CC BY
67
001: 10.24411/0044-3913-2018-10602 УДК 631.58
Экологизация севооборотов и биологическая система воспроизводства почвенного плодородия в степной зоне Южного Урала
А. В. КИСЛОВ, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник А. П. ГЛИНУШКИН, доктор сельскохозяйственных наук, директор (e-mail: [email protected]) А. В. КАЩЕЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, агроном-экономист Г. В. СУДАРЕНКОВ, магистр, зам. заведующего отделом Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии, ул. Институт, вл. 5, р. п. Большие Вяземы, Одинцовский р-н, Московская обл.,143050, Российская Федерация
Резюме. Исследования по разработке экологических принципов совершенствования севооборотов с учетом урожайности культур, поступления органических остатков в почву после уборки и влияния на фито-санитарное состояние посевов проведены на чернозёмах южных, тяжелосуглинистых с содержанием гумуса 4,43 % в условиях степной зоны Южного Урала в 1992-2015 гг. При сравнении 7 различных видов севооборотов в первой ротации установлено, что наибольшая урожайность зерновыхдости-гается в пятипольном звене зернопарового севооборота- 17,6 ц/га, с добавлением пропашного звена и увеличением числа по -лей до восьми она снижалась до 14,9 ц/га. В севооборотах с занятым паром с летним посевом суданской травы и зерносмесью на сенаж средняя урожайность зерновых по восьмипольным севооборотам составила соответственно- 11,7и 10,3ц/га. Озимые, благодаря своей высокой конкурентоспособности почти полностью очищают поле от сорняков: численность малолетних видов в поле озимой ржи перед уборкой составляла 0,3 шт./м2, многолетних -1,7 шт./м2. Наиболее урожайными кормовыми культурами показали себя кукуруза, сорго, суданская трава и зерносмеси на сенаж; многолетние травы значительно уступали им по продуктивности, но отличались J2 самой низкой себестоимостью продукции
0 при 5-6-летнем использовании. Наиболь-Ф шее количество органических остатков по-
01 ставляютв почву многолетние травы -10,8 z т/га, озимая рожь -10,8, кукуруза на зерно s -0,8, гречиха - 7,0, донник -6,8 т/га. При jjj внесении соломы в качестве удобрения Ч вынос азота с урожаем у озимых сокра-с; щалсяна42...46%, фосфора -на54...57%,
2 калия - в 3,9...4,4 раза; у яровых зерновых А) (пшеницы, ячменя и овса) - соответственно
на 26...27 %, 31...62 %, в 2,8...3,6раза, а у гречихи и подсолнечника - азота на 64... 74 %, фосфора -на92...114%и калия - в 5,9...6,5 раза.
Ключевые слова: севообороты, продуктивность культур, пожнивные остатки, корневые остатки, солома, экологические принципы, совершенствование севооборотов.
Для цитирования: Экологизация севооборотов и биологическая система воспроизводства почвенного плодородия в степной зоне Южного Урала /А. В. Кислое, А. П. Глинушкин, А. В. Кащеев и др. //Земледелие. 2018. №6. С. 6-10. 001: 10.24411/0044-3913-2018-10602.
Совершенствование севооборотов всоответствиисэкологическими принципами сучетом нетолько продуктивности, но и влияния на плодородие почвы - важнейшее альтернативное направление повышения эффективности земледелия в степной зоне в условиях сложившегося дефицита и высокой стоимости органических и минеральных удобрений, а также необходимости снижения материальных и трудовых затрат для производства конкурентоспособной продукции [1].
Севооборот - ведущее звено в системе земледелия и ему принадлежит важнейшая роль в рациональном использовании земли и повышении культуры земледелия [2]. Экологически и экономически обоснованная концепция земледелия в любой почвенно-климатической зонедолжна строиться на выращивании наиболее соответствующих по биологическим свойствам культур, пользующихся спросом на рынке, сучетом ихсредо-образующего влияния на плодородие почвы и состояние агроценозов.
Цель исследований - разработать экономически и экологически эффективные севообороты за счет включения наиболее урожайных культур с учетом влияния их на плодородие почвы и фитосанитарное состояние посевов.
Исследования по разработке экологических принципов организации севооборотов в степной зоне проводили в 1992-2015 гг. в Оренбургском ГАУ в многолетнем опыте, в котором в 1 ротации сравнивали семь различных
видов восьмипольных севооборотов (с чистым и занятым паром, беспаровых и травопольным), а затем в течение 2-х ротаций пяти- и шестипольные севообороты с чистым паром и различным набором культур по пару и в середине севооборотов.
В засушливых степных условиях, особенно при неправильном уходе за парами, посев озимых часто не возможен из-за иссушения верхних горизонтов почвы, весной по пару обычно высевают яровую пшеницу, для которой необходимы осадки в период кущения для развития придаточной корневой системы.Поэтому в третьей ротации севооборотов по пару высевали различные озимые и яровые культуры.
Площадьделянки (поля севооборота) составляла486 м2(45x10,8м), по-вторность 4-кратная в пространстве и 3-кратная во времени. Ежегодно кроме учета урожая основной продукции по каждой культуре определяли количество побочной, пожнивных и корневых остатков и их соотношение, а также рассчитывали уравнения корреляции по имеющимся 12 показателям [3].
Одновременно с оставлением измельченной соломы и другой побочной продукции вносили азот в дозе 20 кг/га.
Почва - чернозем южный, тяжелосуглинистый с содержанием гумуса 4,43 %, содержание легкогидролизуе-мого азота в 0.. .30 см слое составляло 4,2 мг/100 г почвы, подвижного фосфора (по Мачигину) - 2,4 мг/100 п подвижного калия на пламенном фотометре - 22,3 мг/100 г, среднемноголетнее количество осадков - 367 мм, приход ФАР за май-сентябрь - 1369 МДж/м2.
При сравнении различных видов севооборотов в 1-ой ротации (табл. 1) можно отметить положительное влияние на урожайность чистого пара и посева озимых по пару: средняя урожайность зерновых по севообороту составила 14,9 ц/га, причем положительное последействие пара прослеживалось в течение 5-и лет и урожайность в зерно-паровом звене из пяти полей без про-пашныхдостигапа17,6 ц/га.
Многочисленные обработки в чистом пару обеспечивают уничтожение не только сорняков [4], но и вредителей, а также очаги болезней [5,6,7]. В посевах яровой пшеницы (четвертая культура после пара) в севообороте I численность корнеотпрысковых сорняков была меньше, чем в вариантах с занятым паром, в 12,5...7,9 раза, а воздушно-сухая масса -в 1,9...4,0раза [8].
В севооборотах с занятым паром летним посевом суданской травы (II) средняя урожайность зерновых составила 11,7 ц/га, с ячменем и горохом на сенаж (VI) -10,3 ц/га. Включение в севооборот
1. Урожайность и поступление органического вещества в почву после уборки культур в различных севооборотах первой ротации (1992-2001 гг.), т/га
Се-воо-борот Культуры по ПОЛЯМ Абсолютно-сухое вещество, т/га Урожайность, т/га
солома пожнивные остатки корневые остатки отава биомасса всего зерно зеленая масса / сухое вещество
I 1.пар черный - - - - - -
2.озимая рожь 5,24 2,32 3,26 10,82 3,16
З.просо - 1,28 5,94 7,22 1,44
4.яровая пшеница твердая 1,41 0,67 4,12 6,20 0,76
б.ячмень - 0,57 2,92 3,49 1,7
б.кукуруза на силос - 1,75 4,35 6,10 - 16,1/4,42
7.яровая пшеница 1,34 0,68 2,10 4,12 0,70
8.подсолнечник на масло-семена 4,66 - 1,55 6,21 1,17
II 1.суданская трава - летний посев - 1,94 3,95 0,13 8,02 21,1/5,35
2.яроваяпшеницатвердая 1,61 0,74 4,9 7,25 1,88
З.просо - 1,26 5,56 6,82 1,25
4.яровая пшеница мягкая 1,31 0,67 4,28 6,22 0,76
б.ячмень - 0,40 2,54 2,94 1,69
б.суданская трава на сено - 1,05 2,69 0,66 4,40 - 1,15/3,07
7.яровая пшеница 1,08 0,63 1,59 3,30 0,62
8.гречиха 2,05 0,68 2,61 5,34 0,83
III 1.суданская трава + донник - 1,60 4,03 5,63 18,4/4,79
2.донник на зеленую массу - 1,64 4,87 0,08 6,59 12,6/3,28
З.просо - 1,25 4,32 5,57 1,53
4.яровая пшеница мягкая 1,37 0,71 3,20 5,78 0,71
б.ячмень - 0,45 2,71 3,16 1,63
б.нут 0,83 0,51 1,36 2,70 0,92
7.яровая пшеница 1,07 0,59 1,68 3,34 0,71
8.сорго на зерно 1,49 0,41 2,05 3,95 2,56
IV 1.кукуруза на зерно 3,74 2,62 1,67 8,03 4,04
2.яровая пшеница мягкая 1,40 0,55 3,47 5,42 1,28
З.гречиха 2,30 0,96 3,70 6,96 0,86
4.яровая пшеница мягкая 1,54 0,69 4,01 6,24 0,79
б.ячмень - 0,48 2,85 3,54 1,65
б.суданская трава летнего посева - 1,17 2,98 4,15 13,1/3,21
7.яровая пшеница 1,16 0,65 1,52 33,3 0,65
8.ячмень - 0,63 1,33 1,96 1,74
V 1.ячмень на зерно + донник - 0,60 3,52 4,12 1,42
2.донник - 1,76 5,03 6,79 15,3/3,86
З.просо - 1,33 4,47 5,80 1,42
4.яровая пшеница мягкая 1,36 0,77 3,35 5,48 0,78
б.ячмень - 0,51 3,30 3,81 1,53
б.сорго на зерно 0,7 0,75 5,80 7,25 2,89
7.яровая пшеница 1,25 0,60 4,72 3,57 0,66
8.овес - 0,59 1,32 1,91 1,39
VI 1.ячмень + горох на сенаж - 1,06 4,39 - 5,43 25,8/7,61
2.яровая пшеница мягкая 1,29 0,36 4,68 - 6,33 1,15
З.просо 1,30 5,33 6,63 1,32
4.яровая пшеница мягкая 1,22 0,66 3,96 5,84 0,76
б.ячмень 0,51 3,30 3,81 1,65
б.горох 1,45 0,43 3,35 5,23 0,63
7.яровая пшеница 1,27 0,61 1,84 3,72 0,65
8.суданская трава на семена 2,13 0,65 2,31 5,09 0,85
VII 1.ячмень + многолетние травы 2.многолетние травы 1,02 3,61 4,63 8,25/2,09
3,91 6,77 10,68 15,6/3,86
З.многолетние травы 2,13 9,44 11,57 9,5/2,36
4.многолетние травы 0,81 14,13 14,94 15,1/3,71
б.многолетние травы 0,78 10,39 11,17 8,0/1,99
б.многолетние травы 1,02 9,73 10,75 7,4/2,75
7.просо 0,91 2,72 3,64 1,34
8.яровая пшеница 1,84 0,79 2,02 4,65 0,76
кукурузы и сорго на зерно (IV V) повышало урожай ность зерновых соответственно до 15,7и 14,4ц/га благодаря высокой продуктивности этих культур.
Самыми урожайными кормовыми культурами показали себя кукуруза на силос и зерно, сорго на зерносенаж,
суданская трава и зерносмеси на сенаж. Многолетние травы уступали им по продуктивности, но давали самый дешевый корм и обладали самой высокой противоэрозионной способностью, поэтому их следует размещать в зернотравяных севооборотах на
ограниченно пахотнопригодных эрозионных землях и в травопольных на эрозионных участках.
Наибольшее количество пожнивных и корневых остатков отмечали после многолетних трав -11,2 т/га (на пятом году жизни), сорго зернового
- 6,5, донника - 6,5, просо - 5,8, гречихи - 4,8 озимой ржи - 5,6, яровой пшеницы-4,0, гороха-3,8, кукурузы насилос-4,5, ячменя-3,5, овса-2,7, нута - 1,9т/га.
При внесении соломы, листо-стебельной массы и отавы общее поступление в почву органического веществауозимой ржи достигает 10,8 т/га, сорго зернового - 5,8, кукурузы на зерно - 8,0, гречихи - 7,0, донника
- 6,8, яровой пшеницы - 6,2 и гороха -5,2т/га, многолетнихтрав 5-го года пользования - 10,75 т/га.
Как показали исследования отечественных и зарубежных ученых, систематическое внесение соломы и пожнивно-корневых остатков зерновых и зернобобовых культур сопровождалось достоверным увеличением содержания почвенного органического вещества, в том числе его лабильных, легкоразла-гаемыхкомпонентов [9,10,11].
Органическое вещество - главный энергетический материал для жизнедеятельности почвенной микрофлоры и имеет важнейшее значение в регулировании биологической активности почвы [12, 13]. В нашем опыте в фазе кущения яровой твердой пшеницы после озимой ржи по пару, солому которой заделывали в почву, численность сапрофитных бактерий в слое 0.. .30 см почвы составила 40,1 млн/г, грибов - 12,7тыс./г. К концу третьей ротации севооборота содержание гумуса возросло с 4,4 % до 5,0 %
В опыте с пятипольными севооборотами (табл. 2) нут среди зернобобовых благодаря высокой засухоустойчивости превосходил горох по урожайности в 1,4раза, а из крупяных - просо гречиху в 2 раза. Урожайность яровой пшеницы в четвертом поле повышалась при размещении после гречихи, сорго назерносенажи кукурузы, по сравнению с повторным посевом, соответственно на 38, 35 и 31 %, после нута - на 27 %, после гороха и проса - на 24 %.
В третьей ротации севооборотов, в которой по пару высевали различные озимые и яровые культуры самой ы экономически выгодной по пару была о озимая пшеница, рентабельность со- | ставила 54,6 %, у озимой ржи -49,4% и ^ на третьем месте был горох - 45,0 %. ®
В третьем поле яровая пшеница 5 обеспечила наибольший урожай по- 2 еле гороха - 15,1 ц/га, озимой ржи - ™ 14,3 и озимой пшеницы - 13,8 ц/га м (табл. 3). Культуры в четвертом поле ® расположились в следующем поряд- со
2. Урожайность и поступление органических остатков в почву после уборки культур в различных севооборотах второй ротации (2001-2006 гг.), ц/га
н Основная обработка 1...2 поле (пар -озимая пшеница, 2001-2003 гг) 3 поле (2002-2004 гг.) 4 поле(яровая пшеница, 2003-2005 гг.) 5 поле (2004-2006 гг.)
о
о £1 О О о о ш 0 о о £1 О 0 £ 1 о е зерно солома пожнивные и корневые остатки культура зерно зеленая масса солома пожнивные и корневые остатки зерно солома пожнивные и корневые остатки культура зерно зеленая масса солома пожнивные и корневые остатки
1 вспашка 0 нут 11,6 - 10,4 24,4 6,6 17,4 35,5 ячмень 7,1 - - 17,3
N,0 0 М20 21,1 46,4 24,2 12,5 - 11,3 26,4 7,0 15,5 35,7 8,5 - - 19,0
минимальная 10,3 9,8 - 9,3 88,8 21,7 20,7 5,8 6,6 15.8 11.9 34,8 35,5 7,8 8,3 - - 18,2 18,8
II вспашка 0 яровая 7,7 - 12,0 36,4 5,5 13,2 34,5 судан- 6,9 - - 28,7
N,0 0 19,8 55,4 30,6 пшени- 10,5 - 14,3 38,7 5,8 14,1 34,8 ская 6,0 - - 27,3
минимальная ца 7,6 - 11,9 36,3 5,6 25,1 34,6 трава на 5,7 - - 26,9
М20 8,0 - 12,2 36,6 6,3 15,0 35,2 семена 4,8 - - 25,5
III вспашка 0 горох 7,2 - 11,5 30,0 5,5 14,1 34,5 судан- - 153 - 47,8
N,0 0 17,3 50,6 23,9 9,0 - 14,4 37,6 6,8 17,5 35,6 ская - 152 - 49,6
минимальная 6,8 - 11,0 28,4 6,5 14,8 35,3 трава на - 130 - 48,1
М20 6,4 - 10,2 26,8 5,7 18,2 34,7 сено - 140 - 51,7
IV вспашка 0 кукуру- - 161 - 33,7 6,9 16,7 35,7 гречиха 5,3 - 7,4 46,9
N,0 0 16,9 - - за на - 178 - 35,7 7,2 16,1 35,8 6,3 - 9,2 55,0
минимальная силос - 158 - 32,7 6,1 17,9 45,2 5,3 - 7,4 46,9
М20 - 166 - 34,1 6,7 20,5 35,4 5,0 - 6,8 44,5
V вспашка 0 гречиха 5,5 - 14,1 48,6 6,9 24,0 35,7 овес 8,5 - - 16,2
N,0 0 18,0 52,6 32,0 5,9 - 14,7 51,7 7,6 24,9 36,1 9,9 - - 18,1
минимальная 5,0 - 13,2 44,5 5,8 23,6 35,2 7,4 - - 14,8
М20 4,3 - 12,0 38,8 6,8 16,7 35,4 6,3 - - 13,4
VI вспашка 0 сор- - 100 - 23,0 7,4 22,4 36,1 яровая 7,0 - 11,4 32,7
N,0 0 18,2 43,8 20,9 го на - 106 - 25,2 7,4 18,8 36,1 пшеница 7,3 - 11,6 33,0
минимальная зерно- - 100 - 23,0 6,6 18,7 35,5 6,9 - 11,3 32,6
N,0 0 сенаж - 92 - 21,2 6,8 20,9 45,0 7,0 - 11,4 32,7
VII вспашка просо 10,3 - - 40,2 6,2 14,9 35,1 под- 13,6 - 66,6 6,7
N,0 0 18,2 42,2 33,3 12,6 - - 49,0 6,8 14,7 35,6 солнеч- 14,2 - 69,9 7,0
минимальная 9,8 - - 38,1 6,8 15,6 35,6 ник на 11,5 - 56,4 5,6
N,0 9,5 - - 37,0 6,3 16,8 35,2 семена 12,3 - 60,3 6,0
ке: кукуруза на зерно- 24,6 ц/га, овес - 16,8, просо - 14,4, горох- 12,9, нут -10,5, гречиха - 4,1 ц/га. В последнем шестом поле хорошо проявили себя ячмень, овес и подсолнечник, заметно превзошедшие яровую пшеницу и гречиху.
При оценке сравнительной продуктивности севооборотов в целом заметное преимущество показал первый (с озимой рожью и кукурузой на зерно) -17,7 ц/га, на втором месте был севооборот озимой пшеницей по пару, просом в четвертом поле между яровой пшеницей, овсом в заключительном поле севооборота -13,2 ц/га, близко к нему был седьмой севооборот с горохом по пару и овсом в четвертом поле -12,6 ц/га.
В севообороте с двумя озимыми пшеницами по пару и яровыми пшеницами после озимых урожайность по 5? 4 полям составила 11,6 ц/га, что было ° ниже, чем в шестипольных севооборо-<о тахс озимыми после пара из-за крайне неблагоприятныхусловий для перевиси мовкивтечениедвухлетизшести. | В последние годы в связи сзерновой специализацией мелкотоварных хо-® зяйств большой вред в степных районах 5 наносят корневые гнили, вызываемые $ в основном гельминтоспориозными и
фузариозными грибами [14]. Распространенность и развитие их в посевах яровой пшеницы были ниже в паровом звене, гдеее размещали втретьем поле (втором после пара), причем лучше проявляли себя в качестве предшественников нут и горох. Распространенность корневых гнилей после них составляла соответственно 25,9 и 23,2 %, развитие - 9,6...8,6 %, против соответственно 37,2 % и 14,2 % в варианте с повторным посевом после яровой пшеницы. В за-кл юч ител ьном звене севооборота более низкую распространенность корневой гнили в посевах яровой пшеницы отмечали после овса-39,4%, кукурузы-41,2 и гороха - 42,7 %, развитие болезни в этих вариантах составляло соответственно 18,9; 19,2и 19,9%.
Ведущее звено в борьбе с сорняками - чистый пар с последующим посевом озимых, почти полностью подавляющих малолетние виды, численность которых в посевах ржи составляла 0,3 шт./м2, пшеницы - 2,2 шт./м2, в тоже время в посевахяровой пшеницы по пару их число достигало 393 шт./ м2, гороха - 260 шт./м2 (табл. 3). Засоренность многолетними сорняками перед уборкой озимой ржи составляла 1,7 шт./м2, озимой пшеницы - 4,8 шт./ м2. При посеве по пару яровых культур
величина этого показателя, несмотря на дополнительную культивацию весной перед посевом, составляла 4,7... 5,5 шт./м2, и лишь у нута в результате двух предпосевных обработок весной она снижалась до 0,9 шт./м2. Таким образом, при освоении 5...6-польных севооборотов с чистым паром и технологией ухода заним, обеспечивающей посев озимых с высокой конкурентной способностью, введение в севооборот культур с поздними сроками сева и двумя предпосевными обработками позволяет обойтись без гербицидов и тем самым снизить экологическую нагрузку на почву и урожай.
Количество и качество растительного материала, оставляемого после уборки культур, во многом определяют режим органического вещества в почве, а вместе с ним условия минерального питания, агрофизические и биологические свойства, а также фитосанитарную ситуацию. При внесении соломы в качестве удобрения вынос азота с урожаем и, соответственно, потребность в минеральных формах этого элемента для его ком-пенсацииуменьшитсяуозимой ржи и озимой пшеницы на 42 и 46 %, яровой твердой пшеницы и мягкой - на 35 и 47 %, гречихи - на 64, гороха и нута -
3. Урожайность, поступление органического вещества в почву после уборки и засоренность посевов в различных севооборотах третьей ротации каждой культуры за 2005-2012 гг.
Севооборот Чередование культур Сбор, ц/га Численность сорняков передуборкой (в числителе - всего, в знаменателе - многолетних), шт./м2
зерна соломы пожнивных остатков корневых остатков всего
I 1. пар - - - - -
2. озимая рожь 27,7 5,15 1,72 2,94 9,81 2/1,7
3. яровая пшеница 14,3 1,72 0,54 1,36 3,62 86/3,1
4. кукуруза на зерно 24,6 3,69 2,53 0,42 6,69 39/3,4
5. яровая пшеница 12,0 1,40 0,55 1,76 3,71 284/0,8
6. ячмень 10,1 1,38 0,34 0,98 1,72 151/1,0
По севообороту 17,7 13,34 5,68 7,46 25,55
II 1.пар - - - - -
2. озимая пшеница 18,2 3,24 1,04 1,55 5,83 7/4,8
3. яровая пшеница 13,8 1,66 0,52 1,31 3,79 89/2,9
4. просо 14,4 1,73 0,78 2,15 4,65 158/5,5
5. яровая пшеница 12,0 1,44 0,56 1,82 3,82 150/1,6
6. овес 7,6 1,60 0,62 1,04 3,26 63/0,9
По севообороту 13,2 9,67 3,52 7,87 21,06
III 1. пар - - - - -
2. озимая пшеница 16,2 2,88 0,92 1,38 5,18
3. яровая пшеница 14,4 1,73 0,55 1,37 3,65
4. пар чистый - - - - -
5. озимая пшеница 12,1 2,14 0,69 1,54 4,37
6. яровая пшеница 3,5 1,43 0,24 0,76 2,43
По севообороту 9,2 8,18 2,80 5,05 15,63
IV 1. пар - - - - -
2. яровая пшеницатвердая 9,2 0,91 0,42 0,87 2,20 398/4,7
3. яровая пшеница 12,1 1,44 0,46 1,45 3,35 217/1,2
4. горох 12,9 2,54 0,59 2,54 5,67 342/6,7
5. яровая пшеница 11,9 1,43 0,55 1,80 3,77 95/0,6
6. ячмень 9,9 1,37 0,34 0,96 9,67 149/1,1
По севообороту 11,2 7,69 2,36 7,60 17,61
V 1. пар - - - - -
2. яровая пшеница мягкая 12,5 1,50 0,48 1,19 3,17
3. яровая пшеница 11,6 1,39 0,44 1,10 2,93
4. нут 10,5 1,09 0,49 0,82 2,40
5. яровая пшеница 10,6 1,36 0,53 1,62 2,61
6. ячмень 9,8 1,36 0,39 0,96 1,61
По севообороту 11,0 6,68 2,28 5,89 13,77
VI 1. пар - - - - -
2. нут 12,1 1,09 0,61 1,35 3,05 191/0,9
3. яровая пшеница 12,1 1,42 0,43 1,17 3,02 230/3,3
4. гречиха 4,1 1,09 0,49 0,82 2,40 372/2,4
5. яровая пшеница 10,5 1,28 2,50 1,63 3,41 150/1,1
6. подсолнечник 5,8 - 2,26 0,41 2,67 19/1,3
По севообороту 8,9 4,88 4,29 5,44 15,40
VII 1. пар - - - - -
2. горох 16,8 2,59 1,01 1,98 5,58 265/5,5
3. яровая пшеница 15,1 1,81 0,57 1,43 3,81 154/3,1
4. овес 16,8 2,81 0,82 1,86 5,49 174/2,7
5. яровая пшеница 10,4 1,25 0,49 1,58 3,32 95/1,8
6. гречиха 3,9 1,22 0,50 1,37 3,09 13/0,2
По севообороту 12,2 9,68 3,39 8,22 21,29
на 36 и 27 %, кукурузы - в 2 раза (табл. 4). А вынос фосфора и особенно калия, который содержится в основном в соломе, узерновых снизится в 1,5 и 3 раза соответственно, а у гречихи и подсолнечника в2и6 раз.
Выводы. По итогам многолетних исследований можно сделать заключение о том, что совершенствование севооборотов на экологических принципах в степной зоне сводится к выращиванию наиболее урожайных культур, с учетом влияния их на плодородие почвы.
Наиболее урожайные и экономически выгодные культуры по пару - озимые пшеница и рожь, а при невозможности их посева - горох весной. В середине севооборота между зерновыми целесообразно высевать
кукурузу на силос и зерно, зерновое сорго, нути просо; которые обеспечивают высокую урожайность, благодаря 2-м предпосевным культивациям очищают поле от сорняков и способствуют фитосанитарному оздоровлению посевов, в частности от корневой гнили. Среди кормовых культур наиболее продуктивны кукуруза, сорго, ячмень с горохом на зерносенаж, суданская трава. Многолетние травы уступают им по выходу кормовых единиц, но поставляют более дешевый корм при 5...6-летнем использовании.
Самое высокое количество органических остатков формируют много-летниетравы 6-го года жизни - 10,8т/ га, озимая рожь - 10,8 т/га, кукуруза на зерно - 8,0 т/га, гречиха - 7,0 т/га, донник-6,8т/га. При внесении соло-
мы в качестве удобрения вынос азота с урожаем у озимых уменьшается на 42...46 %, фосфора - на 54...57 %, калия - в 3,9...4,4 раза; у яровой пшеницы, ячменя и овса-соответственно на 26.. .47,31.. .62 % и в 2,8.. .3,6 раза; у гречихи и подсолнечника - на64...74, 92...114% и в 5,9...6,5 раза.
Литература. ы
ф
1. Почвозащитные мероприятия при | возделывании полевых культур в системе о контурно-полосной организации эрозион- ^ но опасного склона / А.Е. Мищенко , H.H. s Кисс, Э.А. Гаевая и др. // Достижения науки о и техники АПК. 2016. Т. 30. № 2. С. 49-53. Z
~ ~ ю
2. Оптимальные чередования сельско- № хозяйственных культур в севооборотах м плакорных агроландшафтов юго-востока ® Центрально-Черноземного района / 00
4. Вынос азота, фосфора и калия с урожаем сельскохозяйственных культур (1992-2008 гг.)
Культура Продукция Вынос, кг/т Соотношение зерна к соломе Вынос на 1 тзерна сучетом соломы*
N I РА I к2о N I Р-А | К,0
Озимая рожь зерно 26,7 6,8 6,4 1,0 1,77 37.9 10.7 28.0
солома 65 2,2 11,1 142 157 437
Озимая пшеница зерно 28,0 8,5 6,0 1,0 1,86 40.9 13.1 23.2
солома 6,5 2,5 11,2 146 154 387
Яровая пшеница зерно 27,2 9,3 6,6 1,0 : 1,2 39,9 12,5 20,0
мягкая солома 10,2 2,7 11,2 147 134 303
Яровая пшеница зерно 31,0 9,9 6,1 1,0 :1,0 41.7 13.0 17.2
твердая солома 10,7 3,1 11,1 135 131 282
Ячмень зерно 25,8 5,5 5,3 1,0 : 1,1 34.5 8.4 17.0
солома 8,0 2,7 11,3 134 153 321
Овес зерно 33,2 6,1 6,8 1,0 : 1,3 44,8 9.9 24,7
солома 8,9 2,9 13,8 126 162 363
Просо зерно 21,2 6,1 5,1 1,0 1,34 30.5 9.2 28.0
солома 6,9 2,3 15,8 144 151 543
Гречиха зерно 20,9 7,4 6,8 1,0 1,57 34.4 14.2 40.4
солома 8,6 4,3 21,4 164 192 594
Горох зерно 43,6 9,5 13,4 1,0 1,40 59,6 12,8 44,5
солома 11,2 2,4 22,2 136 135 332
Нут зерно 31,6 7,9 12,5 1 : 0,7 39.4 9.8 29.2
солома 11,2 2,7 23,9 127 124 234
Подсолнечник зерно 25,8 6,9 12,5 44.9 14.8 81.0
стебли + корзинки 6,6 2,7 23,8 1,0 : 2,9 174 214 648
Кукуруза на зерно зерно 18,7 7,3 5,9 1,0 : 1,2 39,1 9.8 31,8
листостебельная масса 17,0 2,1 21,6 209 134 539
Сорго на зерно зерно 21,3 7,3 4,9 1,0 0,93 28.5 10.7 18.0
листостебельная масса 7,7 3,6 14,1 134 146 367
*в числителе - всего, кг; в знаменателе - к выносу только с зерном, %.
В.И. Турусов, В.М. Гармашов, О.А.Абанина и др. // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 2. С. 54-57.
3. КисловА. В. Биологизация земледелия и ресурсосберегающие технологии в адаптивно-ландшафтных системах степной зоны Южного Урала. Оренбург: Изд. Центр ОГАУ, 2012. 283 с.
4. Чуманова H. Н. Оценка влияния предшественников на сорный компонент агрофитоценоза // Вестник Кемеровского государственного сельскохозяйственного института. 2014. № 5. С. 78-83.
5. Баздырев Г. И. Сорные растения и меры борьбы с ними в современном земледелии. M.: МСХА, 1995. 283 с.
6. ЗахаренкоА. В. Теоретические основы управления сорным компонентом агро-фитоценозов в системах земледелия. М.: Изд-во МСХА, 2000. 468 с.
7. Кислов А. В. Основные направления минимализации обработки почвы и экологизация севооборотов на Южном Урале // Аграрная наука и образование в условиях становления инновационной экономики: материалы межд. науч.-практ. конф. Ч. 1. Оренбург, 2012. С. 52-71.
8. КисловА. В. Биологизация и проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия в степной зоне Южного Урала и Поволжья: учебное пособие. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2015. 268 с.
Э.Александрова Л. Н. Органическое вещество почвы и процессы его транс® формации. Л.: Наука, 1980. 288 с.
10. Шариков И. Н. Разложение меченой Ф 14С пшеничной соломы в субстратах раз-о| личного гранулометрического состава // 2 Почвоведение. 2014. №4. С. 485-488.
11. СемёновВ.М.,КогутБ.М. Почвенноеор-g ганическоевещество. М.: ГЕОС, 2015.238с.
12. Saffih-Hdadi К., Магу В. Modeling [jj consequences of straw residues export on soil 2 organic carbon // Soil Biologie Biochemistry. Д 2008. Vol. 40. Iss. 3. Pp. 594-607.
13. Influenceofcrop resiquemanagement, cropping system and N fertilizer on soil N and С dynamis and sustainable wheat (Triticum aestivum L.) production / J. Bakht, M. Shafi, M.T.Jan, etc. // Soil and Tillage Research. 2009. Vol. 104. Iss. 2. Pp. 233-240.
14. Разина А. А., Дятлова О. Г. Влияние способов основной обработки почвы в различных вариантах пара на распространенность и развитие корневой гнили в посевах яровой пшеницы // Земледелие. 2017. № 6. С. 40-42.
Ecology Modeling of Crop Rotations and Biological Reproduction of Soil Fertility in the Steppe Area of the South Urals
A. V. Kislov, A. P. Glinushkin, A. V. Kashcheev, G. V. Sudarenkov
All-Russian Research Institute of Phytopathology, ul. Institut, vl. 5, r. p. Bol'shieVyazemy, Odintsovskii r-n, Moskovskaya obl.,143050, Russian Federation
Abstract. Studies on the development of ecological principles for the improvement of crop rotations, taking into account crop yields, the introduction of organic residues into the soil after harvesting and the impact on the phytosanitary state of crops, were conducted in the steppe zone of the Southern Urals in 1992-2015. The soil was south chernozems, heavy loamy, with humus content of 4.43%. Seven crop rotations during the first cycle were compared. The highest yield of cereals were registered inafive-fieldsectionofagrain-fallow crop rotation (1.76 t/ha); the addition of a row section and increase in the number of fields to
8 pieces reduced the productivity to 1.49 t/ha. The average productivity of cereals in 8-field crop rotations was 1. Hand 1.03 t/ha in crop rotations with a seeded fallow with summer sowing of Sudan grass and grain mixture for haylage, respectively. Winter crops, due to their high competitiveness almost completely clean the field of weeds: the number of annual and biennial species of weeds in winter rye crops before harvesting was 0.3 pcs/m2, of perennial species -1.7 pcs/m2. Corn, sorghum, Sudan grass and grain mixtures for haylage were the most productive forage crops; perennial grasses were much inferior to them in terms of productivity, but they had the lowest cost in the case of 5-6 years of use. Perennial grasses, winter rye, corn for grain, buckwheat, melilot supply the greatest amount of organic residues into thesoil( 10.8, 10.8 t/ha, 0.8, 7.0, 6.8 t/ha, respectively). When straw was introduced as a fertilizer, the removal of nitrogen with a yield of winter crops reduced by 42-46%, phosphorus - by 5457% and potassium - 3.9-4.4 times; of spring cereals (wheat, barley and oat) - by26-27%, 31-62%, 2.8-3.6 times, respectively; and in buckwheat and sunflower - by 64-74%, 92-114% and 5.9-6.5, correspondingly.
Keywords: crop rotations; crop productivity; crop residues; root residues; straw; ecological principles; improvement ofcrop rotations.
Author Details: A. V. Kislov, D. Sc. (Agr.), leading research fellow; A. P. Glinushkin, D. Sc. (Agr.), director (e-mail: glinale@ mail.ru ); A. V. Kashcheev, Cand. Sc. (Agr.), agronomist-economist; G. V. Sudarenkov, master, deputyheadofdivision.
For citation: Kislov A. V., Glinushkin A. P., Kashcheev A. V., Sudarenkov G. V. Ecology Modeling of Crop Rotations and Biological Reproduction of Soil Fertility in the Steppe Area of the South Urals. Zemledelie. 2018. No. 6. Pp. 6-10 (in Russ.). DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10602.
