CC BY
29
УДК 631.582:631 .51:631 .559
Роль севооборотов и рациональных способов основной обработки почвы в системе земледелия
родской области. Биологизация адаптивно-ландшафтной системы земледелия -основа повышения плодородия почвы, роста продуктивности сельскохозяйственных культур и сохранения окружающей среды/Матер. Всерос. научно-практ. конф. - Белгород: Отчий край, 2012 - С. 314-320.
3. Турусов В.И. Пути биологизации севооборотов в адаптивно-ландшафтном земледелии юго-востока ЦЧР/ Управление продукционным процессом в агро-технологиях 21 века: реальность и перспективы. Матер. Междунар. научно-практич. конф., посвященной 35-летию образования Белгородского научно-исследовательского института сельского хозяйства, 15-16 июля 2010 г. - Белгород: Отчий край, 2010. - С. 357-358.
4. Соловиченко В.Д. Почвенный покров Центрально-Черноземного региона и воспроизводство плодородия почв/ Автореф. дис. ... докт. с.-х. наук. - Белгород, 2011. - 40 с.
5. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почв//Успехи почвоведения (Сов. Почвоведы к XIII Междунар. Конгр. почвоведов). - М.: Колос, 1968. - С. 18-163, 261-296.
Статья поступила в редакцию 07.11.2013.
Rotation of crops - the main factor in maintaining and improving of soil fertility in Belgorod region
S.I. Tyutyunov, V.D. Solovichenko, I.V. Logvinov
In many years researches it was shown the change in the basic indicators of soil ? fertility (humus content, available ® phosphorus and potassium, hydrolytic pg acidity) in rotation of crops. The positive z role of perennial grasses, as well as a, organic and mineral fertilizers to improve | these indicators was determined. g Keywords: biologization of agriculture, <B grain-grass-tilling crop rotation, perennial 5 herbs, soil fertility, humus. n I
14
Л.Ю. РЫЖИХ
Г.Ф. КОЛОСОВ, доктор
биологических наук
Казанский (Приволжский) федеральный университет E-mail: ludarigih@mail.ru А.И. ЛИПАТНИКОВ Татарский НИИ сельского хозяйства E-mail: tatniva@mail.ru Т.Г. КОЛЬЦОВА Институт проблем экологии и недропользования АН РТ E-mail: nikolaeva_tg@mail.ru
Излагается технология возделывания сельскохозяйственных культур с использованием систем основной обработки почвы и севооборотов, обеспечивающая получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур.
Ключевые слова: севооборот, обработка почвы, влагообеспеченность, сельскохозяйственная продукция.
В настоящее время в земледелии изучаются и развиваются технологии, позволяющие получать стабильные урожаи экологически чистой продукции при резком сокращении применения удобрений и химических средств защиты растений. Плодородие почвы в этом случае поддерживается за счет правильно организованного севооборота и различного вида органических удобрений (сиде-ратов, соломы и т.д.).
Целью наших исследований стала оптимизация севооборотов и способов основной обработки почвы при возделывании культур без использования минеральных туков и химических средств защиты растений.
В 2010 г. был заложен опыт по изучению влияния севооборотов, способов основной обработки почвы и системы удобрений на продуктивность сельскохозяйственных культур. Исследования вели на Лаи-шевском ГСУ Татарского НИИСХ. Почва опытного участка - серая лесная, среднесуглинистая. Среднее содержание гумуса - 3,9 %, рНсол 6,3.
Схема чередования культур и спо-
собы основной обработки почвы представлены в таблице 1.
Система удобрений была следующей: 1 - без минеральных удобрений, сидерат клевера (46 т/га) (контроль I); 2 - сидерат клевера (46 т/га) + М32Р32К32; 3 - М48Р48К48 (без сидерата) (контроль II, производственные посевы Татарского НИИСХ).
Нужно отметить, что в 2010 г. урожайность зеленой массы сидерата (клевера) составила 10 т/га, что было обусловлено сильной засухой. Клевер был сильно изрежен и недостаток влаги в весенний период повлиял на урожайность сидерата.
На опытном участке применяли разноглубинную систему обработки почвы. Для запашки сидерата клевера плуг ПН-4-35 был переоборудован по типу двухъярусного путем увеличения лемеха предплужника на 10 см и отвала предплужника с целью полного оборачивания верхнего десятисантиметрового слоя. Зеленая масса клевера была скошена в начале июля с помощью КИР-1,5, измельчена и разбросана по полю. Затем поле обработали дисковой бороной БДМ-3 на глубину 10-12 см. К 1 августа отросла отава клевера, которую снова скосили и провели обработку КСН-3 на глубину 12-14 см. Таким образом, получилась двойная сидерация клевером с общей массой двух укосов 44 т/га. Под яровые культуры 15 августа была проведена запашка сидерата второго укоса клевера без предварительного подкашивания переоборудованным плугом с заделкой сидерата на глубину 20-22 см. Таким образом, поле весь летний период находилось в чистом состоянии и накапливало биомассу клевера.
Подготовка почвы под посев гороха состояла из запашки измельченной соломы предшественника (6-12 т/га) переоборудованным плугом ПН-4-35 (при этом были убраны отвалы главного корпуса, предплужник установлен на глубину 15-17 см, главный корпус - на глубину 27-30
Enïîëuçîâàièâ çâiëè.p65 14 27.01.2014, 17:59
I. Система обработки почвы в севообороте
Чередование культур по полям севооборота Основная обработка почвы
I (опыты) - озимая рожь, ячмень и яровая пшеница Разноглубинная обработка: скашивание с измельчением и разбрасыванием сидерата по полю и обработка БДТ-3 на глубину 7-10 см и КСН-3 на 12-14 см (под озимые культуры). Запашка сидерата переоборудованным плугом ПН-4-35 на 20-22 см (под яровые культуры)
2 - горох Глубокое безотвальное рыхление с переоборудованным предплужником без отвалов главного корпуса ПН-4-35 на 27-32 см
3 - овес + клевер 4 - клевер I г. п. Обработка КСН-3 на глубину 14-16 см Закрытие влаги тяжелыми зубовыми боронами в два следа
см). Такой способ обработки не позволяет поднять на поверхность запаханный в предыдущий год сиде-рат, а главный корпус подрыхляет нижний слой (плужную подошву) и перемешивает его с сидератом. Верхний горизонт с соломой и пожнивными остатками поворачивается предплужником на 135 в результате чего измельченная солома укладывается послойно через 35 см наклонными рядами, а часть ее (примерно 10-15 %) находится над пашней. Этот прием способствует накоплению снежного покрова на поверхности почвы, а весной талая вода проникает по соломе в пахотный слой. С такого поля практически не бывает стока талых вод. Весной почва хорошо разделывается при закрытии влаги боронами, и бывает достаточно лишь предпосевной культивации КПС-4М на глубину заделки семян. Временной разрыв между закрытием влаги, предпосевной обработкой почвы и севом не должен быть длительным, поскольку запаханная солома способствует хорошей аэрации пахотного слоя и благоприятствует физическому испарению влаги, что отчетливо проявилось в засушливом 2010 г.
Под овес с подсевом клевера пос-
ле гороха также была разбросана измельченная солома, и в конце августа - начале сентября почва обработана КСН-3 на глубину 14-16 см. Весной проводили боронование, закрытие влаги, предпосевную культивацию КБМ-4,2 и в этот же день сеяли овес, а поперек подсевали клевер (5 кг/га).
Клевер уходил в зиму, осенью почва не обрабатывалась, весной проводили боронование клевера зубовыми боронами в два следа.
Уход за посевами заключался в бороновании легкими посевными боронами БЗП-06 по всходам поперек рядков. Во всех вариантах средства химической защиты растений не применяли. На полях ТатНИИСХ (контроль II) сев проводили протравленными семенами, а для борьбы с сорной растительностью, вредителями и болезнями использовали химические средства.
Наблюдения за динамикой влажности на полях севооборота представлены в таблице 2. Результаты наблюдения показали, что различные способы основной обработки почвы повлияли на накопление запасов продуктивной влаги в пахотном и метровом слоях. На 26 апреля накопление продуктивной влаги в пахотном
слое почвы было выше в 2011 г. во всех вариантах обработки. В метровом слое накопление продуктивной влаги было выше в 2010 г. во всех вариантах обработки, что обусловлено низкой урожайностью сидера-та. Летние осадки восполнили недостаток влаги, и к концу вегетации 2011 г. запас ее в метровом слое становится выше, чем в 2010 г.
Разница накопления влаги под культурами объясняется различными способами основной обработки почвы.
В метровом слое влага сохранилась до уборки урожая, в особенности на поле, где были ячмень и горох, что обусловлено применяемой здесь системой обработки. На поле ячменя, где был запахан сидерат (клевер), сработал эффект хемо- и гидротропизма, при котором корни продвигаются в сторону участков с более высокоим потенциалом влажности и более высокой концентрацией питательных веществ. Благодаря данному эффекту был получен высокий урожай ячменя (41,4 ц/га).
Исследования почвенной мезо-фауны на опытных участках под разными культурами выявили 27 видов жужелиц и более 14 различных таксономических групп беспозвоночных животных. Максимальное число групп таксонов обнаружено на поле 4.
Наблюдения проводили на всех четырех полях севооборота. Опыт с контролем был заложен на поле 2, где проводилось сортоиспытание. Наблюдения за мезофауной на контроле не проводили. На количество мезофауны решающее влияние оказала сидерация клевера, а не другие факторы (обработка, удобрение).
Наибольшая плотность почвенной мезофауны отмечена в весенний период на поле 4 (37 экз/м2) и поле 1 (31 экз/ м2), наименьшая - на поле 3 (13 экз/м2). Выявленные различия между полями в плотности почвен-
2. Запас продуктивной влаги в почве по культурам севооборота на Лаишевском госсортоучастке, мм
Культуры Год 26.04. 07.05. 25.05. 07.06. 22.06. 08.07.
Озимая рожь 2010 2011 37,0/221,0 11,4/133,7 27,9/164,3 23,3/139,5 9,7/82,8 26,3/127,9 6,1/47,9 8,5/65,3 5,8/46,2 6,1/52,3
Ячмень, яровая пшеница 2010 2011 22,1/201,1 23,1/198,0 21,0/187,0 27,0/131,0 15,8/131,1 20,0/113,0 13,2/123,9 14,1/135,0 6,1/71,1 10,5/86,8 4,2/40,9 12,0/47,0
Горох 2010 2011 22,5/217,1 24,5/200,1 13,6/153,4 14,1/148,5 14,0/141,5 19,6/107,8 13,3/135,0 15,4/132,2 7,2/71,3 11,3/91,3 5,3/51,6 9,8/59,2
Клевер (сидерат) 2010 2011 13,4/167,7 35,0/111,0 13,2/133,5 9,0/105,0 11,1/104,0 12,0/95,0 9,2/80,6 10,3/92,3 5,6/33,2 6,8/41,2 13,8/42,0
Примечание. В числителе - пахотный (0-20 см), в знаменателе - метровый слой почвы.
Наблюдения за динамикой влажности почвы приведены только для вариантов основной обработки почвы.
ЕпиёОдТааТёа да!ёё.р65 15 27.01.2014, 17:59
3. Урожайность зерновых культур, ц/га
Культура Год Средняя по полям ТатНИИСХ (контроль II) При использовании разработанной технологии почвообработки
^32^32^32 без удобрений (контроль I) прибавка к контролю I/II
Озимая рожь 2010 22,0 35,1 - -/13,1
2011 32,6 40,1 31,3 8,8/7,5
± к 2010 10,6 5,0 - -
Яровая 2010 16,0 20,2 12,8 7,4/3,8
пшеница 2011 20,0 27,5 19,8 7,7/7,5
± к 2010 4,0 7,3 7,0 -
Ячмень 2010 11,0 41,4 34,1 7,3/30,4
2011 23,4 42,5 30,4 10,1/19,1
± к 2010 12,4 0,9 -3,7 -
Горох 2010 14,0 16,3 16,8 -0,5/2,3
2011 36,0 41,1 40,2 0,9/5,1
± к 2010 22,0 24,8 23,4 -
ной мезофауны в весенний период объясняются влиянием предшествующей культуры и основной обработки.
Один из важных показателей экологического благополучия и факторов почвенного плодородия - плотность в почве дождевых червей. Максимальные значения плотности олигохет зафиксированы на поле 4 (22 экз/м2). Видимо, возделывание предшествующей культуры (овес + клевер) создало здесь благоприятные микроклиматические условия для развития дождевых червей. Наибольшие проценты численности дождевых червей отмечены на полях 4 (71 %) и 1 (56 %).
Жужелицы составляют основу собранного материала по герпетобион-там (свыше 60 %). Наиболее разнообразен видовой состав жужелиц полей 2 и 3 (по 14 видов), на остальных изученных участках - по 10 видов. Высокие зерновые культуры (овес, рожь) создают оптимальные условия для жужелиц - хищных зоофагов: под пологом зерновых жужелицы могут успешно охотиться и скрываться от птиц. Показатели численности (динамическая плотность) жужелиц отмечены на поле 1 (125 экз. ловушка/сутки), однако большая
численность обусловлена массовостью практически одного вида - Ро-есПив сиргеив. Второе место по численности жужелиц занимали поле 2 и поле 4 (50 экз. ловушка/сутки). Самыми низкими значениями характеризуется поле 3 (всего 3 экз. ловушка/сутки).
Сезонная динамика плотности мезофауны обусловлена особенностями биологии видов и погодными условиями. Малое количество осадков и высокие температуры в летние месяцы в 2010 г. неблагоприятно сказались на численнсти мезофауны, наблюдалось резкое снижение ее плотности в осенний период. Особенно это заметно на снижении плотности дождевых червей (в осенних пробах олигохеты не найдены) и численного обилия жужелиц в сентябре по сравнению с весенними пробами.
В 2011 г. наблюдения за разнообразием почвенной мезофауны не проводились.
Чрезвычайно засушливый 2010 г. стал проверкой предлагаемой технологии почвообработки в условиях вегетационного сезона с экстремальным дефицитом влаги. Одинаковая урожайность гороха по вариантам опыта (фоны питания) обусловлена
физиологическими свойствами растения - фиксировать атмосферный азот из воздуха клубеньковыми бактериями. Прибавка урожая в варианте с применением удобрений и средств защиты растений на яровой пшенице и ячмене обусловлена не столько обеспеченностью элементами питания растений, сколько наличием влаги (табл. 3).
Более высокая урожайность всех культур оказалась в 2011 г., что обусловлено более благоприятными погодными условиями. На ячмене эта разница неощутима (возможно, в силу большей отзывчивости этой культуры на сидерацию). Наибольший урожай зерна ячменя (41,4 ц/га) получен в варианте с сидерацией и внесением минеральных удобрений. На горохе больших различий в урожае не выявлено - это обусловлено биологией культуры, способностью ее корней проникать глубоко в почву и фиксировать азот воздуха клубеньковыми бактериями.
Таким образом, в условиях Республики Татарстан на серой лесной почве при совместном применении рациональных севооборотов и агротехники можно получать высокие урожаи при снижении химической нагрузки на почву и растения.
Статья поступила в редакцию 14.04.2013
The role of crop rotations and rational methods of soil's tillage in the cropping system
L.Yu. Ryzhikh, G.F. Koposov, A.I. Lipatnikov, T.G. Kol'tsova
The authors present the technique of cultivation of agricultural crops with using of methods of basic soil cultivation and crop rotations which provides high yields of agricultural crops.
Keywords: crop rotation, soil cultivation, moisture content, agricultural output.
