CC BY
12
9. Sosnina I. D. Vliyanie predshestvennika na urozhainost' yachmenya i plodorodie pochvy pri dlitel'nom primenenii udobrenii (Influence of predecessor on barley yields and soil fertility under long-term use of fertilizers), Vysshemu agro-nomicheskomu obrazovaniyu v Udmurtskoi respublike - 55 let: sb. tr. nauch.-prakt. konf., Izhevsk, FGOU VPO Izhevskaya GSKhA, 2009, pp. 118-123.
10. Bugaev P. D., Sychev V. G. Sroki i dozy azotnykh udobrenii pri vozdelyvanii yachmenya (Dates and rates of nitrogen fertilizers in the cultivation of barley), Plodorodie, 2003, No. 4, pp. 14-15.
11. Vil'dflush I. R. Vliyanie kompleksa sredstv khimizatsii na produktivnyi protsess, urozhainost' i kachestvo zerna ya-rovogo yachmenya na dernovo-podzolistoi legkosuglinistoi pochve (The effect of a set of chemicals on the productive process, yield and grain quality of spring barley on sod-podzolic light loamy soil), Agrokhimiya, 2011, No. 7, pp. 70-79.
12. Kiryakova E. M. Reaktsiya sortov yarovogo yachmenya na mineral'nye udobreniya na okul'turennykh pochvakh Predural'ya (Reaction of spring barley varieties of mineral fertilizers on cultivated soils of the cis-Ural region), avtoref. dis. ... kand. s.-kh. nauk, Perm', 1984, 16 p.
13. Korlyakov N. A. Yachmen' v Permskoi oblasti (Barley in the Permskaya Oblast), Perm', Permskoe kn. Izd-vo, 1959,
104 p.
14. Mikhailova L. A., Akmanaeva Yu. A. Urozhainost' yachmenya v zavisimosti ot doz azotnykh udobrenii na poch-vakh so srednim soderzhaniem fosfora (Barley yield in accordance with rates of nitrogen fertilizers on soils with an average phosphorus content), Plodorodie, 2008, No. 3, pp. 15-16.
15. Olekhov V. R., Senokosov M. M. Effektivnost' azotnykh udobrenii na yachmene, vozdelyvaemom posle klevera 2 g.p. (Efficiency of nitrogen fertilizers on barley cultivated after clover 2 y.u.), Innovatsii i tekhnologii - effektivnomu ag-roproizvodstvu, Perm', Izd-vo PGSKhA, 2008, Ch. 1, pp. 94-98.
16. Prokoshev V. N. Polevye kul'tury Predural'ya (Field crops of Preduralie), Perm', Permskoe knizhnoe izdatel'stvo, 1968, 364 p.
17. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoi obrabotki rezul'tatov issledovanii) (The methodology of the field experiment (with statistical research basics)), M., Kniga po Trebovaniyu, 2012, 352 p.
УДК 631.51 (540)
ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ, ВИДА ПАРА И СОЛОМЫ НА УРОЖАЙНОСТЬ КУЛЬТУР ЗВЕНА СЕВООБОРОТА
Н. А. Пегова, канд. с.-х. наук,
Удмуртский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - структурное подразделение УдмФИЦ УрО РАН,
ул. Т. Барамзиной, 34, Ижевск, Удмуртская Республика, Россия, 426067
E-mail: [email protected]
Аннотация. Исследования проводились в стационарном полевом опыте (вторая ротация) Удмуртского НИИСХ УдмФИЦ УрО РАН в звене севооборота: пары - озимая рожь - яровая пшеница с подсевом клевера - клевер 1 г.п. - озимая рожь. На фонах длительного применения основной обработки почвы (фактор А): отвальной, комбинированной, безотвальной - изучались виды паров (2014 г.) в сочетании с внесением соломы озимой ржи в 2015 году при её уборке в объёме урожая 4 т/га (фактор В): 1 - чистый пар (к); 2 - чистый пар + солома; 3 - чистый пар + навоз КРС 60 т/га; 4 - чистый пар + навоз + солома; 5 - сидеральный (горчица белая) + солома; 6 - сидеральный (клевер 1 г.п.) + солома. Виды пара расщеплены (фактор С) внесением азота 40 кг/га и без азота. Длительная безотвальная обработка почвы снизила среднюю урожайность зерновых культур (2,75 т/га) в сравнении с отвальной (3,31 т/га) на 0,56 т/га. Снижение урожайности по комбинированной обработке почвы (3,08 т/га) было на уровне тенденции. Уро-
жайность клевера не зависела от системы обработки почвы (2,01-2,12 т/га). Влияние пара и соломы на продуктивность одного гектара пашни за звено севооборота было не существенным -2,73-3,04 т/га зерновых единиц. Реакция культур на биоресурсы была разной. Урожайность зерновых культур в варианте чистый пар с навозом была наибольшей - 3,88 т/га. Внесение соломы в сочетании с чистым паром существенно снизило урожайность зерновых - 2,76 т/га. Использование навоза и сидеральных паров нейтрализовало депрессивное действие соломы на урожайность зерновых культур, средняя урожайность на 0,51 -0,69 т/га превышала чистый пар + солома. Любое сочетание биоресурсов снизило урожайность клевера на 0,43-0,63 т/га в сравнении с чистым паром (2,44 т/га), за исключением варианта чистый пар + солома - 2,38 т/га зерновых единиц.
Ключевые слова: пары, навоз, горчица, клевер, солома, обработка почвы, урожайность.
Введение. Повышение продуктивности пахотных почв остается одной из важнейших и актуальнейших задач земледелия. Необходимым условием для этого является внесение в почву органических удобрений, сидерация, возврат в почву побочной продукции урожая и других источников органического вещества.
Общеизвестно, что внесение навоза обеспечивает существенное повышение органического вещества в почве. Клевер оставляет в почве значительное количество биологического азота.
Зеленая масса горчицы белой, используемая в качестве сидерального пара, относится к легкомобилизуемым микроорганизмами органическим веществам, поэтому её роль в регулировании биологической активности почвы и повышении её продуктивности весьма значительна [1, 2]. В современных условиях существенным резервом пополнения органического вещества почвы и элементов питания является солома зерновых культур [3]. Солома как ежегодно возобновляемый ресурс является одним из самых дешевых, значительным по объёму, не требующим дополнительных затрат на производство, транспортировку и внесение [4]. В различных почвенно-климатических зонах страны выявлено положительное её влияние на агрохимические показатели и урожайность культур [5-7]. Однако непосредственная заделка соломы как органического вещества с широким соотношением углерода к азоту отрицательно влияет на возделываемые культуры, снижая их урожайность из-за образования токсических и кислых продуктов разложения соломы, а также иммобилизации минерального азота почвы [8]. Поиск путей рационального использования соломы в качестве органического удобрения остаётся важной и актуальной проблемой. Здесь важно рассматривать не только простое
внесение минерального азота, но и севооборот с включением культур, способствующих пополнению почвы азотом (бобовые культуры), использование сидеральных паров, промежуточных (поукосных, пожнивных) посевов с легкогидролизуемой биомассой, обеспечивающей активизацию нитрификационной способности почвы, а также различные их сочетания с целью исключения негативных эффектов [9-12]. Большое значение имеет и способ заделки соломы в почву, а именно, в каких условиях будет протекать процесс её разложения. Механическая обработка почвы, являясь уникальным средством воздействия на почву и растения, оказывает многостороннее влияние на многие свойства почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Это влияние многократно усиливается при длительном применении той или иной системы обработки почвы. [13, 14]. Таким образом, сочетание системы обработки почвы в севообороте с внесением органического вещества разного химического состава, оказывая различное влияние на формирование урожайности культур севооборота, представляет научный и практический интерес.
Цель исследований - выявить влияние систем основной обработки почвы (отвальной, комбинированной, безотвальной), вида пара (чистый (к), унавоженный, сидеральные) и соломы озимой ржи на урожайность культур звена севооборота (озимая рожь - яровая пшеница - клевер 1 г.п. - озимая рожь) в условиях Среднего Предуралья.
Методика. Исследования проводили в стационарном полевом опыте (вторая ротация) в звене севооборота: пары (2014 г.) -озимая рожь (2015 г.) - яровая пшеница с подсевом клевера (2016 г.) - клевер 1 г.п. (2017 г.) - озимая рожь (2018 г.). Схема опыта включа-
ла три системы основной обработки почвы (фактор А): 1 - отвальная (О) - ежегодная вспашка на 20 см, (контроль); 2 - комбинированная (К) - одна вспашка за севооборот в первой ротации для заделки дернины клевера на 20 см в 2009 г., вспашка в пару под озимую рожь в 2014 г., вспашка дернины клевера в 2017 г., безотвальные обработки на 12-16 см под яровые культуры; 3 - безотвальная (Б) -ежегодная безотвальная обработка на 1216 см. Варианты обработки почвы расщеплены видами паров: чистый пар (к), унавоженный и сидеральные горчичный и клеверный (2014 г.). В 2015 г. варианты с сидеральными парами, а чистый и унавоженный пары методом расщепления, были дополнены внесением соломы озимой ржи в объёме урожая (4 т/га) при уборке зерновым комбайном с измельчителем соломы. В результате схема опыта по фактору (В) была следующей: 1 - чистый пар (контроль); 2 - чистый пар + солома (С); 3 -чистый пар с внесением навоза КРС 60 т/га (Н); 4 - чистый пар с внесением навоза КРС 60 т/га + солома (Н+С); 3 - сидеральный пар (горчица белая 12,5 т/га зеленой массы) + солома (Г+С); 4 - сидеральный пар (клевер 1 г.п. 13,0 т/га зелёной массы) + солома (Кл.+С). Виды паров расщеплены внесением азота осенью в 2015 г. для ускорения разложения соломы (фактор С): 1 - внесение минерального азота из расчёта 10 кг на тонну соломы -40 кг/га действующего вещества (N40); 2 - без азота (N0). Навоз и сидераты в пару были заделаны в почву в соответствии со схемой опыта по фактору (А) с предварительным дискованием в два следа, за месяц до посева озимой ржи. Вариант сидерального клеверного пара был заложен по завершении первой ротации в 2013 г. В уравнительном посеве яровой пшеницы на опытном участке был подсеян клевер в вариантах, где по схеме опыта должен быть сидеральный клеверный пар. По-вторность опыта четырёхкратная, площадь делянки 130 м2.
Почва опытного участка агродерново-подзолистая, слабосмытая, среднесуглинистая на покровных глинах и тяжёлых суглинках. В пахотном слое на начало закладки опыта (2006 г. пары) содержалось гумуса 1,85 %, подвижного фосфора - 316-317 мг/кг, обменного калия - 115-119 мг/кг, сумма поглощенных оснований ^ОСН.) составляла 16,517,4 ммоль/100 г почвы, гидролитическая кис-
лотность (НГ) - 1,77-1,78 ммоль/100 г почвы, рН^ - 5,7-5,8, степень подвижности фосфора и калия соответственно - 0,52-0,54 и 2,803,25 мг/100 г почвы.
Погодные условия для роста и развития озимой ржи и яровой пшеницы с подсевом клевера в 2014-2016 гг. были неблагоприятными. Формирование урожайности клевера 1 г.п. и озимой ржи в 2017-2018 гг. проходило в благоприятных условиях.
Результаты. При изучении систем обработки почвы, важно знать динамику их влияния на урожайность возделываемых культур во времени. В целом за первую ротацию (2006-2013 гг.) продуктивность севооборотной площади не имела существенных различий в зависимости от применяемой системы обработки почвы. По отвальной она составила 2,70 т/га зерновых единиц, комбинированной - 2,59, безотвальной - 2,66. При этом озимая рожь и клевер положительно отзывались на мелкую безотвальную обработку почвы, реакция яровых культур на эту обработку была отрицательной. Снижение урожайности яровых в сравнении с отвальной обработкой почвы на 0,14 - 0,64 т/га было обусловлено дефицитом азотного питания, снижением содержания подвижных форм фосфора, повышением кислотности почвы и засоренности посевов [15]. Но уже в начале второй ротации в 2015 г. применение безотвальной системы обработки почвы в среднем по опыту привело к снижению урожайности зерна озимой ржи на 0,66 т/га в сравнении с отвальной обработкой, где её урожайность была наибольшей -2,77 т/га (рис.1). В варианте с безотвальной обработкой в слое почвы (10-20 см) было отмечено снижение нитрификационной способности на 0,76 мг/кг, снижение содержания обменного калия на 44 мг/кг, плотность возросла на 0,03 г/см3 в сравнении с отвальной. Комбинированная система обработки почвы (вспашка в пару после четырёх лет безотвальной обработки) также способствовала снижению урожайности озимой ржи в сравнении с отвальной системой на 0,27 т/га при НСР05 = 0,16 за счёт снижения количества продуктивных стеблей до 344 шт./м2 (по отвальной обработке - 385 шт./м2), что повлекло за собой увеличение сорного компонента в биоценозе на 43,4 и 17,8 % в количественном и - на 129,2 и 18,2 % в весовом выражениях.
2015 г. оз. рожь 2016 г. яр. 2017 г. клевер 1 2018 г. оз. рожь Среднее за 4 г. пшеница г.п.
□ Отвальная (к) ¡И Комбинированная @ Безотвальная
Рис. 1. Урожайность культур звена севооборота в зависимости от системы зяблевой обработки почвы, т/га зерновых единиц
Безотвальная и комбинированная системы обработки почвы в среднем по опыту привели к снижению урожайности зерна и второй культуры севооборота яровой пшеницы до 2,43 и 2,56 т/га в сравнении с отвальной системой (2,93 т/га) при НСР05=0,21. Снижение урожайности было обусловлено увеличением общей засорённости по количеству сорных растений в 1,7 раза, их воздушно-сухой массы в 1,7 и в 1,9 раза в сравнении с отвальной системой.
Урожайность клевера лугового 1г.п. при отсутствии прямого влияния обработки почвы, была одинаковой по отвальной и безотвальной системам обработки почвы - 2,00 и 1,96 т/га зерновых единиц. Применение комбинированной системы обработки почвы обеспечило формирование наибольшей урожайности клевера - 2,10 т/га зерновых единиц (НСР05 = 0,10 т/га).
Урожайность четвёртой культуры севооборота - озимой ржи, так же, как и первых двух зерновых культур, имела отрицательную реакцию на безотвальную систему обработки почвы, урожайность зерна была наименьшей -3,74 т/га, по комбинированной она составила 4,14 т/га, отвальной - 4,23 т/га. Снижение урожайности зерна озимой ржи по мере минимизации обработки почвы в системе зяблевой обработки (отвальная ^ комбинированная ^ безотвальная), снижало окупаемость энергетических затрат (КЭЭ соответственно
снижался 2,46 ^-2,38 ^ 2,23), было закономерно последовательным и не зависело от вносимых удобрений. Исключение оборота пласта в системе зяблевой обработки за 4 года снизило продуктивность 1 га пашни на 1,69 т/га зерновых единиц в сравнении с отвальной системой и на 1,06 т/га - в сравнении с комбинированной.
Агрофизические, агрохимические и биологические свойства пахотного слоя почвы по отвальной, комбинированной и безотвальной обработкам почвы после клеверного предшественника существенных различий не имели.
Таким образом, длительное с 2006 г. применение безотвальной обработки почвы во второй ротации (2014-2018 гг.) способствовало существенному снижению продуктивности почвы в сравнении с отвальной и комбинированной системами обработки почвы.
Виды пара оказали существенное влияние на урожайность озимой ржи - первой культуры севооборота. Внесение навоза КРС 60 т/га и сидеральный клеверный (13,0 т/га зелёной массы) пар способствовали формированию наибольшей урожайности зерна озимой ржи -2,59 и 2,61 т/га, что на 0,17 и 0,19 т/га выше контрольного варианта (чистый пар -2,42 т/га) при НСР05 = 0,16 т/га (рис. 2). Урожайность ржи по сидеральному горчичному пару была ниже - 2,22 т/га. В 2015 г., в период активного роста озимой ржи, наблюдались
температурные максимумы, среднесуточная температура воздуха достигала 23,3 С. В этих условиях озимая рожь имела положительную реакцию на запашку навоза, сидерата горчицы и клевера. При запашке навоза на фонах с отвальной и комбинированной системами обработки почвы урожайность озимой ржи составила 3,03-2,73 т/га, при мелкой безотвальной заделке навоза в пару эффективность навоза
понизилась на 33-26 %. Урожайность составила 2,02 т/га. При мелкой безотвальной заделке клевера в сравнении с его запашкой урожайность озимой ржи понизилась на 17,8-10,3 %, горчицы - на 28-18,0 %. Мелкая заделка навоза и сидератов в нашем опыте способствовала росту засоренности. Воздушно-сухая масса сорных растений в этих вариантах составила 127,6-215,8 г/м2, в остальных - 41,7-96,7 г/м2.
□ Чистый пар (к) ! Чистый пар + навоз
1 Сидеральный пар (горчица) □ Сидеральный пар (клевер 1 г.п.)
Рис. 2. Урожайность озимой ржи в зависимости от вида пара и системы обработки почвы, т/га, НСР05 для фактора В (вид пара)=0,16 т/га, НСР05 для средних АВ = 0,22 т/га, 2015 г.
Окупаемость энергетических затрат при возделывании озимой ржи по клеверному си-деральному была наибольшей. Коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ) на фоне отвальной системы обработки почвы составил 2,64, комбинированной - 2,46, безотвальной -2,32. Высокие энергетические затраты на внесение навоза при наибольшем выходе энергии с урожаем понизили КЭЭ на фоне отвальной системы обработки почвы до 2,24, комбинированной - 2,02, безотвальной - 1,95.
Таким образом, использование сидераль-ного клеверного пара на фоне отвальной системы обработки почвы обеспечило формирование наибольшей урожайности зерна озимой ржи (2,61 т/га) с наибольшей окупаемостью энергетических затрат.
Влияние соломы озимой ржи и сочетания её с видами паров рассмотрим по урожайности культур, возделываемых после её внесе-
ния (яровая пшеница, клевер 1 г.п., озимая рожь). Внесение соломы снизило урожайность яровой пшеницы в среднем по опыту на 0,12 т/га. В варианте с чистым паром снижение составило 0,09 т/га, на унавоженном фоне - на 0,19 т/га (НСР05 = 0,08). Внесение соломы озимой ржи в вариантах с унавоженным и сидеральным клеверным парами позволило сформировать одинаковую урожайность яровой пшеницы - 2,75 и 2,76 т/га, превышающую контроль на 0,31 и 0,32 т. зерна с гектара при НСР05 = 0,16 т/га (табл. 1).
Внесение азота для ускорения разложения соломы осенью существенно нивелировало депрессирующее влияние соломы. Урожайность яровой пшеницы в среднем в вариантах с азотом составила 2,73, без азота - 2,52 т/га при НСР05=0,10 т/га. Внесение соломы в сочетании с чистым, унавоженным и сидеральным горчичным парами снизило урожайность
пшеницы на 0,21, 0,47 и 0,27 т/га (НСР05 = 0,19 т/га). Унавоженный пар без соломы и клеверный сидеральный пар с внесением соломы не нуждались в дополнительном внесении азота. Урожайность яровой пшеницы не зависела от внесения азота. Повышенная потребность в азоте в процессе разложения со-
Внесение навоза в пару, соломы озимой ржи и минерального азота обеспечило формирование наибольшей урожайности яровой пшеницы - 2,99 т/га. Исключение из этой схемы азота снизило урожайность пшеницы до 2,52 т/га, навоза - до 2,46 т/га, и азота и навоза - до 2,25 т/га.
Наиболее энергетически выгодным оказалось возделывание яровой пшеницы в севообороте с сидеральным клеверным паром, последующим внесением соломы озимой ржи без внесения азота в качестве антидепрессанта на фоне отвальной системы обработки почвы, КЭЭ = 3,29.
Реакция клевера лугового на вид пара, солому и минеральный азот отличалась от зерновых культур. В среднем по опыту наибольшая урожайность клевера сформировалась в контрольном варианте (чистый пар) - 2,44 т/га зерновых единиц. Сочетание чистого пара и соломы обеспечило формирование урожайности клевера на этом же уровне - 2,38 т/га. Унавоженный и сиде-ральные пары, независимо от последующего внесения соломы, способствовали снижению
ломы микроорганизмами компенсировалась азотом, поступающим с органическим веществом навоза и клевера. По данным опытов кафедры земледелия и сельскохозяйственной мелиорации Ижевской ГСХА, клевер оставляет после себя в почве до 150 кг/га биологического азота 16].
1
урожайности клевера до 1,81 -2,01 т/га зерновых единиц, что на 0,63-0,43 т/га ниже контроля при НСР05 = 0,26 т/га.
Внесение азота в среднем по опыту имело тенденцию к снижению урожайности клевера на 0,19 т/га при НСР05 = 0,20 т/га. В варианте с наибольшей насыщенностью удобрениями (навоз, солома, азот) получена наименьшая урожайность клевера -1,68 т/га зерновых единиц. Полное исключение удобрений, наоборот, обеспечило наибольшую его урожайность - 2,59 т/га. Выявлена сильная отрицательная корреляционная связь урожайности покровной культуры - яровой пшеницы с урожайностью клевера (г = -0,706), указывающая на то, что органические удобрения, способствующие образованию азота в почве, оказавшие положительное влияние на формирование урожайности покровной культуры, отрицательно влияют на рост и развитие клевера в севообороте. Наши данные согласуются с данными многих исследователей, а также данными наших предыдущих исследований.
Таблица
Урожайность культур звена севооборота в зависимости от вида пара, соломы озимой ржи и азота, т/га зерновых единиц
Культуры Удобрения (С) Виды пара и сочетание биоресурсов (В) Среднее (С) НСР05
чистый (к) чистый (С) чистый (Н) чистый (Н+С) сидер. (Г+С) сидер. (Кл.+С)
2016 г. яр. пшеница N40 2,55 2,46 2,93 2,99 2,65 2,82 2,73 С=0,10 В-0,16 ВС=0,19
N0 2,34 2,25 2,95 2,52 2,38 2,71 2,52
2017 г. клевер 1 г.п. N40 2,30 2,35 1,89 1,68 1,83 1,71 1,96 С-20 В-0,26 ВС-0,28
N0 2,59 2,41 1,80 1,95 2,19 1,95 2,15
2018 г. оз. рожь N40 4,40 3,25 4,81 4,25 4,29 3,91 4,15 С-0,08 В-0,19 ВС-0,22
N0 3,97 3,07 4,82 4,06 4,04 3,62 3,93
Среднее по зерновым 2016 и 2018 гг. 3,31 2,76 3,88 3,45 3,34 3,26 В-0,22
Энергетически выгодным было возделывание клевера в севообороте с чистым паром, как с внесением соломы, так и без неё, без азота, независимо от системы обработки почвы КЭЭ = 3,00-3,23. В остальных вариантах КЭЭ не превышал 2,82.
Выявлено длительное, пролонгированное действие навоза, соломы озимой ржи как органических удобрений и минерального азота на урожайность зерна озимой ржи -четвёртой культуры севооборота. Наибольшая урожайность сформировалась в варианте с внесением навоза без соломы - 4,81т/га, на 0,63 т/га выше контроля (4,18 т/га), внесение соломы снизило урожайность на 0,66 т/га (4,15 т/га). Сочетание соломы с чистым паром снизило урожайность на 1,02 т/га и способствовало формированию наименьшей урожайности в опыте - 3,16 т/га при НСР05 = 0,19 т/га (табл. 1). Урожайность озимой ржи в севообороте с сидеральным горчичным паром была на уровне контроля и унавоженного пара с последующим внесением соломы - 4,16 т/га. Клеверный сиде-ральный пар по урожайности четвёртой культуры (3,76 т/га) уступал горчичному пару на 0,40 т/га и на 0,42 т/га контролю при НСР05 = 0,19 т/га. Следует отметить, что это снижение было отмечено на фонах всех изучаемых систем обработки почвы.
Разовое (осень 2015 г.) внесение минерального азота (40 кг/га) оказало положительное влияние на формирование урожайности озимой ржи (2018 г.). В среднем по опыту урожайность возросла на 0,22 т/га при НСР05=0,08. В частности, превышение составило 0,18-0,43 т/га при НСР05 = 0,22 т/га. Исключение составил вариант с внесением навоза без соломы, где урожайность была наибольшей в опыте и не зависела от внесения азота - 4,81 и 4,82 т/га. Влияние азота на урожайность озимой ржи через два года после его внесения могло быть опосредованным. Увеличение микробного пула от активизации разложения соломы при внесении азота не может не повлиять на биохимиче-
ские внутрипочвенные процессы и формирование урожайности следующих культур севооборота.
Снижение урожайности озимой ржи -четвёртой культуры зернопаротравяного севооборота - в варианте с сидеральным клеверным паром остаётся открытым. По данным агрохимического анализа, в этом варианте было отмечено снижение подвижности фосфора и калия в сравнении с другими вариантами, существенное снижение содержания обменных оснований кальция и магния и увеличение обменной кислотности. При этом основные показатели почвенной кислотности: гидролитическая, рНКС]^ а также сумма поглощённых оснований были на уровне вариантов с другими видами пара.
Энергетически выгодным при возделывании озимой ржи был вариант внесения соломы в сочетании с унавоженным паром, КЭЭ = 2,97. При сочетании соломы с сиде-ральными парами горчичным и клеверным КЭЭ составил 2,63 и 2,60, с чистым - 2,52.
Внесение соломы в почву в севообороте с чистым паром привело к существенному снижению урожайности зерновых культур (2,76 т/га). Внесение соломы в сочетании с унавоженным, с сидеральными горчичным и клеверным парами снизило депрессивное влияние соломы, позволило получить урожайность зерновых - 3,45-3,26 т/га, то есть на уровне контроля (чистый пар) - 3,31 т/га (табл. 1).
Продуктивность одного гектара почвы в звене севооборота (пары - озимая рожь -яровая пшеница - клевер 1 г.п. - озимая рожь) с учётом депрессивного влияния соломы озимой ржи и отрицательной реакции клевера на навоз, сидеральные пары и азот, была одинаковой на всех вариантах опыта - 2,75-3,04 т/га зерновых единиц, в контроле - 2,87 т/га. Исключение составил вариант, где солома озимой ржи вносилась в сочетании с чистым паром - 2,58 т/га зерновых единиц, что на 0,29 т/га ниже контроля при НСР05 = 0,23 т/га (табл.2, рис 1)
Таблица 2
Продуктивность звена севооборота (озимая рожь - яровая пшеница с подсевом клевера -клевер 1 г.п. - озимая рожь), в зависимости от системы обработки почвы, вида пара, соломы озимой ржи и азота, т/га зерновых единиц
Обработка почвы (А) Удобрения (С) Вид пара и солома озимой ржи (В) Среднее (АС)
чистый (к) чистый +С чистый +Н чистый (Н+С) сидер. (Г+С) сидер. (Кл.+С)
О (к) N40 3,16 2,74 3,19 3,08 3,04 3,02 3,04
N0 2,99 2,59 3,31 2,98 2,91 2,88 2,94
К N40 2,88 2,72 3,11 2,96 2,76 2,85 2,88
N0 2,80 2,55 3,13 2,84 2,66 2,77 2,79
Б N40 2,79 2,46 2,84 2,57 2,52 2,52 2,62
N0 2,62 2,41 2,65 2,54 2,47 2,45 2,52
Среднее (ВС) N40 2,94 2,64 3,05 2,87 2,77 2,80 2,84
N0 2,80 2,52 3,03 2,79 2,68 2,70 2,75
НСРо5 для фактора А = 0,20 т/га, для фактора В = 0,23, для фактора С = 0,08, для частных различий
Окупаемость энергетических затрат возделывания культур в звене севооборота, в зависимости от изучаемых нами факторов, была разной. КЭЭ изменялся в пределах от
1,75 до 2,81. Ввиду высоких энергетических затрат на внесение навоза, окупаемость затрат энергией урожая была ниже, как и от внесения минерального азота (табл.3).
Таблица 3
Коэффициент энергетической эффективности возделывания культур в звене севооборота (озимая рожь - яровая пшеница с подсевом клевера - клевер 1 г.п. - озимая рожь), в зависимости от системы обработки почвы, вида пара, соломы озимой ржи и азота
Обработка почвы (А) Удобрения (С) Вид пара и солома озимой ржи (В)
чистый (к) чистый +С чистый +Н чистый (Н+С) сидер. (Г+С) сидер. (Кл.+С)
О (к) N40 2,49 2,45 2,23 2,00 2,38 2,45
N0 2,77 2,63 2,57 2, 1 4 2,67 2,8 1
К N40 2,35 2,44 2,16 1,94 2,26 2,36
N0 2,70 2,68 2,46 2,07 2,49 2,68
Б N40 2,36 2,31 2,08 1,75 2,05 2,22
N0 2,39 2,63 2,13 1,91 2,44 2,48
Наибольшую энергетическую оценку использования соломы озимой ржи в звене севооборота получил вариант с сидераль-ными клеверным паром без дополнительного внесения азота на фоне отвальной системы обработки почвы, КЭЭ = 2,81.
Выводы. Длительная (8-9 лет) безотвальная обработка окультуренной дерново -подзолистой почвы в условиях Среднего
Предуралья способствует снижению урожайности зерновых культур. Снижение урожайности по мере усиления минимизации в системе зяблевой обработки почвы (отвальная ^ комбинированная ^ безотвальная) сопровождалось снижением энергетической окупаемости затрат, было закономерно последовательным и не зависело от вносимых биоресурсов.
Сидеральный клеверный пар на фоне отвальной системы обработки почвы обеспечил формирование наибольшей урожайности озимой ржи 2,86 т/га на уровне унавоженного пара, имел наибольший КЭЭ = 2,64.
Внесение соломы в почву приводит к существенному снижению урожайности зерновых культур. В севообороте с чистым паром урожайность зерновых снизилась на 0,55 т/га, была наименьшей - 2,76 т/га. Внесение соломы в севообороте с унавожен-
ным или с сидеральными горчичным и клеверным парами снизило депрессивное влияние соломы, урожайность зерновых составила 3,45-3,26 т/га на уровне чистого пара -3,31 т/га. Внесение минерального азота для ускорения разложения соломы осенью существенно нивелировало депрессирующее влияние соломы.
Клевер луговой в севообороте имел отрицательную реакцию на внесение навоза, использование сидеральных горчичного и клеверного паров.
Литература
1. Возняковская Ю. М., Попова Ж. Н., Петрова В. Г. Сидеральные удобрения - регуляторы почвенно-микробиологических процессов // Доклады ВАСХНИЛ. 1988. № 2. С. 23-26.
2. Матюк. Н. С., Селецкая О. В., Солдатова С. С. Роль сидератов и соломы в стабилизации процессов трансформации органического вещества в дерново-подзолистой почве // Известия ТСХА. 2013. Вып. 3. С. 63-74.
3. Дзюин А. Г., Дзюин Г. П. Последействие сидератов и соломы в севообороте // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2015. № 6. С. 38-42.
4. Русакова И. В., Кулинский Н. А. Оценка эффективности биологизированной почвозащитной системы земледелия на основе использования биоресурсов агроценоза на серых лесных почвах Владимирского полья // Ресурсосберегающие технологии использования органических удобрений в земледелии: Сб. докл. Всерос. науч.-практ. конф. М.: Россельхозакадемия ГНУ ВНИПТИОУ, 2009. С. 100-110.
5. Емцев В. Т., Ницце Л. К. Влияние соломы на микробиологические процессы в почве при её использовании в качестве органического удобрения // Использование соломы как органического удобрения. М.: Наука, 1980. С. 70102.
6. Русакова И. В. Влияние соломы зерновых и зернобобовых культур на содержание углерода, агрохимические свойства и баланс элементов питания в дерново-подзолистой почве // Агрохимический вестник. 2015. № 6. С. 6-10.
7. Дзюин А. Г., Дзюин Г. П. Применение биоресурсов в севообороте // Инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Нечерноземье: Сб. докл. Всерос. науч. -практ. конф., посвящ. 75-летию образования ГНУ Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии (2-4 июля 2013 г.). Владимир: ПресСто, 2013. Т. 1. С. 151-154.
8. Верниченко Л. Ю., Мишустин Е. Н. Влияние соломы на почвенные процессы и урожайность сельскохозяйственных культур // Использование соломы как органического удобрения. М.: Наука, 1980. С. 3-33.
9. Христофоров Л. В. Пути воспроизводства плодородия пахотных угодий в современном адаптивно-ландшафтном земледелии Республики Марий Эл / Научные основы рационального землепользования с.-х. территорий Северо-Востока Европейской части России: Матер. науч.-практ. конф., посвящ. 120-летию со дня рождения В. А. Жуковского. Сывтывкар, 2002. С. 152-155.
10. Loschakov V. G. Finfluss der langjährigen Stoppelfruchtgrun - Strohdungung auf die Fruchtbarkeit von Rasenpro-solboden und den Kornerertrag // Archiv fur Acker- und Pflanzenbau und Bodenkunde. 2002. Vol. 48. No. 6. Рр. 593-602.
11. Berner A., Frei R., Muder P. Neuer Langzeitversucht uber Bodenbearbeitung, Dungung und Preparate // Bioaktuel. 2006. No. 5. Рр. 4-6.
12. Hallam M. J., Bartholomen W. V. Infiuence of rate of plant residue addition in accelerating the decomposition of soil organic matter // Soil Sci. Soc. Amer. Prok. 2003. No. 17. Рр. 365-368.
13. Дринча В. Н. Технологические проблемы производства зерна // Земледелие. 2000. № 4. С. 6-7.
14. Рядчиков В. Г. Тенденция производства калорий белка и лизина в мировом земледелии // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2002. № 1. С. 46-49.
15. Пегова Н. А., Холзаков В. М. Ресурсосберегающая система обработки дерново-подзолистой почвы // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2015. № 1. С. 35-40.
16. Научные основы системы ведения сельского хозяйства Удмуртской Республики. Книга 3. Адаптивно-ландшафтная система земледелия / В. М. Холзаков [и др.]. Ижевск: Ижевская ГСХА, 2002. 479 с.
INFLUENCE OF BASIC TILLAGE SYSTEMS OF SOD-PODZOLIC SOIL, THE TYPE OF FALLOW AND STRAW ON CROP YIELD CAPACITY OF CROP ROTATION LINK
N. A. Pegova, Cand. Agr. Sci.
Udmurt Scientific and Research Institute of Agriculture
34, Baramzina Street, Izhevsk, Udmurt Republic, Russia, 426067
E-mail: [email protected]
ABSTRACT
The studies were carried out in a stationary field experiment (second rotation) in the crop rotation link: fallows - winter rye - spring wheat with clover underseeding - 1-year clover - winter rye. Alongside the prolonged use of basic tillage (factor A): ridge, combined, flat, the types of fallows (2014) were studied in combination with the application of winter rye straw during its harvesting in 2015 of 4 t/ha (factor B): 1 - pure fallow (k); 2 - pure fallow + straw; 3 - pure fallow + manure 60 t/ha; 4 - pure fallow + manure + straw; 5 - green-manured fallow (white mustard) + straw; 6 - green-manured fallow (1-year clover) + straw. Types of fallow were decayed by nitrogen application and without it. Prolonged flat tillage reduced the average yield capacity of grain crops (2.75 t/ha) by 0.56 t/ha compared to ridge one (3.31 t/ha). Reduced yield capacity on combined tillage (3.08 t/ha) was at the tendency level. Clover productivity did not depend on the tillage system (2.01-2.12 t/ha). The influence of biological resources on the productivity of one hectare of arable land per crop rotation link was insignificant - 2.73-3.04 t/ha of grain units. The reaction of crops to bio-resources was different. The highest yield capacity of grain crops was observed in the variant of pure fallow with manure - 3.88 t/ha. Application of straw with pure fallow significantly reduced the yield capacity of grain crops - 2.76 t/ha. The use of manure and green-manured fallows neutralized depressive effect of straw on the yield capacity of grain crops, the average yield was by 0.51-0.69 t/ha higher than pure fallow + straw. Any combination of bio-resources reduced clover productivity by 0.43-0.63 t/ha compared with pure fallow (2.44 t/ha), except for pure fallow + straw - 2.38 t/ha of grain units. Key words: fallows, manure, mustard, clover, straw, tillage, yield capacity.
References
1. Voznyakovskaya Yu. M., Popova Zh. N., Petrova V. G. Sideral'nye udobre-niya - regulyatory pochvenno-mikrobiologicheskikh protsessov (Green-manured fertilizers - regulators of soil and microbiological processes), Doklady VASKhNIL, 1988, No. 2, pp. 23-26.
2. Matyuk. N. S., Seletskaya O. V., Soldatova S. S. Rol' sideratov i solomy v stabilizatsii protsessov transformatsii or-ganicheskogo veshchestva v dernovo-podzolistoi pochve (Role of green manure and straw in stabilizing the processes of transformation of organic matter in sod-podzolic soil), Izvestiya TSKhA, 2013, Vyp. 3, pp. 63-74.
3. Dzyuin A. G., Dzyuin G. P. Posledeistvie sideratov i solomy v sevooborote (Aftereffect of green manure and straw in crop rotation), Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka, 2015, No. 6, pp. 38-42.
4. Rusakova I. V., Kulinskii N. A. Otsenka effektivnosti biologiziro-vannoi pochvozashchitnoi sistemy zemledeliya na osnove ispol'zovaniya bioresur-sov agrotsenoza na serykh lesnykh pochvakh Vladimirskogo pol'ya (Evaluation of the effectiveness of a biologized soil-protective farming system based on the use of bio-resources of agrocenosis on gray forest soils of the Vladimir Field), Resursosberega-yushchie tekhnologii ispol'zovaniya organicheskikh udobrenii v zemledelii: Sb. dokl. Vseros. nauch.-prakt. konf., M., Rossel'khozakademiya GNU VNIPTIOU, 2009, pp. 100-110.
5. Emtsev V. T., Nitstse L. K. Vliyanie solomy na mikrobiologicheskie pro-tsessy v pochve pri ee ispol'zovanii v kachestve organicheskogo udobreniya (Effect of straw on microbiological processes in soil when it is used as an organic fertilizer), Ispol'zovanie solomy kak organicheskogo udobreniya, M., Nauka, 1980, pp. 70-102.
6. Rusakova I. V. Vliyanie solomy zernovykh i zernobobovykh kul'tur na soderzhanie ugleroda, agrokhimicheskie svoistva i balans elementov pitaniya v dernovo-podzolistoi pochve ffect of straw and grain crops on carbon content, agro-chemical properties and balance of nutrients in sod-podzolic soil), Agrokhimicheskii vestnik, 2015, No. 6, pp. 6-10.
7. Dzyuin A. G., Dzyuin G. P. Primenenie bioresursov v sevooborote (Use of biological resources in crop rotation), In-novatsionnye tekhnologii vozdelyvaniya sel'skokhozyaistvennykh kul'tur v Nechernozem'e: Sb. dokl. Vseros. nauch.-prakt. konf., posvyashch. 75-letiyu obrazovaniya GNU Vladimirskii NIISKh Rossel'khozakademii, 2-4 iyulya 2013 g., Vladimirskii NIISKh, PresSto, 2013, T. 1, pp. 151-154.
8. Vernichenko L. Yu., Mishustin E. N. Vliyanie solomy na pochvennye pro-tsessy i urozhainost' sel'skokhozyaistvennykh kul'tur (Influence of straw on soil processes and crop yields), Ispol'zovanie solomy kak organicheskogo udobreniya, M., Nauka, 1980, pp. 3-33.
9. Khristoforov L. V. Puti vosproizvodstva plodorodiya pakhotnykh ugodii v sovremennom adaptivno-landshaftnom zemledelii Respubliki Marii El (Ways of reproduction of arable land fertility in modern adaptive landscape agriculture of the Republic of Mari El), Nauchnye osnovy ratsional'nogo zemlepol'zovaniya s.-kh. territorii Severo-Vostoka Evropeiskoi chasti Rossii: Mater. nauch.-prakt. konf., posvyashch. 120-letiyu so dnya rozhdeniya V. A. Zhukovskogo, Syvtyvkar, 2002, pp. 152-155.
10. Loschakov V. G. Finfluss der langjahrigen Stoppelfruchtgrun - Strohdungung auf die Fruchtbarkeit von Rasenpro-solboden und den Kornerertrag, Archiv fur Acker- und Pflanzenbau und Bodenkunde, 2002, Vol. 48, No. 6, pp. 593-602.
11. Berner A., Frei R., Muder P. Neuer Langzeitversucht uber Bodenbearbeitung, Dungung und Preparate, Bioaktuel, 2006, No. 5, pp. 4-6.
12. Hallam M. J., Bartholomen W. V. Influence of rate of plant residue addition in accelerating the decomposition of soil organic matter, Soil Sci. Soc. Amer. Prok., 2003, No. 17, pp. 365-368.
13. Drincha V. N. Tekhnologicheskie problemy proizvodstva zerna (Technological problems of grain production), Zem-ledelie, 2000, No. 4, pp. 6-7.
14. Ryadchikov V. G. Tendentsiya proizvodstva kalorii belka i lizina v mirovom zemledelii (The trend in the production of calories of protein and lysine in world agriculture), Vestnik Rossiiskoi akademii sel'skokhozyaistvennykh nauk, 2002, No. 1, pp. 46-49.
15. Pegova N. A., Kholzakov V. M. Resursosberegayushchaya sistema obrabotki dernovo-podzolistoi pochvy (Resource-saving tillage system of sod-podzolic soil), Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka, 2015, No. 1, pp. 35-40.
16. Nauchnye osnovy sistemy vedeniya sel'skogo khozyaistva Udmurtskoi Respubliki (Scientific basis of the agricultural system of the Udmurt Republic), Kniga 3. Adaptivno-landshaftnaya sistema zemledeliya, V. M. Kholzakova [i dr.], Izhevsk, Izhevskaya GSKhA, 2002, 479 p.
УДК 631.582:631.4:633.1
ВЛИЯНИЕ ЛЮЦЕРНЫ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ, АГРОХИМИЧЕСКИЕ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
М. М. Сабитов, канд. с.-х. наук;
Р. В. Науметов, канд. с.-х. наук,
Ульяновский НИИСХ - филиал СамНЦ РАН,
ул. Институтская, 19, пос. Тимирязевский, Ульяновский район,
Ульяновская область, Россия, 433315
E-mail: [email protected]
Аннотация. В Ульяновском НИИСХ с целью определения влияния люцерны на агрофизические, агрохимические биологические свойств почвы и урожайность зерновых культур в условиях лесостепи Среднего Поволжья выполнены исследования в 2016-2018 гг. В стационарных опытах изучали влияние люцерны на основные агрофизические, биологические параметры плодородия почв, продуктивность и качество зерна. Почва опытного участка - чернозем выще-
