CC BY
31
УДК 631.582:631,82/.86:631 .452
Плодосменный севооборот -основной фактор сохранения и повышения плодородия почвы в Белгородской области
с.и. тютюнов,
В.Д. СОЛОВИЧЕНКО, доктора сельскохозяйственных наук И.В. ЛОГВИНОВ
Белгородский НИИ сельского хозяйства E-mail: Laboratoria Plodorodya@yandex. ru
На основании многолетних исследований показано изменение основных показателей почвенного плодородия - содержания гумуса, подвижного фосфора и калия, гидролитической кислотности -в зернотравянопропашном севообороте. Установлена положительная роль многолетних трав, а также органических и минеральных удобрений в улучшении этих показателей.
Ключевые слова: биологизация земледелия, зернотравянопропашной севооборот, многолетние травы, плодородие почвы, гумус.
В настоящее время на территории Белгородской области широко осуществляется программа биологиза-ции земледелия, направленная на повышение плодородия почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур.
Один из основных приемов био-логизации - максимальное накопление в почве органического вещества (растительных пожнивных и корневых остатков культур, сидератов, по-укосных посевов) с созданием из них мульчирующего слоя, который интенсифицирует процесс гумификации, способствует большему влагонакоп-лению, резко снижает эродирован-ность, существенно уменьшает кислотность почвы [I].
Биологизацию земледелия необходимо начинать с совершенствования севооборотов, учитывающего производственный потенциал хозяйства, рельеф территории, структуру посевных площадей, сложившуюся под влиянием рынка, специализацию и концентрацию животноводства, объемы накопления и применения органических удобрений [2]. Научно
обоснованные севообороты, организованные на принципах плодосмена, продолжают оставаться доступным и эффективным средством повышения уровня влагообеспеченности и питания растений, биологическим фактором восстановления и повышения плодородия почвы, организационно-экономической основой земледелия [3].
В современном земледелии одной из основных причин снижения плодородия почв является нарушение баланса биогенных веществ. Расчет баланса элементов питания сельскохозяйственных культур на территории Белгородской области показывает, что на пашне сложился отрицательный баланс питательных веществ. Сегодня с 1 га пашни из почвы выносится больше, чем поступает с минеральными и органическими удобрениями, азота - на 48, фосфора - на 72,5 и калия - на 57 кг д.в. С ростом урожайности процесс обеднения почвы питательными веществами без их полного возврата будет только усиливаться.
В биологическом земледелии важно включать в сельскохозяйственный оборот кроме навоза другие источники органики, в частности - солому, являющуюся ценнейшим сырьем для получения экологически чистых органических удобрений. Из каждой тонны соломы, стерни и корней в почве образуется до 80 кг органического вещества, 15 кг азота, 8 кг фосфора, 30 кг калия и микроэлементы. Комплексное положительное действие соломы длится не менее 3-4 лет. Очень важным источником органического вещества могут быть зеленые удобрения. Планируется, что посевы сидератов во всех районах области приблизят баланс гумуса к бездефицитному. Такие культуры можно размещать вместо паровых полей, в уплотненных посевах или в виде пожнивных культур. При благоприятных условиях си-дераты в течение 40-50 дн. дают 200-
300 ц/га зеленой массы и не менее 100 ц/га корневой массы.
В качестве сидератов выращивают донник, эспарцет и другие бобовые, а также капустные - сурепицу, рапс, которые обогащают пахотный слой не только азотом, а также фосфором и калием, что позволит получать в среднем прибавку урожая сахарной свеклы 3S ц/га и зеленой массы кукурузы - до 6S ц/га. Использование сидератов дает возможность эффективно проводить окультуривание отдаленных полей с минимальным применением минеральных удобрений или даже без них [1].
Разработке агротехнических и биологических приемов сохранения и повышения плодородия черноземов служит полевой многофакторный опыт, заложенный в 1987 г. в Белгородском НИИСХ на 22,S га. Опыт развернут на пяти полях, площадь каждого из которых - 4,S га. Общее количество делянок - 121S. Повтор-ность опыта трехкратная.
Почва опытного участка - чернозем типичный среднемощный мало-гумусный тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке. Содержание гумуса колеблется в пределах 4,7-S,6 %, подвижного фосфора и калия - соответственно 67-78 и 88112 мг/кг почвы, рНсол S,8-6,3, степень насыщенности основаниями около 90 %.
Исследования проводили в зерно-травянопропашном севообороте со следующим чередованием культур: озимая пшеница - сахарная свекла
- ячмень + многолетние травы (эспарцет) - многолетние травы 1 г. п.
- многолетние травы 2 г. п.
В опыте изучали три способа основной обработки почвы: вспашку на 22-27 см (в зависимости от возделываемой культуры), безотвальную обработку на ту же глубину, только без оборота пласта почвы плугом типа «параплау» и минимальную обработку (рыхление на глубину 12-1S см тяжелой дисковой бороной БДТ-7).
Три системы удобрения - органи- w ческая, минеральная и органомине- | ральная - включали три уровня удоб- я> ренности (без удобрений, одну и две | дозы удобрений и их комбинации). s Дозы удобрений приведены в таб- z лице 1. Минеральные удобрения вно- р сили под основную обработку почвы р и в подкормку при возделывании 2
Enïîëuçîâàièâ çâiëè.p65 11 27.01.2014, 17:59
I. Изменение содержания гумуса (%) в слое почвы 0-30 см в зависимости от способов основной обработки почвы и уровня удобренности после трех ротаций зернотравянопропашного севооборота
Внесено на 1 га севооборотной площади Способ основной обработки почвы
навоз, т ЫРК, кг д.в. вспашка минимальная безотвальная
исходное +/- исходное +/- исходное +/-
0 0 5,23 0,55 5,21 0,59 5,22 0,52
М42Р62К62 5,26 0,45 5,19 0,57 5,20 0,55
М84Р124К124 5,16 0,61 5,34 0,41 5,26 0,68
8 0 5,04 0,49 5,21 0,58 5,34 0,58
1\142Р62К2 5,30 0,38 5,34 0,60 5,02 0,65
М84Р124К124 5,41 0,44 5,31 0,56 4,99 0,69
16 0 5,21 0,55 5,30 0,68 4,88 0,77
М42Р62К62 5,32 0,57 5,30 0,56 5,26 0,68
МЯР122К124 5,30 0,60 4,99 0,65 5,16 0,72
НСР05 удобрения 0,18
обработка почвы 0,08
озимой пшеницы, навоз - под сахарную свеклу. Агротехника культур - общепринятая для зоны.
По данным метеорологического поста Белгородского НИИСХ, за годы исследований (1987-2007) сумма положительных температур выше 10 °С составляла 2S10-2620 °С, годовая сумма осадков - S10-S40 мм, в том числе за период с температурой выше 10 °С - 260-290 мм. Запасы продуктивной влаги в слое 0-100 см к началу вегетационного периода колебались в пределах ^0-170 мм. Для данной агроклиматической зоны среднемноголетний гидротермический коэффициент равен 1,1.
В задачу исследований входило изучение длительного влияния многолетних трав (эспарцет) на основные показатели почвенного плодородия.
Степень гумусированности почвы
традиционно служит ведущим критерием уровня почвенного плодородия. Анализ литературных данных и результаты наших полевых опытов показывают, что удобрения являются одним из важнейших факторов, определяющих интенсивность процессов гумусообразования.
Как видно из таблицы 1, в изучаемом севообороте, где в структуре посевных площадей 40 % занято многолетними бобовыми травами (эспарцетом), во всех вариантах опыта наблюдается увеличение содержания гумуса в почве: за ^ лет - на 0,38-0,77 абсолютных процента по отношению к исходным показателям [4].
Внесение органических и совместно органоминеральных удобрений увеличило содержание гумуса в почве плодосменного севооборота по
сравнению с отдельно вносимыми минеральными удобрениями примерно на 0,1-0,^ абсолютных процента, с большими показателями по безотвальным обработкам.
Увеличение содержания гумуса в почве зернотравянопропашного се-вооборотаговорит о положительной роли многолетних бобовых трав как биологического фактора гумусооб-разования. По нашим данным, при урожае сена эспарцета 60-90 ц/га в слое почвы 0^0 см остается 40-60 ц легкоразлагающихся растительных остатков, активно способствующих процессу гумификации. Многолетние бобовые травы, в частности эспарцет, в результате симбиотическо-го процесса, протекающего на корневой системе растений, в зависимости от погодных условий накапливают за период вегетации ежегодно
2. Содержание подвижного фосфора и калия в слое почвы 0-30 см после трех ротаций зернотравянопропашного севооборота, мг/кг
Внесено на 1 га севооборотной площади
К„0
навоз, т
ЫРК, кг д.в.
Способы обработки почвы
В
Исходное содержание в почве (1987 г.) 54,7
0 0 -5,5
Х42Р62К62 69,8
84 124 124 105,7
8 0 19,6
Х42Р62К62 86,0
N Р К 84 124 124 121,3
16 0 24,5
Х42Р62К62 94,6
155,0
М Б В М Б
57,8 57,0 103,7 94,6 98,0
-5,1 -4,1 -8,0 -6,9 -12,3
59,6 71,5 23,0 21,9 15,9
129,1 120,2 53,6 44,2 58,0
18,8 27,0 9,7 10,0 14,7
106,0 98,3 24,4 28,5 22,6
130,1 198,6 62,3 59,8 50,9
36,4 38,2 16,0 17,2 14,4
96,9 88,0 37,8 35,5 31,5
159,0 175,4 64,9 63,0 63,0
16 14 - минимальная обработка. 11 13
0 2
2
о|
г
е и л
е д
е л м е
т
НСР
удобрения обработка почвы
12
ЕпиёОдТааТёа да!ёё.р65 12 27.01.2014, 17:59
3. Влияние способов обработки и удобрений на изменение гидролитической кислотности в слое 0-30 см после трех ротаций зернотравянопропашного севооборота, мг-экв/100 г почвы
Внесено на 1 га севооборотной
площади Способ основной обработки почвы
навоз, т NPK, кг д.в. вспашка минимальная безотвальная
Исходный показатель 3,16 3,46 3,36
0 0 -0,71 -0,63 -0,92
N42P62K62 -0,50 -0,54 -0,41
N P K N84P124K124 -0,29 -0,40 -0,49
8 0 -0,62 -0,77 -0,63
N42P62K62 -0,66 -0,70 -0,49
N P K 84 124 124 -0,71 -0,80 -0,63
16 0 -0,89 -0,85 -0,86
N42P62K62 -0,77 -0,65 -0,60
N P K N84P124K124 -0,82 -0,89 -0,87
НСР„5 удобрения 0,7
обработка почвы 0,1
114-150 кг/га биологического азота. Наиболее высокий коэффициент азотфиксации (0,78-0,83) наблюдается в вариантах без применения удобрений. С внесением удобрений, особенно азотных, коэффициент азот-фиксации заметно снижается, опускаясь до 0,46 [4].
Внесение органических и минеральных удобрений оказало существенное влияние на пищевой режим почвы. Содержание подвижного фосфора в слое 0-30 см перед закладкой опыта составляло 54,757,8 мг/кг почвы, т. е. находилось в пределах средней обеспеченности растений этим элементом (табл. 2). За 15 лет проведения опыта в вариантах без удобрений содержание подвижного фосфора снизилось на 4,1-5,5 мг/кг, или на 10 %. Внесение минеральных удобрений резко увеличивало содержание подвижного фосфора: одинарные дозы - на 59,671,5 мг, двойные - на 105,7-129,1 мг/кг, его содержание на этих делянках соответствовало повышенному и высокому уровням обеспеченности.
Совместное действие двойных доз органических и минеральных удобрений почти в три раза увеличивало содержание подвижного фосфора по сравнению с исходными показателями, доводя его уровень содержания в почве до очень высокого. Наибольшие накопления подвижного фосфора - в вариантах с минимальной обработкой почвы.
Перед закладкой опыта содержание подвижного калия в почве соответствовало повышенному уровню обеспеченности (см. табл. 2). После
завершения трех ротаций севооборота на контрольных делянках (без удобрений) наблюдалось некоторое его снижение (на 6,9-12,3 мг/кг). Одинарные дозы минеральных удобрений увеличивали содержание этого элемента на 1S,9-23,0 мг/кг, а двойные - на 44,2-S8,0 мг/кг, доводя содержание до высокого уровня. При внесении навоза (одинарных и двойных доз) содержание подвижного калия возросло на 9,7-17,2 мг/кг. Однако наибольшее увеличение произошло при совместном внесении органических и минеральных удобрений (63,0-64,9 мг/кг) [4].
Одна из негативных тенденций современного земледелия Центрально-Черноземного региона - подкис-ление черноземных почв в результате систематического применения физиологически кислых удобрений и увеличение доли фульвокислот в составе гумусовых веществ [S]. В Белгородской области площади кислых почв увеличиваются из года в год. Если в 1976-1980 гг. по данным агрохимической службы они составляли 22,8 %, в том числе средне- и сильнокислых - 1,S %, то в 20042008 гг. кислые почвы составляли уже 42 % пашни, из них средне- и сильнокислые - 9 %.
Исходная величина гидролитической кислотности при закладке опыта варьировала по вариантам от 3,16 до 3,46 мг-экв/100 г почвы (табл. 3). За прошедшие три ротации севооборота по всем вариантам она существенно снизилась. На контроле снижение составило 20-2S %. Минеральные удобрения, особенно двойные дозы,
применяемые при вспашке, замедляли процесс уменьшения кислотности. Двойные дозы органических удобрений в наибольшей степени способствовали снижению гидролитической кислотности - до 30 %. Способы обработки почвы в меньшей степени влияли на изменение этого показателя. При минимальной обработке гидролитическая кислотность снижалась на меньшую величину, чем при вспашке и безотвальной обработке.
Биологическую активность почвы изучали методом разложения льняного полотна. На контроле разложение льняного полотна в верхнем (010 см) слое почвы составило 9,611,3 %. Было отмечено, что почвенные микроорганизмы проявляют большую активность при минимальной обработке. Минеральные удобрения увеличивают скорость разложения льняного полотна, а следовательно, и биологическую активность почвы. В слое 10-20 см при минимальной обработке она составила 14,8 %. Внесение навоза активизирует деятельность микроорганизмов. Максимальный показатель общей биологической активности почвы зафиксирован при совместном внесении органических и минеральных удобрений (в слое 0-10 см - 1S,0-S,4 %, в слое 10-20 см - 1S,8-16,1 % и 20-30 см - 11,3-13,9 %).
Таким образом, в условиях Белгородской области рациональное использование удобрений и способов обработки почвы в севооборотах, насыщенных многолетними бобовыми травами, является эффективным средством воспроизводства почвенного плодородия. Внедрение и освоение севооборотов с многолетними травами - первостепенный этап на пути внедрения биологической системы земледелия, от которого во многом зависит эффективность других ее элементов.
Литература
I. Соловиченко В.Д., Самыкин В.Н.,
Логвинов И.В. Биологизация земледелия ы
Белгородской области - фундамент рос- ^
та плодородия почв, продуктивности и a
сохранения экологии окружающей сре- Ja
ды//Белгородский агромир, 2011. - ь № 4. - С. 4-7.
2. Черкасов Г.Н., Сокорев Н.С., Воро- z
нин А.Н., Поддубный А.С. Структура по- 2
севных площадей как основа севооборо- р
тов и биологизации земледелия в Белго- 2
Eniieügiäaieä gäiee.p65 13 27.01.2014, 17:59
УДК 631 ^82:631 :631 ^9
Роль севооборотов и рациональных способов основной обработки почвы в системе земледелия
родской области. Биологизация адаптивно-ландшафтной системы земледелия -основа повышения плодородия почвы, роста продуктивности сельскохозяйственных культур и сохранения окружающей среды/Матер. Всерос. научно-практ. конф. - Белгород: Отчий край, 2012 - С. 314-320.
3. Турусов В.И. Пути биологизации севооборотов в адаптивно-ландшафтном земледелии юго-востока ЦЧР/ Управление продукционным процессом в агро-технологиях 21 века: реальность и перспективы. Матер. Междунар. научно-практич. конф., посвященной 35-летию образования Белгородского научно-исследовательского института сельского хозяйства, 15-16 июля 2010 г. - Белгород: Отчий край, 2010. - С. 357-358.
4. Соловиченко В.Д. Почвенный покров Центрально-Черноземного региона и воспроизводство плодородия почв/ Автореф. дис. ... докт. с.-х. наук. - Белгород, 2011. - 40 с.
5. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почв//Успехи почвоведения (Сов. Почвоведы к XIII Междунар. Конгр. почвоведов). - М.: Колос, 1968. - С. 18-163, 261-296.
Статья поступила в редакцию 07.11.2013.
Rotation of crops - the main factor in maintaining and improving of soil fertility in Belgorod region
S.I. Tyutyunov, V.D. Solovichenko, I.V. Logvinov
In many years researches it was shown the change in the basic indicators of soil ? fertility (humus content, available ® phosphorus and potassium, hydrolytic pg acidity) in rotation of crops. The positive z role of perennial grasses, as well as a, organic and mineral fertilizers to improve | these indicators was determined. g Keywords: biologization of agriculture, <B grain-grass-tilling crop rotation, perennial 5 herbs, soil fertility, humus. n I
14
Л.Ю. РЫЖИХ
Г.Ф. КОЛОСОВ, доктор
биологических наук
Казанский (Приволжский) федеральный университет E-mail: ludarigih@mail.ru А.И. ЛИПАТНИКОВ Татарский НИИ сельского хозяйства E-mail: tatniva@mail.ru Т.Г. КОЛЬЦОВА Институт проблем экологии и недропользования АН РТ E-mail: nikolaeva_tg@mail.ru
Излагается технология возделывания сельскохозяйственных культур с использованием систем основной обработки почвы и севооборотов, обеспечивающая получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур.
Ключевые слова: севооборот, обработка почвы, влагообеспеченность, сельскохозяйственная продукция.
В настоящее время в земледелии изучаются и развиваются технологии, позволяющие получать стабильные урожаи экологически чистой продукции при резком сокращении применения удобрений и химических средств защиты растений. Плодородие почвы в этом случае поддерживается за счет правильно организованного севооборота и различного вида органических удобрений (сиде-ратов, соломы и т.д.).
Целью наших исследований стала оптимизация севооборотов и способов основной обработки почвы при возделывании культур без использования минеральных туков и химических средств защиты растений.
В 2010 г. был заложен опыт по изучению влияния севооборотов, способов основной обработки почвы и системы удобрений на продуктивность сельскохозяйственных культур. Исследования вели на Лаи-шевском ГСУ Татарского НИИСХ. Почва опытного участка - серая лесная, среднесуглинистая. Среднее содержание гумуса - 3,9 %, рНсол 6,3.
Схема чередования культур и спо-
собы основной обработки почвы представлены в таблице 1.
Система удобрений была следующей: 1 - без минеральных удобрений, сидерат клевера (46 т/га) (контроль I); 2 - сидерат клевера (46 т/га) + М32Р32К32; 3 - М48Р48К48 (без сидерата) (контроль II, производственные посевы Татарского НИИСХ).
Нужно отметить, что в 2010 г. урожайность зеленой массы сидерата (клевера) составила 10 т/га, что было обусловлено сильной засухой. Клевер был сильно изрежен и недостаток влаги в весенний период повлиял на урожайность сидерата.
На опытном участке применяли разноглубинную систему обработки почвы. Для запашки сидерата клевера плуг ПН-4^ был переоборудован по типу двухъярусного путем увеличения лемеха предплужника на 10 см и отвала предплужника с целью полного оборачивания верхнего десятисантиметрового слоя. Зеленая масса клевера была скошена в начале июля с помощью КИР-1Д измельчена и разбросана по полю. Затем поле обработали дисковой бороной БДМ-3 на глубину 10-12 см. К 1 августа отросла отава клевера, которую снова скосили и провели обработку КСН-3 на глубину 12-14 см. Таким образом, получилась двойная сидерация клевером с общей массой двух укосов 44 т/га. Под яровые культуры ^ августа была проведена запашка сидерата второго укоса клевера без предварительного подкашивания переоборудованным плугом с заделкой сидерата на глубину 20-22 см. Таким образом, поле весь летний период находилось в чистом состоянии и накапливало биомассу клевера.
Подготовка почвы под посев гороха состояла из запашки измельченной соломы предшественника (6-12 т/га) переоборудованным плугом ПН-4-3S (при этом были убраны отвалы главного корпуса, предплужник установлен на глубину ^-17 см, главный корпус - на глубину 27-30
Enïîëuçîâàièâ çâiëè.p65 14 27.01.2014, 17:59
