CC BY
64
Аграрная наука Евро-Северо-Востока, № 5 (42), 2014 г. УДК 631.582 : 631.51.
Промежуточные культуры в полевых севооборотах Кировской области
Людмила Михайловна Козлова, доктор с.-х. наук, ст. научный сотрудник, зав. отделом,
Анна Валерьевна Денисова, мл. научный сотрудник ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока», г. Киров, Россия
E-mail: [email protected]
Исследования показали, что в условиях центральной зоны Кировской области возможно возделывание промежуточных культур - редьки масличной, горчицы белой, рапса ярового в поукосных и пожнивных посевах. После уборки основных культур (зерносмесей на сенаж и озимой ржи на зерно) остается 49-65 дней с положительными температурами и суммой тепла 700-800. За это время выпадает 100-150 мм и более осадков, ГТК составляет 1,1-1,4, что является достаточным для роста и развития промежуточных культур и получения их урожайности в поукосных посевах 6,51-8,41 т/га, в пожнивных посевах - 1,20-1,80 т/га с.в. В сумме по звену «зерносмесь + поукосная культура - яровые зерновые» можно получить до 16,68 т/га с.в., при использовании которого на сидерат почва пополняется органическим веществом. При использовании продукции в этих звеньях на корм дополнительно получаем 3,84-4,96 тыс. корм. ед. При посеве крестоцветных культур после уборки озимой ржи на зерно полученную массу оставляем для эрозионной устойчивости агроландшафта или запахиваем в конце сентября. При использовании промежуточных культур в полевых севооборотах складывается положительный баланс гумуса с приходом гумуса 0,16-1,37 т/га.
Ключевые слова: звено севооборота, промежуточные культуры, корнестерневые остатки, продуктивность звеньев, баланс гумуса
Важным резервом оптимизации структуры посевных площадей в севооборотах, в повышении их агроэкологической функции являются посевы промежуточных культур. Большинство основных культур севооборота занимают поля в течение времени, которое составляет лишь 50-70% продолжительности общего периода возможной вегетации растений. Во многих регионах нашей страны после раноубираемых культур севооборота имеется период теплого времени года, хорошо обеспеченный агроклиматическими ресурсами для получения достаточно высокого урожая кормов с помощью посевов пожнивных, подсевных, поукосных промежуточных культур. Промежуточные культуры, как и занятые пары, являются элементом интенсивного земледелия. Если при замене чистых паров занятыми в районах достаточного увлажнения коэффициент использования пашни увеличивается до единицы, то использование промежуточных культур в этих условиях позволяет иметь коэффициент больше единицы [1].
Применение холодостойких крестоцветных культур в пожнивных посевах Нечерноземной зоны обеспечивает животных зеленым кормом в сентябре и октябре, вплоть до устойчивого снежного покрова. Особенно повышается роль промежуточных
культур при запашке их на зеленое удобрение. В этом отношении наиболее эффективны пожнивные и поукосные посевы крестоцветных культур. Это позволяет получать зеленую массу с низкой себестоимостью (в 2-3 раза ниже стоимости органических удобрений), а по эффективности она равноценна внесению навоза [2].
Одним из показателей, характеризующим возможность использования промежуточных посевов, является потребность в тепле для формирования урожая. Зная сумму положительных активных температур в данном районе и потребность в тепле для каждого хозяйства, можно определить тепловые ресурсы и возможный видовой состав кормовых культур для промежуточных посевов. Для крестоцветных промежуточных культур сумма активных температур исчисляется температурой более 50 С.
Важным фактором, определяющим возможность возделывания культур в промежуточных посевах, является показатель увлажнения за период выращивания культур - гидротермический коэффициент (ГТК). Значения показателей коэффициента для возделывания пожнивных и поукосных посевов следующие: оптимальные - 1,4-1,6 и выше, удовлетворительные - 1,0-1,4, плохие - <0,6.
Большое значение в получении хороших урожаев культур в промежуточных посевах имеет правильное размещение их в зависимости от уровня плодородия почвы. Наибольший экономический эффект такие посевы дают на окультуренных почвах при содержании гумуса 1,6-2,5%, рНсол 5,1-5,5, Р2О5 100-150 и К2О 90-120 мг/кг почвы и выше [3, 4].
В Кировской области после уборки озимой ржи и ячменя поля пустуют более двух месяцев теплого летне-осеннего периода с положительными температурами и суммой тепла 700-8000. За это время выпадает 100-150 мм и более осадков, сумма температур выше 100С в центральной зоне составляет 1700-1940°, выше 50С - 2107-2500°, что составляет 30-40% агроклиматических ресурсов всего теплого периода года. Для роста и развития поукосных культур необходимо дней с температурой выше 50С - 64, для пожнивных культур - 49. ГТК в большинстве лет составляет 1,1-1,4, что является удовлетворительным для условий роста промежуточных культур [4]. Это вполне достаточно, чтобы получить за счет выращивания пожнивных и поукосных культур дополнительно к урожаю зерна еще и урожай зеленой массы кормовых или сидеральных растений. Но получить хорошие урожаи культур в промежуточных посевах можно только при использовании минеральных удобрений, прогрессивной обработки почвы, совершенной организации труда.
Для промежуточных посевов больше подходят в наших условиях однолетние крестоцветные - горчица белая, редька масличная, рапс яровой. Использование крестоцветных культур в пожнивных и поукосных посевах эффективно не только потому, что у них короткий период вегетации и высокий коэффициент репродукции, но и благодаря экономической доступности посевного материала, т.к. норма высева семян их небольшая (рапса 10-15 кг/га, редьки масличной и горчицы белой 25-30 кг/га).
Цель исследований - подбор промежуточных культур на сидеральные и кормовые цели, соответствующих условиям зоны, улучшающих почвенное плодородие и повышающих продуктивность звеньев севооборотов.
Материал и методы. Исследования проводили в полевых восьмипольных севооборотах в стационарном опыте. Севооборо-
ты насыщены бобовыми культурами (37,550,0%): одно- и двухгодичными клеверами, их смесями со злаковыми травами, а также сидеральными культурами (люпин узколистный, клевер луговой, горчица + пелюшка + овес, редька + вика + овес). Промежуточные культуры (редька масличная, горчица белая, рапс яровой) высеваются в два срока
- после уборки зерносмесей на сенаж (пожнивные) и после уборки озимой ржи на зерно (поукосные).
Севообороты размещены в пространстве и во времени. Размещение делянок систематическое, повторность четырехкратная, общая площадь делянки - 72 м2. Удобрения под основные культуры вносили в дозе N45P45K45, под пожнивные и поукосные - N30.
Обработка почвы под основные культуры общепринятая в области. Под промежуточные культуры проводится ресурсосберегающая (плоскорезная) обработка почвы. После промежуточных пожнивных культур, оставленных на зиму для снижения эрозионных процессов, посев ячменя проводили комбинированным агрегатом АППН-2,1, выполняющим одновременно обработку почвы, внесение удобрений и посев.
Почва опытного участка дерново-подзолистая легкосуглинистая, рНсол 4,59, сумма поглощенных оснований 12,3 мг-экв, гидролитическая кислотность 6,05 мг-экв на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями 67,4%, содержание Р2О5 - 202,5, К2О
- 138,3 мг на кг почвы, гумуса - 1,74%.
Исследования в опыте проводили согласно общепринятым методикам [5].
Результаты и их обсуждение. Вегетационный период 2010 г. характеризовался сильнейшей почвенной и атмосферной засухой. Запасы продуктивной влаги в почве в звеньях с промежуточными культурами были ниже контрольного звена (без их посева) на 6,6-10,1 мм и оценивались по шкале А.В. Ва-дюниной и З.А. Корчагиной как «неудовлетворительные». Под озимой рожью перед посевом промежуточных культур запасы продуктивной влаги были в пределах 6,1-10,9 мм, что недостаточно для получения дружных всходов. Сумма эффективных температур выше
50С к 30 сентября достигала 1892 , что на 5300 выше климатической нормы. Сумма осадков в августе составила 76%, в сентябре 85% от нормы. Ранняя уборка зерносмесей и озимой ржи (конец июля) благоприятствовала
своевременному посеву промежуточных культур, но иссушенная почва не давала возможности обработки почвы и посева. Был проведен посев только в один срок, всходы появились в третьей декаде августа.
В 2011 г. запасы продуктивной влаги в пахотном слое перед посевом промежуточных культур были на одном уровне с контрольным звеном - 22,2-26,7 мм и оценивались как «удовлетворительные». Сумма эффективных температур выше 50С к концу сентября достигла 17440 при выпадении осадков более 133% нормы. Это способствовало быстрому нарастанию зеленой массы промежуточных культур.
В условиях 2012 г. в звене с посевом промежуточных культур запасы влаги были достаточными и оценивались как «хорошие» - 38,4-44,1 мм. Сумма эффективных темпе-
ратур выше 50С к концу сентября составляла 17360, что на 3690 больше средней многолетней величины. Сумма осадков составила 139% нормы. Посев промежуточных культур провели в оптимальные сроки.
В 2013 г. запасы продуктивной влаги перед посевом промежуточных культур оценивались как «удовлетворительные» - 10,115,5 мм. Сумма эффективных температур выше 50С к 30 сентября составила 1674 , что на 3500 больше среднемноголетней величины. В августе выпало 52%, в сентябре 157% нормы осадков. Такие погодные условия замедлили рост пожнивных культур, но способствовали быстрому росту поукосных промежуточных культур. Урожайность промежуточных культур определялась сроком их посева (табл.)
Таблица
Продуктивность звеньев и поступление органического вещества в почву с растительными остатками (2010-2013 гг.)
Звенья Урожай- Продуктивность, Растительные
ность, т/га тыс. корм. ед. остатки, т/га
Озимая рожь - 3,65 5,97 4,54
ячмень (контроль) 3,88 6,39 3,38
Сумма по звену 12,36 7,92
Озимая рожь + 3,24 5,30 4,04
редька масл. (пожнивно) - 1,80 1,06 0,81
ячмень 4,16 6,88 3,97
Сумма по звену 13,24 9,81*
Озимая рожь + 3,44 5,61 4,31
горчица белая (пожнивно) - 1,38 0,81 0,62
ячмень 4,43 7,35 3,82
Сумма по звену 13,77 9,51*
Озимая рожь + 3,83 6,23 4,08
рапс яровой (пожнивно) - 1,20 0,71 0,54
ячмень 4,20 6,97 4,47
Сумма по звену 13,91 9,75*
Вика +пшеница + овес (зерносенаж) + 6,66 3,41 3,80
+ редька масл. (поукосно) - 8,41 4,96 3,78
ячмень 3,95 6,51 4,47
Сумма по звену 14,88 16,68*
Озимая рожь +озимая вика (зеленый корм) + 6,03 5,73 3,40
+ горчица белая (поукосно) - 6,51 3,84 2,93
яровая пшеница 3,73 4,98 3,73
Сумма по звену 14,55 13,64*
Горох +пшеница +овес (зерносенаж) + 6,62 3,22 5,21
+ рапс яровой (поукосно) - 7,84 4,63 3,53
ячмень 3,56 5,48 3,24
Сумма по звену 13,37 16,29*
■ с наземной массой промежуточных культур
*
При решении вопроса о целесообразности введения промежуточных культур в севообороты, а также при расчете баланса гумуса необходимо представлять, какое количество органического вещества поступает в почву с этими культурами.
При посеве промежуточных культур (редьки масличной, горчицы белой, рапса ярового) после уборки зерносмесей на зерносенаж в первой-второй декадах июля к концу сентября нарастает 17,3-24,0 т/га зеленой массы. Если ее использовать на корм, то можно дополнительно получить 3,84-4,96 тыс. корм. ед. (табл.). При использовании поукосных культур на зеленое удобрение в почву поступает 6,51-8,41 т/га с.в. растительной массы. При этом масса корневых остатков составляет 40-45% -2,93-3,78 т/га с.в. общего количества органической массы, синтезированной промежуточными культурами. В сумме по звену «зерносмесь с бобовыми культурами на зер-носенаж + поукосная промежуточная культура - яровые зерновые» можно получить 13,64-16,68 т/га сухого вещества, которое является важным источником пополнения органического вещества почвы.
При этом важно отметить, что поступление свежих растительных остатков в почву возрастало не только за счет поукосных и корневых остатков промежуточных культур, но и за счет заметного увеличения растительных остатков основных культур, которые в звеньях с промежуточными культурами давали более высокие урожаи. Доля прибавки растительных остатков основных культур достигала в этих звеньях 15 -20% от общей их массы.
При посеве этих же крестоцветных культур, но после уборки озимой ржи в третьей декаде июля-первой декаде августа получали существенно меньшую урожайность 1,20-1,80 т/га. В этом случае пожнивные культуры запахивали в почву в конце сентября или оставляли на поверхности для эрозионной устойчивости агроландшафта, что позволяло весной на этих участках проводить ресурсосберегающую обработку почвы и посев комбинированным агрегатом.
Растительные остатки (стерня и корни) являются основным источником первичного органического вещества, поступающего в почву под агрофитоценозами, что определяет гумусовое состояние почвы. Важная роль
в поддержании и пополнении запасов гумуса отводится и промежуточным культурам, используемым на зеленое удобрение. Для интенсивного образования гумуса необходимо поступление значительного количества растительных остатков с благоприятным для почвенных микроорганизмов соотношением питательных веществ. При этом биологическая активность почвы должна быть умеренной, т.к. при низкой активности разложение растительных остатков и образование гумусовых веществ протекает медленно, а при очень высокой (например, в результате повышенной аэрации при интенсивной обработке почвы в чистых парах) процессы минерализации идут бурно и гумусовых веществ образуется мало [6].
В наших исследованиях биологическая активность (по разложению льняного полотна) была достаточно высокой. Под озимой рожью в зависимости от вида пара разложение полотна составило в слое 0-10 см 49,0-64,6%, причем наибольшие значения были отмечены в звене, где предшественником озимой ржи был пар, занятый люпином узколистным на сидерат. В среднем по звену пар - озимая рожь + пожнивная культура - ячмень наибольшие показатели биологической активности также были в звене с люпином. Тенденция сохранилась и в слое 10-20 см, разложение полотна увеличивалось на 2,9-17,5%. Только в звене с сидеральным клеверным паром ввиду иссушения пахотного слоя корневой системой разложение полотна было более низким.
Промежуточные культуры убираются в фазу цветения и их растительные остатки содержат сравнительно мало трудноразла-гающихся соединений, но много сахаров, крахмала, белков, благодаря чему они разлагаются и минерализуются слишком быстро. Поэтому вклад промежуточных культур в повышение плодородия почвы не исчерпывается пополнением запасов гумуса или предотвращением снижения его уровня. Он выражается также и в улучшении минерального питания растений. Положительное влияние растительной массы промежуточных культур проявляется также в ускорении разложения послеуборочных остатков предшествующих культур. По данным Татарского НИИСХ, возделывание рапса ярового и сурепицы может обеспечить бездефицитный баланс гумуса. Эти культуры ос-
тавляют в почве 4-6 т/га корневых остатков, в несколько раз больше, чем озимая пшеница и в 1,5 раза больше клеверов. В условиях Мордовии расширение посевов промежуточных культур также рассматривается как важный фактор создания бездефицитного баланса гумуса [6].
Наши исследования показали, что при содержании в почвах гумуса 1,65-2,15% минерализация его под зерновыми культурами и зернобобовыми смесями составляет 0,50-0,62 т/га. Из корневых и стерневых остатков образуется 0,61-1,20 т/га гумуса. При позднем сроке посева промежуточных культур (первая декада августа) с растительной массой в почву дополнительно поступает 0,16 т/га органического вещества (гумуса) и в двухпольном звене (озимая рожь + промежуточная культура - ячмень) складывается бездефицитный баланс гумуса. В звеньях, где получали 6,51-8,41 т/га растительной массы, из которой образуется 0,96-1,31 т/га гумуса, баланс положительный. Превышение образования гумуса над его потерями составляет 1,14-1,37 т/га.
Выводы. Исследования показали, что в условиях центральной зоны Кировской области возможно возделывание промежуточных крестоцветных культур. Их урожайность зависит от количества дней с положительными температурами, суммы тепла и количества выпавших в это время осадков. Более высокие урожаи (6,51-8,41 т/га) можно получить в поукосных посевах, когда редька масличная, рапс яровой, горчица белая высеваются после уборки зерносмесей на зеленый корм.
Для получения урожая поукосных и пожнивных посевов необходимо строго соблюдать срок посева, своевременно проводить уборку основной культуры, тщательно готовить почву к посеву, для крестоцветных культур обязательно применение азотных удобрений и увеличение рекомендуемой нормы посева на 15 -20%. При отчуждении растительной массы промежуточных культур на корм необходимо дополнительное внесение сложных минеральных удобрений.
Список литературы
1. Лошаков В.Г. Севооборот и плодородие почвы. М.: Изд-во ВНИИА, 2012. С. 248-257.
2. Промежуточные посевы - резерв увеличения производства и повышения качества кормов. М.: ВНИИ кормов имени В.Р. Виль-ямса, 1989. С. 3-40.
3. Справочник по кормопроизводству /Смурыгин М.А., Игловиков В.Г., Тащилин В.А. и др. /Под ред. М.А. Смурыгина. 2-е изд. и доп. М.: Агропромиздат, 1985. С. 106-137.
4. Мухамадьяров Ф.Ф., Сиротенко О.Д. Изменение климата. Перспективы северного растениеводства / Агротехнологические и экологические аспекты развития растениеводства на Евро-Северо-Востоке Российской Федерации: Материалы научной сессии и школы молодых ученых по эколого-генетическим основам северного растениеводства. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2008. С. 6-17.
5. Опытное дело в полеводстве. М.: Рос-сельхозиздат, 1982. 190 с.
6. О значении промежуточных посевов в обогащении почв Российской Федерации органическим веществом. М.: ВНИИТЭИагро-пром, 1986. 53 с.
Catch crops in field crop rotations of Kirov region Kozlova L., Denisova А.
Results of investigations indicates that under condition of Kirov region it is possible to cultivate catch crops like radish, mustard, and rape in postharvest and afterharvest sowings. There are 49-65 days with positive temperatures and sum of heat about 700-800°after harvest of basic crop (grain mixes for hay and winter rye for grain). Till this period 100-150 mm of precipitations take place, hydrothermal coefficient is about 1.1-1.4 that is quite enough for growth and development of catch crops and for obtaining about 6.518.41 t/ha of dry matter in postharvest sowings, as well as 1.20-1.80 t/ha - in afterharvest sowings. As a sum in branch "grain mix + postharvest crop - spring cereals" it is possible to take 16.68 t/ha of dry matter at use of which for green manure a soil is supplemented with organic matter. At use of production for fodder additional 3.84-4.96 thousand feed units could be obtained. At sowing of crucifers crops after winter rye for grain its green mass is leaved for erosive resistance of agro-landscape or plough at late September. Positive balance of humus of 0.16-1.37 t/ha is characteristic for use of catch crops in field crop rotations.
Key words: crop rotation branch, catch crops, rooted-stubble rests, productivity of branch, humus balance
