CC BY
87
ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, АГРОХИМИЯ, МЕЛИОРАЦИЯ
УДК 631. 872: 631. 874
Последействие сидератов и соломы в севообороте Дзюин Александр Герценович, кандидат с.- х. наук, вед. научный сотрудник, Дзюин Герцен Петрович, кандидат с.- х. наук, вед. научный сотрудник ФГБНУ Удмуртский НИИСХ, с. Первомайский, Удмуртская Республика, Россия
E-mail: [email protected]
Исследования проводили в условиях Удмуртской Республики на дерново-подзолистой среднесуг-линистой почве. В 1976-1980 гг. изучали в трех разных звеньях севооборотов глубину заделки соломы в почву. В 2001-2008 гг. - влияние биоресурсов на продуктивность севооборота. Цель работы - изучить длительность последействия сидератов и соломы в различных звеньях и адаптивных севооборотах. На слабоокультуренной дерново-подзолистой почве солома озимой ржи при заделке в почву на глубину 14-16 см в дозе 5,0-5,5 т/га в сочетании с минеральными удобрениями N120P120K90 проявила последействие на второй культуре звена севооборота - озимой ржи. При заделке на глубину 20-22 см ее последействие отмечено лишь в годы с достаточной обеспеченностью влагой. На окультуренной почве последействие соломы за ротацию 8-польного севооборота при 2-разовом ее внесении в сочетании с азотом (под яровые культуры - N30 и N60, под озимую рожь - N60 и N75) на фоне РК по 40-60 кг/га (в зависимости от культур) снизилось, но полностью не прекратилось. После прохождения полной ротации севооборота солома в последействии увеличила урожайность зеленой массы однолетних трав: на унавоженном фоне с первой и второй дозами азота на 14,6-19,5%, на фоне без навоза со второй дозой азота - на 23,6%. На третьих культурах - ячмене и овсе последействие соломы достоверно снизилось на 0,34 т/га по мелкой и 0,20 т/га по глубокой обработке. Снижение последействия викоовсяного сиде-рата на фоне без навоза началось при 2-летнем возделывании клевера с четвертой культуры, 1-летнем использовании клевера - с 3-й культуры севооборота. На фоне навоза его последействие не выявлено. Снижение последействия клеверного сидерального пара за ротацию севооборота до полного прекращения на последней культуре - овсе отмечено на обоих с навозом и без навоза фонах.
Ключевые слова: севооборот, сидеральный пар, солома, последействие
По использованию сидератов и соломы в качестве удобрения имеется большое количество публикаций, которые в основном посвящены изучению их эффективности в прямом действии. Попадая в почву, зеленое удобрение быстро минерализуется, нормализует микробиологические процессы и снимает почвоутомление за один вегетационный период [1]. Заделка пожнивных и промежуточных посевов способствует улучшению агрохимических и агрофизических свойств, усиливает аммонификацию и нитрификацию в почве, увеличивает урожайность последующих культур [2]. Сидеральные культуры, особенно бобовые, обогащают почву свежим органическим веществом и биологическим азотом, повышают плодородие почвы [3].
Существенным резервом стабилизации плодородия почвы является солома зерновых культур. В различных почвенно-климати-ческих зонах страны выявлено положительное ее влияние на урожайность культур [4].
При запашке сидерата преобладает минерализация азота, и он непроизводительно теряется. Заделка в почву соломы приводит к им-
мобилизации почвенного азота. Совместное использование сидерата и соломы обеспечивает разложение органического вещества при отношении С^ в пределах (20-30): 1, что заменяет внесение минерального азота [5].
Наши исследования по изучению прямого действия биоресурсов свидетельствуют о положительном их влиянии на продуктивность севооборотов и агрохимические показатели почвы [6]. Особый интерес представляет последействие их на урожайность культур.
Цель исследований — изучить длительность последействия сидератов и соломы в различных звеньях и адаптивных севооборотах.
Материал и методы. Исследования проводили в 1976-1980 гг. (опыт 1) и 20012008 гг. (опыт 2). В 1 опыте измельченную солому в количестве 5,5 т/га заделывали под лемешное лущение на глубину 14-16 см и под вспашку - 20-22 см. Действие соломы изучали в звеньях севооборотов: 1. Горох, озимая рожь, ячмень. 2. Ячмень, озимая рожь, овес. 3. Кукуруза, ячмень, овес. Общим фоном вносили Р120К90. Осенью для разложения соломы - аммиачную селитру в дозах N60, N90 и
бесподстилочный навоз, эквивалентный дозе N60. Весной во всех вариантах применяли азот в дозе N60. Опыт проводили в трех закладках с 4-кратной повторностью. Площадь делянки -112 м2. Почва - дерново-среднеподзолистая среднесуглинистая с агрохимическими показателями до закладки опыта: рН - 5,0-5,1, Нг -3,2-4,0, S - 12,5-13,4 мг-экв./100 г почвы, Р2О5
- 25-68, К2О - 60-128 мг/кг, гумус - 2,1-2,9%.
Во 2 опыте изучали: фактор А - севооборот с видами пара и сидеральными культурами: 1 - севооборот с чёрным паром и двумя годами пользования клевера; 2 - севооборот с занятым паром (вико-овес) и двумя годами клевера; 3 - севооборот с сидеральным паром (вико-овес) и двумя годами клевера; 4 - севооборот с сидеральным паром (вико-овес) и одним годом пользования клевера; 5 - севооборот с сидеральным паром (вико-овес и повторно озимая рожь) и одним годом клевера; 6 - севооборот с сидеральным паром (клевер
1 г.п.) и одним годом клевера. Чередование культур в севооборотах 1-3: пар; озимая рожь; ячмень + клевер; клевер 1 г.п.; клевер 2 г.п.; озимая рожь; ячмень; овёс. В севооборотах 4-6: пар; озимая рожь; ячмень; яровая пшеница + клевер; клевер 1 г.п.; озимая рожь; ячмень и пожнивно озимая рожь на сидерат; овёс. В почву запахали зеленую массу викоовсяной смеси 29,85 т/га, клевера 1 г.п. - 30,05 т/га. Фактор В
- органические удобрения: 1 - без навоза;
2 - навоз 40 т/га. Фактор С - минеральные удобрения, солома озимой ржи 2 раза за ротацию: 1 - без удобрений и соломы; 2 - N1 PK;
3 - N2 PK; 4 - солома; 5 - солома + N1 PK; 6 - солома + N2 Р^ Солома внесена в дозе 5,0-5,5 т/га в объеме выращенного урожая озимой ржи.
Весной вносили сложные удобрения с расчетом: под озимую рожь - Р40К60, ячмень и овёс - Р40К40, яровую пшеницу - Р60К60.. Под яровые культуры применяли азот в дозах N30 и N60, под озимую рожь - N60 и N75, из них N30 до посева, остальные весной в подкормку. При заделке соломы добавляли минеральный азот в дозе 8-10 кг/т соломы. Под клевер удобрения не вносили. Опыт закладывался на двух полях в 2000 и 2001 гг. Повтор-ность опыта - 4-кратная. Площадь первичной делянки - 60 м2. Почва - дерново-среднепод-золистая среднесуглинистая с агрохимической характеристикой: рНка - 5,9, Нг - 1,38-1,56, S -12,7- 14,6 мг-экв./100 г почвы, Р2О5 - 152-280, К2О - 113-116 мг/кг почвы, гумус - 2,3-2,4%.
Результаты и их обсуждение. В 1 опыте мелкая заделка соломы на 14-16 см повышала
урожайность культур в прямом действии в годы с достаточной обеспеченностью влагой, когда складывались лучшие условия для разложения соломы в осенний период. В засушливых условиях урожайность снижалась от внесения соломы. Глубокая ее заделка на 20-22 см обеспечивала более устойчивые прибавки зерна ячменя - 0,34 т/га (НСР05 - 0,29) по сравнению с вариантом без соломы. Из трех закладок опыта только в 1978 г., при обильно выпавших осадках в июле-августе, солома оказала положительное влияние на урожайность зеленой массы гороха.
У второй культуры - озимой ржи после гороха, отмечено положительное последействие соломы на ее урожайность. Прибавка зерна при мелкой заделке соломы составила по сравнению с фоном без соломы 0,35 т/га (НСР05 - 0,29). Очевидно, что минерализация соломы в следующем году продолжалась. При глубокой заделке она проявила положительное последействие только на первой закладке опыта, в 1976 г., когда в течение лета в почве накопилось достаточное количество продуктивной влаги. Во 2-м последействии урожайность третьих культур в среднем по сравнению с фоном без соломы снизилась на 0,34 т/га (НСР05 - 0,336) по мелкой и на 2,0 т/га (НСР05 - 1,70) по глубокой заделке.
В 8-польном севообороте (опыт 2) последействие биоресурсов - навоза, сидератов, соломы на биологическую активность почвы значительно ослабло. Процессы аммонификации и нитрификации развивались за счёт ежегодно оставшихся в почве растительных остатков, минеральных удобрений и повторного использования в 5-м севообороте сидерата - озимой ржи. В то же время проявилось последействие биоресурсов и минеральных удобрений на урожайность горохоовсяной смеси. Урожайность от последействия минеральных удобрений с первой дозой азота увеличилась на фоне без внесения навоза на 8,5%, на фоне навоза -на 13,0% по сравнению с контролем без №К (табл.). Высокое последействие биоресурсов на фоне без навоза сохранилось в варианте со второй дозой азота, прибавка урожая 20,8%.
Солома, как один из факторов биологи-зации севооборота, является медленно действующим органическим удобрением. При внесении в чистом виде её последействие на урожайность зеленой массы однолетних трав было слабым, прибавки урожая не достоверны (9,4% на фоне без навоза и 4,9% на фоне навоза). В варианте, где она вносилась в сочетании
с первой дозой азота на фоне без навоза прибавка (7,5%) также не достоверна. На унавоженном фоне прирост зеленой массы составил существенную величину - 14,6%. Достаточно
на высоком уровне проявилось последействие соломы в сочетании с минеральными удобрениями со второй дозой азота - 23,6 и 19,5% соответственно по фонам.
Таблица
Последействие биоресурсов на урожайность зелёной массы однолетних трав (после прохождения полной ротации 8-польного севооборота)
Фон Вариант Среднее по севооборотам 1, 3, 4 и 6
урожайность прибавка урожая
т/га т/га %
Без навоза 1. Без удобрений 10,6 - -
2. N1PK 11,5 0,9 8,5
3. N2РK 12,8 2,2 20,8
4. Солома 11,6 1,0 9,4
5. Солома + N1PK 11,4 0,8 7,5
6. Солома + N2РK 13,1 2,5 23,6
Среднее 11,8 - -
Навоз 1. Без удобрений 12,3 - -
2. NlPK 13,9 1,6 13,0
3. N2РK 13,9 1,6 13,0
4. Солома 12,9 0,6 4,9
5. Солома + N1PK 14,1 1,8 14,6
6. Солома + N2РK 14,7 2,4 19,5
Среднее 13,6 - -
НСР0,5 - 1,3 -
За период 8-летних исследований с использованием биоресурсов в севооборотах было установлено, что сидераты сдерживают процесс подкисления почвы. И только на 9-й год исследований при изучении их последействия стало наблюдаться повышение её кислотности. Солома и минеральные удобрения так же, как и при прямом их действии, способствовали повышению кислотности почвы, увеличилось содержание подвижного фосфора на 20,7% и обменного калия - на 13,4% по сравнению с вариантом без их внесения.
Таким образом, эффективность биоресурсов и минеральных удобрений в последействии ослабло, но полностью не прекратилось. Сидераты (на 9-й год), солома и минеральные удобрения способствовали повышению кислотности почвы. Навоз сдерживал процесс ее подкисления. Все виды биоресурсов и минеральные удобрения повышали содержание подвижного фосфора и обменного калия в почве.
Реакция культур на внесение сидератов была не одинакова. В севообороте с двумя годами пользования клевера на фоне без навоза викоовсяный сидеральный пар (С.3) обеспе-
чил получение достоверных прибавок урожая только первой (озимая рожь) и третьей (клевер 1 г.п.) культур севооборота. Прибавки составили 0,12 и 0,22 т з.е./га (НСР05 - 0,04 и 0,05 т/га) при урожайности 4,19 и 3,36 т з.е./га соответственно по отношению к севообороту 1 (пар черный). Прибавки урожайности последующих культур - клевера 2 г.п., озимой ржи и ячменя были не достоверными. Снижение прибавки урожая объясняется ослаблением последействия сидерата и наличием доступного биологического азота в севообороте с черным паром, накопившемся в результате азот-фиксирующей деятельности клевера.
На фоне внесения навоза обеспеченность элементами питания почвы была выше. Поэтому выращиваемые культуры в севообороте (С.3) не реагировали на внесение сидера-та. Существенное влияние сидераты оказали на урожайность третьей культуры - яровой пшеницы в севообороте 4, обеспечив получение 3,48 т/га зерна с прибавкой 0,34 т/га (НСР05 - 0,06).
В севооборотах с одним годом пользования клевера сидеральные викоовсяные пары
С.4 (вико-овес) и С.5 (вико-овес + озимая рожь под последнюю культуру - овес) на фоне без навоза увеличили урожайность первых двух культур - озимой ржи и ячменя - на 0,11-0,42 т з.е./га (НСР05 - 0,04 т/га). Продуктивность яровой пшеницы снизилась на 0,24-0,25 (НСР05 - 0,17) и клевера 1 г.п. на 0,27-0,31 при НСР05 - 0,28 т з.е./га. Следующие за этими культурами озимая рожь, ячмень и овес обеспечили получение достоверных прибавок с тенденцией снижения к концу ротации севооборота - 0,34; 0,29; 0,25 т/га (С.4) и 0,31; 0,24; 0,0 (С.5). Величина НСР05 по культурам составила 0,12; 0,09 и 0,12 т/га соответственно. На фоне навоза викоовсяные пары (С.4 и С.5) увеличили урожайность первых культур -озимой ржи на 0,15 и 0,08 и ячменя на 0,14 и 0,26 т/га (НСР05 - 0,04) соответственно. Остальные культуры на последействие сидератов не реагировали, превосходило влияние навоза.
Несколько выше прибавка продуктивности, чем в других, в севообороте с клеверным сидеральным паром (С.6): на фоне без навоза 0,13 т з.е./га, на фоне с навозом - 0,17 против 0,05-0,11 т з.е./га (НСР05 - 0,14) в других севооборотах. На низкий прирост продуктивности на фоне без навоза повлияло снижение урожайности яровой пшеницы (- 0,19, НСР05 -0,18 т/га) и клевера 1 г.п. (- 0,48, НСР05 - 0,28 т з.е./га). Тенденция отрицательного последействия клеверного сидерального пара отмечена и по фону навоза на клевере 1 г.п. (- 0,10, НСР05 - 0,28 т з.е./га). Последняя культура (овес) уже не реагировала на последействие сидерального пара. Как показали исследования, в севооборотах сидеральные пары повышали урожайность зерновых культур, но не оказали положительного влияния на урожайность клевера 1 и 2 г.п., а также яровой пшеницы с подсевом клевера вследствие наличия доступного биологического азота под этими культурами.
Заключение. На дерново-подзолистой среднесуглинистой почве последействие соломы озимой ржи, внесенной в дозе 5,5 т/га в сочетании с минеральными удобрениями, проявилось на второй культуре звена севооборота - озимой ржи, в основном при мелкой ее заделке в почву на глубину 14-16 см. При заделке на глубину 20-22 см - только в годы с достаточной обеспеченностью влагой. В засушливых условиях ее последействие снижалось. В 8-польных севооборотах влияние соломы к концу ротации ослабло, но полностью
не прекратилось. После прохождения полной ротации севооборота последействие соломы на урожайность зеленой массы однолетних трав проявилось на унавоженном фоне в сочетании с первой и второй дозами азота (прибавка 14,6-19,5%) и на фоне без навоза в сочетании со второй дозой азота (прибавка 23,6%).
На последействие сидератов в сидераль-ных парах оказывал влияние выращиваемый в севообороте клевер. На фоне без навоза в севооборотах с викоовсяным сидеральным паром при 2-летнем возделывании клевера снижение урожайности отмечено с четвертой культуры, с 1 -летним использованием клевера - с 3-й культуры севооборота. На фоне навоза последействие викоовсяных сидератов не выявилось. Влияние клеверного сидерата на продуктивность севооборота длилось практически в течение всей ротации севооборота. Отсутствие его последействия отмечено на обоих фонах лишь на последней культуре - овсе.
Список литературы
1. Возняковская Ю.М., Попова Ж.П., Петрова Л.Г. Сидеральные удобрения - регуляторы почвенно-микробиологических процессов в условиях почвоутомления // Доклады ВАСХ-НИЛ.1988. № 2. С. 6-9.
2. Кульбида В.В., Артюшенко А.А. Пожнивные посевы на корм и зелёное удобрение // Земледелие. 1991. № 11. С. 50-52.
3. Кормилицын В.Ф. Значение сидерации в воспроизводстве плодородия тёмно-каштановой почвы Поволжья в условиях орошения // Доклады ВАСХНИЛ.1988. № 10. С. 21-24.
4. Емцев В.Т., Ницце Л.К. Влияние соломы на микробиологические процессы в почве при её использовании в качестве органического удобрения // Использование соломы как органического удобрения. М.: Наука, 1980. С. 70-102.
5. Лебедева Т.В., Корягин Ю.В. Поступление и скорость разложения свежей органической массы сидеральных культур // Повышение плодородия почвы в современном земледелии с использованием удобрений и ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур: Первая междунар. конф. Геосети опытов с удобр. и др. агрохим. средствами 18-22 марта 1996 г. Ч.П. М., 1998. С. 41-44.
6. Дзюин А.Г., Дзюин Г.П.. Применение биоресурсов в севообороте // Инновационные технологии возделывания с.-х. культур в Нече-ноземье: сб. докл. Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 75-летию образов. ГНУ Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии 2-4 июля 2013 г. Т. 1. Суздаль, 2013. С. 151-154.
Aftereffect of green manure and straw in crop rotation
Dzyuin A.G., PhD in agriculture, leading researcher, Dzyuin G.P., PhD in agriculture, leading researcher
Udmurt State Agricultural Research Institute. Pervomajskij, Udmurt Republic, Russia
Investigations were carried out in the conditions of the Udmurt Republic on sod-podzolic medium loamy soil. The depth of straw placement into the soil in three different chains of crop rotations was studied in 1976...1980; the influence of bio-resources on productivity of crop rotation - in 2001...2008. The purpose of the work is to study the duration of the aftereffect of green manure and straw in different chains and adaptive crop rotations. On low cultivated sod-podzolic soil winter rye's straw ploughed on a depth 14-16 cm at a dose 5.0.5.5 t/ha in combination with mineral fertilizers N120P120K90 showed aftereffect on winter rye - second crop of chain of crop rotation. At ploughing of straw on a depth 20-22 cm its aftereffect was observed only in years with sufficient availability of moisture. At well cultivated soil the aftereffect of straw reduced per rotation of 8-field crop rotation with twice ploughing of straw in combination with nitrogen (under spring crops - N30 and N60, under winter rye - N60 and N75) on 40-60 kg/ha PK background (depending of crops) but not stopped completely. After completing of full rotation aftereffect of straw ploughing increased productivity of green mass of annual grasses: on the manure background of the first and second doses of nitrogen - by 14.6 to 19.5%; on the background without manure with the second dose of nitrogen - by 23.6%. Aftereffect of straw significantly decreased on third cultures - barley and oats by 0.34 t/ha on light and by 0.20 t/ha on deep cultivation. Decrease of aftereffect of vetch-oats green manure on the background without manure began at 2-year cultivation of clover with a fourth culture; at 1 -year use of clover - with the 3rd culture. On the background of manure aftereffect of straw is not revealed. Lowering of aftereffect of clover green manure fallow for the crop rotation till full cessation in the last culture - the oats is marked on both manure and without manure backgrounds.
Key words: crop rotation, green manure fallow, straw, aftereffect
References
1. Voznyakovskaya Yu.M., Popova Zh.P., Petrova L.G. Sideral'nye udobreniya - regulyatory pochvenno-mikrobiologicheskikh protsessov v usloviyakh pochvoutomleniya. [Green manures -regulators of soil-microbiological processes in the conditions of soil fatigue]. Doklady VASKhNIL. 1988. no. 2. pp. 6-9.
2. Kul'bida V.V., Artyushenko A.A. Pozh-nivnye posevy na korm i zelenoe udobrenie. [Stubbly crops for forage and green manure]. Zemledelie. 1991. no.11. pp. 50-52.
3. Kormilitsyn V.F. Znachenie sideratsii v vosproizvodstve plodorodiya temno-kashtanovoj pochvy Povolzh'ya v usloviyakh orosheniya. [The value of green manuring in reproduction fertility of dark-chestnut soil of the Volga region under irrigation conditions]. Doklady VASKhNIL.1988. no. 10. pp. 21-24.
4. Emtsev V.T., Nitstse L.K. Vliyanie solomy na mikrobiologicheskie protsessy v pochve pri ee ispol'zovanii v kachestve organicheskogo udobreniya. [Influence of straw on microbiological processes in the soil when used as an organic fertilizer]. Ispol'zovanie solomy kak organicheskogo udobreniya. [The use of straw as organic fertilizer]. Moscow: Nauka, 1980. pp. 70-102.
5. Lebedeva T.V., Koryagin Yu.V. Postuplenie i skorost' razlozheniya svezhej organicheskoj massy sideral'nykh kul'tur. [Input and rate of decomposition of fresh organic mass of green manure crops]. Povyshenie plodorodiya pochvy v sovre-mennom zemledelii s ispol'zovaniem udobrenij i resurso-sberegayushchikh tekhnologij vozdelyvaniya sel'sko-khozyaystvennykh kul'tur: Pervaya mezhdunar. konf. Geoseti opytov s udobr. i dr. agrokhim. sredstvami 1822 marta 1996 g. [Improvement of soil fertility in modern agriculture with the use of fertilizers and resource-saving technologies of cultivation of agricultural crops: The First International Conference GeoNetwork experiments with fertilizers and agro-chemical products]. Moscow, 1998. Vol. II. pp. 41-44.
6. Dzyuin A.G., Dzyuin G.P. Primenenie bio-resursov v sevooborote. [The use of biological resources in crop rotation]. Innovatsionnye tekhnologii vozdelyvaniya s.-kh. kul'tur v Nechenozem'e: sb. dokl. Vseros. nauch.-prakt. konf., posvyashch. 75-le-tiyu obrazov. GNU Vladimirskij NIISKh Rossel'-khozakademii 2-4 iyulya 2013 g. [Innovative technologies of cultivation of agricultural crops in Non-Chernozem zone: collection of the All-Russian scientific-practical conference dedicated to the 75th anniversary of Vladimir Agricultural Research Institute of the RAAS]. Suzdal', 2013. Vol. 1. pp. 151-154.
