Приемы биологизации в севооборотах Нижнего Поволжья Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

ПЛОДОРОДИЕ

УДК 631 .S82:631.4S2 (470.44/.47)

Приемы биологизации в севооборотах Нижнего Поволжья

А.И. БЕЛЕНКОВ, доктор сельскохозяйственных наук

Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева E-mail: [email protected] А.В. ЗЕЛЕНЕВ, доктор сельскохозяйственных наук Волгоградский государственный аграрный университет E-mail: Zelenev.A@bk. ru Б.О. АМАНТАЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук Южно-Казахстанский государственный университет (Казахстан)

E-mail: [email protected]

Применение на каштановой и светло-каштановой почвах приемов биологизации способствовало снижению потерь органического вещества, увеличению массы поступавших в почву основных элементов питания, а также стабилизировало выход зерна, кормовых единиц и переваримого протеина в севооборотах Нижнего Поволжья.

Ключевые слова: приемы биологи-зации, севооборот, органическое вещество, элементы питания, выход в севооборотах зерна, кормовых единиц и переваримого протеина.

Одним из недостатков современного земледелия является недооценка биологических факторов и приемов обеспечения устойчивого функционирования агроэкосистем, что приводит к обострению экологических проблем, требующих значительных изменений применяемых агротехнологий.

Повысить эффективность полевых севооборотов предлагается на основе применения достаточно известных приемов биологизации земледелия - запашки в почву сидеральной массы, пожнивно-корневых остатков многолетних трав, соломы озимых

культур, листостебельной массы кукурузы, навоза и их сочетаний,зеленой массы сорных растений, способствующих активизации почвенной биоты [I, 2].

В 1993-2005 гг. были проведены комплексные исследования приемов биологизации севооборотов в ОПХ «Камышинское» Нижне-Волжского НИИ сельского хозяйства, учхозе «Горная Поляна» Волгоградского ГАУ (ранее ВГСХА) на территории Волгоградской области, Прикаспийском НИИ аридного земледелия в Астраханской области. Почва опытных участков - каштановая и светло-кашта-

новая тяжелосуглинистая со средним содержанием гумуса 1,5- 2,0 % и снижением его от первого объекта к последнему [3, 4]. Схемы изучаемых севооборотов в полевых опытах представлены в таблице 1.

В учхозе ВГСХА солому озимой пшеницы и сидераты после предварительного измельчения заделывали в почву. Годичный перелог в севообороте 5 представлял собой незасеянные делянки, зарастаемые естественной сорнополевой растительностью, ежегодно запахиваемой в почву.

В Прикаспийском НИИАЗ солому озимой ржи полностью запахивали, сидераты использовали так же, как и в учхозе, из многолетних трав высевали смесь эспарцета и житняка, которую убирали на корм в первые годы жизни, последний укос трав 2 г.п. запахивали под просо.

В ОПХ «Камышинское» солому

I. Схемы полевых опытов

Вариант

Чередование культур в севооборотах

10

Учхоз «Горная Поляна» ВГСХА (1993-199S гг.) Пар черный - озимая пшеница - нут - ячмень (контроль) Пар черный - озимая пшеница - нут - ячмень с донник - донник (сидерат)

Пар черный - озимая пшеница - нут - ячмень - горчица (сидерат) Пар черный - озимая пшеница - нут - ячмень - горох с овес (сидерат) Пар черный - озимая пшеница - нут - ячмень - годичный перелог

Прикаспийский НИИ аридного земледелия (1993-1999 гг.) Пар черный - озимая рожь - сорго на зерно - ячмень (контроль) Пар черный - озимая рожь - сорго на зерно - ячмень с горчица (сидерат) Пар черный - озимая рожь - сорго на зерно - ячмень с горохово-овсяная смесь (сидерат)

Пар черный - озимая рожь - сорго на зерно - ячмень с донник - донник (сидерат)

Пар черный - озимая рожь - ячмень с многолетние травы - мн. травы I г.п. - мн. травы 2 г.п. - просо

ОПХ «Камышинское» НВ НИИСХ (199S-200S гг.) Пар черный - озимая рожь - яровая пшеница - ячмень (контроль) Пар черный - озимая рожь - кукуруза на зерно - ячмень Пар черный - озимая рожь - кукуруза на зерно - кукуруза на зерно Пар черный (навоз, 40 т/га) - озимая рожь - просо - ячмень Пар черный - озимая рожь - горох - кукуруза на зерно - ячмень Пар черный - озимая рожь - просо - ячмень с донник - донник (сидерат) Пар черный - озимая рожь - горох - кукуруза на зерно - ячмень с донник

- донник (сидерат)

Пар черный - озимая рожь - ячмень с донник - донник (сидерат) -яровая пшеница - кукуруза на зерно

Пар черный - озимая рожь - горох - яровая пшеница - кукуруза на зерно

- ячмень с эспарцет - эсп. I г.п. - эсп. 2 г.п.

Пар черный - озимая рожь - ячмень с эспарцет - эсп. I г.п. - эсп. 2 г.п. -яровая пшеница - горох - кукуруза на зерно

со ф

2 л

Ф

Ь

ф

л

s

ф

N> О

озимой ржи и листостебельную массу кукурузы после уборки культур измельчали и запахивали в почву. Донник в фазе бутонизации скашивали, а зеленую массу измельчали и заделывали в верхний слой почвы, осенью донник запахивали в виде сидерата под черный пар или яровую пшеницу. После уборки на сено эспарцета 2 г.п. его пожнивно-кор-невые остатки запахивали под черный пар или яровую пшеницу.

Среднегодовая сумма осадков в Волгоградской области составляет 32S мм, в Астраханской - 289 мм. Годы исследований 1993, 1997, 2002, 2003, 2004 были влажными, 1994, 2000, 2001 - средними по количеству осадков, 199S, 1996, 1998, 1999, 200S - острозасушливыми.

Принцип биологизации земледелия предполагает эффективное и комплексное использование растительных остатков, сидератов, многолетних трав и навоза как средств новообразования органического вещества почвы, прежде всего, гумуса. В этом отношении, по результатам ранее проведенных исследований, следует выделить навоз и многолетние травы. Известна положительная роль сидератов, в частности донника. Весьма значимым резервом попол-

нения органического вещества оказалось использование листостебель-ной массы кукурузы и соломы зерновых культур. Следует учитывать и положительное влияние однолетних сидератов(горчицы и горохоовсяной смеси), а также возможное использование годичного перелога, выросшие на котором сорные растения заделываются в почву [4, S].

В наших исследованиях проведен расчет баланса органического вещества, поступающего в слой почвы 030 см по вариантам опытных севооборотов (табл. 2).

В учхозе «Горная Поляна» и Прикаспийском НИИАЗ наибольшую массу органического вещества обеспечивали запашка соломы озимых, си-деральной массы донника и укоса многолетних трав. Промежуточное положение занимали однолетние сидераты, менее всего в почву поступало растительных остатков от сорняков. В среднем разница с контролем по количеству возвращенного органического вещества на обоих объектах исследований составила от S до 38 %. Первая цифра соответствует варианту с одногодичным перелогом в учхозе, вторая - севообороту с многолетними травами в Прикаспийском НИИАЗ.

В ОПХ «Камышинское» наибольшее количество растительных остатков возвращалось в пахотный слой почвы в четырехпольных севооборотах 3 и 4 с двумя полями кукурузы на зерно и с внесением навоза - соответственно 3,76 и 3,48 т/га. В севооборотах с донником на сидерат под черный пар (варианты 6, 7) и под яровую пшеницу (вариант 8) масса поступавших в почву растительных остатков была выше, чем на контроле, соответственно на 21,6; 28,8 и 29,1 %. Причем, наибольший возврат органического вещества в почву обеспечивался не в пятипольном, а шестипольных севооборотах с кукурузой на зерно, листостебель-ная масса которой запахивалась. Масса органического вещества, поступавшего в почву в восьмипольных севооборотах с эспарцетом, больше по сравнению с контролем на 11,812,9 %, но меньше, чем в севооборотах с донником.

Помимо органического вещества в почву поступали также основные элементы питания в результате минерализации растительных остатков севооборотов. В учхозе «Горная Поляна» максимальное количество азота, фосфора и калия в пахотном слое установлено в севообороте 4 с

2. Круговорот органического вещества по вариантам опытных севооборотов, т/га

Вариант Приемы биологизации Образовано Отчуждено* Возвращено**

Учхоз «Горная Поляна» (1993-1995 гг.)

I Солома озимой пшеницы (контроль) 3,31 1,67 2,64

2 Солома озимой пшеницы, горчица на сидерат 4,10 1,33 2,77

3 Солома озимой пшеницы, горохово-овсяный сидерат 4,44 1,42 3,02

4 Солома озимой пшеницы, донник на сидерат 4,69 1,55 3,14

5 Солома озимой пшеницы, годичный сорнополевой перелог 4,06 1,31 2,75

Прикаспийский НИИ аридного земледелия (1993-1999 гг.)

I Солома озимой ржи (контроль) 3,89 1,53 2,36

2 Солома озимой ржи, горчица на сидерат 3,96 1,16 2,80

3 Солома озимой ржи, горохово-овсяный сидерат 4,32 1,23 3,09

4 Солома озимой ржи, донник на сидерат 4,56 1,39 3,17

5 Солома озимой ржи, многолетние травы 4,76 1,50 3,26

ОПХ «Камышинское» НВ НИИСХ (1995-2005 гг.)

I Солома озимой ржи (контроль) 3,92 1,82 2,10

2 Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы 4,91 1,91 3,00

3 Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы 5,37 1,61 3,76

4 Навоз, солома озимой ржи 5,86 2,38 3,48

5 Солома озимой ржи, листостебельная масса кукурузы 4,32 1,86 2,46

6 Донниковый сидерат, солома озимой ржи 4,32 1,64 2,68

7 Донниковый сидерат, солома озимой ржи, листостебельная 4,63 1,68 2,95

масса кукурузы

8 Донниковый сидерат, солома озимой ржи, листостебельная 4,65 1,69 2,96

масса кукурузы

9 Пожнивно-корневая, листостебельная масса эспарцета 4,48 2,07 2,41

и кукурузы, солома озимой ржи

10 Пожнивно-корневая, листостебельная масса эспарцета 4,37 1,99 2,38

и кукурузы, солома озимой ржи

* Органическое вещество, отчуждаемое в виде зерна, зеленой массы многолетних трав, соломы ячменя, сорго и проса.

** Возвращено в слой почвы 0-30 см.

24

3. Продуктивность различных вариантов севооборотов

Вариант Выход с 1 га, т

Приемы биологизации зерно корм. ед. переваримый протеин

Учхоз «Горная Поляна» (1993-1995 гг.)

I Солома озимой пшеницы 0,85 1,23 0,103

2 Солома, горчичный сидерат 1.05 1,52 0,128

3 Солома, горохово-овсяный сидерат 1,14 1,65 0,138

4 Солома, донниковый сидерат 1,20 1,74 0,146

5 Солома, масса сорных растений 1,02 1,47 0,123

нср05 0,27 0,31 0,033

Прикаспийский НИИ аридного земледелия (1993-1999 гг.)

I Солома озимой ржи 0,74 1,07 0,090

2 Солома, горчичный сидерат 1,01 1,47 0,123

3 Солома, горохово-овсяный сидерат 1,11 1,61 0,134

4 Солома, донниковый сидерат 1,17 1,69 0,142

5 Солома, масса многолетних трав 1,33 1,81 0,151

нср05 0,25 0,38 0,042

ОПХ «Камышинское» НВ НИИСХ (1995-2005 гг.)

I Солома озимой ржи 1,01 1,46 0,122

2 Солома, листостебельная масса 1,37 1,87 0,135

кукурузы 1,56 1,96 0,142

3 Солома, листостебельная масса 1,46 1,97 0,153

4 Навоз, солома 1,19 1,71 0,145

5 Солома, листостебельная масса 1,03 1,37 0,107

6 Сидерат донника, солома

7 Сидерат, солома, листостебельная масса 1,12 1,56 0,133

8 Сидерат, солома, листостебельная масса 1,09 1,51 0,118

9 Пожнивно-корневая и листостебельная масса эспарцета и кукурузы, солома 0,94 1,62 0,168

10 Пожнивно-корневая и листостебельная масса эспарцета и кукурузы, солома 0,91 1,57 0,162

нсро5 0,15 0,04 0,006

донником на сидерат - соответственно 30,2; 12,8 и 28,2 кг/га (на контроле - 11,0; 3,9 и 13,6 кг/га). В других вариантах азота поступило в почву 28,8-29^ кг/га, фосфора -10,0-10,9, калия - 24,3-27,1 кг/га. Большие показатели соответствуют варианту 3 с горохово-овсяной смесью, меньшие - варианту S с годичным перелогом, вариант 2 с горчицей на сидерат занимает промежуточное положение.

В условиях Прикаспийского НИИ аридного земледелия ситуация складывалась следующим образом. Больше всего в почву возвращалось элементов минерального питания в севооборотах с донником и многолетними травами на сидерат: азота - 30,4 и 30,8, калия - 31,0 и 31,9 кг/га. По фосфору эти варианты несколько уступали (8,8-8,7 кг/га) севообороту 3 с горчицей на сидерат (10,0 кг/га). В вариантах с однолетними сидера-тами (горчицей и горохово-овсяной смесью) поступление в почву азота и калия было ниже на 2^ кг/га. На контроле содержание в пахотном слое азота, фосфора и калия соста-

вило соответственно 21,3; 3,0 и 22,2 кг/га.

В ОПХ «Камышинское» наибольшее количество азота, фосфора и калия (48,1; 18,9 и S4,2 кг/га) возвращалось в пахотный слой в четырехпольном севообороте 4, в котором в почву вносился навоз и солома озимой ржи. В четырехпольном севообороте 3 с двумя полями кукурузы на зерно с запашкой всей ее листос-тебельной массы и соломы озимой ржи поступало азота 28Д фосфора - 12,4 и калия - 39,9 кг/га. В шестипольном севообороте, где в почву запахивали донник, листостебель-ную массу кукурузы и солому озимой ржи, - соответственно 28,7; 10,2 и 28,0 кг/га. В восьмипольных севооборотах с эспарцетом, в которых помимо его пожнивно-корневых остатков в почву заделывали солому озимой ржи и листостебельную массу кукурузы, возвращалось в пахотный слой азота - 23,1-23,9, фосфора -7,6-7,9 и калия - 21^-21,9 кг/га.

Для оценки севооборотов проводили расчеты выхода зерна, кормовых единиц и переваримого протеи-

на с 1 га пашни (табл. 3).

В учхозе «Горная Поляна» максимальные значения этоих показателей получены в варианте 4 с донником, далее в порядке убывания следуют севообороты с однолетними сидера-тами, перелогом и контрольный. Математически достоверна разница между контролем и третьим, а также четвертым вариантами.

На опытном поле ПНИИАЗ наибольший выход зерна, кормовых единиц и пераваримого протеина зафиксирован в варианте S с многолетними травами, севообороты с донником и однолетними сидерата-ми несколько уступали ему, но превосходили контроль. Различия внутри биологизированных севооборотов не существенны, поскольку не превышают величину НСР.

В ОПХ «Камышинский» наибольший выход зерна с 1 га севооборотной площади обеспечивался в варианте 3 с двумя полями кукурузы на зерно - 1^6 т/га, а в варианте с навозом он был на 0,1 т/га меньше. Среди вариантов с донником на си-дерат самый высокий выход зерна (1,12 т/га) отмечен в шестипольном севообороте 7, где его заделывали в черном пару.

Наиболее высокий выход кормовых единиц обеспечивался в четырехпольных севооборотах 3 и 4 с двумя полями кукурузы и с внесением навоза - соответственно 1,96 и 1,97 т/га. В двух шестипольных севооборотах с донником на сидерат этот показатель был выше по сравнению с контролем на 6,4 и 3,3 %, а в восьмипольных севооборотах с эспарцетом - на 9,9 и 7,0 %.

Самый высокий выход переваримого протеина отмечался в севооборотах 9 и 10 с эспарцетом - соответственно на 24,7 и 27,4 % выше по сравнению с контролем. Максимальная величина переваримого протеина среди вариантов с донником на сидерат установлена в шестипольном севообороте при запашке его под черный пар - 0,133 т/га.

Таким образом, применение в севооборотах Нижнего Поволжья приемов биологизации (возделывание е однолетних культур и донника на си- 2 дерат, использование соломы ози- е мых зерновых, листостебельной и е пожнивно-корневой массы кукурузы, е растительных остатков многолетних трав, сорных растений в качестве 1 одногодичного перелога, навоза и их м сочетаний) способствует увеличению 1

£

2S

УДК 631.582:631.8(470.13)

Комплексное применение удобрений в кормовом севообороте

на дерново-подзолистой почве

возврата органического вещества и элементов питания в почву, стабилизации выхода зерна, кормовых единиц и переваримого протеина с I га севооборотной площади.

Литература

1. Беленков А.И., Зеленев A.B. Биоло-гизированные севообороты и плодородие каштановых почв Нижнего Поволжья// Известия ТСХА, 2008. - № 2. - С. 18-24.

2. Плескачев Ю.Н., Холод A.A., Шия-нов K.B. Полевые севообороты, обработка почвы и борьба с сорной растительностью в Нижнем Поволжье: Монография. - М.: Изд-во «Вестник РАСХН», 2012. -357 с.

3. Зеленев A.B. Полевые севообороты Нижнего Поволжья//Аграрная наука, 2008. - № 12. - С. 10-12.

4. Плескачев Ю.Н., Сухов А.Н., Мисю-ряев В.Ю. О севооборотах в Нижнем По-волжье//Земледелие, 2013. - № 2. - С. 3-5.

5. Зеленев A.B., Зеленева И.П. Эффективность биологизированных севооборотов Нижнего Поволжья//Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование, 2010. - № 4(20). - С. 62-68.

Статья поступила в редакцию 27.03.2013

Methods of biologization in crop rotations of Lower Volga region

A.I. Belenkov, A.V. Zelenev,

B.O. Amantaev

Application of methods of biologization on chestnut and light chestnut soils helped to J reduce loss of organic matter and increase © inflow for major nutrients, as well as T_ stabilize the output of grain, feed units and s} digestible protein in crop rotations of Lower

Volga region. s Keywords: methods of biologization, crop <!> rotation, organic matter, nutrients, yield of a> grain, feed units and digestible protein in 1 crop rotations.

v m

m ■

26

H.T. ЧЕБОТАРЕВ, доктор сельскохозяйственных наук

A.А. ЮДИН, кандидат экономических наук

НИИ сельского хозяйства Республики Коми E-mail: [email protected]

B.Н. БУБНОВА, кандидат сельскохозяйственных наук

Коми филиал Вятской государственной сельскохозяйственной академии E-mail: audin@rambler. ru

В длительном полевом опыте на дерново-подзолистой среднеокультуренной почве изучено влияние органических и минеральных удобрений на агрохимические свойства почвы, урожайность и качество культур кормового севооборота.

Ключевые слова: минеральные и органические удобрения, севооборот, урожайность, плодородие почвы, картофель, травы.

Многочисленными исследованиями установлено,что при длительном применении минеральных удобрений свойства почв ухудшаются [1-7]. Это объясняется поглощением почвой катионов, входящих в состав удобрений, и подкислением почвенного раствора в результате вытеснения из поглощающего комплекса водорода и алюминия, а также физиологической кислотности азотных и калийных удобрений. При внесении минеральных удобрений с добавками для нейтрализации их физиологической кислотности на фоне навоза или известкования кислотность почв не только не увеличивается, а в ряде случаев и снижается, что способствует благоприятному росту и развитию большинства растений.

Исследования по использованию органических и минеральных удобрений в кормовом севообороте проводили в 1978-2011 гг. на дерново-подзолистой легкосуглинистой сред-неокультуренной почве по методике [8]. Агрохимические показатели почвы и схема опыта приведены в

таблице I. Кормовой севооборот имел следующее чередование культур: картофель - викоовсяная смесь с подсевом многолетних трав - многолетние травы I г.п. - многолетние травы 2 г.п. - однолетние травы -картофель.

Органическое удобрение в виде торфонавозного компоста (ТНК) вносили под картофель. Средние агрохимические показатели ТНК были следующими: рНсол - 7,2-7,5; сухое вещество - 26-30 %; зольность - 2022 %; содержание общего азота -0,52-0,60 %, общего фосфора -0,50-0,56 %, общего калия - 0,420,48 %. Для восполнения выноса элементов питания растениями ежегодные дозы минеральных удобрений составили: под картофель - N60P30K1S0, викоовсяную смесь - N40P32K116, многолетние травосмеси - N40P32K108. Использовали также пониженные их дозы (1/2 и 1/3 часть от полной дозы). Планируемая урожайность зеленой массы викоовсяной смеси - 200, многолетних трав - 150, картофеля - 150 т/га.

В результате длительных исследований установлено, что удобрения оказали существенное влияние на изменение основных агрохимических свойств дерново-подзолистой почвы (табл. 1). Повышение содержания гумуса по сравнению с исходным количеством было наиболее значительным при внесении одного компоста (на 0,3-0,4 %) и совместном его применении с минеральными туками (на 0,3-0,5 %). При внесении одних минеральныхудобрений(во всех дозах) содержание гумуса в почве снизилось до 2,1-2,2 %, что на 0,20,3 % меньше, чем в начале опыта. Это указывает на то, что минерализация гумуса опережала его гумификацию из-за недостаточных объемов поступления в почву органического вещества в виде торфонавозного компоста и пожнивно-корневых остатков возделываемых культур.

Важным положительным результатом наших исследований является то, что в варианте без удобрений