CC BY
34
Современные иссмдоЬомя
Содержание макро - и микроэлементов в органах растений, мг\кг
Растительное сырьё Содержание макро- и микроэлементов в (%)
Са K № Fe Zn Mn
Зверобой продырявленный 1,03 9,6 3,2 1,2 1,2 7,7 1,8 2,5
Опыт интродукции Зверобоя продырявленного в Астраханской области показывает, что, при проведении основных агротехнических приемов (своевременный сев, прополки, междурядные обработки) и соблюдении оптимальных сроков уборки сырья, можно стабильно получать удовлетворительные урожаи и обеспечивать население лекарственным сырьем.
Дальнейшие исследования лекарственных растений позволят расширить ассорти-
мент видов и образцов для введения в культуру в Астраханской области и разработать агротехнические приемы их выращивания.
УДК 631.5:631.4:631.8
СОХРАНЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ ЗА СЧЕТ УВЕЛИЧЕНИЯ ПОСТУПЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В СЕВООБОРОТАХ
Д.А. Болдырь, к.с.-х.н., В.М. Протопопов, с.н.с., Г.О. Романова, м.н.с.-ГНУ Нижне-Волжский НИИСХ Россельхозакадемии
Ключевой проблемой развития з емледелия Волгоградской области является производство зерна, повышение потенциального плодородия почвы за счет внедрения всех элементов агроланд-шафтных систем земледелия, увеличение урожайности и качества получаемой продукции с учетом потребности рынка.
Для этого необходимо расширять посевы кукурузы и сорго, повышать их урожайность, более широко использовать посевы бобовых культур и многолетних трав как источника получения растительного белка и улучшителей почвенного плодородия.
Формирование урожая всех сельскохозяйственных культур осуществляется за счет резервов азота почвы. Возрастание доли минеральных азотных удобрений в снабжении азотом культурных растений не
снижает роль органического вещества как источника минерального азота.
Однако главными критериями выбора той или иной схемы севооборота, в сухо-степной зоне, должны быть положительный баланс питательных веществ за ротацию и оптимальный набор биологически различных групп растений с высокими почвозащитными свойствами, использующих осадки всего вегетационного периода.
В этих условиях дополнительным источником обогащения почвы органическим веществом могут стать солома и сиде-раты. Внесение в почву соломы вызывает интенсивное размножение целлюлозоразла-гающей микрофлоры, свободноживущих и симбиотических азотфиксаторов, аммо-нификсаторов, а также повышает общую биологическую активность почвы.
Современные иосмдОВаниа
Внесение в почву больших количеств органического вещества соломы активизирует деятельность почвенных микроорганизмов. Это позволяет свести к минимуму применение минерального азота, что способствует улучшению общей экологической обстановки территории. Таким образом, солома - эффективное органическое удобрение, которое экономически целесообразно использовать особенно на полях, удаленных от животноводческих ферм.
В поддержании баланса азота, гумуса и урожайности культур, большое значение имеет введение в севооборот бобовых культур. Установлено, что после зернобобовых культур в почве остается 2,0-6,5 т/га пожнивных и корневых остатков. В них содержится 30-50 кг азота, тогда как в пожнивных и корневых остатках зерновых культур только 17-30 кг.
По накоплению минерального азота в почве зерновые бобовые культуры не уступают черному пару, а в отдельных случаях и превосходят его. Так, суммарное содержание аммиачного и нитратного азота в пахотном слое перед посевом озимых составляло: 18-22 мг/кг почвы после гороха, 20-21 мг/кг после вики и викоовсяной смеси, 17-
19 мг/кг после ячменя и по черному пару 20-22 мг/кг почвы.
В условиях Нижнего Поволжья основным лимитирующим фактором получения высоких урожаев является влага. Главная особенность водного режима земледелия в условиях сухих степей - непромывной тип увлажнения почвы и резко выраженный дефицит влажности воздуха, обусловленный высокими температурами до 40оС при ограниченном количестве осадков (270-320 мм). В отдельные годы положение усугубляется крайне неравномерным их распределением по периодам года. В таких экстремальных по влагообеспеченности условиях основной зональной системой земледелия являются полевые севообороты с оптимальным насыщением их чистыми парами и виды обработки почвы, позволяющие накопить максимально возможное количество влаги.
Основной запас влаги в пару создается в осенне-зимний период: со времени основной обработки почвы под черный пар до начала парования. За 12 лет наблюдений (2001-2012 гг.) сумма осадков за осенне-зимний период составила 202,6 мм (таблица 1).
Таблица 1 - Распределение осадков за сельскохозяйственный год
Сельскохозяйственный год Количество осадков за период, мм
осенний 1Х-Х1 зимний Х11-Ш весенне-летний 1У-1Х Сумма за с.-х. год
2000-2001 72,4 92,8 161,6 326,8
2001-2002 116,7 175,7 92,0 384,4
2002-2003 162,6 113,9 141,2 417,7
2003-2004 128,9 110,6 180,6 420,1
2004-2005 85,7 129,4 191,0 406,1
2005-2006 66,1 90,8 162,8 319,7
2006-2007 62,3 103,1 133,9 299,3
2007-2008 102,1 89,5 135,5 327,1
2008-2009 67,1 102,0 127,8 296,7
2009-2010 64,9 168,3 145,3 378,2
2010-2011 76,6 59,0 126,0 261,6
2011-2012 121,1 73,7 162,0 356,8
2012-2013 89,3 109,3 145,3 343,8
Среднее 93,5 109,1 146,5 349,1
К началу весенне-летнего парования запасы продуктивной влаги составили 119 мм или 58,9% от суммы выпавших осадков.
Осадки за весенне-летнее время (146,5 мм) не покрывают потери влаги за счет физического испарения.
СеВремлнные иссмдеВания
В результате перед посевом озимой пшеницы запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы составляют 92 мм, что на 27 мм ниже уровня весенних запасов. Тем не менее, сохранившаяся в почве влага позволяет получить нормальные всходы и обеспечить хорошее осеннее развитие озимой пшеницы.
Возделываемые в севообороте культуры для создания урожая требуют разного количества влаги и обладают разной способностью ее использования из почвы.
Озимая пшеница по сравнению с яровыми зерновыми имеет более развитую корневую систему, рано трогается в рост, быстро затеняет поверхность почвы и предотвращает потери влаги за счет физического испарения. Полнее используются осенне-зимние и ранневесенние запасы влаги, озимая пшеница меньше страдает от весенних и летних засух.
Формирование водного режима к посеву озимой пшеницы в чистых, занятых парах и по непаровым предшественникам про-
ходит по-разному (таблица 2). Таблица 2 - Содержание доступной влаги в почве в зависимости от предшественника
Предшественник Запас влаги перед Сумма Запас влаги перед Усвоение Пери-
началом периода осадков за посевом озимой осадков, од
парования период па- пшеницы, мм % паро-
0-20 см 0-100 см рования, мм 0-20 см 0-100 см вания
Пар чистый 31,6 118,6 146,5 21,6 93,7 -13,6 157
Занятый эспарцетом 1,3 23,9 61,3 8,3 26,4 4,9 95
Горох на зерно 1,5 30,2 56,7 7,9 31,3 2,4 79
Перед уборкой парозанимающих культур количество доступной влаги колебалось от 24 до 30 мм в метровом слое. Это объясняется разными датами наступления физиологических фаз и уборки парозанимающих культур.
Одним из реальных путей, обеспечивающих приостановление снижения плодородия почвы и соответственно увеличение выхода сельскохозяйственной продукции, является использование таких доступных биологизированных факторов, как применение в качестве органических удобрений измельченной соломы и листостебельной мас-
счет введения в структуру посевных площадей азотфиксирующих культур. Для этой цели в условиях недостаточного увлажнения целесообразно использовать из группы многолетних бобовых трав такие культуры, как: люцерна, донник, эспарцет и их смеси со злаковыми травами (житняк и кострец), а из однолетних зернобобовых культур - горох и нут.
Выявлено, что наиболее высокое поступление в почву органической массы (солома + корни) в 4-хпольном севообороте (3,6 т/га), где насыщение зерновых и пропашных культур достигает 75% (таблица 3).
сы, использование биологического азота за
Таблица 3 - Поступление в почву органического вещества и баланс гумуса в биологизи-
рованных севооборотах зерновой специализации
Севооборот Поступило в Баланс гумуса, т/га
почву
солома, корни, т/га минерализация гумификация приход расход +
4-хпольный парозернопропашной 4,0 0,90 0,55 -0,35
5-типольный зернотравопропашной 5,0 0,73 0,48 -0,25
7-мипольный зернотравопропашной 4,9 0,73 0,41 -0,32
8-мипольный плодосменный 4,7 0,72 0,58 -0,14
Степь косимая 1,5 0,29 0,19 -0,1
Степь некосимая 1,7 0,27 0,31 +0,04
СоВременные исследоВания
Однако в том севообороте, который взят за контроль, степень минерализации органического вещества составила 0,90 т/га, а гумификации - 0,55 т/га. Поэтому здесь дефицит гумуса был с наибольшим показателем (-0,35) т/га. В 8-мипольном биологи-зированном севообороте биомассы накапливается 3,9 т/га, при этом 0,72 т/га органического вещества подвергается минерализации, а гумификации - 0,58 т/га, дефицит гумуса в этом севообороте составил (-0,14) т/га, что близко к бездефицитному балансу, который наблюдается в вариантах с косимой и некосимой степью. В 8-мипольном севообороте отмечено более высокое поступление в почву биофильных элементов в соста-
ве органического вещества: 1560 кг/га углерода, 26,04 кг/га азота, 12,64 кг/га фосфора, 43,80 кг/га калия. В 4-хпольном севообороте: 1450 кг/га углерода, 20,26 кг/га азота, 14,53 кг/га фосфора, 49,82 кг/га калия.
Таким образом, на основании вышеизложенного при производстве зерновой продукции оптимальным севооборотом без внесения навоза и минеральных удобрений является 8-мипольный плодосменный севооборот, который на каштановых почвах Нижнего Поволжья обеспечивает практически бездефицитный баланс гумуса, а также легко возобновляемых биоресурсов более 3,9 т/га или 54 тыс. МДж/га энергии ежегодно (таблица 4).
Таблица 4 - Годичное поступление в почву биофильных элементов (кг/га) и энергии
Севооборот Углерод Азот Фосфор Калий Энергия, МДж
4-хпольный 1450,0 20,26 14,53 49,82 50840,8
5-типольный 1290,0 20,19 11,17 44,76 44577,6
7-мипольный 1000,0 19,09 9,16 37,50 37925,4
8-мипольный 1560,0 26,04 12,64 43,80 54446,9
плодосменный
Таблица 5 - Накопление легко возобновляемых биоресурсов в биологизированных __севооборотах в 2000-2013 гг._
Севооборот Культура Сумма кор- Поступление в почву кг/га
ней и соломы, N Р2О5 К2О
т/га
4-хпольный Пар - - - -
Озимая пшеница 5,3 25,4 16,1 45,2
Ячмень 4,6 23,1 14,6 32,0
Кукуруза 6,2 29,4 18,3 46,7
5-типольный Эспарцет 5,6 32,4 19,9 33,6
Озимая пшеница 5,3 26,5 16,1 50,2
Фацелия 4,9 24,5 14,9 36,4
Сорго 5,7 25,4 16,0 45,9
Ячмень + эспарцет 3,6 19,1 14,6 32,0
7-мипольный Эспарцет 5,6 32,4 19,9 33,6
Озимая пшеница 3,3 16,5 16,1 50,2
Сорго 5,7 25,4 16,0 45,9
Нут + эспарцет 4,9 32,6 19,7 32,6
Эспарцет 5,6 32,4 19,9 33,6
Кукуруза 6,2 29,4 18,3 46,7
Ячмень + эспарцет 3,6 19,1 14,6 32,0
8-мипольный Горох 5,0 33,2 20,1 51,4
Озимая пшеница 4,3 26,5 16,1 50,2
Нут 4,9 32,6 19,7 32,6
Кукуруза 6,2 29,4 18,3 46,7
Горох 5,0 33,2 20,1 51,4
Яровая пшеница 2,9 12,4 9,4 28,3
Нут 4,9 32,6 19,7 32,6
Ячмень 4,6 23,4 14,6 32,0
СоВременные иссмедеВания
Проанализировав данные таблицы 5 по поступающим в почву растительным остаткам, получили следующие показатели: в 8-мипольном плодосменном севообороте с 50% бобовых культур мы вносим в почву 37,9 кг/га азота, 17,3 кг/га фосфора и 40,7 кг/га калия, что значительно выше, чем в контрольном 4-хпольном парозернопро-
В 5-ти и 7-мипольных севооборотах поступление органической массы и, следовательно, питательных элементов было несколько меньше.
Наибольшей продуктивностью обладал 8-мипольный плодосменный севооборот. Выход зерна с одного гектара севооборотной площади составил 1,14 т/га или 1,85 кормовых единиц (таблица 6).
пашном севообороте. Таблица 6 - Урожайность культур в севооборотах зерновой специализации _(среднее за 2001-2013 гг.), т/га_
Севооборот
Урожайность, т/га
зерна
к.ед.
4-хпольный (зернопаропропашной): пар - 25%, зерновые -50%, пропашные - 25%_
0,95
1,65
5-типольный (зернотравопропашной): зерновые - 60%, травяные - 20%, пропашные - 20%_
0,79
1,79
7-мипольный (зернотравопропашной): зерновые - 42,9%, пропашные - 14,3%, травяные - 42,9%_
0,55
1,80
8-мипольный (плодосменный): зерновы +зернобобовые -87,5%, пропашные - 12,5%_
1,14
1,85
Продуктивность четырехпольного севооборота с черным паром снижается по зерну на 0,19 т/га, по кормовым единицам -на 0,20 т/га (таблица 7).
Таким образом, в агроценозах биоло-гизированных севооборотов накопление органического вещества и биофильных элементов в каштановых почвах зависит от состава культур. Наибольшее их количество накапливается в плодосменном севообороте: 4,7 т/га сухой биомассы или 1560 кг/га углерода. В севообороте с черным паром соответственно 4,0 т/га и 1450,0 кг/га.
Растительные остатки в 8-мипольном севообороте с данным соотношением углерода и азота используются более рационально для повышения плодородия и роста урожая зерновой продукции.
При разработке севооборотов зерновой специализации в хозяйствах, где отсутствуют органические удобрения, следует учитывать свойства соломы, многолетних трав, зернобобовых и пропашных культур для поддержания уровня гумуса в почве.
17 мая 2013 год. Стационарный опыт 28 июня 2013 год. Стационарный опыт
по биологизированным севооборотам по биологизированным севооборотам
