Научная статья на тему 'Роль паров в стабилизации плодородия почвы и урожайности зерновых культур в севооборотах'

Роль паров в стабилизации плодородия почвы и урожайности зерновых культур в севооборотах Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
422
99
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СЕВООБОРОТ / ПОЧВА / ПЛОДОРОДИЕ / СИДЕРАЛЬНЫЙ ПАР / КУЛЬТУРА / УРОЖАЙНОСТЬ / CROP ROTATION / FERTILITY / GREEN-MANURED FALLOW / CROP / YIELDING CAPACITY

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Постников Павел Афанасьевич

Изучено воздействие сидеральных паров в севооборотах на физические, биологические свойства тёмно-серой лесной почвы и продуктивность севооборотов. За годы наблюдений влагообеспеченность почвы в слое 0–50 см в среднем по севооборотам независимо от фона питания находилась на уровне 44,1–52,8 мм, что свидетельствует о неудовлетворительных условиях увлажнения. Наибольшие запасы влаги в период посева выявлены под культурами севооборотов на органоминеральном фоне. Доказано, что применение органических удобрений в севооборотах способствовало улучшению агрофизических и биологических свойств тёмно-серой почвы, её биологическая активность возросла на 6,8–11,5%. Систематическое применение минеральных и органических удобрений обеспечило дополнительный сбор зерна в пределах 1,20–1,47 т/га по отношению к естественному плодородию почвы. Наибольшая продуктивность пашни получена в зернопаросидеральном севообороте с донником.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE ROLE OF FALLOWS FOR SOIL FERTILITY AND GRAIN CROPS YIELDS STABILIZATION IN CROP ROTATIONS

The influence of green-manured fallows in crop rotations on the physical and biological properties of dark-grey forest soil as well as on crop rotations productivity has been studied. During the years of studies the soil moisture provision in its layers of 0–50 cm throughout the crop rotations was at the level of 44.1–52.8 mm, irrespective of the degree of ground fertilization, this being indicative of unfavorable moisture conditions. The most abundant water reserves in the period of sowing were observed for crops in rotations with organic-mineral fertilization ground. It is ascertained that application of organic fertilizers in crop rotations contributed to improvement of agro-physical and biological properties of dark-grey soil, its biological activity increased at 6.8–11.5%. Regular use of mineral and organic fertilizers resulted in additional grain yield within 1.20–1.47 t/ha as regard to natural soil fertility. The highest productivity of arable land was achieved on the grain crops-green manured fallow with sweet clover.

Текст научной работы на тему «Роль паров в стабилизации плодородия почвы и урожайности зерновых культур в севооборотах»

Роль паров в стабилизации плодородия почвы и урожайности зерновых культур в севооборотах

П.А. Постников, к.с.-х.н., Уральский НИИСХ

Основой любой системы земледелия является севооборот на пашне, увязанный со структурой и продуктивностью других сельскохозяйственных угодий [1]. К формированию севооборотов в современных условиях выдвигаются следующие основные принципы: регулирование режима органического вещества и минеральных элементов питания; поддержание удовлетворительного структурного состояния почвы; регулирование водного баланса агроценозов; регулирование фитосанитар-ного состояния почвы [2, 3].

Актуальным в этой связи является включение в севообороты сидеральных паров, бобовых и бобово-злаковых трав, возделывание промежуточных культур, что позволяет активизировать биологические факторы плодородия, сократить до минимума использование минеральных удобрений, сохраняя при этом продуктивность пашни на высоком уровне [4—8].

Цель исследований — выявить воздействие си-деральных паров в севооборотах на физические, биологические свойства тёмно-серой лесной почвы и продуктивность севооборотов.

Материалы, методы и условия. В Уральском НИИСХ с 2002 г. проводится изучение полевых севооборотов с различными видами паров. Севообороты развёрнуты во времени и пространстве и изучаются по следующим схемам: 1. Зернопа-ротравяной — чистый пар, озимая рожь, ячмень с подсевом трав, клевер 1 г.п., пшеница. 2. Зер-нопаросидеральный — сидеральный пар (рапс), пшеница, овёс, однолетние травы, поукосно рапс, ячмень. 3. Зернопаросидеральный — сидеральный пар (донник), пшеница, овёс с подсевом трав, клевер 1 г.п., ячмень+донник.

Почва опытного участка — тёмно-серая лесная тяжелосуглинистая с содержанием гумуса 4,67— 5,06%, легкогидролизуемого азота — 136—181 мг, подвижного фосфора — 206—268, обменного калия — 150—168 мг/кг почвы, сумма поглощённых оснований — 27,6—33,9 мг — экв. на 100 г почвы, рН - 4,9-5,1.

г сол ' '

Севообороты заложены на трёх фонах:

1. Без удобрений (естественный фон плодородия).

2. Минеральный — ^0Р30К30 (в среднем на 1 га севооборотной площади).

3. Органоминеральный - применение подстилочного навоза, сидератов, соломы на фоне

^24^4.

Метеоусловия в 2007—2010 гг. заметно отличались от среднемноголетних показателей. В большинстве лет исследований не происходило вос-

полнения запасов влаги в подпахотных горизонтах в послеуборочный период. В мае-июне отмечено выпадение осадков ниже нормы, к тому же они носили ливневый характер. Это отрицательно сказалось на урожайности большинства сельскохозяйственных культур, выращиваемых в севооборотах, особенно пострадали ячмень и клевер.

Результаты исследований. Определение запасов доступной влаги весной в корнеобитаемом горизонте показало, что замена чистого пара на сидеральные не ухудшала режим влажности пахотного слоя под культурами звеньев севооборотов, несмотря на её потребление сидеральными культурами в летний период. Запашка зелёной массы сидератов летом позволила повысить водоудерживающую способность тёмно-серой лесной почвы, в результате за счёт осенне-зимних осадков происходит восстановление запасов влаги.

Необходимо отметить, что при применении органических удобрений и возделывании многолетних бобовых культур в почве происходит биологическое её разуплотнение. Это благоприятно сказывается на увеличении запасов продуктивной влаги в подпахотных горизонтах. По отношению к неудобренному фону на органо-минеральном количество доступной воды в слое 0—50 см возросло на 10—15% (табл. 1).

Во всех севооборотах, за исключением зернопа-росидерального с донником, при применении различных видов органических удобрений выявлена тенденция увеличения количества агрономически ценных агрегатов. Так, содержание воздушно-сухих агрегатов диаметром от 0,25 до 10 мм под культурами севооборотов при применении удобрений возросло на 4,1—8,7% по отношению к неудобренному фону. Наилучшие показатели отмечены в зернопаросидеральном севообороте с рапсом.

Анализируя данные по плотности пахотного горизонта, можно отметить, что замена чистого пара сидеральными позволила иметь под культурами севооборотов объёмную массу на уровне 1,06— 1,16 г/см3, т.е. показатели соответствовали оптимальным значениям для тёмно-серой почвы. На естественном фоне плодородия во всех изучаемых севооборотах, где поступление растительной массы ограничено только пожнивно-корневыми остатками, этот показатель находился в пределах 1,16— 1,18 г/см3. В то же время на органо-минеральном фоне питания увеличение поступления растительной массы способствовало разуплотнению почвы в пахотном горизонте во всех изучаемых севооборотах.

Анализ данных по разложению льняных полотен свидетельствовал о том, что активность целлюлозоразлагающих бактерий во многом за-

висела от поступления растительной массы с пожнивно-корневыми остатками и органическими удобрениями в севооборотах. Так, на минеральном и органо-минеральном фонах питания процент распада льняного полотна в пахотном слое находился в пределах 24,9—35,4%. По отношению к неудобренному фону разница составила 3,6—11,5%.

Запасы минерального азота + N-NН4)

в период всходов зерновых находились в пределах 17,0—26,8 мг/кг почвы. За счёт внесения минеральных и органических удобрений наибольшее количество доступного азота выявлено на органо-минеральном фоне питания во всех изучаемых севооборотах. Аналогичная закономерность отмечена и в последующие даты отбора почвенных проб.

Результаты полевых исследований показали, что использование сидератов в севооборотах способствует дальнейшему росту урожайности зерновых культур, Так, по сравнению с зернопаротравяным севооборотом отмечена тенденция увеличения среднегодового сбора зерна яровых зерновых на 0,11-0,32 т/га.

Следует отметить, что благодаря запашке зелёной массы сидеральной культуры в паровом поле в почву дополнительно поступает в среднем на 1 га севооборотной площади около 20 кг азота, фосфора — 7,6-8,0 и калия — 22-25 кг. Поступление легкоусвояемых элементов питания позволяет поддерживать высокую продуктивность зерновых культур в севообороте даже без многолетних трав. Так, в сидеральном севообороте с рапсом средняя урожайность яровых зерновых на удобренных фонах составила 3,60—3,65 т/га, а выход зерна с 1 га севооборотной площади достиг 2,15—2,20 т (табл. 2). Максимальный выход зерна достигнут в севообороте, где наряду с использованием донника на зелёное удобрение возделывался клевер. Насыщение севооборота многолетними бобовыми культурами способствовало накоплению биологического азота, что в конечном итоге благоприятно отразилось на продуктивности яровых зерновых культур.

Наличие элементов биологизации (запашка сидератов, клевер) в севооборотах позволяет су-

1. Изменение свойств тёмно-серой лесной почвы в зависимости от системы удобрений и вида севооборотов, (0—20 см) 2007—2010 гг.

Фон питания Севооборот

Показатель зернопаротравяной зернопаро сидераль- зернопаросидераль-

с чистым паром ныи с рапсом ный с донником

Запасы продуктивной влаги в период посева, мм 1 2 45,6 44,1 46,0 46,0 45,8 45,6

(0-50 см) 3 51,0 52,8 50,6

Плотность, г/см3 1 00 о о ^ <4 ^ 1,16 1,16 1,06 1,18 1,16 1,09

(после уборки) 3

Доля почвенных частиц размером 0,25-10 мм, % (сухое просеивание) 1 2 3 70.1 71,3 75.2 68,7 73,9 77,4 73,9 71,1 73,7

Биологическая активность, % 1 2 22,4 31,8 28,8 32,4 23,0 34,2

3 29,8 35,4 34,5

Содержание минерального азота, мг/кг почвы 1 2 17,0 24,2 19,7 23,7 19,9 24,8

(в фазе полных всходов) 3 26,0 25,8 26,8

Примечание: 1. Без удобрений; 2. М30Р30К30; 3. М24Р24К24+навоз, сидераты, солома. Аналогично в последующих таблицах

2. Урожайность зерновых культур и выход зерна в зависимости от вида севооборота

и системы удобрений, 2007—2010 гг.

Севооборот Фон питания Среднегодовая урожайность зерновых за ротацию, т/га Выход зерна с 1 га севооборотной площади Окупаемость 1 кг д. в., кг зерна

Зернопаротравяной с чистым паром 1 2 3 2,29 3,49 3,55 1,37 2,05 2,03 13,3 7,8

Зернопаро сидеральный с рапсом 1 2 3 2,31 3,60 3,65 1,39 2,20 2,15 10,8 10,5

Зернопаро сидеральный с донником 1 2 3 2,42 3,82 3,87 1,42 2,26 2,30 14,6 13,2

НСР05 для фонов питания НСР05 для севооборотов 0,94 0,21

3. Продуктивность севооборотов, 2007—2010 гг.

Выход продукции с 1 га севооборотной площади*

Севооборот Фон питания сухого вещества, т кормовых единиц, тыс. протеина, кг

Зернопаротравяной с чистым паром 1 2 3 2,27 2,89 3,01 2,61 3,41 3,35 264 323 335

Зернопаро сидеральный с рапсом 1 2 3 2,38 3,72 3,69 2,29 3,64 3,63 227 368 374

Зернопаро сидеральный с донником 1 2 3 2,71 3,68 3,71 3,05 3,91 4,02 334 403 415

НСР05 для фонов питания 0,67 0,43 38,1

НСР05 для севооборотов F05 < F 05 теор.

Примечание: * без учёта побочной продукции

щественно повысить окупаемость 1 кг д. в. питательных элементов, она в зернопаросидеральных севооборотах находится на уровне 10,4—14,6 кг зерна. Эти показатели заметно превосходят навозно-минеральную систему удобрений, применяемую в зернопаротравяном севообороте.

Оценивая по продуктивности севообороты, можно сказать, что зернопаротравяной севооборот с чистым паром заметно уступал по продуктивности пашни зернопаросидеральному с донником. В данном севообороте за счёт более высокой урожайности зелёной массы с клевера стало возможным получение сбора кормовых единиц на удобренных фонах на уровне 3,91—4,02 тыс. (табл. 3). Аналогичная тенденция отмечена по выходу переваримого протеина с урожаем сельскохозяйственных культур. Зернопаросидеральный севооборот с рапсом (без многолетних трав) по сбору корм. ед. и протеина с урожаем культур занимал промежуточное положение.

Выводы. 1. Влагообеспеченность почвы в слое 0—50 см в среднем по севооборотам независимо от фона питания находилась на уровне 44,1—52,8 мм, т.е. она в годы наблюдений соответствовала неудовлетворительным условиям увлажнения. Наибольшие запасы влаги в период посева выявлены под культурами севооборотов на органо-минеральном фоне.

2. Применение органических удобрений в севооборотах способствовало улучшению агрофизических и биологических свойств тёмно-серой почвы по отношению к естественному фону, а именно плотность уменьшилась на 0,08—0,10 г/см3,

количество наиболее агрономически ценных комочков увеличилось на 4,1—8,7%, а ее биологическая активность возросла на 6,8—11,5%.

3. Максимальный сбор зерна на 1 га севооборотной площади за ротацию обеспечили севообороты с сидеральными парами. По выходу кормовых единиц и переваримого протеина на удобренных фонах питания имел заметное преимущество зернопаросидеральный с донником. Использование сидератов и соломы в качестве удобрения повысило окупаемость 1 кг д.в. на 2,7—5,4 кг зерна по сравнению с органо-минеральной системой удобрения с подстилочным навозом.

Литература

1. Мельцаев И.Г., Шрамко Н.В. Экологизация земледелия в Верхневолжье / под общ. ред. В.Ф. Мальцева. Иваново, 2006. 294 с.

2. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. М.: Колос, 1996. 354 с.

3. Каштанов А.Н. Место и роль севооборотов в адаптивно-ландшафтном земледелии // Севооборот в современном земледелии / под ред. В.Г. Лошакова. М.: МСХА, 2004.

4. Лошаков В.Г. Севооборот — основополагающее звено современных систем земледелия // Вестник РАСХН. 2005. № 6. С. 23-26.

5. Косолапова А.А., Попова С.И., Михайлова Л.А. и др. Агроэкологическая роль полевых севооборотов в условиях опольных ландшафтов Предуралья // Аграрный вестник Урала. 2012. № 2. С. 7-9.

6. Соснина И.Д. Влияние парозанимающих культур, севооборота и фона питания на баланс гумуса и трансформацию органического вещества в дерново-подзолистой почве Предуралья // Аграрный вестник Урала. 2012. № 9. С. 8-9.

7. Кузьминых А.Н. Сидераты — важный резерв сохранения плодородия почвы // Земледелие. 2011. № 6. С. 41.

8. Максютов Н.А., Скороходов Ю.В., Митрофанов Д.В. Агроэкологическая оценка чистых, почвозащитных и сиде-ральных паров под яровую пшеницу на чернозёмах южных оренбургского Предуралья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012. № 5 (37). С. 56-58.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.