CC BY
10
спросом и высокорентабельных культур, например, нута, по экономическим показателям они приближаются к короткорота-ционным зернопаровым севооборотам.
Но полностью эта же проблема решается в зернопаротравяных севооборотах, где многолетние травы занимают около 50% площади. Хотя за счет снижения затрат на 1 га пашни по рентабельности они приближаются к обычным зернопаровым севооборотам, их зерновая продуктивность уменьшается почти вдвое.
В качестве «сухого остатка» вышеизложенного можно сделать следующие выводы. Полученные к настоящему времени научные и производственные данные не позволяют сделать однозначных выводов в пользу определенного вида севооборота, и поэтому в реальном времени и на ближайшую перспективу могут быть рекомендованы различные их варианты, исходя из принятых приоритетов. Так, если ориентироваться на агрономические методы оценки по натуральным показателям, например, по поводу зерна, преимущество следует отдать трех-четырехпольным зерно-паровым и зернопаропропашным севооборотам (пар, озимая пшеница, ячмень; пар, озимая пшеница, ячмень, ячмень; пар, озимая пшеница, кукуруза на зерно, яч-
мень; пар, озимая пшеница, кукуруза на зерно, кукуруза на зерно) и рекомендовать их в хозяйствах зерноживотноводческого направления для получения продовольственного и фуражного зерна. Что касается продовольственного зерна, то, при сложившейся рыночной конъюнктуре, самым дешевым оно получается в двухпольных монокультурных севооборотах с озимой пшеницей, что позволяет их рекомендовать в товарных зерновых хозяйствах с узкой специализацией растениеводства. В хозяйствах же с широкой его специализацией, где помимо зерновых колосовых выращиваются нут, кукуруза на зерно, рапс и другие средовосстанавливающие культуры, возможно применение плодосменных севооборотов.
Если же в качестве приоритетных использовать экологические показатели оценки эффективности севооборотов, и при этом учесть экономические затраты на восстановление плодородия почвы, то преимущество перейдет к малозатратным и экологически сбалансированным биоло-гизированным зернопаротравяным севооборотам, которые могут использоваться в хозяйствах животноводческого направления с менее интенсивным использованием пашни, в частности, в Заволжье.
ПОЧВЕННАЯ ВЛАГА СЕВООБОРОТОВ НА ЭРОЗИОННООПАСНЫХ СКЛОНАХ
Листопадов И.Н., д. с.-х. н., Игнатьев Д.С. к. с.-х. н.,
ГНУ Донской НИИСХ Россельхозакадемии
Осуществление адаптивно-ландшафтных систем земледелия в южных регионах страны должны иметь почвозащитную направленность. Это в первую очередь необходимо на склонах крутизной до 3,5-4°, обладающих в большинстве случаев довольно высоким уровнем почвенного плодородия, в том числе чернозёмы обыкновенные, чернозёмы южные в высокой степени подвержены эрозионным процессам (речь идёт о водной эрозии почв). Таких земель на Северном Кав-
казе свыше 5 млн. гектаров, только в Ростовской области, при общей площади пашни 5,8 млн. гектаров, их свыше 1,5 млн., что значительно снижает производство земледельческой продукции.
Почвозащитная роль адаптивно-ландшафтных систем земледелия осуществляется, в основном, в двух направлениях. Первое - создание специальных почвозащитных севооборотов с высокой долей многолетних трав, культурами сплошного сева, которые являются надёжной основой
10
почвозащитного комплекса, но такие севообороты по продуктивности и ассортименту земледельческой продукции уступают полевым севооборотам. Второе направление - создание почвозащитных возможностей для полевых севооборотов: это полосное размещение культур в направлении, приближённом к горизонтам местности; все виды обработок почвы, посева, все технологические операции по возделыванию сельскохозяйственных культур также должны осуществляться поперёк склона, в направлении полос. Эрозионноустойчивые культуры должны чередоваться с неустойчивыми - это противодействует эрозионному смыву почвы. При необходимости применяются дополнительные почвозащитные меры: осуществляются простейшие гидротехнические сооружения (валы-канавы, террасы), элементы лесомелиорации.
Это направление почвозащитного комплекса позволило в полевых севооборотах, размещённых на эрозионноопасных склонах сохранить пропашные культуры, а главное - паровое поле.
В засушливых зонах южных регионов страны, а также в зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения (к ним относятся и Ростовская область) главным фактором, обеспечивающим величину и стабильность урожаев, является почвенная влага. Недостаточная влагообеспечен-ность, дефицит влаги являются причиной низких урожаев, их нестабильности.
На эрозионноопасных склонах (здесь и далее речь идёт о водной эрозии почв) ситуация усложняется тем, что значительная часть поступившей влаги (до 10-12 %) теряется на сток и смыв почвы.
Для более детального исследования этого вопроса, в Донском ЗНИИСХ в 1986 году, на склоне крутизной до 3,5-4° был заложен стационарный трёхфакторный опыт, включающий севообороты с различным соотношением чистого пара (от 20 % до 0 %) и многолетних трав (от 0 до 40 %), трёх уровней применения удобрений («0» -естественное плодородие, «1» - 5 т органики + 100 кг д. в. NPK и «2» -8т органики + 162 кг д. в. NPK на 1 га севооборотной площади) и двух вариантов обработки почвы — чизельной обработки и обычной (зональной) обработки, включающей отвальную вспашку под яровые культуры и парового поля, дискование под озимые культуры после непаровых предшественников.
Особо следует отметить роль парового поля в эрозионноопасных условиях. Кроме того, что чистый пар является лучшим предшественником для основной зерновой культуры - озимой пшеницы, он является в значительной мере основой благоприятной влагообеспеченности севооборота в целом. Урожайность озимой пшеницы по чистому пару не только выше, чем по непаровым предшественникам, но и значительно стабильнее (табл. 1).
Предшественник Уровень применения удобрений
без удобрений «1» - уровень
Пар чистый 46,5 47,4
Озимая пшеница 24,3 34,7
Горох 37,2 43,3
Кукуруза на силос 30,4 38,9
Таблица 1 - Урожайность озимой пшеницы по разным предшественникам в севообороте на зарегулированном эрозионноопасном склоне
ц/га (1991-2008 г.г.)
11
В условиях эрозионной опасности необходимость полевых севооборотов в паровом поле не только не отпадает, но усиливается, поскольку водный режим здесь складывается менее благоприятно, чем на почвах, неподверженных эрозии. Усиливается эта необходимость в связи с большой непродуктивной потерей влаги на сток и
смыв почвы. В то же время потери влаги и плодородного слоя почвы могут быть значительно сокращены за счёт введения в структуру полевых севооборотов повышенной доли многолетних трав - культур наиболее устойчивых к эрозионным процессам (табл. 2).
Таблица 2 - Смыв почвы в севооборотах с различным соотношением чистого пара и многолетних трав (средний за 1992, 1993, 1994, 1997, 1998, 2000, 2003, 2006 и 2008 годы)
Севооборот Смыв почвы, т/га
чизельная обработка почвы обычная (плужная) обработка почвы
«А» - пар - 20 %, мг. травы - 0% 3,9 4,3
«Б» - пар - 10 %, мн. травы - 20 % 2,7 3,5
«В» - пар - 0 %, мн. травы - 40 % 1,9 2,5
На незарегулированном склоне - 18,5
Паровое поле, хотя и крайне необходимо в этих условиях, наименее устойчиво к процессам эрозии. В связи с этим паровое поле должно быть надёжно защищено. Наряду с контурно-ландшафтной организацией территории и комплексом почвозащитных мероприятий, о которых сказано выше, для защиты парового поля целесообразно осуществлять гребнистую вспашку, позволяющую задержать сток талой воды, щелевание почвы на глубину до 5060 см, которое также способствует сокращению стока и накоплению запасов влаги.
Следует заметить, что ко времени за-
вершения вегетации озимой пшеницы и окончания формирования урожая наибольшее количество продуктивной влаги в слое почвы 0-150 см израсходовано паровой озимой пшеницей, имеющей более мощную корневую систему. Однако количество израсходованной воды на единицу произведённой продукции (коэффициент водопотребления) у паровой озимой пшеницы значительно ниже - на это указывает баланс продуктивной влаги, рассчитанный для озимой пшеницы, размещённой по различным предшественникам в севооборотах (табл. 3).
Таблица 3 - Баланс продуктивной влаги и коэффициент водопотребления озимой пшеницы, размещённой по разным предшественникам
(среднее за 14 лет)
Уровень Запас продуктив- Осадки, Общий Общий вы- Коэффициент
применения ной влаги, мм мм расход ход сухого водопотреб-
удобрений посев уборка влаги, мм в-ва, ц/га ления
1 2 3 4 5 6 7
Озимая пшеница по пару
0 153,0 104,6 508,3 556,7 83,2 669,1
2 158,0 108,3 508,3 558,6 98,3 568,3
12
1 2 3 4 5 6 7
Озимая пшеница по озимой пшенице
0 91,4 111,1 502,3 488,6 43,3 1121,4
2 91,0 112,8 508,3 486,5 68,8 707,1
Озимая пшеница по гороху
0 92,4 104,5 508,3 496,2 68,9 720,2
2 94,9 101,6 508,3 501,6 87,7 571,9
С >зимая пшеница по кукурузе на силос
0 107,3 101,9 508,3 513,7 59,0 870,7
2 93,8 100,0 508,3 502,0 82,0 612,2
Показатели общего расхода влаги озимой пшеницей, размещённой по пару и непаровым предшественникам, различаются, но не столь существенно, как показатели водопотребления на производство единицы продукции в среднем, коэффициент во-допотребления озимой пшеницы паровой значительно ниже (на 21,1 %) в сравнении с этим показателем по непаровым предшественникам, и ещё ниже (на 49,7 %) в сравнении с озимой пшеницей, размещённой по озимым.
И хотя общий расход влаги паровой озимой пшеницей достаточно высок - отнесённый к единице произведённой продукции он самый низкий. Это говорит о высокой продуктивности парового поля и более «экономном» расходовании на нём влаги при выращивании урожая.
Корневые системы полевых культур
прежде других органов растения реагируют на изменившиеся условия, особенно на важнейшие из почвенных факторов - почвенную влагу и плотность почвы. Так, преобладание влаги в верхних слоях почвы обуславливает приповерхностное размещение основной массы корней. При достаточном увлажнении всей толщи почвы корневые системы значительную часть скелетных и усваивающих элементов закладывают в более глубоких, обеспеченных влагой слоях. Влага и её распределение в почвенных слоях является хотя и не единственным, но основным фактором формирования корневой системы. Так, озимая пшеница, высеянная по пару и непаровым предшественникам, имеет различный габитус и различное расположение корней в почве (табл. 4).
Таблица 4 - Расположение в почве корневой системы озимой пшеницы, высеянной по пару и непаровому предшественнику со свойственной им обработкой
почвы (фаза начала выхода в рубку), %
Предшественник и обработка почвы Слой почвы, см
0-10 10-20 20-30 30-50 глубина 50
Пар чистый, отвальная вспашка на 25-27 см 28,3 29,4 22,9 9,3 10,2
Озимая пшеница, дискование на 8-10 см 46,1 32,2 13,8 3,4 4,6
При нормальной влагообеспеченности и достаточных запасах почвенной влаги озимая пшеница уже осенью формирует вторичную корневую систему. У паровой озимой пшеницы это осуществлялось в нормальные сроки, как правило, ежегод-
но. У посевов по непаровым предшественникам, особенно у пшеницы по пшенице, сбои в сроках и характере формирования корневой системы не были редкостью.
13
Одним из основных качеств корневой системы озимой пшеницы и других культур севооборота (но в разной степени) является их пластичность в отношении условий возделывания. Пластичность корневой системы позволяет ей относительно нормально формироваться и функционировать в изменившихся условиях. Прежде всего -это дефицит почвенной влаги. Если он имеет место в более глубоких слоях почвы, корневая система формируется приповерхностно, зачастую увеличивая объём использования почвы. При этом меняется габитус корневой системы, соотношение усваивающих элементов и скелетной части. Это позволяет растению пережить неблагоприятные сложившиеся условия и сформировать устойчивый урожай.
Поскольку благоприятные для формирования корневой системы растения условия влагообеспеченности и плотности почвы зачастую определяются способом и глубиной обработки почвы, пластичность корневых систем культур севооборота в определённых пределах может служить основанием осуществления энергосберегающей обработки без ухудшения параметров продуктивности и показателей почвенного плодородия.
Одним из основных итоговых показателей оценки севооборота и технологии производства земледельческой продукции является его продуктивность. В данном случае наиболее высокой продуктивностью за весь период использований отли-
чался севооборот «Б» со сбалансированной структурой посевов и оптимальной для данных условий долей чистого пара и многолетних трав. Преимущество его по продуктивности составило от 13 до 18%.
Севооборот с завышенной долей чистого пара (севооборот «А») обладал значительно меньшей продуктивностью, а севооборот с повышенной долей многолетних трав (севооборот «В»), уступая по продуктивности, был наиболее устойчив к эрозионным процессам и непродуктивным потерям влаги.
В целом же освоение полевых севооборотов в эрозионноопасных условиях, наделение их почвозащитными свойствами позволило почвенную влагу в этих условиях из фактора разрушительного превратить в значительной мере в фактор созидательный и тем повысить показатель продуктивности эродированной пашни.
В заключение следует сказать, что вряд ли можно согласиться с мнением, бытующим у отдельных специалистов, о том, что эрозионно-опасными землями следует заниматься не в первую очередь. Каждый гектар земельных угодий, а тем более пашни, необходимо сделать максимально продуктивным при соблюдении разумной экономии энергетических и материальных ресурсов и экологического равновесия.
Это один из принципов адаптивно-ландшафтных систем земледелия, и почвенная влага занимает в нём определяющее положение.
УДК 581.55:519.24
СТАТИСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОБИОЦЕНОЗОВ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ТЕПЛОВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТИ
Ильинская И.Н., д. с.-х. н., зав. отделом земледелия ГНУ Донской НИИСХ
Агроэкосистема представляет собой экосистему элементарной единицы агроландшафта, занятой искусственным фитоценозом. Основной особенностью агроэкосистем в условиях засу-
хи является их низкая устойчивость, для поддержания которой требуется целенаправленная антропогенная деятельность.
Задачи оптимизации продуктивности агроэкосистем требуют учета количест-
14
