CC BY
88
УДК 631.528:631
эффективность раздельного и совместного использования севооборота и удобрений
В.Г. ЛОШАКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник (e-mail: [email protected])
всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова, ул. Прянишникова, 31а, Москва, 127550, Российская Федерация
Резюме. В течение последних трех десятилетий прошлого столетия в стационарных полевых опытах более 80 сельскохозяйственных научных учреждений и вузов нашей страны проводили исследования с целью изучения эффективности раздельного и совместного влияния удобрений и севооборота, по сравнению с бессменным посевом основныхзерновых, кормовых и технических культур в условиях специализации и интенсификации земледелия. При самом высоком уровне интенсификации земледелия применение удобрений, пестицидов, регуляторов роста растений, средств механизации и мелиорация во всех зонах страны не могут заменить высокую эффективность правильного, научно обоснованного чередования культур в севооборотах. При этом для озимой пшеницы, картофеля, сахарной свеклы, гороха, подсолнечника установлен положительный эффект взаимодействия севооборота и удобрений, который выражается прибавкой урожайности в пределах от 4,8 до 8,7%. У остальных культур он был слабым или отсутствовал, а у кукурузы на зерно - отрицательным (-22,1%). Эффект взаимодействия севооборота и удобрений проявился и на показателях качества зерна озимой пшеницы - он выразился в увеличении содержания белка на 0,4%, сырой клейковины - на 2,5%. Установлена высокая экологическая функция почвозащитных севооборотов. При этом особое значение имели приемы биологи-зации земледелия путем расширения площади посевов бобовых культур, многолетних трав, промежуточных и сидеральных культур. В связи с острым недостатком органических удобрений возросло значение их не традиционных форм - соломы, растительных остатков, сидератов, которые при оптимальном сочетании с научно обоснованными нормами минеральных удобрений и правильным чередованием культур на полях равноценно заменяют обычные органические удобрения, обеспечивая высокий агротехнический, агроэкологический и экономический эффект современных агро-ландшафтных систем земледелия.
Ключевые слова: севооборот, бессменный посев, удобрения, плодородие почвы, экология, многолетние травы, зеленое удобрение, промежуточные культуры.
Для цитирования: Лошаков В.Г. Эффективность раздельного и совместного использования севооборота и удобрений //Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. №1. C. 9-13.
Сохранение и воспроизводство плодородия почвы -одна из ключевых задач современного земледелия, от решения которой зависит дальнейшее развитие агропромышленного комплекса и продовольственная безопасность страны.
Государственная комплексная (1992-2000 гг.) и Федеральные целевые (2002-2005 и 2006-2012 гг.) программы повышения плодородия почв России были призваны стабилизировать его, создавая предпосылки для дальнейшего повышения. Однако из-за недостаточного финансирования эти программы не были выполнены, и в земледелии страны постоянно сохраняется отрицательный баланс питательных веществ в почве (в среднем минус 70 кг/га NPK) и гумуса (в среднем около 1 т/га) [1].
Другая, не менее важная, проблема современного земледелия - экология. За последние десятилетия уровень химизации сельскохозяйственного производства в России снизился в несколько раз, и оно в основном перешло на экстенсивные технологии, однако отнюдь не стало экологически более безопасным. Это связано с низкой культурой земледелия, нарушением севооборотов, технологии обработки почвы, регламентов применения минеральных
удобрений, пестицидов и других агрохимикатов, отказом от использования мелиоративных систем и простейших приемов защиты почв от эрозии [2, 3, 4 и др.].
Эрозия не только уничтожает плодородный слой почвы, но и служит прямым источником загрязнения окружающей среды. Например, только в Центральном Нечерноземье эродировано 2,5 млн га пахотных земель, или около 20% их общей площади, и около 1 млн естественных кормовых угодий. Годовой смыв почвы здесь составляет 21,8 млн т, в результате с полей отчуждается 16,5 тыс. т азота, 13,6 тыс. т фосфора, 225,1 тыс. т калия и много других минеральных элементов [4].
Еще один негативный аспект сельскохозяйственного производства - химическое загрязнение агроландшафтов. С одной стороны, применение минеральных удобрений и химических средств защиты растений позволяет в соответствии с научными законами земледелия обеспечить воспроизводство плодородия почвы и постоянно повышать урожаи. С другой - остаточные количества минеральных удобрений, пестицидов и других агрохимикатов при их неправильном использовании накапливаются в почве и продукции, мигрируют с атмосферными осадками в грунтовые воды и загрязняют окружающую среду.
В связи с этим задачи повышения продуктивности и устойчивости земледелия нужно решать комплексно, в рамках современных адаптивно-ландшафтных систем зем -леделия, которые, наряду с воспроизводством плодородия почвы и защитой ее от эрозии, должны обеспечивать сохранение агроландшафтов и экологическую безопасность среды обитания человека [2,4,5].
Основополагающее звено в решении этих задач - система севооборотов на пашне, увязанная со структурой и п родукти вностью других сел ьскохозяйственных угоди й [3, 4, 6, 7 и др.].
Смена на полях культур с существенными различиями по биологии и технологии возделывания - озимых или яровых зерновых с бобовыми или пропашными, многолетних с однолетними, широколистных с узколистными, почвоулучшителей с почвоухудшителями, растений с глубоким и мелким залеганием корневой системы - эти и другие элементы получили развитие и научное обоснование в современной теории севооборота и нашли отражение в законе плодосмена - смена культур на полях при прочих равных условиях эффективнее их бессменного возделывания, и эффективность плодосмена тем выше, чем больше различия в биологии и технологии выращиваемых культур [3].
Учение о плодосмене - краеугольный камень теории и практики севооборота [6, 8, 9, 10 и др.]. Однако научно-технический прогресс и широкое применение средств химизации, механизации и мелиорации позволили во второй половине ХХ века перейти к специализации земледелия на основе его интенсифи кации. Это породило илл юзию о том, что в таких условиях возможна концентрация на основе повторных и даже бессменных посевов сельскохозяйственных культур, то есть отказ от принципов плодосмена.
Как в нашей стране, так и за рубежом в науке и практике земледелия предпринимали неоднократные попытки отойти от обременительных обязанностей соблюдать известные принципы чередования культур на полях, чтобы использовать привлекательные преимущества специализации [3, 6,
10, 11]. Как правило, это приносило большие убытки тем, кто пренебрегал законами научного земледелия.
В результате в теории и практике севооборота возникли вопросы, которые требовали научно-обоснованного решения. Для этого в 60-90 гг. была разработана и реализована комплексная программа по изучению научно-практических основ севооборотов в условиях интенсификации и специализации земледелия. В этой проекте принимали участие более 80 сельскохозяйственных научно-исследовательских учреждений и вузов во всех почвенно-климатических зонах страны [3, 5, 10-16 и др.].
По итогам многолетних исследований были сделаны важные научные выводы и разработаны практические рекомендации. Суть их сводилась к следующему:
во всех природно-климатических зонах страны при самом высоком уровне интенсификации земледелия применение удобрений, пестицидов, регуляторов роста растений, средств механизации и мелиорация не может заменить высокую эффективность правильного, научно обоснованного чередования культур в севооборотах. Самые интенсивные и прогрессивные технологии становятся бессильными при нарушении севооборотов и пренебрежении законом плодосмена;
научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур обеспечивает высокий коэффициент использования воды, питательных веществ почвы и удобрений, их накопление и сохранение в почве, способствует поддержанию благоприятных физических и биологических свойств почвы, защите ее от водной и ветровой эрозии, а растений - от вредителей, болезней и сорняков;
в связи со специализацией и интенсификацией земледелия решены вопросы о предельном насыщении севооборотов ведущими культурами (зерновыми, сахарной свеклой, картофелем, льном, отдельными видами овощных культур и др.) и о возрастающей роли севооборота и первостепенном значении биологических факторов чередования культур при специализации земледелия;
сделаны выводы о совместимости и самосовместимости сельскохозяйственных культур, о возможности повторных и длительных бессменных посевов отдельных из них, о необходимости в новых условиях разрабатывать севооборот на основе различий не по группам культур, а по конкретным их видам, разновидностям, сортам и гибридам, адаптированным к местным почвенно-климатическим условиям и районированным
в конкретных регионах (это положение прямо связано с принципами адаптивного растениеводства, ставшими актуальными в последние десятилетия);
установлена роль промежуточных культурах как фактора интенсификации земледелия и окультуривания малоплодородных почв, их агротехнический эффект, приобретающий значение элемента плодосмена, который утрачивается при специализации земледелия.
Накануне реформирования АПК в 90-е годы прошлого столетия сельскохозяйственная наука вплотную подошла к вопросам разработки теоретических основ адаптивно-ландшафтных систем земледелия, которые тесно связаны с теорией и практикой современного севооборота, воспроизводством плодородия почвы и защитой ее от эрозии, сохранением экологической безопасности агро-ландшафтов [3, 4, 5, 6, 12, 13, 15-17, 18 и др.].
В рамках плодосмена это прежде всего вопросы био-логизации и экологизации земледелия через расширение полевого травосеяния, посевов бобовых, промежуточных культур, сидератов и др., которые тесно связаны с использованием природоохранных и почвозащитных севооборотов как основы современных агротехнологий в агроландшафт-ных системах земледелия [2, 3, 5, 8, 17, 19 и др.].
В условиях, когда применение удобрений и других средств интенсификации земледелия крайне ограничено, нужно максимально использовать преимущества научно обоснованного чередования культур, которое позволяет повышать продуктивность пашни, по сравнению с бессменными посевами или беспорядочным чередованием культур, в 1,5-2 раза [5, 10, 11, 14, 16, 20].
Это подтверждают результаты многолетних исследований в десятках полевых опытов, проведенных по программам Координационного совета по севооборотам в 70-90 гг. прошлого столетия в основных почвенно-климатических зонах нашей страны (см. табл.). Они изменяются в зависимости от почвенно-климатических условий, уровня интенсификации и специализации земледелия, а также от многихдругих факторов, но в целом позволяют судить о раздельном и совместном действии севооборотов и удобрений на урожайность основных сельскохозяйственных культур и качество продукции. Например, по обобщенным данным 11 научных учреждений совместное влияние севооборота и удобрений на урожайность озимой пшеницы в основных районах ее возделывания выражается прибавкой 2,39 т/га, а сумма прибавок от раздельного применения этих приемов
Таблица. влияние севооборота и удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур, т/га [8, 10, 11]
Урожайность без удобрений Урожайность с удобрениями Общая Доля прибавки, % Эффект
Культура бессмен- севооборот прибавка бессмен- севооборот прибавка при- от от взаимо-
ный посев от севооборота ный посев от удобрений бавка, т/га севооборота удобрений действия, %
Озимая
пшеница 2,03 3,38 1,35 2,88 4,42 0,85 2,39 56,5 35,6 7,9
Озимая
рожь 1,11 1,92 0,81 2,23 3,07 1,12 1,96 41,3 57,1 0,6
Яровая пшеница 1,26 1,89 0,63 1,87 2,51 0,65 1,55 50,4 48,8 0,8
Ячмень 1,31 1,98 0,67 2,26 2,97 0,95 1,66 40,4 57,2 2,4
Горох 1,34 1,67 0,33 1,71 2,12 0,37 0,78 44,9 47,4 7,7
Картофель 10,94 14,05 3,11 18,94 23,05 10,0 12,11 25,7 66,0 8,3
Кукуруза на зерно 3,39 4,00 0,61 4.16 4,52 0,77 1,13 53,1 68,1 -22,1
Кукуруза на силос 16,47 19,95 2,48 29,21 31,37 12,74 14,90 16,6 85,5 - 2,1
Сахарная свекла 6,99 16,99 10,0 18,18 30,18 11,19 23,19 43,1 48,2 8,7
Подсолнечник 1,36 2,13 0,77 1,64 2,45 0,28 1,09 70,6 25,6 4,8
составляет 2,2 т/га. Следовательно, взаимодействие этих двух факторов формирования урожая дает дополнительно 0,19 т/га зерна. Севооборот оказывает более сильное влияние на урожайность пшеницы на фоне удобрений, чем без них, а эффективность удобрений выше в севообороте, по сравнению с бессменными посевами [3, 10, 11, 13, 21].
Такая же, хотя и менее выраженная, закономерность наблюдается в опытах с озимой рожью. Несколько меньшая прибавка урожая этой культуры, по сравнению с пшеницей, под действием севооборота объясняется тем, что в 75% случаев в районах достаточного увлажнения (лесная и лесостепная зоны) рожь размещали по занятым парам, тогда как пшеницу высевали по чистым парам в районах недостаточного увлажнения (степная зона).
Разница между урожайностью озимой пшеницы по чистым и занятым парам в условиях лесной и лесостепной зон составляла в среднем 0,28 т/га, а в степной зоне в 2 раза больше - 0,56 т/га, что закономерно связано с решающим значением водного фактора жизни растений в условиях засушливого климата.
На черноземных почвах степной зоны в Молдавии длительное, в течение 40 лет, применение удобрений в севообороте обеспечивало нарастающий эффект их совместного действия в виде прибавок урожая зерна озимой пшеницы от 0,48 т/га, или 16,3 % в первой ротации 10-польного севооборота до 2,45 т/га, или 90,7% в 4-й ротации того же севооборота при тех же самых дозах удобрений.
Урожайность озимой пшеницы в севообороте по трехгодичной люцерне на удобренном агрофоне в среднем за 30 лет составила 5,02 т/га, по кукурузе на силос - 4,69 т/га, эффект совокупного действия севооборота и удобрений по этим двум предшественникам выразился в прибавках урожая зерна, соответственно, 1,73 и 1,40 т/га [12].
Зональными различиями почвенно-климатических условий объясняются и более высокие прибавки урожая ржи, по сравнению с пшеницей, в результате применения удобрений. Урожайность озимой ржи приведена по данным научно-исследовательских учреждений, расположенных преимущественно в зоне малоплодородных дерново-подзолистых почв с достаточным увлажнением. Здесь удобрения более эффективны, чем на черноземных почвах в зоне неустойчивого увлажнения, где возделывали озимую пшеницу. Отзывчивость яровой пшеницы и ячменя на севооборот и удобрения примерно одинакова. Прибавка урожая этих культур так же, как и озимой ржи, под влиянием севооборота на удобренном фоне несколько выше, чем на не удобренном.
После внесения удобрений всевооборотеурожайность яровой пшеницы повышалась на 0,64 т/га, ячменя - на 0,71 т/га, а при бессменном возделывании - соответственно на 0,61 и 0,67 т/га. Примерно одинаковая эффективность удобрений при бессменном выращивании этих культур, по сравнению с севооборотом, связана с тем, что яровую пшеницу и ячмень чаще высевают после зерновых колосовых, реже после пропашных, зернобобовых и еще реже по чистому пару. Удобрения же вносили непосредственно под пшеницу и ячмень в нормах, рекомендованных научно-исследовательскими учреждениями каждой зоны [10].
Таким образом, преобладающее влияние севооборота на урожайность зерновых колосовых культур, по сравнению с удобрениями, проявляется лишь на культурах, размещаемых по лучшим предшественникам (озимая пшеница). Системное применение этих двух элементов технологии при выращивании зерновых колосовых обеспечивало повышение эффективности каждого из них, по сравнению с раздельным использованием, при некотором увеличении доли влияния в формировании прибавки урожая от удобрений, а по озимой пшенице - от севооборота.
По-другому реагируют на севооборот и удобрение пропашные культуры, причем между ними имеются значительные различия. Наиболее требовательны к севообороту подсолнечник и сахарная свекла, менее требователен картофель, слабо или совсем не реагирует на севооборот кукуруза. Две первые культуры больше поражаются болезнями и вредителями, поэтому для них по-прежнему актуально высказывание Д.Н. Прянишникова об ограничивающем действии биологических причин при чередовании культур на полях [9].
Кроме того, подсолнечник и сахарная свекла сильно и на большую глубину иссушают почву. Так, по данным ВНИИМК, содержание влаги в трехметровом слое после подсолнечника составило 17,2% от сухой почвы, после сахарной свеклы - 17,1, после кукурузы - 19,4, после озимой пшеницы - 20%, а на глубине от 1,5 до 3 м соответственно 16,6; 15,9; 20,2 и 19,5%. Такое иссушение не может не влиять на эффективность как севооборота, так и удобрений [10].
По среднемноголетним данным опытных станций ВНИИМК прибавка урожайности семян подсолнечника на южных черноземах при величине этого показателя в контроле 1,36 т/га под влиянием севооборота составила 0,77 т/га, в результате применения удобрений -0,28 т/га. При совместном их воздействии урожайность возросла на 1,09 т/га, а доля прибавки урожая семян от севооборота составила 70,6%.
В среднем по многолетним данным научных учреждений Воронежской, Белгородской и Саратовской областей урожайность сахарной свеклы при возделывании в севообороте без удобрений повысилась с 8,89 до 17,21 т/га, или на 8,38 т/га, а при их использовании - с 18,06 до 31,46 т/га. Прибавка урожая от удобрений составила при бессменном возделывании 10,0 т/га, а в севообороте — 17,25 т/га. Эффект взаимодействия этих факторов достигал 5,02 т/га [10].
При длительном изучении совместного и раздельного влияния севооборота и удобрений на урожайность картофеля в 12 научно-исследовательских учреждениях, расположенных в Нечерноземной зоне и прилегающих районах, установлено преимущество их совместного воздействия. Прибавка урожайности в этом случае была на 1,0 т/га больше, чем при раздельном применении указанных элементов системы земледелия [10].
Прирост урожайности картофеля в результате улучшения условий питания значительно выше, чем под влиянием севооборота, так как под эту культуру используют высокие нормы органических и минеральныхудобрений, и она менее требовательна к севообороту. Поэтому доля удобрений в совокупном влиянии обсуждаемых факторов на урожай картофеля составляла в среднем 66% (см. табл.).
Результаты исследований по совместному и раздельному воздействию севооборота и удобрений при возделывании кукурузы на силос преимущественно в Нечерноземной зоне свидетельствуют об очень слабом влиянии чередования культур на урожайность зеленой массы, особенно на фоне удобрений, где прибавка составила 2,16 т/га. В отличие от других культур удобрения под кукурузу дали более высокий эффект в бессменных посевах. Прирост урожая при их использовании в севообороте оказался на 1,32 т/га меньше, чем при раздельном воздействии этих факторов, а доля участия удобрений в формировании урожая зеленой массы кукурузы была преобладающей (85,5%).
Аналогичные результаты получены при выращивании кукурузы на зерно. По данным ВНИИ кукурузы, средний урожай зерна этой культуры при возделывании в севообороте составил на удобренном фоне 4,52 т/га, на неудобренном
- 4,0 т/га, при бессменном выращивании - соответственно 4,16 и 3,39 т/га. От совместного действия севооборота и удобрений урожайность возросла на 1,13 т/га, а сумма прибавок от их раздельного применения составила 1,38 т/га [10]. Положительное влияние севооборота на урожай зерна кукурузы не вызывает сомнений, прибавка на удобренном фоне составила 0,36 т/га, или 8,6%. Но в отличие от кукурузы на силос доля участия севооборота была несколько большей (54%), чем удобрений (46%).
Результаты исследований и производственная практика подтверждают возможность и целесообразность повторных посевов кукурузы на зерно и силос в обычных севооборотах и бессменное возделывание кукурузы на силос в выводных полях кормовых севооборотов с применением интенсивной технологии.
Для большей части сельскохозяйственных культур совместное применение севооборотов и удобрений дает дополнительную прибавкуурожая, по сравнению с раздельным использованием. Но для различных культур эффект взаимодействия неодинаков. Так, для озимой пшеницы он выражается прибавкой урожая 0,19 т/га зерна, для яровой пшеницы и ячменя - 0,07 т/га , для озимой ржи - лишь 0,03 т/ га, тогда как для сахарной свеклы - 4,96 т/га корнеплодов, для картофеля - 1,0 т/га. В то же время для кукурузы эффект взаимодействия севооборота и удобрений отрицательный: для кукурузы на силос - 1,32 т/га, на зерно - 0,25 т/га [10]. Однако прибавки урожайности непостоянны и зависят от плодородия почвы, нормы вносимых удобрений, предшественников, погодных условий и сортов [4, 6, 9, 10 и др.].
Большое влияние на эффективность как раздельного, так и совместного действия севооборота и удобрений оказывают условия увлажнения. В засушливых районах, занимающих большую часть площади пахотных земель Российской Федерации, повышению их эффективности способствует более высокое содержание влаги в почве, особенно при посеве озимой пшеницы по чистым и ранним занятым парам.
По данным ВНИИ кукурузы ко времени посева озимой пшеницы в полутораметровом слое почвы содержание продуктивной влаги в поле чистого пара достигает 147,8 мм, а после озимой пшеницы— 48,3 мм. В засушливой зоне Северного Кавказа осенью в благоприятные по увлажнению годы в пахотном слое южного чернозема (поле чистого пара) содержание продуктивной влаги составляло 47,3 мм, в неблагоприятные - 36 мм, а после озимой пшеницы соответственно 29,1 и 7,2 мм [10].
По данным многолетних исследований Донского ЗНИИСХ размещение озимой пшеницы по чистому пару в севообороте в среднем за 16 лет (1968-1984) без удобрений обеспечивало формирование 4,49 т/га зерна, на умеренно удобренном фоне (навоз 5 т/га + ^6Р30К30)
- 5,04 т/га, на повышенном (навоз - 8 т/га + ^4Р48К48)
- 5,41 т/га, тогда как по пшенице соответственно 3,03, 3,44 и 3,78 т/га [14].
При этом на повышенном фоне удобрений коэффициент водопотребления озимой пшеницы по чистому пару в среднем за 12 лет снижался с 669 до 568, по озимой пшенице - с 1121 до 707, что свидетельствует о более рациональном использовании продуктивных запасов влаги растениями в условиях недостаточного увлажнения при размещении по лучшим предшественникам и на высоком фоне органических и минеральных удобрений.
Больший эффект от внесения удобрений в севообороте, чем при бессменном посеве, связан с лучшим использованием питательных веществ благодаря тому, что в севообороте обычно возделывают культуры с разной глубиной проникновения корневой системы в почву и с неодинаковой
способностью их усвоения, то есть срабатывает эффект корнесмена.
Плодосмен как научно обоснованное чередование культур - важное средство воздействия растений и микроорганизмов на плодородие почвы, биологический фактор его воспроизводства. К тому же это самый надежный способ устранения почвоутомления, которое возникает при повторных и бессменных посевах, а также при нарушении принципов плодосмена [3, 5, 6, 10].
Биологизация земледелия и связанные с ней биологические взаимодействия в системе «почва - растение» определяют эффективность воспроизводства плодородия почвы в современных севооборотах [2, 6, 8, 10, 16, 17, 22, 23 и др.].
При специализации земледелия, которая часто приводит к повторному и даже бессменному возделыванию сельскохозяйственных культур, почвоутомление усиливается массовым поражением растений болезнями. У зерновых культур - это корневые гнили и бурая ржавчина, у льна - фузариоз, у картофеля - парша и фитофтороз, у сахарной свеклы - корнеед и церкоспороз, у капустных -кила и др. Возбудители этих заболеваний - почвенная фитопатогенная микрофлора, которая сохраняется на растительных остатках и при бессменном посеве размножается в геометрической прогрессии [3, 11].
Масса поступающих в почву растительных остатков и их качественный состав - важные факторы формирования почвенной биоты и биологического окультуривания почвы. Органическое вещество растительных остатков и органических удобрений - основной источник энергии для микрофлоры. При его разложении в почве происходит накопление доступных для растений форм питательных веществ. Часть органических остатков подвергается гумификации и пополняет запасы гумуса [3, 10, 11, 19, 24, 25].
Установлено, что в плодосменном севообороте (50% зерновых) с двумя полями многолетних трав (33,3 % севооборотной площади) в среднем за ротацию в почве ежегодно накапливалось растительных остатков на 31,5% больше, чем в зерновом специализированном севообороте (83% зерновых), и на 56% больше, по сравнению с бессменным посевом ячменя. В плодосменном севообороте преобладали растительные остатки, имеющие узкое соотношение С^, что очень важно с позиций повышения биологической активности почвы [2, 3, 11], которая в плодосменном севообороте была на 35-40% выше [3, 8].
Это подтверждают и другие показатели состояния почвенной биоты, например, количество и биомасса дождевых червей. После 4- и 6-летних ротаций плодосменного севооборота их численность в почве весной была в 1,6 раза больше, чем в зерновом севообороте [3].
Существенное дополнение к возобновляемым биологическим ресурсам - плодосмену с бобовыми травами -промежуточные культуры, особенно на зеленое удобрение. Значение сидератов, как важного источника органического вещества, равноценно внесению навоза [2, 3, 5, 6, 8, 10, 16-17 и др.]. Высокое содержание азота и углеводов делает зеленую массу горчицы и других пожнивных сидератов хорошим питательным субстратом для почвенной микрофлоры и вызывает значительные изменения в ее количественном и качественном составе.
Установлено, что использование пожнивной сидерации как в чистом виде, так и в сочетании с удобрением соломой в условиях Подмосковья повышает биологическую активность пахотного слоя (0-20 см) дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы в зерновом севообороте на
28,7 и 29,7%, при бессменном посеве - соответственно на 25,6% и 30,6% [2, 3].
Таким образом, плодосменный севооборот и пожнивные сидераты по своему положительному влиянию на биологические показатели плодородия почвы близки, и в условиях Нечерноземной зоны - это эффективное средство биологического окультуривания дерново-подзолистых почв.
При длительном использовании в зерновом севообороте пожнивных сидератов совместно с соломой количество дождевых червей в почве увеличилось в 1,5 раза, а их биомасса - в 2 раза, что превышало величину этого показателя в плодосменном севообороте на 29,3 и 50,3% [3].
Пожнивная сидерация оказывает положительное влияние не только на биологические, но и на агрофизические и агрохимические показатели плодородия почвы, а также на фитосанитарное состояние посевов. В результате такого комплексного воздействия много-
летнее применение пожнивной сидерации, как в чистом виде, так и в сочетании с удобрением соломой снимает отрицательное влияние зерновой специализации севооборота на плодородие почвы, повышает урожайность зерновых культур, увеличивает общую продуктивность специализированного севооборота [2, 3, 5, 8].
Таким образом, результаты многочисленных исследований, проведенных в различных почвенно-климатических зонах страны, свидетельствуют, что севооборот даже в условиях специализации и интенсификации остается ключевым звеном современных систем земледелия, обеспечивающим стабильное повышение урожайности культур и производство высококачественной сельскохозяйственной продукции. Он позволяет эффективно использовать минеральные и органические удобрения, а также успешно решать задачи по защите почвы от эрозии, биологизации и экологизации земледелия в современных условиях.
Литература.
1. Прогноз потребности и платежеспособности спроса сельского хозяйства Российской Федерации на минеральные удобрения до 2020 года. М.: ВНИИА, 2011. 52 с.
2. Лошаков В.Г. Проблемы экологического земледелия и севооборот //Доклады ТСХА. 2001. Вып. 273. С. 77 - 82.
3. Лошаков В.Г. Севооборот и плодородие почвы/Под ред. В.Г.Сычева. М.: ВНИИ агрохимии, 2012. 512 с.
4. Кочетов И.С. Агроландшафтное земледелие и эрозия почв в Центральном Нечерноземье. М.: Колос, 1999. 222 с.
5. Севооборот в современном земледелии/Под ред. В.Г. Лошакова. М.: МСХА, 2004. 308 с.
6. Баздырев Г.И., Захаренко А.В., Лошаков В.Г. и др. Земледелие (учебник, бакалавриат) / Под ред. Г.И. Баздырева. М.: ИНФРА-М, 2013. 608 с.
7. Коршунов А.В. Специализированные севообороты//Картофель и овощи. 1984. № 11. С. 5.
8. Лошаков В.Г. Промежуточные культуры в севооборотах Нечерноземной зоны. М.: Россельхозиздат, 1980. 134 с.
9. Прянишников Д.Н. Избранные сочинения, т.1 - 3. М.: Колос,1965.
10. Агрономические основы специализации севооборотов / Под редакцией С.А. Воробьева и А.М. Четверни. М.: Агро-промиздат, 1987. 240 с.
11. Воробьев С.А. Севообороты интенсивного земледелия. М.: Колос, 1979. 368 с.
12. Боинчан Б.П. Севооборот и урожайность полевых культур на черноземных почвах Молдавии // Севооборот в современном земледелии. М.: МСХА, 2004. С. 43 - 48.
13. Казаков Г.И., Авраменко В.В. Севообороты в Среднем Поволжье. Самара, 2008. 136 с.
14. Листопадов И.Н. Севообороты южных регионов. Ростов на Дону, 2005. 276 с.
15. Неклюдов А.Ф. Севообороты - основа урожая. Омск: Зап.-Сиб. кн. изд-во,1980. 96
16. Никончик П.И. Агроэкономические основы систем использования земли. Минск: Белорусская наука, 2007. 532 с.
17. Новиков М.Н., Тужилин В.М., Самохина О.А. и др. Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне. Владимир: ВНИП-ТИОУ, 2004. 260 с.
18. Тютюнов С.И., Соловиченко В.Д., Логвинов И.В. Плодосменный севооборот - основной фактор сохранения и повышения плодородия почвы в Белгородской области// Земледелие. 2014. №2. С. 11-14.
19. Довбан К.И. Зеленое удобрение в современном земледелии. Минск: Белорусское земледелие, 2009. 404 с.
20. Гайдученко А.Н., Толмачев М.В. Сравнительная оценка специализированных короткоротационных севооборотов и бессменных посевов при возделывании сои в Амурской области // Вестник Алтайского ГАУ. 2015. №5 (127). С. 5-10.
21. Концепция развития агрохимии и агрохимического обслуживания сельского хозяйства Российской Федерации на период до 2010 года / Под ред. Г.А. Романенко. М: ВНИИА, 2005. 80 с.
22. Чекмарев П.А., Лукин С.В. Итоги реализации программы биологизации земледелия в Белгородской области // Земледелие. 2014. № 8. С. 3-6.
23. Беленков А.И., Зеленев А.В., Амантаев Б.О. Приемы биологизации в севооборотах Нижнего Поволжья // Земледелие. 2014. №1. С. 23-26.
24. Годулян И.С. Озимая пшеница в севооборотах. Днепропетровск: Проминь, 1974.178 с.
25. Литвинцев П.А., Кобзева И.А. Влияние систематического использования сидератов на продуктивность зернопарового севооборота // Земледелие. 2014. №8. С. 23-24.
EFFECTIVENESS OF SEPARATE AND COMBINED uSE OF CROP ROTATION AND FERTILIZERS
V.G.Loshakov
All Russian Research Institute of Agricultural Chemistry named after D.N. Pryanishnikov, ul. Pryanishnikova, 31a, Moskva, 127550, Russian Federation
Summary. During the last three decades of the previous century in stationary field experiments of more than 80 agricultural research institutes and universities the investigations were carried out in order to study the efficacy of separate and combined application of fertilizers and crop rotation, in comparison with monoculture of the main grain, feed and technical crops under conditions of specialization and intensification of agriculture. Their results showed that with the highest level of agriculture intensification the application of fertilizers, pesticides, plant growth regulators, means of mechanization and reclamation in all zones of the country cannot replace the high efficacy of adequate, scientifically substantiated crop rotations. For winter wheat, potato, sugar beet, pea and sunflower the positive effect of interaction of the crop rotation and fertilizers was determined, which expressed by the addition of productivity within the limits from 4.8 to 8.7%. For other cultures it was weak or zero, while for corn for grain it was negative (-22.1 %). The effect of interaction of crop rotation and fertilizers appeared also on the indices of grain quality of winter wheat; it was expressed in an increase in protein content by 0.4% and crude gluten content by 2.5%. The high ecological function of soil-protecting crop rotations was established. In this case the methods of biologization of agriculture through the expansion of the area of legume crops, perennial grasses, intermediate and green-manured cultures had the special importance. In connection with a sharp deficiency of organic fertilizers the value of their nontraditional forms grew: straw, plant residues, green manure crops, which equivalently substitute common organic fertilizers in the optimal combinations with scientifically substantiated doses of mineral fertilizers. This ensures high agrotechnical, agroecological and economical effect of modern agro-landscape systems of agriculture. кеу words: crop rotation, monoculture, fertilizers, soil fertility, ecology, perennial grasses, green manure, intermediate crops. Author Details: V.G. Loshakov, D. Sc. (Agr.), senior researcher fellow (e-mail: [email protected]).
For citation: Loshakov V.G. Effectiveness of Separate and Combined Use of Crop Rotation and Fertilizers. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2016. T. 30. No. 1. Pp. 9-13 (In Russ.).
