CC BY
60УДК 631.528
ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ В ЗЕРНОВОМ СЕВООБОРОТЕ
В.ГЛошаков, д.с.-х.н. — ВНИИ агрохимии им. Д.Н.Прянишникова, E-mail: [email protected]
Изложены основные особенности воспроизводства плодородия дерново-подзолистых почв с помощью пожнивной сидерации и удобрения соломой в зерновых севооборотах Центрального Нечерноземья.
Ключевые слова: плодородие почвы, зерновой севооборот, удобрение, сидераты, урожай.
В последние десятилетия в земледелии Центрального Нечерноземья все больше стала доминировать зерновая специализация, для которой здесь имеются благоприятные почвенноклиматические условия. Так, среднегодовая сумма атмосферных осадков по областям региона колеблется от 459 до 546 мм, в том числе от 270 до 365 мм в течение теплого периода года. Продолжительность теплого периода года со среднесуточными температурами воздуха выше 10°С составляет от 126 до 144 дней с суммой температур за это время от 1811 до 2308°С[1]. Относительно мягкие и снежные зимы создают здесь благоприятные предпосылки для перезимовки озимых зерновых культур и многолетних трав.
Среди старопахотных земель здесь преобладают дерново-подзолистые (56,9%) и серые лесные почвы (23,1%), которые обладают низким естественным плодородием,но в процессе длительного использования многие из них были достаточно хорошо окультурены, о чем свидетельствует относительно высокий балл их бонитета - до 45-50[1].
Еще в 20-е годы прошлого столетия академик Д.Н.Прянишников, озабоченный неустойчивостью производства зерна в засушливых южных районах нашей страны, мечтал о надежном резервном миллиарде пудов зерна, который могла бы давать стране Нечерноземная зона [2]. В 80-е годы прошлого столетия мечта Д.Н.Прянишникова сбылась, благодаря интенсификации земледелия, новым высокопродуктивным
сортам, возросшей культуре земледелия только в европейской части Нечерноземной зоны в 1985 году было произведено 17105 тыс. т. зерна [3]. Это и был тот самый миллиард пудов зерна, о котором мечтал Димитрий Николаевич. И большая часть этого миллиарда -60% была произведена в Центральном районе Нечерноземной зоны. Многие хозяйства этого района получали в те годы на круг по 4-5 т/га зерна.
Однако реформирование АПК в условиях затяжного экономического кризиса привело к тому, что площадь посева зерновых культур в Центральном районе Нечерноземья сократилась с 6314,0 тыс. га в 1990 г. до 2542,7 тыс. га в 2010 г., а производство зерна за тот же период здесь уменьшилось с 9913 тыс. т до 4151,3 тыс. т., то есть больше, чем вдвое. За это время в структуре посевных площадей также произошли существенные изменения, которые вызвали затруднения в организации научно обоснованного чередования сельскохозяйственных культур на полях [3].
Известно, что научно обоснованное чередование культур в севооборотах на основе принципов плодосмена существенно (в среднем в 1,5-1,7 раза) повышает урожайность основных зерновых культур по сравнению с их бессменным возделыванием[4-6].
Но реализация принципов плодосмена в настоящее время затруднена тем, что из структуры посевных площадей Центрального Нечерноземья выпали посевы пропашных культур, со-
ставлявшие раньше один из основных элементов плодосмена. Например, за последние 20 лет площадь посадок картофеля в сельскохозяйственных предприятиях уменьшилась в 10 раз, силосной кукурузы в 5 раз. В несколько раз сократились здесь площади посевов зернобобовых культур, и как элементы плодосмена вместе с пропашными культурами они утратили свое значение в построении полевых севооборотов. Сократилась также площадь посевов однолетних трав как парозанимающих культур. И в структуре посевных площадей преобладающими стали посевы зерновых культур, определившие зерновую специализацию земледелия Нечерноземья.
В этих условиях зерновая специализация земледелия объективно оправдана и является перспективной, так как производство зерна здесь имеет ряд экономических, технологических и агроэкологических преимуществ.
Во-первых, технология возделывания зерновых культур полностью механизирована, и себестоимость производства зерна значительно ниже, чем производство другой растениеводческой продукции[4,5].
Во-вторых, зерно как ценный рыночный товар меньше всего подвержено колебаниям рыночной конъюнктуры, так как оно может храниться десятки лет и выставляться на продажу тогда, когда складываются благоприятные для него рыночные условия.
В-третьих, при зерновой специализации земледелия производится большое количество соломы, которая при «безнавозном» типе хозяйства мало используется, но является важной формой органического удобрения.
В-четвертых, после уборки зерновых культур остается 2-2,5 месяца теплого времени, в течение которого возможно возделывание различных видов пожнивных и других промежуточных сидеральных культур[7].
В-пятых, возделывание зерновых культур имеет ряд агроэкологических
1.Вынос питательных веществ зерновыми культурами на 1 т урожая зерна с учетом соответствующего количества соломы, кг[6]
Культуры N Р2О5 К20 Сумма
Пшеница озимая 27 9 17 53
Пшеница яровая 30 11 17 58
Озимая рожь 25 12 25 62
Ячмень 28 12 25 65
Овес 30 13 30 73
ЗлаЭишрскш ЗемлеШеЩ)
№ 3 (65) 2013
2.Содержания гумуса и общего азота в пахотном слое (0-20 см) дерново-подзолистой почвы (Московская область, 6).
Севообороты Гумус, % Общий азот, %
1980 г. 2004 г. 1980 г. 2004 г.
1,2.мн. травы, 3.оз.пшеница, 4.кукуруза на силос, 5.овес,6.ячмень с подсевом мн.трав 2,00 1,83 0,094 0,136
1.пар занятый, 2.оз.пшеница, З.овес, 4.ячмень, 5.оз.рожь, б.ячмень 1,91 1,62 0,099 0,112
1.пар занятый, 2.оз.пшеница,3.овес, 4.ячмень,5.оз.рожь*,6.ячмень* 1,90 1,72 0,099 0,132
1.парзанятый, 2.03.пшеница**3.овес4.ячмень, 5.03.рожь**,6.ячмень** 1,92 1,85 0,094 0,138
*пожнивный сидерат, **пожнивный сидерат с удобрением соломой.
преимуществ. Они возделываются сплошным методом и своим покровом надежно укрывают почву от разрушения эрозией. Особенно это эффективно при возделывании озимых зерновых культур, которые в Центральном Нечерноземье занимают половину площади посева зерновых культур.
Кроме того, зерновые культуры оставляют на полях стерню, которая задерживает снег, накапливает влагу в почве, и защищает ее от эрозии.
В качестве зерновых культур здесь возделываются разнообразные виды культур: озимая и яровая пшеница, озимая рожь, ячмень, овес, тритикале, горох, вики, люпин, пелюшка, гречиха, просо и др. Все эти культуры существенно отличаются по биологии и технологии возделывания - по ози-мости и яровости, поздним и ранним срокам посева и уборки, по устойчивости к болезням и вредителям, конкурентной способности к сорнякам и по другим признакам. Это позволяет в пределах зерновой группы эффективно организовать смену культур, отличающихся различным потреблением воды, питательных веществ из почвы, степенью их воздействия на физические, химические и биологические свойства почвы, устойчивостью к различным видам эрозии, степенью поражения их специализированными болезнями и вредителями, засоренностью сорными растениями и т. д.
Например, овес в таких чередованиях выполняет роль «санитарной» культуры, так как он не поражается болезнями корневых гнилей и прерывает чередование пшеницы и ячменя, растения которых поражаются одними и теми же возбудителями болезней корневых гнилей [1,5,8].
Посевы озимой пшеницы и озимой ржи подавляют распространение яровых сорных растений, а смена озимых зерновых культур яровыми
зерновыми очищает поля от озимых, зимующих и двулетних сорных растений. В зерновом специализированном севообороте система зяблевой и предпосевной обработки почвы в сочетании с гербицидами позволяет снизить засоренность полей сорняками. Хорошему очищению полей от сорняков способствуют занятые пары, особенно сидеральные [9,10].
Зерновой специализации земледелия Центрального Нечерноземья благоприятствует наличие в структуре посевных площадей больших площадей посевов многолетних трав - важного почвоулучшающего элемента плодосмена. Во многих хозяйствах этой зоны многолетние травы в настоящее время занимают до половины посевной площади, и служат основой зернотравяных севооборотов.
Вместе с тем предельное насыщение севооборотов зерновыми культурами - до 75-85 % - даже при самом рациональном их чередовании в условиях Центрального Нечерноземья приводит к снижению урожайности зерновых культур, особенно когда их технология возделывания не обеспечена необходимым количеством удобрений, средств защиты растений, регуляторов роста и другими средствами производства [1,4,5].
И с этим связана проблема воспроизводства плодородия почвы, которое в последние два десятилетия на землях Центрального Нечерноземья имеет тенденцию к снижению. Это объясняется прежде всего большим ежегодным выносом питательных веществ с урожаем зерновых и других сельскохозяйственных культур (табл.1), который из года в год не восполняется необходимым количеством удобрений. Расчеты показывают, что при средней урожайности зерновых культур в 3 т/га зерна суммарное количество питательных веществ, которое необходимо внести
в почву с удобрениями для компенсации их выноса с таким урожаем зерна составит в зависимости от вида зерновой культуры от 207 до 297 кг/га, тогда как ежегодное внесение минеральных удобрений под зерновые культуры не превышает 40 кг/га действующего вещества [1].
При среднем поступлении на пашню около 0,9 т/га условного навоза под зерновые культуры он практически не вносится. И в связи с постоянным нарушением закона возврата в земледелии этого региона сложился резко отрицательный баланс питательных веществ, ведущий к истощению плодородия почвы.
В соответствии с законом возврата такие потери питательных веществтре-буют постоянной их компенсации путем внесения большого количества
навоза и других органических удобрений. Но резкое сокращение поголовья животноводства в последние два десятилетия породило острый дефицит этого ценного органического удобрения - его применение в этом районе сократилось в среднем в четыре раза [1]. За это время резко сократилось и практически сведено к нулю использование в качестве органического удобрения торфа. Из-за высокой цены для многих сельскохозяйственных товаропроизводителей стали недоступны минеральные и известковые удобрения, применение которых за время реформирования АПК сократилось в несколько раз.
Поэтому для воспроизводства плодородия почвы, восстановления запасов органического вещества и некоторой части основных питательных веществ в почве актуальным становится поиск и использование других их источников.
Эти источники подсказывает сложившаяся здесь структура посевных площадей. С позиции воспроизводства плодородия почвы особое значение имеет то обстоятельство, что наряду с посевами зерновых культур здесь большое распространение имеют посевы многолетних трав. Их ценность в севообороте определяется прежде всего тем, что клевер, люцерна и другие бобовые многолетние травы обогащают почву азотом - в год они способны усваивать из атмосферы и накапливать до 150 - 200 кг/га азота на 1 га пашни, что равноценно 4 - 6 ц дорогостоящей аммиачной селитры [1]. И этот азот находится в составе органического вещества и не вымывается из почвы, что имеет большое агроэкологическое значение
Многолетние травы являются важ-
№ 3 (65) 2013
Владимірскій ЗешеШецТз
ным источником органического вещества для малоплодородных почв Нечерноземья. На дерново-подзолистых почвах Московской области кле-веро-тимофеечная смесь двухлетнего использования оставляет в пахотном слое до 7 т/га абсолютно сухой органической массы, что равноценно внесению в почву 25-30 т/га навоза с оптимальным соотношением углерода к азоту(6). Поэтому многолетние травы стоят в ряду лучших предшественников, превосходя чистые и занятые пары и давая по 5-6 т/га зерна [4,8].
Установлено, что насыщение полевых севооборотов посевами многолетних трав до 33% площади пашни обеспечивает бездефицитный баланс гумуса в дерново-подзолистой почве, а с увеличением их удельного веса в севообороте до 50 и боле процентов баланс гумуса в таких почвах становится положительным. Дернила, и мощный травяной их покров надежно предохраняют почву от эрозии.
Другим эффективным средством повышения плодородия почвы в зерновых севооборотах является зеленое удобрение, которое по своей удобрительной ценности не уступает навозу, но значительно дешевле навоза, торфа и других органических удобрений, особенно когда оно применяется в виде промежуточных культур - пожнивных, поукосных, подсевных, озимых.
В качестве сидеральных промежуточных культур здесь хорошо себя зарекомендовали сравнительно новые культуры из семейства капустовых - рапс, горчица белая, редька масличная, сурепица, а также фацелия, амарант и некоторые другие.
Из всех культур семейства капусто-вых белая горчица оказалась наиболее устойчивой к неблагоприятным условиям, которые бывают в отдельные годы в центральных областях Нечерноземья.
Горчица белая является холодостойким растением. При посеве в начале августа в условиях Подмосковья она быстро растет и к началу октября, выдерживая осенние ночные заморозки до -6°С, способна наращивать до 25-30 т/га зеленой массы, которая по удобрительной ценности равна такому же количеству хорошего навоза. Результаты многолетних исследований на среднесуглинистых дерново-подзолистых почвах Подмосковья показали, что если внесение 20 т/га навоза повышает урожайность картофеля на 48%, равноценное ему количество минеральных удобрений - на 36%, то запашка зеленой массы пожнивной горчицы (15-20 т/га) в чистом виде повышает сбор клубней
картофеля на 49,8%), а в сочетании с удобрением соломой (5-6 т/га) - на 58,6%). При этом повышается товарность клубней и содержание крахмала в них [1,7].
На супесчаных дерново-подзолистых почвах Брянской области после пожнивного сидерата урожайность картофеля повышалась на 86%, после внесения равнозначного количества минеральных удобрений - на 46%, минеральных удобрений с навозом - на 84% [7].
Длительное использование (в течение 4 севооборотных ротаций) пожнивного сидерата в сочетании с удобрением соломой на фоне минеральных удобрений обеспечивает в шестипольном зерновом севообороте с 83% зерновых культур такой же уровень содержания гумуса и общего азота в пахотном слое почвы, как и в плодосменном шестипольном севообороте с двумя полями многолетних трав (табл.2).
В то же время многолетнее применение пожнивного зеленого удобрения как в чистом виде, так и в сочетании с удобрением соломой на фоне минеральных удобрений в зерновом севообороте снижало плотность почвы в пахотном слое, повышало содержание структурных агрегатов и увеличивала водопроницаемость почвы, которая тесно связана со структурой, плотностью и другими показателями физического состояния почвы.
Таким образом, кроме удобрительной функции, пожнивные сидеральные культуры в зерновых севооборотах выполняют важную фитосанитарную роль - снижают засоренность посевов и их поражение различными болезнями. Они становятся важным фактором биологизации земледелия, защищают почву от эрозии, способствуют охране окружающей среды, обеспечивают устойчивое экологическое равновесие и получение экологически чистой продукции.
Положительное влияние пожнивного сидерата как в чисом виде, так и в сочетании с соломой на плодородие дерново-подзолистой почвы, на фитосанитарное состояние посевов
благоприятно сказывается на росте, развитии и урожайности сельскохозяйственных культур, на продуктивности севооборота и качестве получаемой продукции. Это позволяет в значительной мере снять отрицательные последствия зерновой специализации земледелия. При этом технология использования пожнивного сидерата хорошо вписывается в систему обработки и удобрения почвы, дает высокий экономический эффект и доступна для хозяйств раз личных форм собственности на землю и разных уровней интенсификации земледелия.
Литература
1.Лошаков В.Г. Севооборот и плодородие почвы./Под ред. В.Г.Сычева.М.: Изд. ВНИИА, 2012.- 512 с.
2.Прянишников Д.Н. Резервный миллиард. Избр. соч., том З.М.: Колос, 1965. - С.257-263. 9.Российский статистический ежегодник, 1995, 2000, 2005, 2010 гг. М.: Росгосстат.
3. Российский статистический ежегодник, 1995, 2000, 2005, 2010 - М.: Росгосстат
4.Агрономические основы специализации севооборотов./Под ред. С. А. Воробьева и А. М. Четверня. М.: Агро-промиздат,1987. - 240 с.
5.Лошаков В.Г. Научно-теоретические основы зерновой специализации севооборотов//Изв. ТСХА, 2006. -Вып.4.- С. 3-22.
6.Севооборот в современном земледелии./Под ред. В.Г.Лошакова М.:МСХА,2004.- 308 с.
7.Лошаков В.Г. Промежуточные культуры в севооборотах Нечерноземной зоны. М.:Россельхозиздат, 1980. -133 с.
8.Воробьев С.А. Севообороты интенсивного земледелия. М.: Колос, 1979.- 368 с.
9.Новиков М.Н., Тужилин В.М., Са-мохина О.А. Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне. Владимир: ВНИПТИОУ, 2004.- 260 с.
10.Авров О.Е., Мороз З.М. Использование соломы в сельском хозяйстве. Л.: Колос, 1979. -200 с.
V.G. Loshakov. REPRODUCTION OF SOIL FERTILITY IN GRAIN CROP ROTATION Describes the main features of reproduction of fertility of soddy-podzolic soils using postharvest grass, green- manure and fertilizers straw in grain crop rotations in Central non-Black soils regions.
Keywords: soil fertility, crop rotation, fertilizer, green-manure, crop.
ЗлаЭишрскш ЗемлеШеЩ)
№ 3 (65) 2013
