Пути совершенствования гумуссированности и продуктивности дерново-подзолистых почв Верхневолжья Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 631.582.445.452

ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ГУМУССИРОВАННОСТИ И ПРОДУКТИВНОСТИ ДЕРНОВО- ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ

Н.В. Шрамко, к. с.- х. н., Г.В. Вихорева —Ивановский НИИСХ

Е-mail: [email protected]

Изложены результаты влияния сидеральных культур на процессы биологизации севооборота. Из набора изучаемых культур наиболее эффективными были клевер красный, горчица белая, редька масличная, люпин однолетний. Они не только обогащают почву органическим веществом, но и способны накапливать биологический азот, обеспечивая устойчивое повышение плодороди почв. Продуктивность сельскохозяйственных культур в севооборотах и по технологиям была значительно ниже в вариантах при возделывании по естественному фону, а по мере насыщения севооборотов бобовыми травами и применения удобрений увеличивалась. Наибольший выход зерновых единиц (36-38 ц/га) получен при наличии в севооборотах 40-50 % бобовых трав и применения интенсивной технологии их возделывания. В севооборотах возможен различный состав многолетних бобовых трав в зависимости от специализации хозяйства. Но, как показывают расчеты, компенсация дефицита гумуса возможна при содержании многолетних трав от 40 до 50 % площади севооборота. Это 5 - 6-польные севообороты, в которых поступление гумуса в почву составляет от 1,0 до 1,3 т/га.

Ключевые слова: биологизация, севооборот, плодородие почвы, продуктивность пашни.

Низкая гумусированность дерново-подзолистых почв в Верхневолжье - результат природного процесса почвообразований [1], улучшение этого фактора возможно путем применения биологизированной системы земледелия [2 - 4]. В улучшении физико-химических свойств почвы и повышении ее биологической активности велика также роль сидератов, которые помогают бороться с сорняками и болезнями растений, способствуют снижению засоленности почв, а также защищают почву от всех видов эрозии [1, 3, 5]. К основным сидеральным культурам, возделывание которых возможно в нашем регионе, относятся: клевер луговой, люпины многолетний и однолетний, горох кормовой, фацелия, вика яровая, рожь озимая; из семейства капустных - горчица белая, рапс яровой и озимый, редька масличная и др. В зависимости от культуры их можно использовать в различных вариантах -как посевную, подсевную и пожнивную культуры [4].

Цель исследований - изучить влияние различных сидеральных культур на процессы биологизации севооборота и их значимость в обеспечении почвы усвояемыми формами азота, фосфора и калия, а также в пополнении почвы гумусом.

Исследования проводили в стационарном опыте по изучению севооборотов в составе культур, выполняющих

роль предшественников с соблюдением требований эксперимента. Повторность в опыте трехкратная, размещение вариантов в ярусе систематическое, а ярусов рендомизи-рованное. Площадь делянки 72 м2. Агротехника в опыте общепринятая, но с использованием всех приемов обработки почвы орудиями безотвального типа. Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглини-стая со следующими агрохимическими характеристиками: содержание гумуса 1,65%, рН 5,9, Sосн 5,1 мг -экв/100 г почвы, подвижного фосфора 136 мг/кг почвы, обменного калия - 140 мг/кг, плотность сложения 1,25-1,30 г/см3. Расчеты по изменению гумуса в почве, его балансу в севооборотах и содержание в вегетативной массе трав определяли с применением метода гумусового баланса оценки плодородия почвы по А.Л. Шенявскому [6]. Например, из всех поступающих в почву свежих органических остатков лишь 25 - 30 % могут превращаться в гумусовые вещества: из соломы может образоваться до 10 % гумуса, из корней и корневых шеек растений - до 18 %, из навоза - от 20 до 40 %.

Природные условия Верхневолжья достаточно благоприятные для возделывания и использования многолетних, однолетних бобовых трав и других сидеральных культур как важного элемента биологического земледелия.

№ 2 (80) 2017

При интенсивном развитии мясомолочного скотоводства в этом регионе травы служат основой интенсивного развития кормопроизводства. Но они также очень важны и в экологическом плане. С позиции повышения плодородия почвы и защиты ее от эрозии, а также установления экологически безопасного биологического круговорота веществ - они незаменимы.

Результаты. При использовании в условиях Верхневолжья клевера лугового, редьки масличной и горчицы белой почва ежегодно пополняется от 5 до 7 т/га абсолютно сухой органической массой, что в 2,0 - 2,5 раза выше, чем после яровых зерновых культур (табл. 1). В этой массе трав содержится от 200 до 270 кг/га экологически чистого симбиотического азота, до 65 кг фосфора и 50 - 75 кг/ га калия, в которых крайне нуждаются дерново-подзолистые почвы. Например, только в Ивановской области 25 % площадей пашни характеризуются низким и очень низким содержанием фосфора и азота, и около 40 % почв ощущают недостаток калия [7].

Всего 5 % пахотных угодий Ивановской области имеют хорошее содержание гумуса и минеральных элементов питания, остальные - низкое. В таких условиях следует уделить особое внимание биологическому фактору восстановления плодородия почвы, а именно - возделыванию в структуре посева

ВлаЗимгрсШ ЗешебЪдецТз

1. Оценка трав-сидератов на дерново-подзолистых почвах Верхневолжья по их обогащению почвы основными элементами плодородия (среднее за 2005 - 2010 гг).

Культура Агрофон Содержание в сухой массе трав, кг/га: Урожайность, т/га. Возможное поступление гумуса, кг/га

N Р205 К20

Клевер луговой Е 175 40 35 и 1050

И 270 65 50 5,0 1635

Редька масличная Е 150 50 44 3,8 1320

И 200 so 75 7:0 2340

Горчица белая Е 100 40 30 2,6 1035

И 150 55 45 4,3 1325

Вика яровая Е 95 30 25 2,5 720

И 150 50 40 4,3 12 25

Фацелия Е 140 40 35 3,0 1005

И 225 50 45 4,3 1320

Люпин однолетний Е 160 35 40 3,7 1290

И 290 70 70 0,9 2370

Овес Е 70 30 30 1,5 420

И 90 40 40 2,5 475

*Примечание: Е — естественный агрофон, без удобрений, И- интенсивный агрофон, с применением минеральных удобрений на плановую урожайность.

2. Потенциальные возможности бобовых трав в обогащении почвы гумусом при различных вариантах их использования в севооборотах в условиях Верхневолжья

Культура Ежегодное поступление гумуса, кгга При наличии бобовых трав в севообороте, поступление гумуса составит, кг/га

при 25 % -4-полъный севооборот при 33 % -3 -польный севооборот при 40 % -5-польный севооборот при 50 % -б-польныи севооборот

Клевер луговой 1340 335 440 535 670

Редька масличная 1830 550 604 730 915

Горчица белая 1215 305 400 490 607

Люпин однолетний 1830 550 600 730 910

Горох кормовой 795 200 260 320 400

Вика яровая 1000 250 330 400 500

Фацелия 1160 290 380 460 560

Овес 530 130 175 210 265

пашни однолетних и многолетних бобовых трав. Например, использование в структуре пашни такой культуры, как клевер луговой способствует ежегодному восполнению гумуса от 1,0 до 1,6 т/га, в среднем 1,3 т. Редька масличная - итого больше, она может восполнить почву гумусом при экстенсивном ее возделывании до 1,3 т/га, при интенсивном до 2,3 т, средние показатели -1,8 т/га (табл. 2).

В севооборотах в зависимости от специализации хозяйств возможен различный состав многолетних бобовых трав. Но, как показывают расчеты, компенсация дефицита гумуса

Владишрскш ЗемлеШеЩ)

возможна при содержании их от 40 до 50 % площади севооборота. Это 5 -6-польные севообороты, в которых поступление гумуса в почву составляет от 1,0 до 1,3 т/га. Естественные процессы минерализации гумуса составляют от 0,6 - 0,8 т/га на средних и тяжелых и до 0,8 - 1,2 т/га на легких почвах [1, 7].

Хорошие результаты можно получить в процессе биологизации почвы, используя такие культуры, как горчицу белую, люпин однолетний и фацелию, которые обогащают почву гумусом на 1,0-1,3 т/га. А вот яровые зерновые (например, овес и др.) по этому показателю уступают бобовым травам в 1,8 - 2,0

раза. Их возделывание в севооборотах без бобовых культур ведет к существенному дефициту органического вещества почвы. А если учесть, что баланс органического вещества почв Верхневолжья отрицателен (45 - 240 кг/га), то становится очевидным, что доля бобовых трав в севооборотах этой зоны обязательна. Из изученных бобовых культур в качестве улучшающих плодородие почвы наиболее эффективными оказались: люпин однолетний, редька масличная и клевер луговой. Даже при естественном использовании этих трав в качестве сидератов естественные потери гумуса восполняются его приходом за счет массы зеленого удобрения и ПКО, а при интенсификации агрофона процесс восполнения почвы гумусом увеличивается в 1,5 - 2,0 раза. Несколько уступают по эффективности влияния на плодородие почвы горчица белая, вика яровая и фацелия, но их значимость весьма существенна. Возделывание и использование в качестве сидератов оправдано поступлением гумусовых веществ в почву. Поэтому, характеризуя эти культуры по их влиянию на обогащение почвы основными элементами питания (азотом, фосфором, калием) и гумусом, их можно классифицировать в следующие группы:

1 группа: культуры, улучшающие плодородие почвы - люпин однолетний, редька масличная, клевер луговой;

2 группа: культуры, способствующие поддержанию плодородия почвы - горчица белая, вика яровая, фацелия;

3 группа: культуры, использование которых в качестве сидератов способствует ограничению деградационных процессов в почве, но не до уровня эффективной безопасности - овес, ячмень и другие злаки [8].

Исследованиями предыдущих лет (2000 - 2015 гг.) по изучению севооборотов [4, 8] установлено, что на дерново-подзолистых почвах в структуре землепользования хозяйства целесообразно иметь 40 - 50 % бобовых трав, 50 % зерновых культур в различном сочетании, в том числе до 30 % озимых. Это 5 - 6-польные зернотравяные севообороты, в которых баланс гумуса положителен и их продуктивность выгодно отличается от других вариантов чередования культур и использования трав как сидератов (табл. 3).

Продуктивность сельскохозяйственных культур в изучаемых севооборотах и по технологиям возделывания заметно разнилась. Она была значительно ниже в вариантах при возделывании по естественному фону 23 - 25 ц/га, а по мере насыщения севооборотов бо-

№ 2 (80) 2017

3. Примерный (усредненный) баланс гумуса в севооборотах на дерново-подзолистой почве Верхневолжья (среднее за 2000 - 2016 гг.)

и

& о

I &

g И и

ü я S « , и

я ч ■ы

§ S. 0

I i О

ю ß'S

ч

rf IL п о n И

у п

" я

я к

i I

II

я I' я о

& н »

G

Содержание

гуыуса I

пахотном

горнзонте

почеы, т/га

Исходное

46,20

Через 16 лет

О

о в

g I

в I ¡J

5 g

ä S

S S

Бессменное возделывание

культуры, с 2010 г.

Пшеница яровая -100%; пшеница

озимая -100%

+ 530 - 670

45.75

10

И

20.5

29.?

3-польный:

33%

оооовых

трав в

структуре посева

Пшеница озимая, овес -67 %; мв. ообовые травы(клеве р. донник) -33 %

+ 555 - 54:

46.20

Б

многолетнем

цикле изменений по приходу и расходу гумуса - нет

И

23 2

36,3

5-попьныи:

40%

бобовых

трав s

структуре

посева

Ячмень, озимая пшеница, горчица -

60 %;

ми. бобовые травы(клеве

р) - 40 %

+ 745 - 355

-9

46.24

И

36.2

ö-подыши:

50%

бобовых

трав в

структуре

посева

Пшеница яровая, оз. рожь, Пшеница, овес - 50 %; ми. бобовые травы(клеве р. донник) -50 %

+ S85 - 215

- 15

46.27

И

25.4

3S.1

Примечание: ПКО - шгжнивно-корневые остатки;

Е - естественный агрофсн без применения удобрений;

И - интенсивный агрофон с применением удобрений на запланированный урожай, Ç\PK)go.

бовыми травами и применения удобрений - увеличивалась. Наибольший (36-38 ц/га) выход зерновых единиц получен при наличии в севооборотах 40-50 % бобовых трав и применения интенсивной технологии их возделывания.

Таким образом, наличие трав в землепользовании хозяйства, особенно бобовых, ведет к устойчивому положительному балансу органического вещества в почвах. Из набора изученных трав заслуживают внимания и использования в структуре пашни:

клевер красный (полевой), горчица белая, редька масличная, люпин однолетний. Они не только обогащают почву органическим веществом, но и способны накапливать до 200 - 250 кг биологического азота. В природных условиях Верхневолжья использование многолетних бобовых трав (40-50 %) в структуре севооборота и рекомендуемых доз минеральных удобрений служит эффективным биологическим фактором, обеспечивающим устойчивое повышение плодородия почв.

Литература

1. Лыков А.М., Еськов А.И., Новиков М.Н. Органическое вещество пахотных почв Нечерноземья - М.: РАСХН - ГНУ ВНИПТИОУ, 2004. - 630 с.

2. Лошаков В.Г. Пожнивная сидерация в зерновом севообороте// Достижения науки и техники АПК, 2006, №7. - С. 7-10.

3. Никитин С. Н. Изменения содержания гумуса за ротацию севооборота при использовании удобрений // Достижение науки и техники АПК, 2015, (Т. 29), №10.- С. 13-15.

4. Шрамко Н.В., Вихорева Г.В. Роль биологизированных севооборотов в изменении содержания гумуса в дерново-подзолистых почвах Верхневолжья// Земледелие, 2016, № 1. - С. 1416.

5. Прянишников Д.Н. Севооборот и его значение в деле поднятия наших урожаев: Избранные сочинения.- М.: АН СССР, 1955.- С. 195-221.

6. Шенявский А.Л. Оценка плодородия почвы методом гумусового баланса: Обзор информ. ВНИИТЭИСХ - М., 1973.

7. Ненайденко Г.Н., Митин И.А. Удобрение, плодородие, урожайность -Иваново, 2003 - 224 с.

8. Шрамко Н.В., Вихорева Г.В. Рациональное использование приемов биологизации на дерново-подзолистых почвах в системе земледелия Верхневолжья // Зерновые и крупяные культуры, 2015, №2.- С. 71-77.

WAYS OF HUMOUSITY IMPROVEMENT AND PRODUCTIVITY OF CROPS-PODZOLIC SOILS OF UPPER-VOLGA REGION

N. V. Shramko, G. V. Vikhoreva

There are presented the results of the influence of sideral crops on the processes of the biologization of crop rotation. Among the set of cultures studied, the most effective clover was red, white mustard, radish, olive, lupine, annual. They not only enrich the soil with organic matter, but are also able to accumulate biological nitrogen, ensuring a steady increase in soil fertility. The productivity of crops in crop rotations and technologies was significantly lower in options for cultivation on a natural background, and as the rotation of the crop rotated with legumes and the use of fertilizers increased. The greatest yield of grain units (36-38 c / ha) was obtained with 40-50% of leguminous grasses in crop rotations and the use of intensive technologies for their cultivation. In crop rotations, a different composition of perennial legumes is possible depending on the specialization of the farm. But, as calculations show, compensation for humus deficiency is possible when perennial grasses contain between 40 and 50% of the crop rotation area. These are 5-6-rotational crop rotations, in which the supply of humus to the soil is from 1.0 to 1.3 tons / ha.

Keywords: biologization, crop rotation, soil fertility, arable land productivity.

№ 2 (80) 2017

g/ia3uMipcliiù ЗемдеШбЦЪ