CC BY
34
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 631. 445.51: 631.452: 631.582 (470.4)
ПЛОДОРОДИЕ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ И ПРОДУКТИВНОСТЬ БИОЛОГИЗИРОВАННЫХ СЕВООБОРОТОВ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
FERTILITY OF CHESTNUT SOILS AND THE PRODUCTIVITY OF BIOLOGIZATIONAL CROP ROTATIONS ON THE LOW VOLGA AREA
А.В. Зеленев, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
A.V. Zelenev
Volgograd state agricultural academy
В условиях каштановых почв Нижнего Поволжья биологизированные севообороты с донником на сидерат и эспарцетом увеличивают возврат органического вещества в почву, положительно влияют на гумусообразовательные процессы и служат эффективным приемом стабильного выхода кормовых единиц и переваримого протеина с 1 га севооборотной площади.
The application of biological crop rotation with sainfoin and green grass of meliot on the chestnut soils of the Low Volga area increases the return of organic matter in the soil and influences positively on humus - forming processes and appears as an effective way of stabilizing the fodder units output and digestive protein from the first crop rotation’s area.
Ключевые слова: севообороты, зерно, приемы, рост, урожайность.
В результате антропогенного воздействия, нарастания деградации почв, экологической ситуации значительная часть каштановых почв в области характеризуется низким содержанием гумуса, близким к критическому. Повысить их плодородие возможно путем биологизации системы земледелия: насыщения севооборотов зернобобовыми
культурами, многолетними травами, сидеральными культурами, запашки соломы озимой ржи и листостебельной массы кукурузы, не представля- ющей кормовой ценности, внесения навоза. Известно значение оптимизации севооборотов в агроландшафтных системах земледелия. Их подбор и оценку проводят не только по продуктивности и производственноэкономическим критериям, но и количеству лабильного органического вещества, оставляемого каждым предшественником. В севооборотах с полями люцерны, эспарцета, донника потери органики компенсируются за счет гумификации корневых остатков многолетних трав [1-3].
Исследования проводили в ОПХ «Камышинское» Нижне-Волж- ского НИИСХ. Почва опытного участка каштановая тяжелосуглинистая с содержанием гумуса 1,77-2,0 %.
В опыте изучали следующие севообороты и бессменные посевы:
1 - бессменный посев кукурузы на зерно;
2 - бессменный посев ячменя;
3 - двупольный севооборот: пар черный - озимая рожь;
4 - четырехпольный: пар черный - озимая рожь - яровая пшеница - ячмень (контроль);
5 - четырехпольный унавоженный: пар черный (навоз 40 т/га) - озимая рожь - просо - ячмень;
6 - шестипольный: пар черный - озимая рожь - горох - кукуруза на зерно -ячмень+донник - донник (сидерат);
7 - восьмипольный: пар черный - озимая рожь - горох - яровая пшеница - кукуруза на зерно - ячмень+эспарцет - эспарцет 1-го г. - эспарцет 2-го г.
В изучаемых севооборотах агротехника полевых культур общепринятая. Всю солому озимой ржи, листостебельную массу кукурузы, пожнивно-корневые остатки эспарцета 2-го года и других культур севооборотов, а также сидеральную массу донника запахивали в почву.
Сумма среднегодовых осадков в области составляет 325 мм. Годы исследований 1997, 2002, 2003, 2004 были влажными, 2000, 2001 - средними по количеству осадков, 1995, 1996, 1998, 1999, 2005 - острозасушливыми.
Исследования показывают, что степень антропогенного воздействия определяет уровень засоренности агроценозов. Природа не выносит пустоты. При возникновении экологической ниши (слабые, изреженные всходы растений) агроэкосистема выступает регулятором: формирует экотип агроценоза, создает условия для роста в посевах сорняков [4].
Приемы биологизации севооборотов в виде однолетних сидератов и донника не влияют на засоренность посевов, отмечается ее повышение при внесении соломы озимой ржи и снижение после многолетних трав [5].
В наших исследованиях приемы биологизации в севооборотах не оказывали заметного влияния на уровень засоренности полевых культур (табл. 1).
Из данных таблицы видно, что лучший результат по снижению общего количества сорной растительности в расчете на 1 га пашни получен в двупольном парозерновом севообороте и при бессменном посеве кукурузы на зерно соответственно 12 и 14 шт./м2, что ниже контроля на 7 и 5 шт./м2. Наибольшее общее количество сорняков отмечается при бессменном посеве ячменя - 86 шт./м2, что выше контрольного варианта на 67 шт./м2. Четырехпольный зернопаровой севооборот, где в почву вносится навоз, шестипольный зернопаротравянопропашной, где запахивается донник на сидерат, а также восьмипольный с эспарцетом превышают контроль по общей засоренности соответственно на 6, 12 и 4 шт./м2.
Количественная оценка севооборотов не дает полной объективной картины по степени вредоносности, наносимой сорной растительностью. И только масса сорняков в воздушно-сухом состоянии позволяет нам иметь представление об истинных масштабах засоренности посевов.
Таблица 1
Засоренность посевов культур в севооборотах в расчете на 1 га пашни (среднее за 1995-2005 гг.)
№ севооборота Группа сорняков Количество, шт./м2 Сырая масса, г/м2 Сухая масса, г/м2
Малолетние 3 165,7 47,2
1 Многолетние 11 81,3 26,3
Всего 14 247,0 73,5
Малолетние 56 24,1 9,1
2 Многолетние 30 200,5 49,6
Всего 86 224,6 58,7
Малолетние 11 9,0 3,4
3 Многолетние 1 43,3 10,2
Всего 12 52,3 13,6
Малолетние 9 9,5 3,3
4 (к) Многолетние 10 87,8 21,2
Всего 19 97,3 24,5
Малолетние 18 57,2 18,8
5 Многолетние 7 80,2 17,8
Всего 25 137,4 36,6
Малолетние 26 59,2 18,0
6 Многолетние 5 51,9 13,9
Всего 31 111,1 31,9
Малолетние 16 36,2 10,2
7 Многолетние 7 65,2 17,7
Всего 23 101,4 27,9
Так, по общей воздушно-сухой массе сорной растительности самый низкий результат достигнут в двупольном парозерновом севообороте - 13,6 г/м2, что меньше контроля на 10,9 г/м2. Самая высокая общая воздушно-сухая масса сорной растительности отмечается при бессменных посевах кукурузы на зерно и ячменя соответственно 73,5 и 58,7 г/м2, что выше контроля на 49 и 34,2 г/м2. В шестипольном севообороте с донником на сидерат, а также восьмипольном с эспарцетом на сено присутствие этих культур в структуре посевных площадей увеличивает массу сорной растительности по сравнению с контролем соответственно на 7,4 и 3,4 г/м2. В севообороте, где в почву вносится навоз, общая воздушно-сухая масса сорной растительности превышает контрольный вариант на 12,1 г/м2.
Круговорот органического вещества в севооборотах позволяет оценить возможные потери плодородия почвы вследствие выноса питательных веществ из нее возделываемыми культурами (табл. 2).
Таблица 2
Круговорот органического вещества, т/га, поступившего в слой почвы 0-0,3 м по севооборотам, (среднее за 1995-2005 гг.)
№ севооборота Образовано Отчуждено Возвращено
всего на 1 га всего на 1 га всего на 1 га
1 5,07 5,07 1,48 1,48 3,59 3,59
2 3,88 3,88 2,40 2,40 1,48 1,48
3 6,81 3,40 1,95 0,97 4,86 2,43
4 (к) 15,67 3,92 7,27 1,82 8,40 2,10
5 19,43 4,86 9,51 2,38 15,28 3,82
6 27,77 4,63 10,07 1,68 17,70 2,95
7 35,86 4,48 16,55 2,07 19,31 2,41
Из данных таблицы видно, что возврат органического вещества был выше, чем на контроле, во всех вариантах кроме бессменного возделывания ячменя. Наибольшее количество растительных остатков возвращалось в четырехпольном севообороте с внесением 40 т/га навоза и при бессменном посеве кукурузы на зерно - соответственно на 1,72 и 1,49 т/га выше, чем в контроле. В севооборотах с донником на сидерат и эспарцетом под черный пар этот показатель был больше, чем в контроле, соответственно на 0,85 и 0,31 т/га.
Известно, что баланс гумуса можно направленно регулировать структурой посевных площадей, чередованием культур в севооборотах, дополнительным внесением растительных остатков, а именно - сокращением доли черного пара, внедрением биологизированных приемов повышения плодородия почвы [6]. Увеличение потерь органического вещества усиливало процессы снижения плодородия почвы (табл. 3).
***** ИЗВЕСТИЯ *****
№ 4 (12), 2008
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Таблица 3
Баланс гумуса в севооборотах
№ севооборота Год наблюдений Содержание гумуса Расход или приход гумуса
за ротацию севооборота за год
% т/га % т/га т/га
1 2002 1,89 66,13
- 0,02 - 0,70 - 0,700
2003 1,87 65,43
2 2002 1,89 66,14
- 0,01 - 0,35 - 0,350
2003 1,88 65,79
3 2000 2,04 71,19
- 0,03 - 1,05 - 0,525
2002 2,01 70,14
4 (к) 1997 1,72 60,20
- 0,02 - 0,70 - 0,175
2001 1,70 59,50
5 1997 1,98 69,30
0,04 1,40 0,350
2001 2,02 70,70
6 1993 1,95 68,27
- 0,02 - 0,70 - 0,117
1999 1,93 67,57
7 1989 2,09 73,20
- 0,03 - 1,05 - 0,131
1997 2,06 72,15
Анализ баланса гумуса за ротацию севооборотов показал, что в единственном варианте с внесением навоза под вспашку черного пара прирост содержания общих запасов гумуса увеличился на 0,04 %, или на 0,350 т/га в год. В других вариантах бездефицитный баланс гумуса не обеспечивался. Так, меньшие его потери отмечены при включении в севооборот донника на сидерат и эспарцета на сено - соответственно ниже контроля на 0,058 и 0,044 т/га, а большие -при бессменном посеве кукурузы на зерно и в двуполье, что, видимо, связано с сильной минерализацией гумуса.
Как показывают многолетние исследования [5-9], в сухостепной и полупустынной зонах наибольший выход зерна с единицы севооборотной площади достигается в четырехпольных зернопаровых и зернопаропропашных севооборотах, включающих различные группы полевых культур с разным сроком вегетации, которые обладают большей устойчивостью к неблагоприятным погодным условиям. Это позволяет соблюдать и принцип технологического разнообразия, что уменьшает опасность негативного изменения агроэкосистем под влиянием одностороннего антропогенного воздействия.
Для оценки севооборотов рассчитывали выход зерна, кормовых единиц и переваримого протеина с 1 га пашни (табл. 4).
Таблица 4
Выход (т/га) зерна, кормовых единиц и переваримого протеина в севооборотах (среднее за 1995-2005 гг.)
№ севооборота Зерно Кормовые единицы Переваримый протеин
1 1,46 1,95 0,115
2 0,91 1,66 0,103
3 0,90 1,08 0,097
4 (к) 1,01 1,46 0,122
5 1,46 1,97 0,153
6 1,12 1,56 0,133
7 0,94 1,62 0,168
Из приведенных данных видно, что в севооборотах с многолетними травами (эспарцетом), двуполье и бессменном посеве ячменя выход зерна по сравнению с контролем
снижался соответственно на 0,07; 0,11 и 0,10 т/га. Только в севооборотах с внесением навоза, донником на сидерат и при бессменном посеве кукурузы он был значительно выше, чем в контроле - соответственно на 0,45; 0,11 и 0,45 т/га.
Выход кормовых единиц с 1 га пашни был выше, чем в контроле, во всех севооборотах, кроме двуполья (меньше на 0,38 т/га): с донником на сидерат - на 0,10 т/га, эспарцетом - на 0,16 т/га, навозом - на 0,51 т/га, при бессменном посеве кукурузы на зерно и ячменя -соответственно на 0,49 и 0,20 т/га.
Наибольший выход переваримого протеина отмечен в севообороте с эспарцетом на сено - на 0,046 т/га выше, чем в контроле, в севообороте с донником на сидерат - на 0,011 т/га. Двупольный севооборот, а также бессменные посевы кукурузы и ячменя снижали его соответственно на 0,025; 0,007 и 0,019 т/га.
Таким образом, на каштановых почвах Нижнего Поволжья эффективны биологизированные севообороты с донником на сидерат и многолетними травами при запашке соломы озимой ржи и листостебельной массы кукурузы, которые увеличивают возврат органического вещества в почву, положительно влияют на гумусообразовательные процессы и служат эффективным приемом стабильного выхода кормовых единиц и переваримого протеина с 1 га севооборотной площади.
Библиографический список
1. Воробьев, С. А. Севообороты интенсивного земледелия / С. А. Воробьев. - М.: Колос, 1979. - 368 с.
2. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах / В.И. Кирюшин., Н.Ф. Ганжара, И.С. Кауричев и др.; под ред. В.И. Кирюшина. - М.: Изд-во МСХА, 1993. - 99 с.
3. Листопадов, И.Н. Агрономическое значение современного севооборота / И.Н. Листопадов // Научноагрономический журнал. - 2005. - № 2. - С. 28-34.
4. Смолин, Н.В. Мульчирование почвы в зерновой системе земледелия / Н.В. Смолин. - Саранск: Изд-во Мордов. унта, 1997. - 116 с.
5. Беленков, А.И. Полевые севообороты, основная обработка почвы и приемы регулирования плодородия почв в черноземностепной, сухостепной и полупустынной зонах Нижнего Поволжья: монография / А.И. Беленков, А.Н. Сухов, К.А. Имангалиев. - Волгоград: ФГОУ ВПО ВГСХА, 2007. - 268 с.
6. Сухов, А.Н. Биологизация полевых севооборотов в неорошаемом земледелии Прикаспия / А.Н. Сухов, В.П. Зволинский, А.В. Гулин, А.И. Беленков // Проблемы рационального природопользования аридных зон Евразии: материалы науч. практ. конференции. Раздел Ландшафтно-адаптивное земледелие аридных территорий. - М.: Изд-во МГУ, 2000. - С. 77-81.
7. Кирюшин, В.И. Экологические основы земледелия / В.И. Кирюшин. - М.: Колос, 1996. - 355 с.
8. Коринец, В.В. Рациональные севообороты / В.В. Коринец. - М.: Колос, 1992. - 141 с.
9. Лопырев, М.И. Агроландшафты и земледелие: учеб. пособие / М.И. Лопырев, А.С. Макаренко. - Воронеж: Изд-во ВГАУ, 2001. - 168 с.
