет весенние запасы влаги. По шкале А.Ф. Вадюниной и З.А. Корчагиной запасы продуктивной влаги в 2010 году оценивались как «неудовлетворительные».
Запасы влаги в метровом слое почвы были достаточно высокими в весенний период 320,6-342,5 мм/га. После посева озимой ржи по чистому пару в почве содержалось 305,5 мм/га, после клеверов - до 289,0, по сидеральным и занятым однолетними травами парам - 290-298,5 мм/га. Запасы влаги оценивались как «очень хорошие».
Довольно заметная корреляционная зависимость наблюдалась между содержанием продуктивной влаги и плотностью почвы. С увеличением плотности на 1% количество продуктивной влаги на 1 см почвы снижается на 1,69-2,35 мм.
Целлюлозоразлагающая активность микроорганизмов в почве зависела от ее влажности и плотности. Интенсивность разложения льняной ткани возрастала в 1,5-2,0 раза под озимой рожью и яровой пшеницей при размещении их после клеверов по сравнению с зерновыми предшественниками. Клевера улучшали водно-воздушный режим почвы, обеспечивая лучшие условия для развития микроорганизмов, что положительно сказалось на последующих культурах.
Токсичность почвы в специализированных зерновых севооборотах повышается на 28,5%. В звеньях с сидеральными парами (донник, однолетние травы, клевер) почва не токсична, показатель токсичности не превышает 7,9%. Бобовые культуры значительно снижают токсичность за счет биогенности почвы, повышая количество микроорганизмов, ускоряющих разложение корнестерневых остатков, что очищает почву от токсинов.
В земледелии севооборотам придается большое значение как эффективному средству борьбы с засоренностью. В севооборотах, насыщенных зерновыми культурами (66,7 и 83,4%), засоренность посевов возрастала в отдельные годы на 11,4-75,1%. Наибольшей эффективностью в борьбе с засоренностью отличаются чистый пар, картофель и клевера. Введение в севооборот клеверов, занятых и сидеральных паров с однолетними травами снижало засоренность на 38,5-67,8%. В севообороте с чистым паром засоренность культур была ниже на 14-28,6% по сравнению с севооборотами с занятыми и сидеральными парами. К концу ротации шестипольных севооборотов засоренность посевов озимой ржи снижалась в 1,2-2,5 раза.
Засоренность почвы семенами сорняков зависела от вида севооборота. Число семян сорняков в слое 0-20 см варьировало от 95,2 в чистом пару до 1344 млн шт./га после зерновых культур, среди сорняков преобладала группа яровых.
Главное условие при введении севооборотов - это обеспечение положительного баланса гумуса. При высоком насыщении севооборотов зерновыми культурами без внесения органических удобрений содержание гумуса в пахотном слое за ротацию не изменилось, баланс был отрицательный, при убыли гумуса на 0,06-0,08 т/га (НСР05 = 0,15). При введении двух полей клеверов баланс положительный с накоплением гумуса 0,13-0,14 т/га. Дальнейшие исследования показали, что при насыщении севооборотов однолетними и многолетними бобовыми травами до 50%, даже при низких дозах органических и минеральных удобрений (5 т и на 1 га севооборотной площади),
возможно сохранение гумуса в почве и некоторое его увеличение. В севообороте с
занятым паром (горох + овес) и двумя полями многолетних трав (клевер + тимофеевка) содержание гумуса увеличилось на 0,19% (НСР05 = 0,17). При увеличении дозы навоза до 10 т/га и минеральных удобрений до Кб0Рб0Кб0 в подобном севообороте, но при посеве клевера в чистом виде содержание гумуса возросло на 0,10% (НСР05 = 0,09). В зернопропашном севообороте при внесении 15 т/га навоза под картофель, но без клеверов содержание гумуса оставалось на исходном уровне. Во всех севооборотах с многолетними травами и сидеральными парами баланс гумуса был положительный при накоплении 0,22-0,60 т/га. В восьмипольных севооборотах за ротацию содержание гумуса увеличилось на 0,13-0,22% (НСР05 = 0,08). Севооборот с чистым паром при внесении 40 т/га навоза и севообороты с различными сидеральными парами (донник, клевер, горчица + пелюшка + овес) обеспечили практически равноценное накопление гумуса в почве (1,12 и 1,14-1,26 т/га соответственно). В севообороте с двумя полями одногодичного клевера на сидерат поступление гумуса наиболее высокое, баланс составил +0,43 т/га.
Продуктивность севооборотов определялась, в основном, составом и соотношением культур. В специализированных севооборотах при насыщении до 83,4% зерновыми культурами происходило снижение урожайности зерновых на 0,16-0,26 т/га, но увеличивался сбор зерна на 0,9 т/га севооборотной площади. Средняя урожайность зерновых по севооборотам колебалась от 3,00 до 3,26 т/га. Высокое насыщение севооборотов зерновыми повышало их продуктивность на 4,2-6,8%, которая увеличивалась за счет самой урожайной, в наших исследованиях, культуры - ячменя.
Севооборот с малыми дозами удобрений, при насыщении бобовыми культурами до 50% по продуктивности превосходил севооборот, где дозы удобрений в два раза выше. Зернопропашной севооборот с занятым паром за счет высокой продуктивности картофеля и повышенных доз удобрений (К90Р90К90) обеспечивал более высокую продуктивность, чем севообороты с занятым (на 20,5-21,8%) и сидеральным (на 42,6%) парами и двумя полями клеверов при внесении
Мб0Рб0Кб0.
В условиях биологической интенсификации (1996-2001 гг.) земледелия и внесении невысоких доз удобрений К30Р30К30 продуктивность севооборотов снижается незначительно. В севооборотах с занятыми и сиде-ральными парами продуктивность была выше на 15,8-35,6%, чем в севообороте с чистым паром при внесении навоза. Применение биопрепарата триходермин повышало продуктивность севооборотов на 0,15-0,23 тыс. корм. ед. Продуктивность шестипольных севооборотов была в пределах 3,00-5,69 тыс. корм. ед. Продуктивность восьмипольных севооборотов без применения органических удобрений в среднем за ротацию была выше на
6.4-10,8%, а в отдельные наиболее урожайные годы превышала контрольный севооборот с внесением навоза на 19,2-23,7% и была в пределах 4,0-7,2 тыс. корм. ед.
Выводы. Таким образом, длительные более чем тридцатилетние исследования показали, что на дерново-подзолистых почвах при научно обоснованном чередовании культур и внесении оптимальных доз минеральных удобрений можно получить высокую урожайность культур - озимой ржи -3,0-4,5 т/га, яровых зерновых - 3,5-5,7, многолетних трав - 6,0-10,5, однолетних трав -
4.5-8,9, картофеля - 3б,5-48,7 т/га. На основе изученных схем севооборотов, которые состоят из лабильных звеньев, можно сформировать наиболее оптимальную для хозяйств различной специализации систему севооборотов, сохраняющую почвенное плодородие при получении наибольшего количества продукции.
Список литературы
1. Сельское хозяйство России в 1997, 2006-2009 гг. М.: Минсельхоз России.
2. Скрынник Е.Б. Национальный доклад по сельскому хозяйству за 2010 год. Интернет: «Аграрное обозрение», 2011. 7 с.
3. Лошаков В.Г. Севооборот и плодородие почвы. М.: Изд-во ВНИИА, 2012. 512 с.
4. Лошаков В.Г. Севообороты как основа адаптивно--ландшафтных систем земледелия. Сб. «Защитное лесоразведение и мелиорация земель». М.: Волгоград-РАСХН, 1999. С.102-107.
5. Каштанов А.Н. Земледелие. Избранные труды. М.: Россельхозакадемия, 2008. 685 с.
Working out of field crop rotations at various levels of intensification of agriculture in Kirov region
Kozlova L.
Results of researches spent in long stationary experiment on studying of various types of field crop rotations (24 schemes) are presented in the article. Crop rotations were studied under conditions of various intensification of crop farming (1982-2009). In crop rotations with grain crops saturation up to 83.4% toxicity of soil raised on 28.5%; cellulose-destruction activity of microorganisms decreased; and choking of crops increased on 11.4-75.1%. Without entering of organic fertilizers the humus content per rotation did not change; negative balance was created at a decrease of humus on 0.06-0.08 t/ha. Productivity of the grain decreased on 0.16-0.26 t/ha. At introduction of perennial and annual legume grasses, green manure species in crop rotations the amount of water durable aggregates increased by 6.7-11.7%. Manure entering promoted increase of soil structure. Activity of cellulose-destructing microorganisms raised after clovers in 1.2-2.0 times, the soil was non-toxic. The choking of crops decreased on 38.567.8%. Increasing of humus content occurred at entering of manure at rate 10 t/he; at sowing of green manure species (clover, melilot, annual grasses) humus balance was positive with accumulation on 1.141.26 t/ha. Productivity of crop rotations with occupied and green manure fallows increased by 15.8-35.6% in compare with pure fallow with entering of manure.
Key words: crop rotations, soil fertility, a phytosanitation condition, productivity of crop rotations
УДК 633.14 «324»: 631.581
Формирование урожая озимой ржи в зависимости от видов пара
Альберт Николаевич Кузьминых, кандидат с.-х. наук, доцент ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет», Йошкар-Ола, Республика Марий Эл, Россия
E-mail: [email protected]
Важная роль в развитии агропромышленного комплекса Нечерноземья России отведена озимой ржи. В последние годы, в связи с увеличением стоимости минеральных удобрений и средств защиты растений, сельскохозяйственные товаропроизводители больше внимания стали уделять биологизации земледелия. Одним из главных средств биологизации земледелия является применение сидерации.
Проведены исследования по изучению влияния чистого, сидерального, занятого паров и перелога на рост и развитие озимой ржи, засоренность посевов и урожайность зерна в условиях СевероВосточной части Нечерноземной зоны РФ. Выявлена эффективность использования сидерального пара. Так, возделывание озимой ржи по сидеральному пару существенно увеличивало фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза культуры. Использование сидерации улучшает фитосанитарное состояние посевов озимой ржи. При возделывании ее по сидеральному пару засоренность была существенно ниже в сравнении с размещением по занятому. Возделывая озимую рожь по перелогу, необходимо обратить внимание на борьбу с сорняками. Замена чистого без внесения удобрений и занятого паров сидеральным, и возделывание по нему озимой ржи позволяет получать достоверное увеличение урожайности зерна.
Ключевые слова: чистый пар, сидеральный пар, занятый пар, перелог, фотосинтетический потенциал, засоренность посевов, урожайность, озимая рожь
В Нечерноземье России важная роль в развитии агропромышленного комплекса отведена озимой ржи. Одной из причин нестабильности высоких урожаев сельскохозяйственных культур в данной зоне является низкий уровень плодородия почв. Если 15-20 лет назад получение высокой растениеводческой продукции решалось в основном за счет применения химических
средств, то в последние годы, в связи с увеличением стоимости удобрений и средств защиты растений, больше внимания стали уделять биологизации земледелия. Одним из главных средств биологизации земледелия является применение сидерации [1].
Анализ результатов исследований отечественных и зарубежных ученых показывает, что использование зеленых удобрений позво-
