CC BY
20
ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ
УДК 631.445.25:631.582
DOI 10.24411/0235-2516-2019-10018
ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ В ПЛОДОСМЕННОМ СЕВООБОРОТЕ
В.Е. Ториков, д.с.-х.н., О.В. Мельникова, д.с.-х.н., Е.Ю. Сидорова, Д.М. Мельников
Брянский государственный аграрный университет, e-mail: [email protected]
В зерновом звене плодосменного севооборота наибольшее содержание органического вещества в почве отмечено на вариантах с биологической технологией возделывания: под яровым ячменем (после удобренного навозом картофеля) - 4,13%, под озимой пшеницей - 2,75%. Внесение под картофель навоза КРС 40 т/га способствовало образованию в почве лабильного органического вещества («молодого» гумуса). На вариантах с биологическими технологиями возделывания отмечались максимальные запасы органического вещества под всеми культурами севооборота. Возделывание культур по биологическим технологиям без использования минерального удобрения и пестицидов обеспечило продуктивность пашни 53,0 ц корм.ед/га, а при внесении полных норм NPK под запланированную урожайность культур севооборота продуктивность пашни увеличивалась в 1,7раза.
Ключевые слова, система удобрения, серая лесная почва, севооборот, плодородие почвы.
CHANGE OF GREY FOREST SOIL FERTILITY IN FIELD CROP ROTATION
Dr.Sci. V-Е. Torikov, Dr.Sci. O.V. Melnikova, E.Yu. Sidorova, D.M. Melnikov
Bryansk State Agrarian University, e-mail: torikov@bgsha. com
In the grain crop rotation the highest content of organic matter in the soil was recorded in the variants with biological cultivation technology under spring barley (the foregoing crop being manure-fertilized potatoes) - 4.13%, under winter wheat - 2.75%. Applying 40 t/ha of cattle manure under potatoes resulted in the formation of labile organic matter («new» humus) in the soil. In the variants with biological cultivation technologies there was the maximum organic matter supply under all crops in field rotation. The biological cultivation without mineral fertilizing and pesticides applying ensured the arable land productivity of 53.0 с/ha of fodder units. The application of complete NPK rates for the planned yield of the crop rotation led to an increase in the arable land productivity by 1.7 times.
Keywords. fertilizer system, grey forest soil, crop rotation, soil fertility.
Для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, сохранения и стабилизации плодородия почв необходимо широкое использование сидератов, соломы, обязательное наличие многолетних бобовых трав, расширение посевов зернобобовых и крестоцветных культур [1-6]. Исследованиями многих авторов [7-12] доказано, что внесение органических удобрений увеличивает содержание органического вещества в почве, улучшает ее структуру, буферные свойства. Под действием минеральных удобрений в пахотном слое почвы увеличивается содержание подвижных форм азота, фосфора и калия, что обеспечивает возможность повышения продуктивности почв и роста урожайности культур [13].
Цель исследования - изучить влияние систем удобрения в технологиях возделывания культур плодосменного севооборота на изменение плодородия серой лесной почвы и продуктивность пашни Брянского ополья.
Объекты и методы. Исследования проводили в четырехпольном плодосменном севообороте (однолетние травы: гороховикоовсяная смесь - озимая пшеница - картофель - яровой ячмень) многолетнего стационарного опыта Брянского ГАУ.
Объектом исследований была серая лесная среднесуглинистая почва и культуры севооборота: озимая пшеница сорт Московская 39, ячмень сорт Раушан, картофель Невский, однолетние травы (гороховикоовсяная смесь, как уравнительный посев).
На всех культурах севооборота развернуто четыре варианта технологий возделывания, которые отличались уровнем интенсификации (табл. 1):
1. Интенсивная технология (внесение полной расчетной нормы КРК под запланированную урожайность + сидерат + солома + последействие навоза + пестициды.
2. Полуинтенсивная технология (нормы КРК снижены на 25%) + сидерат + солома + последей-
ствие навоза + пестициды.
3. Альтернативная технология (нормы КРК снижены на 50%) + сидерат + солома + последействие навоза + пестициды.
4. Биологическая технология (навоз КРС, 40 т/га + сидерат + солома) - контроль.
Виды и дозы пестицидов, используемые в системе защиты растений, применяли по рекомендациям Россельхозцентра. На уравнительном посеве однолетних трав не применяли средства химизации.
В качестве минерального удобрения применяли азофоску (16:16:16), в подкормку - аммиачную селитру. В картофельном поле севооборота ежегодно вносили навоз КРС (40 т/га). После уборки зерновых культур измельченную солому заделывали в почву в количестве 5 т/га. Почвенные образцы для агрохимических анализов отбирали в конце вегетации опытных культур из слоя 0-25 см.
Агрохимические анализы почвы проводили в Центре коллективного пользования приборным и научным оборудованием Брянского ГАУ по методикам, принятым в агрохимической службе. Величину pHкa определяли ионометрически (ГОСТ 26483-85); содержание Р2О5 - по Кирсанову (ГОСТ 546502011); К2О - ионометрически с помощью ионосе-лективного электрода; содержание органического вещества - по Тюрину (ГОСТ 26213-91).
Результаты. Анализируя некоторые агрохимические показатели почвы (табл. 2), можно отметить, что применение минеральной системы удобрения в интенсивных технологиях на всех культурах севооборота способствовало подкислению почвенного раствора по сравнению с биологической системой удобрения в контроле. На остальных вариантах опыта не отмечалось существенных различий.
На вариантах биологической технологии почвенная кислотность варьировала от 5,27 до 5,89, в то время как на вариантах с минеральной системой удобрения в интенсивных технологиях pHкa 5,095,25. Под уравнительным посевом почва имела наименьшую кислотность и характеризовалась слабокислой реакцией.
Почва опытного стационара имеет очень высокую обеспеченность подвижными формами фосфора 298-411 мг/кг. Содержание обменного калия колеблется от повышенного (139 мг/кг) до высокого (299 мг/кг). В севообороте наибольшее содержание подвижных форм фосфора (373-411 мг/кг) и обменного калия (201-229 мг/кг) отмечалось в почве под картофелем, возделываемым по органомине-ральной системе удобрения. В почве под уравнительным посевом однолетних трав эти показатели снижались и варьировали по фосфору 298-341, по калию - 139-201 мг/кг. Под культурами севооборота содержание подвижного фосфора и обменного калия в почве не имело статистически значимых различий опытных вариантов с контролем.
В зерновом звене севооборота наибольшее (-2,75%) содержание органического вещества в почве было под озимой пшеницей и 4,13% - под яровым ячменем (после удобренного навозом картофеля) (табл. 3). Различия по содержанию общего углерода (Собщ., %) в почве под ячменем по сравнению с пшеницей были обусловлены наличием в почве не полностью разложившихся органических остатков после внесения навоза КРС (40 т/га) под предшественник ячменя - картофель. Обследование полей показало среднее содержание гумуса в серой лесной среднесуглинистой почве севооборота.
1. Характеристика технологий возделывания культур севооборота
Культура севооборота Технология
интенсивная полуинтенсивная альтернативная биологическая - контроль
Озимая пшеница Корнепожнивные остатки однолетних трав, последействие органических удобрений + N^120^20 + пестициды Корнепожнивные остатки однолетних трав, последействие органических удобрений + + пестициды Корнепожнивные остатки однолетних трав, последействие органических удобрений + N6oP6oK6o + пестициды Корнепожнивные остатки однолетних трав, последействие навоза (40 т/га), соломы (5 т/га) и сидерата (8 т/га), без NPK и пестицидов
Картофель Солома (5 т/га) после уборки озимой пшеницы, пожнивно сидерат горчицы (8 т/га) + навоз КРС (40 т/га) + Nl5oPl5oKl5o + пестициды Солома (5 т/га) после уборки озимой пшеницы, пожнивно сидерат горчицы (8 т/га) + навоз КРС (40 т/га) + Nl2oPl2oKl2o + пестициды Солома (5 т/га) после уборки озимой пшеницы, пожнивно сидерат горчицы (8 т/га) + навоз КРС (40 т/га) + N^^^0 + пестициды Солома (5 т/га) после уборки озимой пшеницы, пожнивно сидерат горчицы (8 т/га) + навоз КРС (40 т/га), без NPK и пестицидов
Ячмень яровой Последействие навоза КРС (40 т/га), соломы (5 т/га) и сидерата (8 т/га) + N^120^20 + пестициды Последействие навоза КРС (40 т/га), соломы (5 т/га) и сидерата (8 т/га) + N50^0^ + пестициды Последействие навоза КРС (40 т/га), соломы (5 т/га) и сидерата (8 т/га) + N6oP6oK6o + пестициды Последействие навоза КРС (40 т/га), соломы (5 т/га) и сидерата (8 т/га), без NPK и пестицидов
Однолетние травы (го-роховикоовсяная смесь на зеленую массу) Уравнительный посев в севообороте (без NPK и пестицидов) 2-ой год последействия навоза КРС (40 т/га), солома (5 т/га) и сидерат (8 т/га)
2. Содержание подвижных форм фосфора и обменного калия, кислотность серой лесной
Культура севооборота Технология pHкcl P2O5
мг/кг
Озимая пшеница (солома на удобрение, 5 т/га) Интенсивная (ЫпоРпоК^ + + П) 5,25 367 249
Полуинтенсивная (К90Р90К90 + К30 + П) 5,40 372 237
Альтернативная (К60Р60К60 + К30 + П) 5,70 366 225
Биологическая (без средств химизации) 5,89 328 204
НСР05 0,54 54,2 46,7
Картофель (навоз КРС, 40 т/га) Интенсивная (К150Р150К150 + П) 5,15 373 229
Полуинтенсивная (К120Р120К120 + П) 5,42 389 218
Альтернативная (К90Р90К90 + П) 5,23 411 201
Биологическая (без химизации) 5,36 352 184
НСР05 0,20 60,2 45,4
Ячмень яровой (солома на удобрение, 5 т/га) Интенсивная (К120Р120К120 + П) 5,09 336 236
Полуинтенсивная (К90Р90К90 + П) 5,00 302 157
Альтернативная (К60Р60К60 + П) 5,20 357 158
Биологическая (без средств химизации) 5,27 319 165
НСР05 0,18 40,6 57,1
Однолетние травы (уравнительный посев) 5,53 303 154
5,62 298 139
5,59 325 201
5,74 341 197
НСР05 0,21 45,3 59,0
Технологии возделывания сельскохозяйственных культур с различными системами удобрения в севообороте оказали влияние не только на изменение содержания гумуса в почве, но и на удельную массу лабильных его форм. Содержание лабильного гумуса в почве варьировало в диапазоне 0,32-0,89% (17,68-23,24% от Собщ.) в зависимости от культуры. Наибольшее его количество отмечалось на варианте с альтернативной технологией, где применяли умеренные дозы NPK на фоне последействия органических удобрений. Наибольшее содержание подвижного органического вещества (Слаб. 0,48-0,65%) в зерновом звене севооборота отмечалось в почве под яровым ячменем, который в севообороте размещался после удобренного навозом картофеля. В то время как в почве под озимой пшеницей этот показатель составил Слаб. 0,36-0,48%. Это подтверждает тот
факт, что внесение в почву органических удобрений в виде навоза способствует образованию «молодого» гумуса, запасы которого в дальнейшем превращаются в устойчивые гумусовые вещества, повышая плодородие пахотных почв.
Запасы органического вещества в серой лесной почве плодосменного севооборота варьировали от низкого (62,73 т/га) до среднего (136,22 т/га) в зависимости от технологии возделывания и культуры. Максимальные запасы органического вещества в почве под всеми культурами севооборота отмечались на вариантах с биологической технологией возделывания: под картофелем - 136,22 т/га, ячменем -126,99, однолетними травами - 55,66 и озимой пшеницей - 84,56 т/га.
Наибольший запас (126,99 т/га) органического вещества в почве отмечен под яровом ячменем,
Культура Технология Органическое Лабильный Слаб.,
севооборота вещество (Собщ.), % гумус (Слаб.), % % от Собщ.
Интенсивная 2,81 0,37 13,17
Озимая Полуинтенсивная 2,04 0,41 20,10
пшеница Альтернативная 2,64 0,48 18,18
Биологическая 2,75 0,36 13,09
Интенсивная 2,76 0,48 17,39
Ячмень Полуинтенсивная 3,15 0,55 17,46
яровой Альтернативная 3,83 0,89 23,24
Биологическая 4,13 0,65 15,74
1,95 0,39 20,00
Однолетние травы 1,69 0,36 21,30
(уравнительный посев) 1,74 0,38 21,84
1,81 0,32 17,68
3. Содержание органического вещества и лабильного гумуса в серой лесной среднесуглинистой почве в слое 0-25 см, среднее за 2017-2018 гг.
4. Запасы органического вещества под культурами севооборота
Культура севооборота Технология Органическое вещество, т/га
Озимая пшеница Интенсивная 86,41
Полуинтенсивная 62,73
Альтернативная 81,18
Биологическая 84,56
Картофель Интенсивная 87,95
Полуинтенсивная 109,16
Альтернативная 119,31
Биологическая 136,22
Ячмень яровой Интенсивная 84,87
Полуинтенсивная 96,86
Альтернативная 117,77
Биологическая 126,99
Однолетние травы (уравнительный посев) Уравнительный 59,96
Уравнительный 51,97
Уравнительный 53,51
Уравнительный 55,66
5. Продуктивность пашни плодосменного севооборота при различных технологиях возделывания полевых культур
Технология Продук- % к био- В среднем
тивность логиче- по севообо-
пашни, ц ской тех- роту, ц
корм.ед/га нологии корм.ед/га
Интенсивная 90,3 170 74,7
Полуинтенсивная 83,0 157
Альтернативная 72,5 137
Биологическая 53,0 100%
предшественником которого был картофель, возделываемый с применением навоза 40 т/га (табл. 4).
При возделывании культур по биологической технологии продуктивность пашни составила 53,0 ц корм.ед/га, в то время как внесение высоких доз NPK под запланированную урожайность обеспечило продуктивность пашни на уровне 90,3 ц корм.ед/га (табл. 5). Для повышения продуктивности пахотных угодий необходимо применять интенсивные технологии возделывания культур и вводить плодосменные севообороты с пропашной культурой, под которую ежегодно вносить навоз КРС не менее 40 т/га, что обеспечит выход с каждо-
го гектара севооборотной площади в среднем 74,7 ц корм.ед. (табл. 5).
Таким образом, в зерновом звене севооборота наибольшее содержание органического вещества в почве отмечено на вариантах с биологической технологией возделывания: под яровым ячменем (после удобренного навозом картофеля) - 4,13%, под озимой пшеницей - 2,75%. Наибольшее содержание подвижного органического вещества СЛаб. 0,48-0,65% в почве отмечалось под яровым ячменем, возделываемом после картофеля, в то время как в почве под озимой пшеницей этот показатель составил Слаб. 0,36-0,48. Внесение под картофель навоза КРС 40 т/га способствовало образованию в почве лабильного органического вещества («молодого» гумуса). Возделывание культур по биологической технологии обеспечило продуктивность пашни на уровне 53,0 ц корм. ед/га, в то время как внесение полных доз ЫРК под запланированную урожайность культур севооборота увеличило продуктивность пашни до 90,3 ц корм.ед/га.
Литература
1. Мальцев В.Ф., Шмаль В.В., Ториков В.Е., Мельникова О.В. Биологизация растениеводства - важное направление развития земледелия Брянщины // Агроконсультант (Бюллетень ИКС АПК Брянской области), 2004, № 3 (11). - С. 33-34.
2. Мальцев В.Ф., Белоус Н.М., Мельникова О.В. Возделывание однолетних бобовых трав - важнейший фактор биологизации земледелия Нечерноземья / Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России / Научные труды, вып. 2: - Брянск: Изд-во Брянского ГАУ, 2006. - С. 82-107.
3. Мальцев В.Ф., Каюмов М.К., Ториков В.Е. и др. Система биологизации земледелия Нечерноземной зоны России. Ч. 2. - М.: Росинформагротех, 2002. - 573 с.
4. Лопачев Н.А. Наумкин В.Н. О биологизации земледелия // Земледелие, 1999, № 6. - С. 16.
5. Постников П.А., Попова В.В., Васина О.В. Плодородие темно-серой почвы и продуктивность севооборотов при различных системах удобрений // АПК России, 2015, Т. 72, № 1. - С. 113-116.
6. Кудеяров В.Н. Цикл азота в почве и эффективность удобрений. - М.: Наука, 1989. - С. 21-22.
7. Лапа В.В., Ивахненко Н.Н., Васько А.С., Шаковец О.Е. Продуктивность зернового севооборота и плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы при различных системах применения удобрений // Агрохимия, 2003, № 1. - С. 20-29.
8. Лапа В.В., Ивахненко Н.Н., Бавтрук А.А. Продуктивность зернотравянопропашного севооборота и плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы при применении различных систем удобрения // Агрохимия, 2009, № 6. - С. 22-31.
9. Бельченко С.А. Влияние систем удобрения на продуктивность севооборота, баланс элементов питания и плодородие дерново-подзолистой песчаной почвы // Вестник Орловского ГАУ, 2011, № 5(32). - С. 94-95.
10. Корчагин А.А., Бибик Т.С., Петросян Р.Д., Марков А.А. Влияние систем удобрений на эффективное плодородие комплекса серых лесных почв Владимирского ополья / Инновационные технологии адаптивно-ландшафтном земледелии. Коллективная монография. - Суздаль: Владимирский НИИСХ, 2015. - С. 35-39.
11. Шевченко И.М. Плодородие чернозема южного и урожайность озимой пшеницы при разных системах удобрения и обработки почвы // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика, 2014, Т. 2, № 6(11). - С. 138-144.
12. Белоус Н.М., Ториков В.Е., Соколов Н.А. Биологизация - основа преодоления деградации почвенного плодородия в Брянской области // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии, 2018, № 5(69). - С. 3-11.
