CC BY
82
ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
Известия ТСХА, выпуск 3, 2004 год
УДК 631:45452:631,484
ПЛОДОРОДИЕ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ почв И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ СЕВООБОРОТОВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ' ПОЖНИВНОЙ СИДЕРАЦИИ
В.Г. ЛОШАКОВ, Ю.Д. ИВАНОВ, В.А. НИКОЛАЕВ
(Кафедра земледелия и методики опытного дела)
Рассматриваются вопросы биологизации и экологизации земледелия центральных областей Нечерноземной зоны и воспроизводства плодородия дерново-подзолистых почв в зерновых севооборотах и при бессменных посевах зернофуражных культур с помощью пожнивного сидерата — горчицы белой (Sinapis alba L.).
Воспроизводство плодородия дерново-подзолистых и других почв в Нечерноземной зоне тесно связано прежде всего с созданием бездефицитного баланса гумуса, который является не только носителем питательных веществ для растений, но и источником энергии для полезной почвенной микрофлоры, существенно влияет на структуру, водно-воздушные и другие свойства почвы [5, 7, 11, 17]. Установлена высокая динамичность процессов минерализации гумуса. Известно, что в условиях промывного режима в зависимости от вида возделываемых полевых культур почвы данного региона теряют в среднем от 0,5 до 1,5 т/га гумуса ежегодно [7, 15, 19].
Для восполнения таких потерь гумуса на 1 га пашни необходимо вносить десятки тонн навоза или ему подобных органических удобрений. Но при остром дефиците навоза в связи с резким сокращением поголовья животноводства в последние годы актуальным становится применение других видов органического удобрения — зеленого удобрения и
соломы. Это особенно важно для хозяйств так называемого «безнавозного типа», специализирующихся на производстве зерна и другой продукции растениеводства при отсутствии или слабом развитии животноводства [1, 3, 6, 9, 10, 16]. .
Идеи Д.Н. Прянишникова о люпи-низации земледелия Нечерноземной зоны получили развйтие и глубокое научное обоснование в трудах многих ученых [1, 2, 6, 16, 18 и др.]. Но, к сожалению, по ряду причин они пока не нашли широкой реализации в практике земледелия. Одна из них та, что поле, занятое сиде-ральной культурой, в течение года не дает никакой товарной продукции. Экономически более выгодной является промежуточная форма сидерации, когда вместо сидерального пара используются сидеральные культуры, выращенные в виде пожнивных, подсевных и других промежуточных культур [3, 4, 6, 11, 12 и др.].
Установлено, что в условиях центральных и других областей Нечерноземной зоны в качестве сидератов особенно пригодны пожнивные посе-
вы горчицы белой, редьки масличной, рапса ярового и озимого, фацелии, подсевные посевы сераделлы, райграса однолетнего, донника, люпина многолетнего и другие. Промежуточные сидераты оказывают положительное влияние на баланс органического вещества, агрофизические и другие показатели плодородия почвы, на фитосанитарное состояние посевов, особенно в зерновых севооборотах. Являясь важным фактором биологизации земледелия, они предохраняют почву от эрозии, способствуют охране окружающей среды, обеспечивают устойчивое экологическое равновесие и получение экологически чистой продукции [2, 6, 8, 10-14 и др.]. Эти вопросы актуальны, и они были в центре внимания наших многолетних исследований.
Методика
Исследования проводились в полевом опыте, заложенном кафедрой земледелия и методики опытного дела МСХА им. К.А. Тимирязева на экспериментальной базе в учхозе «Михайловское» Московской обл. в 1980 г. с различным насыщением севооборотов зерновыми культурами и бессменными посевами. Схема опыта строилась с учетом того, что дальнейшая специализация зернового севооборота" с насыщением его зерновыми культурами свыше 75% площади возможна лишь при дополнительном включении в него пожнивной сидеральной культуры — белой горчицы — и соломы в качестве удобрения.
Варианты опыта: I — плодосменный севооборот с 50% зерновых культур: 1-2 — многолетние травы 1-2-го г.п., 3 — озимая пшеница, 4 — кукуруза на силос, 5 — овес, 6 — ячмень с подсевом многолетних трав
(контроль); II — зернотравяной севооборот с 67% зерновых: 1-*е поле — клевер 1-го г.п., 2 — озимая пшеница, 3 — овес, 4 — однолетние травы на з.к,, 5 — озимая рожь, 6 — ячмень с подсевом клевера; III — зерновой севооборот с 83% зерновых: 1 — вика-овес на з.к., 2 — озимая пшеница, 3 — овес, 4 — ячмень, 5 — озимая рожь, 6 — ячмень; IV — зерновой севооборот — тот же, что и III севооборот, + пожнивный сидерат горчицы (ПС) после озимой пшеницы, ржи и ячменя, идущего после ржи; V — зерновой севооборот — тот же, что и IV севооборот, + удобрение соломой (С) после уборки озимой пшеницы, ржи и ячменя, идущего после ржи. Кроме того, в опыте изучали бессменные посевы ячменя: 1 — без удобрений, 2 — на фоне №К, 3 — ОТК+ПС,
4 — ОТК+ПС+С и овес: 1 — без удобрений, 2 — ОТК. Все севообороты заложены и испытываются на фоне NPK. Минеральные удобрения ^РК) вносятся в расчете на запланированный урожай зерновых культур: яровых — 4 т/га, озимых —
5 т/га зерна, в количестве 96Ш20РШ4К под ячмень и овес, 200Ш60Р120К под озимую пшеницу и 120Ш60Р120К под озимую рожь. Минеральный азот вносится под озимые дробно в три срока: 25% нормы при посеве, 50% — весной в подкормку и 25% — в фазу колошения для повышения белковости зерна. В вариантах с пожнивным сидератом часть азота (50^, предназначенного под последующую яровую культуру, вносили под посев пожнивной горчицы. Для борьбы с сорняками на посевах зерновых и кукурузы применяются современные гербициды: агротекс, 2,4-Д (аминная соль), симазин осенью.
Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая
средней степени окультуренности.
Содержание углерода гумуса в пахотном слое (0~20 см) почвы перед закладкой опыта составляло 1,94%, подвижного фосфора по Кирсанову — 13,1 мг, обменного калия по Масловой — 16,4 мг на 100г почвы, рНС0Л 5,7. Севообороты и бессменные культуры полностью развернуты во времени и на полях-делянках. Размер делянок 80 м2(16х5), повторность опыта 4-кратная, размещение вариантов рендомизированными блоками в 4 яруса.
В опыте применяется общепринятая агротехника для культур Московской области и высеваются сорта, районированные перспективные для хозяйств Центрального района Нечерноземной зоны России. Для пожнивных посевов используется горчица белая (Sinapis alba L.) сорта Лунинская. Урожай учитывали сплошным методом, а исследования выполняли по действующим ГОСТам и методикам, применяемым в научных и опытных учреждениях. Математическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа.
Результаты
Исследования, проведенные ранее на кафедре земледелия и методики опытного дела МСХА, показали, что наиболее пригодной пожнивной культурой для условий Подмосковья яв-
ляется горчица белая [10, 11]. При пожнивном посеве в первой декаде августа эта культура к началу октября дает в среднем 2,32 т/га абсолютно сухого вещества, а в отдельные годы — 4,0-4,5 т/га. При запашке этого сидерата с 1 т сухого вещества в почву поступает в среднем 386 кг углерода, 31 кг азота, 11 кг Р205, 19 кг К2б. Соотношение С:К в органической массе — в пределах 812:1. Однако продуктивность белой горчицы как пожнивного сидерата во многом зависит от сроков посева, последние зависят от сроков уборки предшественника и погодных условий, что подтверждается результатами наших исследований (табл. 1).
Лучшими предшественниками для пожнивной горчицы являются озимые пшеница и рожь, удовлетворительными — ячмень и неподходящими — овес, по которому урожая зеленой массы практически не получали. В бессменных посевах ячменя урожайность пожнивной горчицы мало отличалась от таковой по ячменю в специализированном зерновом севообороте. Цожнивный период для горчицы после уборки зерновых культур продолжался: при посеве по озимой пшенице — 70-72 дня, по озимой ржи — 60-63 дня, по ячменю — 54-56 дней с гидротермическим коэффициентом увлажнения, равным соответственно
Таблица 1
Урожайность пожнивной горчицы (т/га) в зависимости от предшественника (Учхоз «Михайловское», 1980—2003 гг.)
Место возделывания Предшественник В среднем за урожайные годы В среднем за 23 года Процент урожайных лет
Зерновой севооборот с 83% зер- Оз. пшеница 20,5 18,7 91
новых Оз. рожь 19,1 16,7 87
Яр. ячмень 11,1 8,2 74
Бессменные посевы ячменя Яр. ячмень 10,8 8,0 74
с 1981 г.
2,73; 2,67 и 3,02. Процент урожайных лет при размещении пожнивной горчицы после уборки озимой пшеницы составил 91, после ржи — 87 и после ячменя — 74.
В регулировании баланса органического вещества большое значение имеют растительные остатки сельскохозяйственных культур. Известно, что разные культуры оставляют в почве после их уборки неодинаковое количество органического вещества в форме корневых и поукосных остатков, оказывая таким образом неравнозначное влияние на содержание гумуса в почве и количество водопрочных агрегатов. Многолетние исследования кафедры земледелия и методики опытного дела МСХА в стационарных опытах на дерново-подзолистых почвах в учхозах «Ща-пово», «Михайловское» показали, что многолетние травы при двухлетнем использовании оставляют в почве в слое 0-20 см до 7-8 т/га сухого вещества в форме корней и поукосных остатков, озимые зерновые (пшеница, рожь) — до 3,5~5 т/га, яровые зерновые (ячмень, овес) — до 1,6-
3 т/га, в то же время пропашные (свекла, картофель) — лишь до 0,6~ 1,3 т/га. Это составляет 50-60% у многолетних трав, 30-35% у озимых зерновых культур и 10~15% у пропашных всей синтезированной растениями органической массы. Насыщение севооборота зерновыми культурами при исключении из него посевов многолетних трав приводит к снижению накопления в почве органических остатков, что отрицательно сказывается на пополнении запасов гумуса и агрофизических свойствах почвы.
В севооборотах с 50 и 67% зерновых культур за счет многолетних трав и клевера, а также за счет большей фитомассы остальных культур, полученной благодаря лучшим условиям роста и развития, среднее ежегодное поступление растительных остатков в почву составило соответственно 5,05 и 4,32 т/га абсолютно сухого вещества. Этот показатель при насыщении севооборота зерновыми культурами до 83% площади составляет 3,8 т/га, что на 24,8% ниже, чем в плодосменном севообороте I (табл. 2)
Таблица 2
Поступление растительных остатков в почву в специализированных зерновых севооборотах (в среднем за 1994-1997 гг., слой 0-20 см)
Севооборот и % зерновых
Удобрение
Растительные остатки, т абсолютно сухого вещества в год в расчете на 1 га
пожнивные
пожнив-
корне- ныи солома всего
вые сидерат (С)
(ПС)
I — 50 МРК 1,87 3,18 — — 5,05
II — 67 ЫРК 1,57 2,75 — — 4,32
III — 83 1,40 2,40 — — 3,80
IV — 83 ЫРК+ПС 1,47 2,76 0,79 — 5,02
V — 83 МРК+ПС+С 1,45 2,85 0,70 2,46 7,46
Бессменные посевы Без удобрений 0,77 1,46 — — 2,23
ячменя с 1981г. — 100 КРК 1,64 2,11 — — 3,75
ИРК+ПС 1,82 2,40 0,95 — 5,17
ЫРК+ПС+С 1,41 2,40 0,91 2,86 7,58
«
В зерновом севообороте с длительным применением пожнивного зеленого удобрения (горчицы белой) поступление органического вещества на гектар севооборотной площади увеличилось на 1,2 ф/га, или на 32,1%, по сравнению со специализированным севооборотом с 83% зерновых культур на фоне одних минеральных удобрений. При совместной запашке пожнивной горчицы и соломы (ПС+С) количество абсолютно сухого органического вещества увеличилось на 0,7 т/га за счет пожнивной горчицы и на 2,4 т/га за счет соломы на удобрение. В данном случае при длительном использовании в специализированном зерновом севообороте пожнивного зеленого удобрения с соломой поступление растительных остатков в пахотный слой почвы увеличилось до 7,46 т/га, а при использовании лишь одного си-дерата — до 5,02 т/га.
В бессменных посевах ячменя размеры поступления растительных остатков в почву были такими же, что и в специализированном зерновом севообороте с 83% зерновых. Сходным в обоих случаях оказалось дей-
ствие пожнивного сидерата и соломы на пополнение запасов органических остатков в почве. При отсутствии минеральных удобрений темпы накопления растительных остатков в почве бессменных посевов ячменя были наименьшими.
Существенное пополнение почвы растительной органической массой при использовании пожнивной сидерации в течение трех 6-летних ротаций зернового севооборота оказало положительное влияние на содержание гумуса и общего азота в почве (табл. 3). Как уже отмечалось, содержание гумуса в почвах с промывным режимом во времени достаточно подвижно и поэтому в наших исследованиях по ротациям севооборотов оно колебалось в общих пределах от 1,67 до 2,15%.
Однако сравнительный анализ показывает, что если на фоне только минеральных удобрений в зерновом севообороте четко обозначена тенденция к снижению запасов гумуса в пахотном слое почвы, то в тех же севооборотах с длительным использованием пожнивного зеленого удобрения, особенно в сочетании с
Таблица 3
Динамика содержания гумуса и общего азота в пахотном слое почвы 0-20 см по ротациям севооборотов, % (1980-1998 гг.)
Севооборот и % зерновых
Удобрение
Содержание гумуса, %С
1980 г. (исход.)
1986 г. I ротация
1998 г. III ротация
Содержание общего азота, %
1980 г. (исход.)
1986 г. I ротация
1998 г. III ротация
I — 50
II — 67
III — 83
IV — 83
V — 83
NPK
NPK
NPK
NPK+ПС
NPK+ПС+С
2,00 1,96
1.91 1,90
1.92
1,89 1,79 1,81 1,82 1,78
1,93
1,72 1,89 2,01
0,094 0,094 0,099 0,099 0,094
0,085 0,085 0,083 0,086 0,082
0,115
0.105 0,115 0,117
Бессменные посевы ячменя
Без удобрений 1,86 1,70 1,67 0,096 0,085 0,108
NPK 1,82 1,69 1,83 0,105 0,091 0,110
NPK+ПС 2,15 1,81 1,96 0,104 0,093 0,118
NPK+ПС+С 1,95 1,94 1,94 0,092 0,098 0Д20
удобрением соломой, от ротации к ротации прослеживается увеличение его содержания до уровня плодосменного севооборота с двухгодичным использовании посевов многолетних трав (табл. 3). Эта же тенденция прослеживается и по содержанию в почве общего азота.
Несмотря на то, что при бессменных посевах ячменя в почву поступает несколько меньше органической массы, тем не менее и здесь проявляется положительный накопительный эффект по содержанию в почве как гумуса, так и общего азота от применения пожнивной сидерации. И в зерновых севооборотах, и при бессменных посевах при использовании пожнивной сидерации отмечалось возрастание содержания в пахотном слое почвы воднорастворимой фрак-
ции гумуса на фоне повышенной биологической активности почвы.
Обогащение почвы органическим веществом оказывает положительное влияние не только на динамику гумуса и азота в почве, но и на ее агрофизические свойства и в первую очередь на структуру. Это особенно важно при специализации земледелия на производстве зерна. Результаты наших исследований показали, что насыщение полевых севооборотов зерновыми культурами с 50 до 83% севооборотной площади, а также бессменные посевы ячменя и овса сопровождаются снижением содержания в пахотном слое почвы водопрочных структурных агрегатов, уплотнением почвы и снижением ее водопроницаемости (табл. 4). Однако возделывание и запашка пожнивно-
Таблица 4
Агрофизические свойства почвы (слой 0~20 см — числитель, 20_30 см — знаменатель) в специализированных зерновых севооборотах и в бессменных посевах культур (в среднем за 1990-1993 гг.)
Ячмень Овес
Севооборот и сумма водо- сумма водо-
Удобрение плот- водопроч- прони- плот- водопроч- прони-
% зерновых ность, ных агре- цае- ность. ных агре- цае-
г/см3 гатов мость, г/см3 гатов мость,
>0,25 мм, % мм/мин >0,25 мм, % мм/мин
i — 50 ырк 1.32 37.7 2,8 1.24 34.2 м
1,34 35,7 2,9 1,34 32,8 2,7
iii — 83 ырк 1.31 34.4 М 1.30 34.2 м
1,35 31,6 2,3 1,32 30,8 2,5
iv — 83 ырк+пс 1.24 37.6 13 1.20 41.8 1Л
1,30 34,9 3,3 1,32 33,0 3,0
v — 83 №к+пс+с 1.22 40.1 ¿4 1.20 40.1 12.
1,32 37,4 3,2 1,28 37,5 зд
Бессменные 0 1.34 31.4 и 1.30 29.5 Ы
посевы 1,36 20,7 1,9 1,33 30,3 2,2
с 1981 г. ырк 1,33 31.7 м 1.32 31.5 и
1,36 30,8 2д 1,36 30,5 2д
ырк+пс 1.28 41.2 3,0 — — —
1,34 33,6 3,1 — — —
мрк+пс+с 1.29 37,9 М
1,35 34,8 3,0 — — —
нсрв5 0,03 2,9 0,05 2,3
го сидерата горчицы как в чистом виде, так и особенно в сочетании с соломой заметно улучшают все эти показатели. При бессменных посевах ячменя также наблюдался положительный эффект от этих агроприе-мов, причем в меньшей степени, чем в севообороте, из-за более низкой урожайности здесь пожнивного си-дерата.
Что касается влияния пожнивного сидерата горчицы на процессы биологического окультуривания дерново-подзолистой почвы, то свежая растительная масса сидерата, богатая белками и углеводами, способствовала усилению биологической и ферментативной активности почвы. При этом в несколько раз повышалась активность почвенных сапрофитных микроорганизмов и в целом усиливались обменные процессы в почве, положительно влияющие на основные показатели ее плодородия, особенно из биологической группы. В результате этого пожнивное зеленое удобрение, имеющее узкое соотношение углерода к азоту (С : К), выполняет роль катализатора при разложении растительных остатков в почве [10, 11]. Данное обстоятельство имеет также большое экологическое значение, так как, ускоряя разложение растительных остатков — носителей почвенных фитопатогенов, зеленое удобрение повышает биологическую активность сапрофитной микрофлоры, которая является антагонистом почвенных грибов — возбудителей многих болезней культурных растений. В результате этих процессов после пожнивной сидерации снижается поражаемость растений болезнями. Такое биологическое воздействие пожнивного сидерата экологически важно с позиций ограничения применения фунгицидов как фактора риска для окружающей среды и замены их биологическими ме-
тодами защиты растений от болезней.
Наибольший вред зерновым культурам в Нечерноземной зоне среди грибных заболеваний приносят корневые гнили. Специализация полевых севооборотов на производстве зерна, связанная с расширением посевов зерновых культур, приводит к усилению развития этих заболеваний на растениях и снижению урожая. Поэтому особое значение приобретает защита зерновых культур от этих опасных заболеваний.
Изучение развития корневых гнилей на культуре ячменя и озимой пшеницы в течение 11 лет в опытных севооборотах показало, что уровень распространения и вредоносности данного заболевания на обеих культурах достаточно высокий (табл. 5). При этом прослеживается зависимость усиления развития корневых гнилей на культуре ячменя от насыщения полевого севооборота зерновыми колосовыми культурами. Пожнивной сидерат в чистом виде и при совместной запашке с соломой тормозит развитие данного заболевания в посевах ячменя в специализированном севообороте. В бессменных посевах ячменя корневые гнили развивались заметно сильнее, чем в севооборотах, причем сидерат как в чистом виде, так и в сочетании с соломой не оказывал заметного влияния на развитие этого заболевания. Это связано с тем, что урожай зеленой массы пожнивной горчицы в бессменных посевах после ячменя ниже, чем после озимых пшеницы и ржи в севооборотах, где высевается ячмень.
Среди предшественников озимой пшеницы наибольшее развитие корневых гнилей наблюдалось в посевах ее по викоовсяной смеси на зеленый корм в специализированном севообороте с 83% площади зерно-
Таблица 5
Развитие корневых гнилей на зерновых культурах в специализированных севооборотах и в бессменных посевах, % (1991-2003 гг.)
Севооборот и % зерновых Удобрение Ячмень Оз. пшеница
больных растений развитие болезни больных растений развитие болезни
I — 50 НРК 48,3 18,8 51,6 22,1
II — 67 ЫРК 48,9 20,4 47,4 17,8
III — 83 54,7 23,2 56,5 25,9
IV— 83 №К+ПС 48,7 19,3 51,1 21,5
V — 83 №К+ПС+С 50,6 21,1 50,5 22,7
Бессменные посевы ячме- Без удобрений 61,0 28,8 — —
ня с 1981 г. ЫРК 55,4 23,8 — —
КРК+ПС 55,2 22,7 — —
ЫРК+ПС+С 57,2 25,6 — —
Примечание. пшеницы — 1991, 1993,
Для ячменя 1994 гг.
исключены 1990, 1993, 1994 гг.; для озимой
вых культур, затем по многолетним травам 2-го г.п. в плодосменном севообороте, а наименьшее — по клеверу 1-то г.п. в севообороте с 67% площади зерновых (табл. 5). Длительное использование пожнивного сиде-рата в чистом виде и в сочетании с соломой на удобрение в специализированном зерновом севообороте оказывало накопительное последействие (аккумулирующий эффект) в подавлении корневых гнилей на озимой пшенице больше, ' чем на ячмене. Снижение заболеваемости растений корневыми гнилями в посевах пшеницы в среднем за 11 лет составило 9,6-10,6%, а вредоносности — на 12,4—17,0% (см. табл. 4).
Расширение посевов зерновых культур в специализированном полевом севообороте приводило к увеличению уровня засоренности, особенно специализированными сорняками. При этом набольший эффект в улучшении фитосанитарного состояния посевов зерновых достигался при использовании лучших чередований зерновых с культурами из других групп (трав, пропашных,
зернобобовых и разных видов зерновых культур) при включении промежуточных посевов на корм и зеленое удобрение на фоне высокой агротехники с применением химических средств защиты растений.
Насыщение полевого севооборота зерновыми культурами с 50 до 83% площади на фоне систематического применения полного минерального удобрения (КРК) и использования гербицидов не приводило к увеличению засоренности посевов (табл, 6).
Так, количество сорняков в посевах озимой пшеницы в среднем за 9 лет (1995-2003) весной до обработки гербицидами в плодосменном севообороте составило 56,3 шт/м2, а в специализированном с 83% зерновых — 37,0 шт/м2, а перед уборкой — соответственно 27,7 и 35,3 шт/м2, или было на 34,3 и на 21,5% меньше. В то же время в посевах ячменя количество сорняков в этих севооборотах весной составило 105,8 и 86,0 шт/м2, а перед уборкой — 37,2 и 33,8 шт/м2, или было на 18,7 и на 9,1% меньше, чем в плодосмене (табл. 7).
Таблица б
Засоренность посевов озимой пшеницы в специализированных севооборотах
(в среднем за 1995-2003 гг.)
Весной, до обработки гербицидами Перед уборкой культуры
Севооборот и % зерновых Удобрение количество, шт/м2 количество, шт/м2 абсолютно сухая масса, г/м2
всего сорняков в т.ч. многолетних всего сорняков в т.ч. многолетних всего сорняков в т.ч. многолетних
I — 50 ЫРК 56,3
II _ 67 ЫРК 37,1
III — 83 37,0
IV —83 ЫРК+ПС 31,2
V — 83 ЫРК+ПС+С 35,3
3,9 35,3 9,8 36,8 18,9
1,4 22,9 2Д 18,3 2,2
0,5 27,7 1,3 24,1 1,9
0,4 18,1 0,5 19,0 1,2
0,7 23,1 1,9 22,9 1,5
Таблица 7
Засоренность посевов ячменя в специализированных севооборотах и при бессменной культуре (в среднем за 1995-2003 гг.)
Весной, до обработки гербицидами Перед уборкой культуры
Севооборот и % зерновых Удобрение количество, шт/м2 количество, шт/м2 абсолютно сухая масса, г/м2
всего сорняков в т.ч. многолетних всего сорняков в т.ч. много-, летнцх всего сорняков в т.ч. многолетних
I — 50 ЫРК 105,8 7,4 37,2 4,9 39,2 22,3
II — 67 ИРК 77,7 зд 23,9 2,4 26,0 10,1
III — 83 ЫРК 86,0 4,9 33,8 2,9 28,9 2,4
IV— 83 ЫРК+ПС 78,2 1,0 33,9 3,2 17,3 1,3
V — 83 ЫРК+ПС+С 86,7 1,9 34,3 2,5 20,7 5,8
Бессменные посевы 0 165,7 38,0 129,1 49,0 75,7 51,4
с 1998 г. ЫРК 133,2 7,9 90,1 4,8 66,0 18,7
МРК+ПС 122,0 2,7 69,6 1,7 45.9 1,9
ЫРК+ПС+С 136,9 3,9 83,5 3,8 46,7 3,1
Возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы (ПС) в специализированном севообороте с 83% площади зерновых снижали засоренность посевов озимой пшеницы весной и к периоду уборки соответственно на 15,7 и 34,7%, а совместно с соломой — на 4,6 и на 16,7%, в то же время в посевах ячменя при запаш-
ке чистого сидерата снижение засоренности весной составило 9,6%, в том числе многолетниками — 79,6%. К периоду уборки, несмотря на снижение общего уровня засоренности, количество сорняков в посевах ячменя по сидерату и без него в севооборотах практически выравнивалось, однако пожнивный сидерат способст-
вовал снижению массы сохранившихся сорняков (40,1%), в том числе по многолетникам — 45,8%, Запашка соломы на удобрение с пожнивным сидератом горчицы в специализированном зерновом севообороте уменьшала положительное действие си-дерата на снижение количества и массы сорняков, последняя уменьшилась на 28,4%. Тем не менее, засоренность таких посевов ячменя в специализированном зерновом севообороте была ниже, чем в плодосменном севообороте с 50% зерновых, где не использовались пожнивный сидерат и солома на удобрение (табл. 7),
В бессменных посевах ячменя, по многолетним данным за 1995-2003 гг. (9 лет), засоренность была выше, чем в севооборотах: весной до обработки гербицидами — в 1,3-1,7 раза, в том числе многолетниками — в 1,12,7 раза, а к периоду уборки — соответственно в 2,1-3,8 и 1,7~2,0 раза; больше была и масса произрастающих сорняков (в 1,7-2,7 раза), в том числе и многолетних (в 1,5-7,7 раза). Среди бессменных посевов наиболее засоренными по числу и массе сорняков были посевы, не получавшие удобрений. Возделывание и запаш-
ка пожнивного сидерата горчицы при бессменной культуре ячменя в чистом виде и при сочетании с соломой заметно улучшали фитосанитарное состояние посевов благодаря снижению численности и массы сорняков, особенно без добавления соломы. Однако с помощью таких агро-приемов все-таки не удается снизить засоренность до уровня в севооборотах.
При насыщении севооборота зерновыми культурами с 50 до 83% площади урожайность зерновых снижалась в среднем за 23 года (1981 — 2003 гг.): ячменя — на 12,1%, овса — на 4,5%, озимой пшеницы — на 8,3% и ржи — на 13,3% (табл, 8). Возделывание и запашка пожнивного си-дерата горчицы в специализированном зерновом севообороте на 50% его площади позволили повысить урожайность: ячменя и овса — на 8,5 и 8,1%, а озимой пшеницы и ржи — на 8,7 и 6,3%, а при сочетании с удобрением соломой — соответственно на 10,2%, 7,4, 12,2 и 13,3%. Благодаря этим агроприемам удалось предотвратить снижение урожайности зерновых культур в специализированном зерновом севообороте и получить ее на уровне плодосменного.
Таблица 8
Урожайность зерновых культур и выход зерна в специализированных зерновых севооборотах, т/га (в среднем за 1981-2003 гг.)
Севооборот Удобрение Ячмень Овес Оз. Оз. Выход зерна,
и % зерновых пшеница рожь т/га
I — 50 МРК 3,23 3,11 3,74 — 1,68
II — 67 ИРК 2,96 3,28 4,00 4,00 2,37
III — 83 МРК 2,84 2,97 3,43 3,47 2,59
IV — 83 ырк+пс 3,08 3,21 3,73 3,69 2,80
V — 83 ЫРК+ПС+С 3,13 3,19 3,85 3,93 2,87
Бессменные посевы Без удобрения 1,28 1,66 — — 1,28
с 1981г. ИРК 2,55 2,77 — — 2,55
ЫРК+ПС 2,60 — — — 2,60
ырк+пс+с 2,60 — — — 2,60
НСР05, ц/га 3,4 2,8 3,3 2,7
Испытание бессменных посевов зернофуражных культур показало, что урожайность ячменя при систематическом внесении минеральных удобрений (№К) по сравнению с возделыванием его в севообороте при таком же удобрении была ниже в среднем за 23 года на 21,1%, а овса — на 8,9% (табл. 8). Приемы возделывания и запашка пожнивного си-дерата горчицы белой в чистом виде (ПС) или совместно с соломой (ПС+С) не смогли приостановить падение урожайности ячменя при его бессменной культуре, которая оказалась ниже по сравнению с такими же агрофонами в севообороте на 15,6 — 16,9%. Это связано как с низкими урожаями пожнивного сидерата ввиду более короткого пожнивного периода после уборки ячменя, так и с другими причинами (болезнями, фитотоксичностью почвы). При расширении в севообороте площади зерновых культур до 83% увеличивался выход зерна на 0,91 т/га, или на 54,2%, по сравнению с уровнем в плодосменном севообороте. Но длительное использование пожнивной сидерации как в чистом виде, так и в сочетании с удобрением соломой дало еще прибавку зерна 0,21 и 0,28 т/га соответственно. Тем самым суммарное увеличение выхода зерна в специализированном зерновом севообороте достигало 1,19 т/га, что на 70,8% больше, чем в плодосменном севообороте.
Таким образом, изменяя научно обоснованным путем структуру посевных площадей в севообороте, вводя в него промежуточные культуры на зеленое удобрение и используя солому в качестве удобрения, можно оптимизировать биологические, агрофизические и другие факторы плодородия дерново-подзолистой почвы, значительно увеличить выход зерна и обеспечивать ведение
экологически сбалансированного земледелия.
Выводы
1. При специализации хозяйств на производстве зерна в условиях Центрального района Нечерноземья возможно увеличение выхода зерна с 1 га пашни с 1,68 до 2,59 т/га, или на 54,2%, при насыщении 6-польных полевых севооборотов ■ зерновыми культурами с 50 до 83% и рациональном чередовании различных видов зерновых культур (озимых с яровыми, овса с пшеницей, ячменя с рожью и т. д.) на фоне минеральных удобрений.
2. Предельное насыщение полевого севооборота зерновыми культурами и бессменные посевы последних приводят к снижению содержания гумуса в дерново-подзолистой почве и ухудшению других показателей ее плодородия, к повышению засоренности посевов зерновых культур, росту пораженности растений корневыми гнилями, а в итоге к снижению урожайности ячменя в среднем на 12,1%, овса — на 4,5%, озимой пшеницы — на 8,3%, озимой ржи — на 13,3%. Еще большее снижение урожая по тем же причинам дает бессменное возделывание ячменя и овса — 21,1% и 8,9% соответственно.
3. Длительное (более 20 лет) использование пожнивного сидерата (белой горчицы) в зерновом севообороте как в чистом виде, так и в сочетании с удобрением соломой позволило увеличить среднегодовое поступление органической сухой массы в виде пожнивных и корневых остатков, зеленой массы и соломы в почву с 3,8 до 5,0~7,5 т/га, или на 31,6-97,4%, и поддерживать бездефицитный баланс гумуса дерново-подзолистой почвы на исходном уровне.
4. Длительное применение пожнивной сидерации в зерновом севообороте и при бессменном посеве ячменя как в чистом виде, так и в сочетании с удобрением соломой улучшает структурное состояние почвы и другие агрофизические показатели ее плодородия, снижает засоренность посевов и пораженность растений зерновых культур болезнями корневой гнили.
5. При длительном использовании пожнивной сидерации в зерновом севообороте как в чистом виде, так и особенно в сочетании с удобрением соломой урожайность зерновых культур повышается до уровня их урожайности в плодосменном севообороте на одном и том же фоне минеральных удобрений, а выход зерна увеличивается до 2,80—2,87 т/га, или на 67-71%.
6. При бессменном посеве ячменя пожнивная сидерация как в чистом виде, так и в сочетании с удобрением соломой не может приостановить падение урожайности зерна, которая на том же аг-рофоне в среднем за 23 года была на 15,6-16,9% ниже, чем в севообороте.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алексеев Е.К. Зеленое удобрение в Нечерноземной полосе. М.: Сельхоз-гиз, 1959. — 2. Возняковская Ю.М. и др. Сидераты как фактор биологизации земледелия. — Земледелие, 1999, № 1, с. 76-77. — 3. Воробьев С.А. Севообороты в специализированных хозяйствах Нечерноземья. М.: Россельхозиздат, 1982. — 4. Воробьев С.А., Крупенина А.П., Лошаков В.Г. Результаты изучения пожнивных культур в условиях Подмосковья. — Изв. ТСХА, 1965, вып. 3, с. 55-58. — 5. Ганжара Н. Ф. Баланс гумуса в почвах и пути его регулирования. — Земледелие, 1986, № 10, с. 7-9. — 6. Довбан К.И. Зеленое удобрение. М.: Агропромиздат, 1990. — 7. Егоров В.В. Органическое вещество почвы и ее плодородие. —Вест-
ник с.-х. науки, 1978, № 5, с. 12—16. — 8. Иванов Ю.Д. Современные аспекты экологизации севооборотов в земледелии Центральной нечерноземной зоны России. Агро XXI, 2002, № 9, с. 18-19. — 9. Кант Г. Зеленое удобрение./Пер. с нем. под ред В. Г. Лошакова. М.: Колос, 1982. — 10. Лошаков В. Г. Промежуточные культуры в севооборотах Нечерноземной зоны. М.: Россельхозиздат, 1980. — 11. Лошаков В.Г. Промежуточные культуры как фактор интенсификации земледелия и окультуривания дерново-подзолистых почв. — Автореф. докт. дисс. М., ТСХА, 1982. — 12. Лошаков В.Г. Промежуточные культуры — фактор экологически чистого земледелия. Аграрная наука, 1994, № 6, с. 24-26. — 13. Лошаков В.Г., Николаев В.А. Влияние длительного применения пожнивного зеленого удобрения на агрофизические свойства дерново-подзолистой почвы. — Изв. ТСХА, 1999, вып. 2, с. 29-40. — 14. Лошаков В.Г. Итоги исследований по севооборотам. — Изв. ТСХА, 2002, вып. 1, с. 68-91. — 15. Лыков А.М. Воспроизводство плодородия почв в Нечерноземной зоне. М.: Россельхозиздат, 1982. — 16. Новиков М.Н. Сидераты в СССР: сегодня и завтра. — Земледелие, 1991, с. 6364, — 17. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. М.: Колос, 1977. — 18. Прянишников Д.Н. Избр. соч., т. 3. — 19. Расширенное воспроизводство плодородия почв в интенсивном земледелии Нечерноземья. / Под ред. Н.З. Милащенко. М.: ВИУА, 1993.
Статья поступила 1 июня 2004 г.
SUMMARY
Problems of biology and ecology of farming in Central regions of Non-chernozem zone and of reproducing fertility of soddy-podzolic soils in grain crop rotations and with permanent seedings of grain-forage crops using afterharvest siderate — white mustard (Sinapis alba L.) — are considered. It has been found that prolonged application of afterharvest siderate, both pure and in combination with manuring by straw, has positive accumulative effect in removing negative consequences of grain specialization in farming. When there is not enough manure, these organic fertilizers give the possibility to solve successfully the main problems of reproducing soil fertility and of sanifation of phytosanytary situation in specialized grain crop rotations of the region.
