Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ БОБОВЫХ КУЛЬТУР НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТОВ'

ВЛИЯНИЕ БОБОВЫХ КУЛЬТУР НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТОВ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
1
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
бобовые культуры / севооборот / обработка почвы / баланс органического вещества / продуктивность севооборота / сбор белка / Воронежская область / Саратовская область / legumes / crop rotation / tillage / balance of organic matter / productivity of crop rotation / protein collection / the Voronezh region / the Saratov region

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — С.И. Коржов, А.П. Солодовников, К.И. Пимонов, М.А. Несмеянова

Показаны результаты влияния люцерны, гороха, сои и нута на баланс органического вещества почвы и продуктивность севооборотов в зависимости от их насыщения бобовыми культурами. Исследования проведены в стационарных опытах Воронежского и Саратовского ГАУ. Увеличение доли бобовых культур с 14 до 42% способствовало повышению сбора белка с 1 га от 298,2 до 560,3 кг/га. Выход кормовых единиц возрос с 27,4 до 38 ц/га. Растительные остатки бобовых культур, имеющие узкое соотношение C:N (< 20) интенсивно разлагаются, вовлекая в этот процесс трудноминерализуемые соломистые остатки, токсичность почвы при этом снижается со 136 условных кумариновых единиц до 11,5. В среднем за пять лет комбинированная обработка почвы способствовала увеличению урожайности нута до 0,94 т/га, поверхностная – снижала до 0,74 т/га. Урожайность нута на 30% определялась осадками вегетационного периода и на 16% зависела от содержания доступной влаги в почве в весенний период и на 33% от ее содержания в середине вегетации растений. Влияние обработки почвы на урожайность нута было минимальным и составляло 1,1%. В севооборотах с насыщением бобовыми культурами 14-28% баланс органического вещества был отрицательным, а севообороты с увеличением доли бобовых до 42% формировали положительный баланс органического вещества.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — С.И. Коржов, А.П. Солодовников, К.И. Пимонов, М.А. Несмеянова

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

INFLUENCE OF LEGUMES ON SOIL FERTILITY AND CROP ROTATION PRODUCTIVITY

The influence of alfalfa, peas, soybeans and chickpeas on the balance of soil organic matter and the productivity of crop rotations, depending on their saturation with legumes, is shown. Researches were carried out in stationary experiments in Voronezh and Saratov State Agrarian Universities. An increase in the share of legumes from 14 to 42% contributed to an increase in protein harvest per 1 ha from 298.2 to 560.3 kg/ha. The yield of fodder units increased from 27.4 to 38 kg/ha. Plant residues of leguminous crops with a narrow C:N (< 20) ratio are intensively decomposed, involving difficultly mineralizable straw residues in this process, while soil toxicity decreases from 136 conventional coumarin units to 11.5. Combined tillage contributed to an increase in the yield of chickpea to 0.94 t/ha on average over five years, in surface tillage it reduced to 0.74 t/ha. The yield of chickpea was 30% determined by the precipitation of the growing season and 16% depended on the content of available moisture in the soil in the spring and 33% on its content in the middle of the growing season of the crop. The effect of tillage on the yield of chickpea was minimal and amounted to 1.1%. In crop rotations with a saturation of legumes of 14-28%, the balance of organic matter was negative, and crop rotations with an increase in the proportion of legumes to 42% formed a positive balance of organic matter.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ БОБОВЫХ КУЛЬТУР НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТОВ»

УДК 630*114.52:631.55:635.6(470.324X470.44) DOI: 10.24412/1029-2551-2022-3-010

ВЛИЯНИЕ БОБОВЫХ КУЛЬТУР НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТОВ

1 2

С.И. Коржов, д.с.-х.н., А.П. Солодовников, д.с.-х.н.,

3 1

К.И. Пимонов, д.с.-х.н., М.А. Несмеянова, к.с.-х.н.

1Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I, e-mail: korzem@mail.ru, marina-nesmeyanova2012@yandex.ru 2Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова, e-mail: solodovnikov-sgau@yandex. ru 3Донской государственный аграрный университет, e-mail: konst.pimonov@yandex.ru

Показаны результаты влияния люцерны, гороха, сои и нута на баланс органического вещества почвы и продуктивность севооборотов в зависимости от их насыщения бобовыми культурами. Исследования проведены в стационарных опытах Воронежского и Саратовского ГАУ. Увеличение доли бобовых культур с 14 до 42% способствовало повышению сбора белка с 1 га от 298,2 до 560,3 кг/га. Выход кормовых единиц возрос с 27,4 до 38 ц/га. Растительные остатки бобовых культур, имеющие узкое соотношение C:N (< 20) интенсивно разлагаются, вовлекая в этот процесс трудноминерализуемые соломистые остатки, токсичность почвы при этом снижается со 136 условных кумариновых единиц до 11,5. В среднем за пять лет комбинированная обработка почвы способствовала увеличению урожайности нута до 0,94 т/га, поверхностная - снижала до 0,74 т/га. Урожайность нута на 30% определялась осадками вегетационного периода и на 16% зависела от содержания доступной влаги в почве в весенний период и на 33% от ее содержания в середине вегетации растений. Влияние обработки почвы на урожайность нута было минимальным и составляло 1,1%. В севооборотах с насыщением бобовыми культурами 14-28% баланс органического вещества был отрицательным, а севообороты с увеличением доли бобовых до 42% формировали положительный баланс органического вещества.

Ключевые слова: бобовые культуры, севооборот, обработка почвы, баланс органического вещества, продуктивность севооборота, сбор белка, Воронежская область, Саратовская область.

INFLUENCE OF LEGUMES ON SOIL FERTILITY AND CROP ROTATION PRODUCTIVITY

1Dr.Sci. S.I. Korzhov, 2Dr.Sci. A.P. Solodovnikov, 3Dr.Sci. K.I. Pimonov, lPh.D. M.A. Nesmeyanova

1 Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter,

e-mail: korzem@mail.ru, marina-nesmeyanova2012@yandex.ru 2Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilov, e-mail: solodovnikov-sgau@yandex.ru 3Don State Agrarian University, e-mail: konst.pimonov@yandex.ru

The influence of alfalfa, peas, soybeans and chickpeas on the balance of soil organic matter and the productivity of crop rotations, depending on their saturation with legumes, is shown. Researches were carried out in stationary experiments in Voronezh and Saratov State Agrarian Universities. An increase in the share of legumes from 14 to 42% contributed to an increase in protein harvest per 1 ha from 298.2 to 560.3 kg/ha. The yield offodder units increased from 27.4 to 38 kg/ha. Plant residues of leguminous crops with a narrow C:N (< 20) ratio are intensively decomposed, involving difficultly mineralizable straw residues in this process, while soil toxicity decreases from 136 conventional coumarin units to 11.5. Combined tillage contributed to an increase in the yield of chickpea to 0.94 t/ha on average over five years, in surface tillage it reduced to 0.74 t/ha. The yield of chickpea was 30% determined by the precipitation of the growing season and 16% depended on the content of available moisture in the soil in the spring and 33% on its content in the middle of the growing season of the crop. The effect of tillage on the yield of chickpea was minimal and amounted to 1.1%. In crop rotations with a saturation of legumes of 14-28%, the balance of organic matter was negative, and crop rotations with an increase in the proportion of legumes to 42% formed a positive balance of organic matter.

Keywords: legumes, crop rotation, tillage, balance of organic matter, productivity of crop rotation, protein collection, the Voronezh region, the Saratov region.

Плодородие почвы служит основным фактором продовольственного обеспечения страны и планеты в целом. Для поддержания высокого качества почвы необходим постоянный приток извне свежего органического вещества с оптимальным соотношением С:№ Лучшим в этом отношении считается навоз. Для обеспечения бездефицитного баланса гумуса в черноземные и темно-каштановые почвы должно поступать 10-15 т/га полуперепревшего навоза [1]. Однако, такое количество навоза, трудно обеспечить из-за незначительного поголовья КРС. Отсюда стоит задача поиска возможности увеличения поступления в почву негумифицированного органического вещества за счет других источников. Одним из направлений такого увеличения может стать выращивание бобовых культур [2-4]. Увеличение площади посева под бобовыми культурами, введение в севооборот новых не имеющих широкого распространения представителей данного семейства позволит улучшить азотный режим почвы, а также сбалансировать корма по белку. Бобовые растения богаты белком, аминокислотами, другими важными с точки зрения питательности веществами, имеют соотношение С^ меньше 20 [4-6].

В настоящее время наблюдается значительный рост стоимости на удобрения, пестициды, топливо и сельскохозяйственную технику. В таких условиях необходимо разрабатывать технологии, которые позволяли бы частично заменить минеральные удобрения и при этом не допустить снижения продуктивности возделываемых культур.

Цель исследований - изучение влияния бобовых культур на плодородие почвы и продуктивность севооборотов.

Условия, материалы и методы. Исследования по изучению роли бобовых культур были выполнены в 2003-2021 гг. в стационарном опыте УНТЦ «Агротехнология» ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» на черноземе выщелоченном с содержанием гумуса 4,2%. Изучали севообороты с различным насыщением бобовыми культурами: № 1: сидеральный пар (озимая рожь + озимая вика) -озимая пшеница - сахарная свекла - горох - оз. пшеница - кукуруза на силос - ячмень (14% бобовых); № 2: пар занятый (озимая рожь + озимая вика) - озимая пшеница - сахарная свекла - люцерна 1 г.п. - люцерна 2 г.п. - кукуруза на силос - соя (42% бобовых); № 3: пар занятый (викоовсяная смесь) - озимая пшеница - сахарная свекла - люцерна 1 г.п. - люцерна 2 г.п. - кукуруза на силос -ячмень (28% бобовых); № 4: пар черный - озимая пшеница - сахарная свекла - горох - озимая пшеница - соя - кукуруза на силос (28%). Минеральные удобрения в опыте вносили в следующем количестве (кг д.в/га): под озимую пшеницу NPK12o + N30 (подкормка весной); под сахарную свеклу и ку-

курузу по ОТК150; под ячмень ОТК90; под горох, люцерну, сою по РК90. Площадь делянок 625 м2, учетная 500 м2. Применяли сорта, рекомендованные для выращивания в ЦЧР. Люцерну возделывали в запольном участке в течение 6 лет на площади 300 м2.

Изучение влияния нута на качество почвы проводили в 2016-2020 гг. в стационарном опыте УН-ПО «Поволжье» ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» (Энгельский район Саратовской области) на темно-каштановом среднесуглинистом подтипе с содержанием гумуса 2,9%. В метровом горизонте плотность почвы составляет 1,37 г/см3, НВ -22,1%, ВУЗ - 9,7% от массы абсолютно сухой почвы. Состав севооборота: пар чистый - озимая пшеница - нут - яровая пшеница - сборное поле - ячмень - подсолнечник. Опыт заложен по следующей схеме: 1. Отвальная обработка плугом ПЛН-8-35 на глубину 23-25 см (контроль); 2. Безотвальная обработка глубокорыхлителем SSD-4 на глубину 30-32 см; 3. Минимальная обработка дискатором БДМ-7х3 ППКШКС на глубину 10-12 см; 4. Комбинированная обработка плугом Бойкова ПБС-8М на глубину 23-25 см (конструкция плуга позволяет проводить отвальную обработку верхнего 15 сантиметрового слоя и безотвальное рыхление нижнего 15-25 сантиметрового горизонта). Площадь делянок 1 500 м2, учетная 1 000 м2. Повторность трехкратная. Расположение делянок рандомизированное. Сорт нута Бонус.

Результаты и обсуждение. В севооборотах с различным чередованием культур складывается, как правило, отрицательный баланс органического вещества. Здесь велика роль бобовых культур, их растительные остатки содержат больше азота нежели остатки других культур, легко разлагаются и способствуют увеличению скорости минерализации остатков зерновых культур. При этом разложение соломы увеличивается в 1,5-1,8 раза, а токсичность почвы снижается со 136 условных кумарино-вых единиц до 11,5.

Люцерна, выращиваемая в севообороте и отдельно в выводном поле, способствовала увеличению содержания гумуса на 0,15-0,44%.

Минеральные удобрения, применяемые в агро-ценозах, компенсируют вынос фосфора и калия, а недостаток азота растения восполняют за счет биологически связанного азота.

Севооборот с определенным набором культур имеет решающее влияние на накопление свежего негумифицированного органического вещества в почве. Его количество и химический состав определяет, какая часть минерализуется, а какая на образование гумуса. Севообороты с различным уровнем насыщения бобовыми культурами за ротацию оставляют в почве различное количество пожнивно-корневых остатков. В севооборотах № 4 и № 5, где

свойства почв

имеется черный пар, в почве в среднем за год оставалось 6,5 т/га, а в севооборотах № 2 и № 3 - 8,5 т/га.

Неодинаковая масса поступающих в почву послеуборочных остатков обусловила различия в содержании разных форм органического вещества почвы. Прежде всего следует отметить, что по сравнению с исходным содержание гумуса увеличилось в севооборотах № 1-3 с 3,4-3,7 до 4,2-4,55%, ЛОВ - с 0,2-0,4 до 0,5-0,7%, доля ЛОВ в гумусе - с 6-12 до 12-17%. В севообороте № 4 с черным паром и двумя полями бобовых (горох и соя) за две ротации севооборотов, содержание органического вещества снизилось до 4,17%. В севообороте № 5 содержание гумуса осталось без изменений (табл. 1).

В севооборотах с бобовыми культурами снизилась степень выпаханности почв (до 0-3,0 балла), а также предельная величина накопления ЛОВ от поступления 1 т свежего органического вещества и период обновления ЛОВ (до 6,3-7,5 лет). Вместе с тем следует отметить, что в семипольных севооборотах ежегодно обновлялась абсолютная масса

ЛОВ, в 2-3 раза превышающая массу ЛОВ севооборотов, не имеющих бобовых культур. Это хорошо согласуется с более высоким пулом микроорганизмов и более высокой ферментативной активностью в почвах опыта с бобовыми культурами [3].

При сравнении состояния органического вещества в семипольных севооборотах между собой было установлено, что органическое вещество почв второго и третьего севооборотов, вследствие наличия двух полей люцерны, характеризовалось более благоприятными параметрами исследуемых показателей. За 18 лет опыта существенно изменилось состояние соединений азота в почве (табл. 2).

В пахотном слое почв севооборотов № 2, 3 и 4 в связи с увеличением запасов ЛОВ увеличились и запасы ^ОВ. В почвах севооборотов № 2 и 3 заметно возросла нитрифицирующая способность почвы (НСП). Высвобождаемого количества Nлoв стало достаточно для получения 1,5-2 т зерна, то есть практически в 2 раза больше по сравнению с возможностями почв предыдущего опыта.

1. Состояние органического вещества в пахотном слое в севооборотах с разным насыщением бобовыми культурами

ПКО + навоз, т/га сух. в-ва Гумус, % ЛОВ, % ЛОВ к гумусу, % Степень выпа-ханности, балл ПВН ЛОВ, т/га То,9б ЛОВ, лет Детрит,% ПОВ, %

Севооборот № 1: сидеральный пар - озимая пшеница - сахарная свекла - горох - - ячмень озимая пшеница - кукуруза на силос

7,6 4,27 0,52 12,2 2,8 2,1 6,3 0,28 0,48

Севооборот № 2: пар занятый - озимая пшеница - сахарная свекла силос - соя - люцерна 1 г.п. - люцерна 2 г.п. - кукуруза на

8,5 4,43 0,72 16,2 0,0 2,5 7,5 0,42 0,60

Севооборот № 3: пар занятый - озимая пшеница - сахарная свекла силос - ячмень - люцерна 1 г.п. - люцерна 2 г.п. - кукуруза на

8,5 4,55 0,66 14,5 0,5 2,3 6,9 0,39 0,54

Севооборот № 4: пар черный - озимая пшеница - сахарная свекла - горох - озимая пшеница - соя - кукуруза на силос

6,65 4,17 0,50 12,0 3,0 2,3 6,9 0,29 0,42

Севооборот № 5: черный пар - озимая пшеница - нут - яровая пшеница - просо - подсолнечник

2,9 0,31 10,6 1,8 5,7 0,18 0,32

НСРо,5 0,20 0,10 - - - - 0,12 0,07

2. Состояние соединений азота в пахотном слое чернозема выщелоченного _в севооборотах с разным насыщением бобовыми культурами_

-^общ. -ЛОВ НСП - N-N03 NЛ0В, к -общ., % Высвобождение ^ов, кг/га в год

% к массе почв т/га % к ЛОВ кг/га мг/кг кг/га

Севооборот № 1

0,23 6,9 2,4 374 26,8 80,4 5,4 59

Севооборот № 2

0,24 7,2 2,7 583 68,4 205 8,1 78

Севооборот № 3

0,24 7,2 2,7 534 72,5 217 7,4 77

Севооборот № 4

0,22 6,6 2,3 345 34,2 103 5,2 50

Севооборот № 5

21 3,7 1,9 311 28,4 84,2 5,1 49,0

НСР0,5

0,01 - 0,1 - 11,4 - - -

Примечание. Описание севооборотов дано в тексте и таблице 1.

Поскольку состояние органического вещества в севооборотах № 1 и № 4, с одной стороны, и № 2, № 3 и № 5 - с другой, из-за сравнительно близких показателей поступления свежего органического вещества характеризуется практически как одинаковое, то для микробиологических исследований и определения ферментативной активности были выбраны почвы двух контрастных севооборотов -№ 3 и № 4.

В севообороте № 4 среднегодовое поступление свежего органического вещества (растительных остатков и органических удобрений) составляло 6,5 т/га; в севообороте № 3 - 8,5 т/га. Причем более насыщенным бобовыми культурами был севооборот № 3.

Для характеристики уровня биогенности почвы была определена численность бактерий, усваивающих органические формы азота (на МПА) и минеральные формы на КАА, а также численность грибов на среде Чапека, олигонитрофилов на среде Эшби и актиномицетов на КАА.

Исследованиями выявлено возрастание общей численности микроорганизмов и биогенности почвы (ОП) в почвах севооборотов с разным насыщением бобовыми культурами по сравнению с почвами парозернопропашного и плодосменного севооборотов и стационарного опыта.

Более высокая численность всех групп микроорганизмов наблюдалась в севообороте № 3, в котором два поля занимала люцерна. Для этого севооборота характерна и более высокая ферментативная активность почвы. Севооборот № 4 с минимальным насыщением бобовыми культурами и незначительным количеством пожнивно-корневых остатков приводил к отрицательному балансу органического вещества (-0,166 т/га). Значительное влияние на баланс органического вещества оказывает поле черного пара, в котором темпы минерализации возрастают более чем в 3 раза по сравнению с полями, занятыми культурами сплошного сева. Таким образом, исследуемые способы возделывания культур оказались мощными факторами, регулирующими характер и направленность биологических процессов в черноземе выщелоченном.

Для условий с недостаточным увлажнением Саратовского Заволжья, нут служит важной культурой, которая увеличивает долю бобовых в структуре посевных площадей. Саратовская область обеспечивает практически 30% от его валового сбора в России. Технология возделывания оказывает основное влияние на продуктивность и устойчивость нута к неблагоприятным погодным условиям. В этой связи было изучено влияние отвальной, безотвальной, минимальной и комбинированной основной обработки почвы на плотность, водопроницаемость, влажность метрового слоя и установление долевого участия различных факторов на урожайность зерна нута.

Поверхностная обработка почвы под нут способствовала увеличению ее плотности на 14,5% по сравнению с контрольным вариантом, а урожайность нута зависела от этого показателя на 8%.

Четкой закономерности по накоплению доступной влаги в зависимости от способа основной обработки почвы установить не удалось. На протяжении всего вегетационного периода нута динамика влаги различалась на 0,5-1,0%. Корреляционная зависимость урожайности нута показала, что она зависела на 16% от количества доступной влаги в начале роста культуры и на 33% от ее содержания в середине вегетации.

Корреляционная обработка полевых данных показала высокую степень связи урожайности нута с влажностью почвы в метровом слое в фазе ветвления (г = 0,954) и среднюю степень связи перед посевом (г = 0,464). Положительной корреляционной связи в фазе образования бобов у нута не отмечено. Высокая степень связи в фазе ветвления объясняется тем, что в посевах нута наибольший расход влаги наблюдается в период от бутонизации до цветения. Данные зависимости выражены уравнениями, представленными на рисунке.

Решение уравнений показывает, что в условиях засушливого Саратовского Заволжья увеличение влажности на 1% от массы абсолютно сухой почвы перед посевом увеличивает урожайность нута на 0,13 т/га, а в фазе ветвления на 0,23 т/га.

При внедрении современных способов основной обработки в первую очередь нужно оценивать их влияние на продукционный процесс. Исследования показали, что решающую роль в формировании урожая нута играют осадки за вегетационный период. Урожайность нута определялась этим показателем более чем на 30%, а влияние обработки почвы было минимальным и составляло 1,1%. За период наблюдений наибольшая урожайность нута была при комбинированной обработке (ПБС-8 М на глубину 23-25 см) - 0,94 т/га и незначительно превосходила урожайность по вспашке - 0,91 т/га (табл. 3).

Поверхностная обработка почвы под нут снижала урожайность, по сравнению с контрольным вариантом на 18,7%.

Ценность бобовых культур определяется их способностью фиксировать азот атмосферы и накапливать его в почве, это хорошие предшественники под все культуры. Возделывание бобовых культур в кормовых севооборотах позволяет получать корма богатые белком, что способствует их экономии и снижению себестоимости, а также уменьшать дозы азотных удобрений (табл. 4).

Люцерна, возделываемая в севообороте, где отсутствует чистый пар два года и более, может обеспечивать положительный баланс органического вещества. Увеличение доли бобовых культур в севообороте № 3 до 28% приводит к образованию

1,6

1,4

ев

н

^

X ев Я Л <и со

Л Н О

о

я «

ев £

1,2

0,8

0,6

0,4

0,2

■ 1. Перед поcевом • 2. Фаза ветвления

2. у = 0,2336x - 2,8081 R2 = 0,9114

14 15 16 17 18 19

Влажность почвы, % от массы абсолютно сухой почвы

20

Зависимость урожайности зерна нута от влажности почвы в слое 0-100 см 3. Влияние способов обработки почвы на урожайность зерна нута, т/га

Способ обработки почвы Урожайность зерна нута Отклонение от контроля

2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 г. 2020 г. средняя т/га %

Отвальная (ПЛН-8-35) контроль 1,40 1,20 0,67 0,71 0,55 0,91 - -

Безотвальная (SSD-4) 1,21 1,19 0,77 0,47 0,50 0,83 -0,08 8,8

Минимальная (БДМ 7х3) 1,14 1,10 0,59 0,46 0,39 0,74 -0,17 18,7

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Комбинированная (ПБС-8М) 1,37 1,33 0,70 0,74 0,54 0,94 +0,03 3,3

НСР05 0,118 0,091 0,069 0,075 0,032 0,077

1

0

4. Оценка севооборотов

Севооборот Доля бобовых Накопление Баланс гумуса, т/га

культур,% протеина, кг биологического азота, кг/га

1 14 33,0 30 -0,166

2 42 34,6 460 0,446

3 28 38,0 400 0,325

4 28 53,1 60 -0,572

5 16 37,2 70 -0,289

0,325 т/га гумуса, а насыщение севооборота № 2 бобовыми культурами до 42% увеличивает накопление гумуса до 0,446 т/га.

Бобовые культуры играют решающее значение в увеличении поступления в почву свежего негуми-фицированного органического вещества, богатого азотом. В такой почве складываются благоприятные условия для накопления гумусовых соединений.

Для оценки вклада бобовых культур в повышение энергоемкости почвы новообразованный гумус выразили в МДж. По запасам энергии 1 т гумуса равняется 38 900 МДж (табл. 5).

На примере севооборота № 2 проведен расчет: Баланс гумуса составляет +0,446 т/га, содержание энергии в 1 т гумуса

0,446 х 38 900 = 17 349,4 МДж.

5. Содержание энергии в новообразованном гумусе

Показатели Севооборот

№ 1 № 2 № 3 № 4 № 5

Содержание энергии, МДж -6457,4 17349,4 12642,5 -22250,8 -7236,4

Стоимость, ± руб/га -3852,4 11501 7542,4 -13274,6

Стоимость биологического азота (по цене аммиачной селитры) 360 6930 6600 660 590

Для перевода этого количества энергии в денежном эквиваленте, выразим ее в стоимости дизельного топлива. В 1 кг дизельного топлива содержится 52,8 МДж, поэтому количество новообразованного гумуса соответствует 328,6 л солярки (17 349,4 : 52,8 = 328,6 л). Стоимость энергии гумуса, выраженной через цену (35 руб/л), составила 11 501 руб/га.

Севообороты без многолетних трав сидераль-ный и зернопаропропашной за счет преобладания процессов минерализации снижают темпы гумификации, в денежном выражении только за счет разложения гумуса черноземов убыток составил соответственно 3 852,4 и 13 274,6 руб/га.

Два поля многолетних трав позволяют получать прибыль в севооборотах № 2 и № 3 соответственно 11 501 и 7 542,4 руб/га за счет экономии средств на внесение органических и минеральных удобрений.

Бобовые культуры в процессе симбиотической азотфиксации способны накапливать в почве биологический азот: многолетние травы - до 300 кг/га, зернобобовые - до 30 кг/га. В севообороте № 2 на двух полях люцерны в почву поступит 600 кг биологического азота, а на поле сои - 30 кг/га, общее количество биологического азота составит 630 кг/га. При цене 1 т аммиачной селитры 25 000 руб. и содержании азота 34%; цена 1 т азота (№) равна 73 529,3 руб. В пересчете на стоимость аммиачной селитры стоимость биологического азота составит 0,630 х 25 000 = 15 750 руб.

Таким образом, биологизация земледелия предполагает создание агроэкосистем, сочетающих способность эффективно утилизировать естественные и антропогенные ресурсы с устойчивостью к абиотическим и биотическим стрессам и обладающих высоким адаптивным потенциалом. Агроландшафты могут длительное время существовать на устойчивой основе и

положительно влиять на окружающую среду при увеличении площади посева многолетних трав и обогащения почвы достаточным количеством свежего органического вещества.

Регулирование режима органического вещества в черноземных почвах в современном земледелии возможно на основе системного подхода с введением системы севооборотов, максимально учитывающей ландшафтные условия хозяйства, имеющей набор культур и сортов, адаптированных к местным природно-климатическим условиям, с расширением посева многолетних трав до 15-20%, улучшением накопления, хранения и внесения навоза, использованием нетоварной части урожая культур в качестве органического удобрения, заменой не менее 50-60% чистого пара на занятый и сидеральный, возделыванием пожнивных культур на зеленое удобрение, внесением дефеката как мелиоранта и источника органического вещества. Увеличение численности поголовья сельскохозяйственных животных вселяет надежду на широкое применение зернотра-вянопропашных и сидеральных севооборотов.

Возделывание многолетних бобовых трав в агроценозах обеспечивает повышение содержания всех форм органического вещества в черноземных почвах, поступление до 300 кг/га биологически связанного азота, что позволяет оптимизировать биологические, агрофизические и агрохимические показатели плодородия почвы.

Система воспроизводства плодородия черноземных почв должны проектироваться с учетом полного использования биологических технологий повышения плодородия. Оптимальное сочетание биологических и техногенных приемов снижает на 15-20% энергетические затраты на производство экологически чистой продукции.

Литература

1. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. - Л.: Наука, 1980. - 286 с.

2. Абросимов А.С., Денисов Е.П., Солодовников А.П. Энергосберегающие технологии обработки почвы под чечевицу в Правобережье // Земледелие, 2013, № 7. - С. 38-40.

3. Коржов С.И., Трофимова Т.А., Котов Г.В. Биологическая активность почвы при совместном посеве культур // Земледелие, 2018, № 8. - С. 8-10.

4. Конончук В.В., Тимошенко С.М., Штырхунов В.Д., Назарова Т.О. Влияние систем удобрений и способов основной обработки почвы на урожайность культур, продуктивность севооборотов с разным насыщением бобовыми и плодородие дерново-подзолистой почвы в Центральном Нечерноземье // Агрохимический вестник, 2021, № 2. -С. 15-22.

5. Берестецкий О.А. Биологические основы плодородия почвы. - М.: Колос, 1984. - 287 с.

6. Вошедский Н.Н., Кулыгин В.А. Влияние элементов технологии возделывания на урожайность нута в условиях обыкновенных черноземов приазовской зоны Ростовской области // Земледелие, 2021, № 3. - С. 31-34.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.