Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству
На правах рукописи
СИНИХ Юрий Николаевич
ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ
ПОЧВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПОЖНИВНОЙ ГОРЧИЦЫ И
СОЛОМЫ В ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО
НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ
Специальность 06.01.01 - Общее земледелие
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора сельскохозяйственных наук
Москва 2011
Диссертация в виде монографии подготовлена в Московском научно-исследовательском институте сельского хозяйства Немчиновка
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Политыко Петр Михайлович
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Кузнецов Николай Петрович
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Афанасьев Рафаил Александрович
Ведущая организация: Российский университет Дружбы Народов
Защита состоится л 14 февраля 2012 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 006.049.01 при Московском научно-исследовательском институте сельского хозяйства Немчиновка.
Адрес: 143026, Московская обл., Одинцовский район, п. Немчиновка-1,
ул. Калинина, дом 1.
С диссертацией в виде монографии можно ознакомиться в библиотеке института.
Автореферат разослан л____ января 2012 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета А.С. Мерзликин
Общая характеристика работы
Актуальность проблемы. Приоритетной задачей сельского хозяйства Центрального Нечернозёмья России является увеличение производства зерна для обеспечения потребности населения в хлебопродуктах и животноводства кормами.
Это возможно при зерновой специализации севооборотов с использованием повторных посевов зерновых культур на высоком агротехническом фоне. В первую очередь следует обеспечить поддержание и воспроизводство плодородия почв, как основного показателя роста урожайности зерновых и других сельскохозяйственных культур, что возможно при углублении специализации и интенсификации производства. Ключевым звеном современных систем земледелия по-прежнему остаются севообороты, которые в большей мере решают комплекс задач рационального использования земли, воспроизводства плодородия почв, защиты их от эрозии, охраны окружающей среды. В разные периоды этими вопросами занимались: С.А. Воробьев, А.М. Лыков, В.Г. Минеев, В.И. Кирюшин, Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, Б.А. Борисов, Н.С. Матюк, Г.В. Благовещенский, К.И. Саранин, Е.В. Дудинцев, С.С. Сдобников, В.Ф. Кирдин, В.Н. Федорищев, Н.А. Полев, П.М. Политыко, А.М. Берзин, Г.А. Дебелый, В.В. Конончук, В.Д. Штырхунов и др.).
Важное значение здесь имеет рациональное применение минеральных и органических удобрений.
В связи с резким сокращением поголовья крупного рогатого скота в нашей стране упал выход основного органического удобрения - навоза, а вместе с этим и возможность возобновления почвенного гумуса, как одного из главных показателей плодородия почв. Поэтому возникла необходимость изыскания альтернативных источников его пополнения в почвенной среде путем использования сидеральных культур, в том числе пожнивных посевов горчицы белой и запашки соломы в качестве органических удобрений. Они встраиваются в полевые севообороты с максимальным насыщением зерновыми культурами, ориентированные на воспроизводство плодородия почв с высоким выходом зерновой продукции.
Реализации этой важной народно-хозяйственной проблемы и посвящена данная работа.
Цель и задачи исследований. Целью исследований является изучение научное обоснование приемов воспроизводства плодородия почвы и получение максимальной продуктивности зерновых культур при длительном их возделывании в полевых севооборотах с пожнивной горчицей и соломой на удобрение.
Для ее решения поставлены следующие задачи:
- Выявить возможность получения высокой урожайности пожнивной горчицы белой в полевом севообороте в зависимости от агроклиматических ресурсов пожнивного периода.
- Установить влияние длительного применения пожнивных посевов горчицы белой на сидерацию в чистом виде и в сочетании с соломой на состояние и воспроизводство дерново-подзолистой почвы.
- Рассчитать баланс гумуса и основных питательных элементов в почве при длительном возделывании сельскохозяйственных культур.
- Изучить влияние зерновой специализации севооборота и длительного применения пожнивной горчицы белой на агрофизические свойства почвы.
- Определить эффективность длительного применения пожнивной сидерации и удобрения соломой в оптимизации биологических показателей почвы (активность почвенной микрофлоры, наличие дождевых червей) в полевом севообороте и при бессменном посеве зерновых культур.
- Установить влияние рационального чередования зерновых культур, применения пожнивной сидерации и соломы на их урожайность и общую продуктивность севооборотов зерновой специализации.
- Дать энергетическую и экономическую оценку длительного применения пожнивной сидерации горчицы белой в полевом севообороте и при бессменных посевах зерновых культур.
Научная новизна. В условиях Центрального Нечерноземья научно обоснована эффективность использования шестипольных севооборотов с высоким насыщением зерновыми культурами (до 83%). Выявлено многостороннее положительное действие длительного использования зеленой массы пожнивной горчицы в качестве зеленого удобрения в чистом виде и совместно с соломой на показатели плодородия дерново-подзолистой почвы, урожайность возделываемых культур и продуктивность изучаемых севооборотов.
Проведены расчеты баланса гумуса и основных элементов питания, обоснована возможность поддержания воспроизводства плодородия дерново-подзолистой почвы при зерновой специализации севооборота с учетом агроклиматического потенциала пожнивного периода возделывания горчицы белой.
Установлены агроэкологические функции горчицы белой, которые проявляются в снижении засоренности посевов, меньшей восприимчивости к грибковым и другим заболеваниям зерновых культур севооборота. Применение пожнивной сидерации этой культурой является одним из элементов интегрированной системы защиты растений, снижающей пестицидную нагрузку на агроценозы.
Положения, выносимые на защиту:
- Агроклиматические ресурсы пожнивного периода и изменение урожайности пожнивной горчицы белой в полевом севообороте.
- Состояние и воспроизводство плодородия дерново-подзолистой почвы под влиянием пожнивной сидерации горчицей белой и удобрения соломой.
- Роль пожнивной горчицы и соломы в повышении урожайности зерновых культур и продуктивности пашни
- Энергетическая и экономическая оценка применения пожнивной сидерации и удобрения соломой.
Прикладное значение результатов исследований. Длительное использование в полевых севооборотах пожнивной сидеральной культуры горчицы белой, в том числе и совместно с удобрением соломой позволяет поддерживать потенциальное плодородие дерново-подзолистой почвы на достаточно высоком уровне.
Использование пожнивной горчицы и соломы обеспечивает повышение выхода зерновой продукции севооборота относительно контроля (плодосменный севооборот) на 68-75%, урожайности ячменя и овса - на 9 и 8%, озимой пшеницы и ржи - на 9 и 7%, при сочетании с удобрением соломой на 10, 7, 12 и 13% соответственно. Включение в севооборот пожнивной горчицы в чистом виде обеспечивают увеличение производства зерна и рентабельности на 13-47%, а совместно с соломой на 51%.
Результаты исследований прошли производственную проверку и были внедрены в учхозе Михайловское ТСХА, Щапово, совхозе Вороново Подольского района Московской области. Установленные положения и выявленные закономерности могут быть использованы в практике при построении полевых севооборотов для хозяйств любой формы собственности, разного уровня их интенсификации и специализации в условиях Центрального Нечерноземья.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на Международной конференции Стабильность сельскохозяйственного производства Ц залог надежного обеспечения населения продовольствием (МСХА, 2000); Международной научно-практической конференции Аграрная реформа: противоречия и пути их решения (МСХА, 2006); Международной научно-практической конференции Агроэкологические проблемы использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства (Владимир, 2006); в материалах V Всероссийского съезда общества почвоведов им. В.В. Докучаева Сохраним почвы России (Ростов-на Дону, 2008), материалах III Международной научно-практической конференции Ресурсосберегающее земледелие на рубеже XXI века (РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева, 2009), научно-техническом совете Технологического центра Московского НИИСХ Немчиновка (25.10.2011г., протокол № ).
Публикации. По материалам диссертации автором опубликовано 35 печатных работ, в том числе 21 в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ для изложения основных результатов исследований диссертационных работ.
Объем и структура работы. Представляемая к защите монография Ю.Н. Синих Воспроизводство плодородия дерново-подзолистых почв при использовании пожнивной горчицы и соломы в полевых севооборотах Центрального Нечерноземья. М., ВНИИА, 2011, 208 с. изложена на 208 страницах, состоит из введения, 8 разделов, выводов в виде заключения, списка литературы из 357 наименований, в том числе 31 на иностранных языках и приложения.
Автор выражает искреннюю признательность и благодарность за содействие в проведении исследований заслуженному деятелю науки РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору В.Г. Лошакову; доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н.С. Матюку; к. с.-х. н. А.Ф. Шарову; к. с.-х. н. С.Ф. Ивановой; к. с.-х. н. Ю.Д. Иванову; научным сотрудникам: Л.В. Пашковой, В.Н. Верещак, Д.В. Верещаку; аспирантам Р.Ю. Асхабову, А.И. Пашкову, Т.А. Роговой, З.А. Гаджибрагимову, Е.Ш. Дмитриевой, А.Ф. Чекулаевой, В.А. Николаеву, М.Ш. Бегеулову.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Условия и методика исследований
Работа выполнена на основании обобщения результатов исследований за период 1980-2009 гг. в соответствии с тематическим планом научных исследований Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева по заданию 01.01. общегосударственной научно-технической программы 0.05.01. Разработать научные основы построения интенсивных севооборотов Нечерноземной зоны России (номер государственной регистрации 01870052878).
Исследования проведены в длительном полевом многофакторном опыте, заложенном в 1980 г. на опытном поле экспериментальной базы ТСХА Михайловское Подольского района Московской области Почва опытного участка Ц дерново-подзолистая среднесуглинистая, средней степени окультуренности. Содержание гумуса в пахотном слое (0-20 см) почвы перед закладкой опыта составляло 1,94%, подвижного фосфора и калия по Кирсанову - 131 и 164 мг/кг почвы, рН 5,7. Закладка полевого опыта проведена в соответствии с существующими методическими указаниями по постановке полевых опытов в земледелии.
Рассматривались следующие варианты севооборотов:
I - 50% зерновых на фоне NPK (контроль): многолетние травы 1-го года пользования (г.п.) - многолетние травы 2-го г.п. - озимая пшеница - кукуруза на силос - овёс - ячмень с подсевом трав.
II - 83% зерновых на фоне NPK: викоовсяная смесь (на зелёный корм) - озимая пшеница - овёс - ячмень - озимая рожь - ячмень.
III - 83% зерновых на фоне NPK с пожнивной горчицей (ПГ) на зелёное удобрение: викоовсяная смесь (на зелёный корм) - озимая пшеница + пожнивное зелёное удобрение (ПГ) - овёс - ячмень - озимая рожь + пожнивное зелёное удобрение (ПГ) - ячмень + пожнивное зелёное удобрение (ПГ).
IV - 83% зерновых на фоне NPK с пожнивной горчицей (ПГ) и соломой (С) на удобрение: викоовсяная смесь (на зелёный корм) -озимая пшеница + пожнивное зелёное удобрение (ПГ) + солома (С) на удобрение - овёс - ячмень -озимая рожь + пожнивное зелёное удобрение (ПГ) + солома (С) на удобрение - ячмень + пожнивное зелёное удобрение (ПГ) + солома (С) на удобрение (в дальнейшем тексте в сокращениях пожнивная горчица на зелёное удобрение - ПГ, солома (С) на удобрение.
Севообороты развёрнуты во времени и пространстве на делянках с рендомизированным размещением в системе блоков. Общий размер делянок - 80 м2 (16 м 5 м), повторность - 4-кратная, размещение блоков - 4-ярусное.
Кроме того, в опыте изучали бессменные посевы ячменя: без удобрений (контроль), фон NPK, фон NPK + ПГ, фон NPK + ПГ + С и овёс: без удобрений и на фоне NPK.
Минеральные удобрения вносили под плановый урожай ячменя и овса (4,0т/га) Ц N96P120K104, под озимую рожь и озимую пшеницу (5,0т/га) - N120-200P160K120, под викоовсяную смесь (30,0 т/га) - N90P120K90. Фосфорные и калийные удобрения вносили под зяблевую вспашку. Под озимую пшеницу и озимую рожь азотные удобрения давали дробно в 3 срока: 25% при посеве, 50% в подкормку весной и 25% - в фазу колошения. Под пожнивную горчицу вносили азотные удобрения из расчета 50 кг/га по действующему веществу за счет последующей культуры. Возделывали сорта, районированные в Московской области. Горчицу белую сорта Лунинская высевали пожнивно после уборки озимой пшеницы, озимой ржи и ячменя. Вслед за уборкой зерновых культур вносили азотные удобрения 50 кг/га и измельченную солому по фактическому урожаю на соответствующих делянках. Обрабатывали поля дисковым лущильником и комбинированным агрегатом РВК-3,6. Высевали 40 кг/га всхожих семян горчицы белой сеялкой СН-16. Запахивали зеленую массу пожнивной горчицы и соломы на глубину пахотного слоя (0-20 см).
Погодные условия в годы проведения исследований существенно отличались от среднемноголетних значений. За 24 года исследований только десять вегетационных периодов характеризовались умеренным температурным режимом и количеством осадков в пределах нормы (1981, 1982, 1984, 1985, 1994, 1997, 2000, 2001, 2003, 2004 гг.), шесть были увлажненными (1986, 1987, 1990, 1993, 1996, 1998 гг.), восемь Ц засушливыми (1983, 1988, 1989, 1991, 1992, 1995, 1999, 2002 гг.).
В проведении опытов и обработке результатов использовали методические руководства Б.А. Доспехова (1985), А.Б. Вадюниной и З.А. Корчагиной (1986), Г.И. Баздырева и др (1991). Инструкции и нормативы по определению экономической и энергетической эффективности применения удобрений (ЦИНАО, 1987) и др., методику расчетного определения баланса гумуса почвы в интенсивном земледелии (Лыков, 1979); баланс элементов минерального питания в севообороте на дерново-подзолистой почве (Шатилов и др., 1980), руководство по экономической эффективности применения удобрений (Мерзликин, 1989). Экономическую оценку севооборотов производили согласно Методическим указаниям (М.: Минсельхоз Р.Ф., 2003).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Агроклиматические
ресурсы и урожайность
пожнивной горчицы
В Нечерноземной зоне большинство сельскохозяйственных культур для пожнивных посевов не пригодно. Они или гибнут в середине сентября от ранних осенних заморозков, или очень медленно растут из-за недостатка тепла и не успевают дать достаточно высокий урожай, оправдывающий затраты на их возделывание. По-иному ведут себя при пожнивном посеве культуры из семейства крестоцветных: горчица белая, яровой и озимый рапс, турнепс, редька масличная, сурепица озимая. При посеве в начале августа они дают дружные всходы, быстро растут, хорошо переносят осенние заморозки и до наступления устойчивого похолодания успевают дать 15-30 т/га зеленой массы (Прянишников, 1965; Воробьев, 1976; Лошаков, 1981 и др.).
Исследования, выполненные в длительном полевом опыте показали большую изменчивость продуктивности пожнивных посевов горчицы белой в изучаемых севооборотах от погодных условий и предшественников - зерновых культур, которые имеют разные сроки уборки, определяющие и сроки сева пожнивной культуры, а значит, и возможности использования агроклиматических ресурсов пожнивного периода. Во все годы исследований лучшими предшественниками пожнивной горчицы были озимая пшеница и рожь.
Из рисунка 1 следует, что высокая урожайность пожнивной горчицы получена в первую и вторую ротации севооборота. Она составила по предшественнику озимая пшеница от 18,5 до 28,8 т/га зеленой или 2,3-4,0 т/га сухой массы; по озимой ржи Ц соответственно 20,6-21,5 и 2,5-2,7 т/га. Значительно ниже она была после ярового ячменя - от 10,5 до 13,9 т/га зеленой или 1,5-1,6 т/га сухой массы.
В среднем урожайность зеленой и сухой массы пожнивной горчицы по озимым предшественникам в севообороте в третью и четвертую ротации была ниже на 25-50%, ячменю Ц на 47-56% в сравнении с предыдущими периодами. При позднем сроке уборки ячменя пожнивной период сокращался на 10-12 дней, особенно ценных для продолжительности вегетации пожнивной горчицы. Поэтому ее урожайность после ячменя во всех четырех ротациях зернового севооборота была в 2-3 раза ниже, чем после озимых зерновых культур.
В бессменном посеве ячменя урожайность пожнивной горчицы в среднем за первые 12 лет составила 11-13 т/га по зеленой и 1,3-1,5 т/га Цсухой массе. В последующие годы она была ниже в 2,5-4,5 раза.
Сравнительный анализ агроклиматических условий пожнивного периода выращивания горчицы белой в севообороте (август-сентябрь) за 24 года наблюдений показал, что урожайность её зеленой массы (У, т/га) находилась в тесной зависимости от гидротермического коэффициента (ГТК, Х), в котором интегрировано совместное влияние атмосферных осадков и суммы биологически активных температур (рис.2). Эта связь по разным зерновым предшественникам описывается уравнениями регрессии параболы второго порядка с коэффициентами корреляции R=0,82-0,85 на фоне NPK и непосредственно с зеленым удобрением и R=0,78-0,81 - совместно с соломой. В бессменных посевах ячменя получены аналогичные закономерности: в варианте NPK+ПГ - У= -19,3х2+70,1х-44,0 (R= 0,77); NPK+ПГ+С - У= -16,9х2+61,0х-38,1 (R= 0,79).
Рис. 2. Зависимость урожайности зеленой массы горчицы белой (У, т/га) от (Х, ГТК) пожнивного периода (август-сентябрь), в ср. за 1981-2004 гг.
Исходя из полученных зависимостей, высокую урожайность горчицы белой (20-28 т/га) после уборки озимых зерновых культур в осенний пожнивной период (август-сентябрь) можно получить в интервале ГТК 1,5-2,0, ячменя (15-20 т/га) в севообороте Ц 1,5-1,8.
СОСТОЯНИЕ И ВОСПРОИЗВОДСТВО
ПЛОДОРОДИЯ
ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ
Гумусовое состояние почвы в полевых севооборотах
При сельскохозяйственном использовании пашни содержание гумуса может существенно измениться даже за короткий период. Мониторинг его содержания в полевом опыте показал, что в разные периоды исследований происходило постепенное снижение содержания гумуса в пахотном слое почвы на 0,08-0,21%, а его запасов - на 2,4-6,3 т/га (табл. 1). Наиболее значимый показатель снижения к концу четвертой ротации отмечен в севообороте с 83% насыщения зерновыми культурами (0,29%), а в севооборотах с многолетними травами, пожнивной горчицей падение составило 0,17%. Применение пожнивной горчицы в комплексе с соломой на удобрение в период с 1987 по 1998 гг. способствовало стабилизации и некоторому росту содержания гумуса в почве. Прирост к концу третьей ротации составил 0,09%.
Таблица 1
Содержание гумуса в
пахотном слое почвы в
севооборотах и бессменных посевах
ячменя, %.
Севооборот, % |
Удобрение |
До закладки опыта (1980 г.) |
В среднем за период |
|||
1981-1986 гг. |
1987-1992 гг. |
1993-1998 гг. |
1999-2004 гг. |
|||
I-50 |
NPK |
2,00 |
1,89 |
1,97 |
1,93 |
1,83 |
II-83 |
NPK |
1,91 |
1,81 |
1,80 |
1,72 |
1,62 |
III-83 |
NPK + ПГ |
1,90 |
1,82 |
1,85 |
1,89 |
1,72 |
IV-83 |
NPK + ПГ + С |
1,92 |
1,88 |
1,96 |
2,01 |
1,75 |
HCP05 |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
0,1 |
0,1 |
|
Ячмень бессменно |
Без удобрений |
1,86 |
1,70 |
1,73 |
1,67 |
1,33 |
NPK |
1,82 |
1,79 |
1,87 |
1,83 |
1,44 |
|
NPK + ПГ |
2,15 |
1,91 |
2,00 |
1,96 |
1,82 |
|
NPK + ПГ + С |
1,95 |
1,94 |
2,04 |
1,94 |
1,80 |
|
HCP05 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,1 |
0,2 |
|
Примечание: данные за 1980-1986-1992 гг. использованы из отчетов кафедры земледелия и методики опытного дела.
В бессменных посевах ячменя содержание гумуса в почве в основном зависело от количества вносимых удобрений. Самое низкое его содержание на 24 год исследований отмечено в контроле (без удобрений) Ц 1,33%, где запас гумуса в почве уменьшился на 38% от исходного. Применение только минеральных удобрений увеличило его содержание до 1,44%, а дефицит гумуса снизился до 20%. Наибольший прирост гумуса обеспечило использование пожнивной горчицы как в чистом виде, так совместно с соломой Ц 0,47-0,49% к контролю.
Корреляционно-регрессионный анализ выявил следующую закономерность между количеством запахиваемой в сумме за ротацию воздушно-сухой массы пожнивной горчицы и содержанием гумуса в почве (рис. 3). Вариабельность содержания гумуса (Х %) по ротациям севооборота от суммарной сухой массы пожнивной горчицы (У, т/га), запахиваемой под посев яровых зерновых культур, описывается уравнением параболы второго порядка с коэффициентом корреляции R = 0,95.
Из полученных данных следует, чтобы поддерживать содержание гумуса в дерново-подзолистой почве на уровне 2 %, ежегодное внесение пожнивной горчицы (сухой массы) должно составлять 4-5 т/га.
Основным источником возобновления органического вещества в почве являются пожнивно-корневые остатки (ПКО) растений. Установлено (табл. 2), что в севообороте с 50% насыщением зерновыми культурами за счёт многолетних трав и большой фитомассы остальных культур среднее ежегодное поступление растительных остатков в почву составило 4,1 т/га сухого вещества. Показатель при насыщении севооборота зерновыми культурами до 83% составил 3,5 т/га.
Таблица 2
Поступление
растительных остатков в пахотный слой
почвы
в севооборотах, т/га
сухого вещества (в среднем за
1987-1998 гг.)
Севооборот и |
Удобрение |
Растительные остатки |
||
пожнивные |
корневые |
всего |
||
I - 50 |
NPK |
1,31 |
2,79 |
4,10 |
II - 83 |
NPK |
1,35 |
2,16 |
3,51 |
III - 83 |
NPK+ПГ |
2,31 |
2,50 |
4,81 |
IV - 83 |
NPK+ПГ+С |
4,59 |
2,75 |
7,34 |
в т.ч. ПГ |
1,31 |
Ц |
1,31 |
|
солома |
2,25 |
Ц |
2,25 |
|
HCP05 |
2,42 |
0,63 |
2,46 |
|
В севообороте с длительным применением зеленого удобрения поступление органического вещества на гектар севооборотной площади за счёт пожнивной горчицы увеличилось на 1,3 т/га или 37% в сравнении с севооборотом, где было 83% зерновых культур на фоне минеральных удобрений. При совместной запашке пожнивной горчицы и соломы поступление растительных остатков в пахотный слой почвы увеличилось до 7,3 т/га севооборотной площади, в том числе за счёт пожнивной горчицы на 1,3 т/га, соломы - 2,3 т/га.
Прогноз гумусового баланса. На фоне систематического применения минеральных удобрений и сидерации (горчица, солома) в севооборотах проведен балансовый расчет гумуса. Приходную статью оценивали по среднегодовому поступлению в почву послеуборочных растительных остатков (ПКО), о расходе судили по изменению его содержания в пахотном слое почвы за три ротации севооборота.
Результаты исследований показали (табл. 3), что применение минеральных удобрений, на запланированный урожай для каждой культуры севооборота, в сочетании с запашкой горчицы белой и соломой на удобрение для дерново-подзолистой почвы является действенным приемом управления гумусовым состоянием. В севообороте с ПГ этот агротехнический прием обеспечил к концу третьей ротации уравновешенный баланс гумуса с небольшим дефицитом (0,05 т/га), а совместное применение пожнивной горчицы с соломой на удобрение способствовало компенсации минерализации гумуса, обеспечивая бездефицитный его баланс (+ 0,5 т/га).
Таблица 3
Баланс гумуса в пахотном слое почвы в полевых севооборотах(1981-1998 гг.)
Севооборот, % зерновых |
Удобрение |
Содержание гумуса, % |
Потери гумуса от минерализации, т/га ежегодно |
Ежегодное возобновление гумуса за счет ПКО, т/га |
Нетто баланс гумуса, т/га |
||
до закладки опыта |
через 18 лет |
отклонение |
|||||
I Ц 50 |
NPK |
2,00 |
1,93 |
- 0,07 |
1,44 |
1,11 |
- 0,33 |
II - 83 |
NPK |
1,91 |
1,72 |
- 0,19 |
1,02 |
0,88 |
- 0,14 |
III - 83 |
NPK + ПГ |
1,90 |
1,89 |
- 0,01 |
1,08 |
1,03 |
- 0,05 |
IV - 83 |
NPK + ПГ +С |
1,92 |
2,01 |
+ 0,09 |
1,14 |
1,64 |
+ 0,50 |
Признавая важность всех компонентов органического вещества для почвенного плодородия, следует подчеркнуть особую роль его лабильной части, характеризующейся реальной возможностью регулирования (Лыков, 1985; Жуков, 1990), которую определяли по содержанию водорастворимого углерода.
Данные рисунка 4 показывают, что при увеличении доли зерновых в севообороте с 50 до 83% содержание лабильного гумуса в пахотном слое почвы снизилось. Однако при включении в специализированный зерновой севооборот пожнивного зеленого удобрения наблюдается тенденция его увеличения, особенно при запашке сидерата с соломой. Аналогичная тенденция увеличения лабильного гумуса получена и при длительных бессменных посевах ячменя (рис. 5).
Таким образом, в полевом севообороте в годы 2 ротации установлена выраженная тенденция к накоплению гумуса в вариантах с длительным применением пожнивной горчицы совместно с соломой, что обусловлено их аккумулирующим эффектом.
Влияние пожнивной горчицы и соломы на пищевой режим почвы
Азотный режим. Установлено, что за годы первой ротации севооборотов за счет припахивания малогумусного подпахотного слоя почвы с 20 до 25 см произошло некоторое разбавление запасов общего азота в пахотном горизонте. При насыщении севооборотов зерновыми до 83% на фоне NPK отмечается тенденция к снижению общего содержания азота: в первую ротацию - на 0,002%, во вторую - 0,011%, третью - 0,010%, четвертую - 0,024% (табл. 4). Использование сидерата и его сочетание с запашкой соломы в специализированном зерновом севообороте стабилизировало накопление общего азота в почве. В сравнении с контролем прирост составил соответственно по ротациям 0,003, 0,005, 0,011 и 0,023%. В четвертой ротации севооборота содержание общего азота в этих вариантах носило накопительный характер, что подтверждается данными по содержанию гумуса. В бессменных посевах ячменя также отмечена тенденция к увеличению запасов общего азота в почве. Особенно она выражена от применения пожнивного зеленого удобрения и соломы в течение длительного периода времени.
Фосфатный режим. В начале интенсивного окультуривания почвы с помощью пожнивного сидерата (I ротация севооборота) наблюдалась стабилизация содержания подвижного фосфора в пахотном слое почвы (табл. 5). За годы второй ротации севооборотов тенденция к увеличению запасов подвижного фосфора по всем вариантам опытов сохранилась. За годы второй ротации севооборотов (1987-1992 гг.) отмечена тенденция к увеличению запасов подвижного фосфора по всем вариантам опыта. В севообороте с 50% насыщением зерновыми культурами и в зерновом с 83% насыщением включение пожнивного сидерата и удобрения соломой повышало его содержание Р2О5 в среднем на 16 мг/кг почвы относительно исходного содержания (1980).
Таблица 4
Содержание общего азота в пахотном слое почвы в севооборотах и бессменных посевах ячменя, %.
Севооборот, % |
Удобрение |
До закладки опыта (1980г.)* |
В среднем за период |
|||
1981-1986 гг*. |
1987-1992 гг.* |
1993-1998 гг. |
1999-2004 гг. |
|||
I-50 |
NPK |
0,094 |
0,085 |
0,108 |
0,115 |
0,136 |
II-83 |
NPK |
0,099 |
0,083 |
0,097 |
0,105 |
0,112 |
III-83 |
NPK + ПГ |
0,099 |
0,086 |
0,102 |
0,115 |
0,132 |
IV-83 |
NPK + ПГ + С |
0,094 |
0,082 |
0,102 |
0,117 |
0,138 |
HCP05 |
0,003 |
0,002 |
0,006 |
0,031 |
0,009 |
|
Ячмень |
Без удобрений |
0,096 |
0,085 |
0,095 |
0,117 |
0,103 |
NPK |
0,105 |
0,091 |
0,105 |
0,108 |
0,123 |
|
NPK + ПГ |
0,104 |
0,093 |
0,108 |
0,118 |
0,126 |
|
NPK + ПГ + С |
0,092 |
0,098 |
0,107 |
0,120 |
0,128 |
|
HCP05 |
0,006 |
0,006 |
0,004 |
0,004 |
0,017 |
|
* из отчетов кафедры земледелия и методики опытного дела
Таблица 5
Содержание подвижного фосфора в пахотном слое
почвы в
севооборотах
и
бессменных
посевах ячменя, Р2О5
мг/кг
Севооборот, % |
Удобрение |
До закладки опыта (1980 г.)* |
В среднем за период |
|||
1981-1986 гг.* |
1987-1992 гг.* |
1993-1998 гг. |
1999-2004 гг. |
|||
I-50 |
NPK |
147 |
141 |
163 |
178 |
166 |
II-83 |
NPK |
136 |
144 |
137 |
163 |
144 |
III-83 |
NPK + ПГ |
133 |
145 |
135 |
170 |
160 |
IV-83 |
NPK + ПГ + С |
142 |
144 |
158 |
177 |
165 |
HCP05 |
8 |
2 |
15 |
12 |
12 |
|
Ячмень бессменно |
Без удобрений |
109 |
96 |
91 |
97 |
102 |
NPK |
104 |
123 |
143 |
163 |
198 |
|
NPK + ПГ |
111 |
133 |
145 |
175 |
204 |
|
NPK + ПГ + С |
110 |
139 |
154 |
189 |
195 |
|
HCP05 |
26 |
18 |
26 |
29 |
24 |
|
* из отчетов кафедры земледелия и методики опытного дела
Способность крестоцветных культур мобилизовать труднодоступные запасы почвенных фосфатов при постоянной заделке сидерата в почву, обеспечила в третьей ротации дальнейшее увеличение содержания подвижного фосфора, а прирост по вариантам и севооборотам варьировал в пределах 27-37 мг Р2О5/кг почвы.
При бессменном возделывании ячменя также отмечается тенденция к увеличению подвижного фосфора в вариантах опыта. Длительная и систематическая запашка пожнивной горчицы и соломы на удобрение способствовало улучшению фосфатного режима почвы, который из группы среднеобеспеченного содержания перешел в группу с высокой обеспеченностью подвижным фосфором.
Калийный режим. Что применение в опыте калийных удобрений на запланированный урожай и комплекс изучаемых агротехнических мероприятий в конкретных почвенно-климатических условиях приводит к динамическому равновесию между различными формами калия в почве, что в основном способствует поддержанию его содержания на уровне, близком к оптимальным показателям (150-200 мг K2O кг почвы) на протяжении всего периода исследований (табл. 6).
Таблица 6
Содержание подвижного калия в пахотном слое
почвы в севооборотах
и
бессменных посевах ячменя, К2О
мг/кг
Севооборот, % |
Удобрения |
До закладки опыта (1980 г.)* |
В среднем за период |
|||
1981-1986 гг.* |
1987-1992 гг.* |
1993-1998 гг. |
1999-2004 гг. |
|||
I-50 |
NPK |
169 |
164 |
175 |
167 |
148 |
II-83 |
NPK |
168 |
176 |
177 |
190 |
169 |
III-83 |
NPK + ПГ |
160 |
186 |
188 |
196 |
173 |
IV-83 |
NPK + ПГ + С |
158 |
177 |
196 |
204 |
181 |
HCP05 |
9 |
15 |
15 |
20 |
13 |
|
Ячмень бессменно |
Без удобрений |
149 |
150 |
155 |
133 |
129 |
NPK |
150 |
180 |
195 |
202 |
193 |
|
NPK + ПГ |
152 |
183 |
198 |
207 |
195 |
|
NPK + ПГ + С |
157 |
185 |
203 |
227 |
210 |
|
HCP05 |
5 |
32 |
26 |
45 |
43 |
|
* из отчетов кафедры земледелия и методики опытного дела
Учитывая, что калий, в отличие от азота и фосфора, в большей мере ассимилируется в вегетативных органах растений, возделывание многолетних трав и кукурузы в плодосменном севообороте в годы первой ротации (1981-1986 гг.) приводило к его снижению на 5 мг на 1 кг почвы. Однако в годы второй и третьей ротаций наблюдалась тенденция к увеличению количества подвижного калия. В среднем за вторую ротацию севооборота прирост К2О составил 12 мг, а третью - 23 мг/кг почвы.
Включение в севооборот пожнивного зеленого удобрения обеспечило дальнейший рост количества подвижного калия в вариантах опыта. Его содержание в среднем за первую ротацию севооборота повысилось на 10, вторую - на 11, третью - на 6 мг в сравнении с NPK и составило 190 мг К2О/кг почвы. При совместном использовании пожнивного зеленого удобрения в сочетании с соломой за годы второй и третьей ротаций количество подвижного калия возросло до 196-204 мг/кг почвы.
Длительное применение пожнивной горчицы в севообороте с 83% насыщения зерновыми культурами и совместное ее использование с соломой не только обеспечило стабилизацию калийного режима почвы, но и его улучшило, что выразилось в повышении обеспеченности подвижными формами калия на 13-23 мг/кг почвы. В плодосменном севообороте при более высокой урожайности полевых культур произошло снижение К2О на 20 мг/кг в сравнении с исходным содержанием.
В длительных бессменных посевах ячменя применение калия на запланированный урожай в составе полного минерального удобрения длительное время обеспечивало повышение содержания его подвижных форм в пахотном слое почвы (табл. 6). В среднем за первые 6 лет прирост К2О составил 30, 12 лет - 45, 18 лет - 52 мг К2О /кг почвы. Применение пожнивной горчицы в посевах ячменя способствовало увеличению подвижного калия в сравнении с исходным его содержанием соответственно на 31, 46 и 55 мг/кг почвы, а при совместном применении пожнивной горчицы и соломы на 28, 46 и 70 мг/кг соответственно. Количество необменно и обменнопоглощенного калия в почвенно-поглощающем комплексе в сравнении с контролем за 12 лет увеличилось в 1,3, а за 18 лет в 1,7 раза.
Несмотря на отмечаемую в последние 6 лет тенденцию к снижению содержания подвижного калия в почве во всех вариантах опыта при бессменном посеве ячменя, применение минеральных удобрений, пожнивной горчицы и соломы способствовали улучшению калийного режима. Содержание подвижных форм калия находилось в пределах 175-210 мг К2О/кг почвы, а уровень обеспеченности почвы этим элементом в сравнении с исходным увеличился на 43 мг/кг почвы.
Агрофизические параметры дерново-подзолистой почвы
Наиболее существенными показателями агрофизических свойств почвы являются плотность сложения, пористость, количество агрономически ценных агрегатов и их водопрочность. Одним из основных средств регулирования агрофизических свойств является обработка почвы, возделывание сельскохозяйственных культур, в том числе сидеральных. В свою очередь сложение и строение пахотного слоя в значительной мере зависит от гранулометрического состава, плотности твердой фазы, содержания органического вещества и биологических особенностей возделываемых культур.
Результаты исследований показали, что насыщение полевых севооборотов зерновыми культурами с 50 до 83% севооборотной площади, а также бессменные посевы ячменя обуславливали снижение содержания в пахотном слое водопрочных агрегатов (табл. 7). Однако, возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы, как в чистом виде, так и в сочетании с соломой заметно улучшили эти показатели. При бессменных посевах ячменя также наблюдался положительный эффект от этих агроприемов, причем в меньшей степени, чем в севообороте из-за более низкой урожайности пожнивного сидерата.
Таблица 7
Агрофизические свойства почвы в полевых севооборотах и бессменных посевах ячменя (в среднем за 2006-2009 гг.)
Севооборот и % зерновых |
Удобрение |
Фазы определения |
|||
кущение |
восковая спелость |
||||
плотность, г/см3 |
сумма водопрочных агрегатов от 10 до 0,25 мм, % |
плотность, г/см3 |
сумма водопрочных агрегатов от 10 до 0,25 мм, % |
||
I-50 |
NPK |
1,34 |
43 |
1,34 |
42 |
II-83 |
NPK |
1,20 |
23 |
1,25 |
21 |
III-83 |
NPK+ПГ |
1,16 |
24 |
1,22 |
25 |
IV-83 |
NPK+ПГ+С |
1,14 |
33 |
1,18 |
26 |
Бессменные посевы ячменя |
Без удобрений |
1,31 |
21 |
1,27 |
22 |
NPK |
1,26 |
22 |
1,25 |
24 |
|
NPK+ПГ |
1,24 |
24 |
1,24 |
25 |
|
NPK+ПГ+С |
1,23 |
25 |
1,20 |
26 |
|
Кроме того, по запаханному сидерату увеличилась некапиллярная пористость почвы. Если в слое 0-20 см этот показатель по сидерату был выше контроля на 70-80%, то на глубине 20-30 см - выше в 2 раза. Под влиянием сидерации в пахотном, и особенно в подпахотном слоях, значительно повысилась аэрация.
Из вышесказанного следует, что применение пожнивной сидерации влечет за собой позитивные изменения водно-физических свойств дерново-подзолистой почвы. Положительное действие сидерата в качестве промежуточной культуры на структуру почвы не ограничивается одним годом, а проявляется в последствии.
Пожнивная горчица, используемая на зеленое удобрение, способствует повышению пористости, особенно на средне и тяжелосуглинистых, по гранулометрическому составу почвах. Это положительно сказывается на важнейших агрофизических свойствах почвы, таких как влагоемкость, водопроницаемость, водоподъемная способность, что, в свою очередь, изменяет направление и интенсивность биохимических процессов.
Биологические
показатели плодородия почвы
при длительной сидерации и
удобрением соломой
Исследования, проведенные в 2006-2009 гг., показали, что в сравнении с севооборотом с 50% зерновых культур, где степень разложения льняных полотен в среднем отмечали на уровне 63%, увеличение доли зерновых культур до 83% в севообороте приводило к снижению биологической активности до 54%. Длительное использование пожнивной горчицы и соломы в севообороте усиливало биологическую активность дерново-подзолистой почвы до 68%. (табл. 8).
Таблица 8
Степень разложения
льняных полотен в пахотном слое
почвы,
(в среднем, за 2006-2009
гг.)
Севооборот, |
Культура |
Удобрение |
Разложение |
I - 50 |
озимая пшеница |
NPK |
63 |
II - 83 |
вико-овес |
NPK |
54 |
III - 83 |
вико-овес |
NPK+ПГ |
56 |
IV - 83 |
вико-овес |
NPK+ПГ+С |
68 |
Бессменные посевы ячменя |
Без удобрений |
43 |
|
NPK |
50 |
||
NPK+ПГ |
54 |
||
NPK+ПГ+С |
60 |
||
HCP05 |
6,4 |
||
Аналогичная картина наблюдается и в бессменных посевах ячменя в зависимости от фона удобрений. Самый низкий % разложения полотен отмечен при бессменном посеве ячменя на неудобренном фоне, где он составил 43%. Применение только минеральных удобрений способствовало разложению льняного полотна до 50%. Однако самые высокие показатели разложения полотна отмечены при использовании пожнивного зеленого удобрения как раздельно, так и в сочетании с соломой, где оно составило 54 и 60% соответственно.
Одним из важных
показателей улучшения фитосанитарного
состояния почвы за счет использования
пожнивной сидерации служат результаты
учета количества дождевых червей (табл. 9).
Установлено, что длительное использование
пожнивной сидерации, как в севооборотах,
так и при бессменных посевах ячменя на фоне
минеральных удобрений способствует
увеличению количества дождевых червей в
пахотном слое дерново-подзолистой почвы в
1,5-2 раза. Особенно заметное увеличение их
количества отмечалось при использовании
пожнивной сидерации в сочетании с
удобрением соломой к концу вегетации
ячменя. Здесь на
1 м2 их обнаружено на 67%
больше, чем в контроле с превышением по
биомассе - на
75%.
Таблица 9
Количество и биомасса
дождевых червей в пахотном слое почвы
под ячменем (в среднем за
2006-2009 гг.)
Севооборот и % зерновых |
Вариант |
Весной до посева |
После уборки |
||
количество, шт./м2 |
биомасса, г/м2 |
количество, шт./м2 |
биомасса, г/м2 |
||
I - 50 |
NPK |
37 |
16,5 |
27 |
17,1 |
II - 83 |
NPK |
23 |
12,1 |
21 |
14,7 |
III- -83 |
NPK+ПГ |
27 |
12,7 |
23 |
20,2 |
IV -83 |
NPK+ПГ+С |
23 |
12,3 |
35 |
25,7 |
Бессменные посевы ячменя |
Без удобрений |
12 |
7,7 |
13 |
7,9 |
NPK |
28 |
13,1 |
29 |
13,3 |
|
NPK+ПГ |
33 |
14,2 |
27 |
17,8 |
|
NPK+ПГ+С |
29 |
14,3 |
53 |
40,5 |
|
HCP05 |
10,5 |
3,6 |
24,5 |
20,9 |
|
В бессменных посевах перед уборкой ячменя самое малое количество дождевых червей наблюдалось на фоне без применения удобрений, где оно составило 13 шт./м2. Применение только минеральных удобрений их увеличило их количество до 29 шт./м2. Однако, больше всего дождевых червей (53 шт./м2) отмечено при совместном длительном использовании пожнивной сидерации с соломой на удобрение.
Фитосанитарное состояние агроценозов
Фитосанитарное состояние почвы характеризуется наличием в ней семян и вегетативных органов размножения сорных растений, вредителей, фитопатогенов, а также токсических веществ, выделяемых растениями, ризосферной микрофлорой и продуктами разложения. Все виды вредных организмов и фитотоксичные вещества - обязательные компоненты агробиоценоза. Исключение их количества до безвредного уровня является одной из важных проблем современного адаптивного земледелия.
Изучение развития корневых гнилей в посевах ячменя и озимой пшеницы в течение 4-х лет в опытных севооборотах показало (табл. 10), что уровень распространения и вредоносности данного заболевания на обеих культурах достаточно высокий Ц более 50%. При этом прослеживается зависимость степени развития корневых гнилей на ячмене от насыщения полевого севооборота зерновыми колосовыми культурами. Пожнивная горчица в чистом виде и при совместной запашке с соломой снижала развитие данного заболевания в посевах ячменя и озимой пшеницы в полевых севооборотах на 6-8%.
Таблица 10
Развитие корневых
гнилей (%) на зерновых культурах
в полевых севооборотах, в среднем за 2006-2009
гг.
Севооборот, % зерновых |
Удобрение |
Ячмень |
Озимая пшеница |
||
больные растения |
развитие болезни |
больные растения |
развитие болезни |
||
I - 50 |
NPK |
48,3 |
18,8 |
51,6 |
22,1 |
II - 83 |
NPK |
54,7 |
23,2 |
56,5 |
25,9 |
III - 83 |
NPK+ПГ |
38,7 |
15,3 |
41,1 |
17,3 |
IV - 83 |
NPK+ПГ+С |
40,6 |
16,9 |
40,5 |
18,2 |
НСР05 |
4,1 |
2,6 |
4,1 |
2,9 |
|
В бессменных посевах ячменя развитие корневых гнилей было сильнее выражено, чем в севооборотах. Причем, положительный эффект от действия запашки одного сидерата и в сочетании с соломой на снижение развития данного заболевания был несущественным. Это связано с получением более низких урожаев зеленой массы пожнивной горчицы в бессменных посевах ячменя, чем после озимой пшеницы и ржи в севооборотах, где высевается ячмень.
Возделывание в сельскохозяйственном производстве различных культурных растений, как правило, сопровождается появлением в их посевах сорных растений. Обилие сорняков в различных агрофитоцинозах определяется конкурентной способностью возделываемых культур (высокая, средняя, низкая), уровнем агротехнологии и эффективностью применяемых гербицидов.
Количество сорняков в посевах озимой пшеницы в среднем за 4 года весной до обработки гербицидами в плодосменном севообороте составило 56,3 шт./м2, а в полевом с 83% зерновых - 37,0 шт./м2; перед уборкой соответственно - 35,3 и 27,7 шт./м2, т.е. засоренность в последнем случае снизилась на 34 и 22% (табл. 11).
Таблица 11
Засорённость посевов озимой пшеницы в севооборотах
(в среднем за 2006-2009 гг.)
Севообороты, % зерновых |
Удобрение |
Весной, до обработки гербицидами |
Перед уборкой культуры |
||||
количество, шт./м2 |
количество, шт./м2 |
сухая масса, г/м2 |
|||||
всего сорняков |
многолетних |
всего сорняков |
многолетних |
всего сорняков |
многолетних |
||
1-50 |
NPK |
56,3 |
3,9 |
35,3 |
9,8 |
36,8 |
18,9 |
II-83 |
NPK |
37,0 |
0,5 |
27,7 |
1,3 |
24,1 |
1,9 |
III-83 |
NPK+ПГ |
31,2 |
0,4 |
18,1 |
0,5 |
19,0 |
1,2 |
IV-83 |
NPK+ПГ+С |
35,3 |
0,7 |
23,1 |
1,9 |
22,9 |
1,5 |
НСР05 |
16,4 |
2,5 |
9,3 |
6,4 |
11,1 |
13,0 |
|
Возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы в полевом севообороте с 83% площади зерновых снизило засоренность посевов озимой пшеницы весной и к периоду уборки соответственно на 45 и 49% в сравнении с контролем (плодосменный севооборот).
Таким образом, при использовании пожнивной сидерации как раздельно, так и в сочетании с соломой проявляется агроэкологическая роль, которая заключается в усилении процессов биологизации дерново-подзолистой почвы в Центральных районах Нечерноземной зоны. Промежуточные сидераты являются одним из важных профилактических и действующих средств для защиты растений в севооборотах с узкой специализацией и концентрацией сельскохозяйственного производства.
Урожайность
возделываемых культур
и
баланс питательных элементов
Использование минеральных удобрений в условиях систематического и длительного применения в севооборотах - одно из эффективных средств земледелия. Из таблицы 12 следует, что при насыщении зерновыми культурами севооборота с 50 до 83% площади среднегодовая урожайность зерновых за 24 летний период (1981-2004 гг.) снижалась: ячменя - на 12%, овса - 4,5, озимой пшеницы - 8, ржи - 13%. Возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы в полевом севообороте с насыщением зерновыми 83% площади повысило урожайность ячменя и овса Ц на 8,5% и 8,1% соответственно, а озимой пшеницы и ржи на 8,7 и 6,3%. При сочетании с удобрением соломой - соответственно на 10,2, 7,4, 12,2 и 13,3%. Благодаря этим агроприемам удалось предотвратить снижение урожайности зерновых культур в полевом севообороте и получить ее на уровне плодосменного.
Таблица 12
Урожайность зерновых культур в полевых севооборотах
(в среднем за ротацию), т/га
Севооборот, % зерновых |
Удобрение |
Период ротации севооборота |
В среднем за 24 года |
||||
1981- 1986 гг.* |
1987-1992 гг. * |
1993-1998 гг. |
1999-2004 гг. |
||||
Ячмень |
|||||||
I-50 |
NPK |
3,39 |
3,92 |
3,63 |
1,98 |
3,23 |
|
II-83 |
NPK |
2,94 |
3,25 |
2,95 |
1,86 |
2,84 |
|
III-83 |
NPK+ПГ |
3,29 |
3,62 |
3,33 |
2,24 |
3,08 |
|
IV-83 |
NPK+ПГ+С |
3,34 |
3,65 |
3,25 |
2,19 |
3,13 |
|
НСР05 |
0,15 |
0,31 |
0,24 |
0,13 |
|||
Овес |
|||||||
I-50 |
NPK |
2,99 |
3,01 |
3,87 |
2,57 |
3,11 |
|
II-83 |
NPK |
3,11 |
2,83 |
3,39 |
2,55 |
2,97 |
|
III-83 |
NPK+ПГ |
3,19 |
3,15 |
3,64 |
2,86 |
3,21 |
|
IV-83 |
NPK+ПГ+С |
3,16 |
3,12 |
3,63 |
2,85 |
3,19 |
|
НСР05 |
0,08 |
0,12 |
0,16 |
0,22 |
|||
Озимая пшеница |
|||||||
I-50 |
NPK |
3,90 |
5,25 |
3,04 |
2,77 |
3,74 |
|
II-83 |
NPK |
3,39 |
4,28 |
2,99 |
3,06 |
3,43 |
|
III-83 |
NPK+ПГ |
3,62 |
4,72 |
3,42 |
3,16 |
3,73 |
|
IV-83 |
NPK+ПГ+С |
3,92 |
4,66 |
3,75 |
3,07 |
3,85 |
|
НСР05 |
0,12 |
0,34 |
0,38 |
0,29 |
|||
Озимая рожь |
|||||||
II-83 |
NPK |
4,15 |
3,79 |
3,04 |
2,90 |
3,47 |
|
III-83 |
NPK+ПГ |
4,27 |
4,15 |
3,10 |
3,24 |
3,69 |
|
IV-83 |
NPK+ПГ+С |
4,43 |
4,41 |
3,51 |
3,37 |
3,93 |
|
НСР05 |
0,19 |
0,42 |
0,47 |
0,35 |
|||
* из отчетов кафедры земледелия и методики опытного дела
Изучение бессменных посевов зернофуражных культур показало, что урожайность ячменя при систематическом внесении минеральных удобрений (NPK) в сравнении с возделыванием его в севообороте при такой же удобренности была ниже в среднем за 24 года на 10%, а овса Ц на 7% Возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы белой в чистом виде (ПГ) или совместно с соломой (ПГ+С) не оказало существенного влияния на рост урожайности ячменя в бессменных его посевах, где во всех вариантах опыта она была одинаковой и составила 2,6-2,7 т/га.
Применение минеральных удобрений существенно влияет на содержание биофильных элементов в основной и побочной продукции возделываемых культур в изучаемых севооборотах, особенно на фоне повышенных их доз. Данные таблицы 13 показывают, что содержание азота в среднем за ротацию в урожае многолетних трав I и II года пользования составило 2,4%, кукурузы и викоовсяной смеси - 2,5%. Накопление общего азота в урожае пожнивной горчицы в полевом севообороте после уборки озимых зерновых предшественников, было равнозначным, а по ячменю, вследствие укорачивания пожнивного периода, Ц имело меньшие значения.
Содержание фосфора в основной и побочной продукции культур, возделываемых в севооборотах с различным насыщением зерновыми, отмечалось небольшим снижением в зерне озимой пшеницы и ячменя, по остальным зерновым культурам изменения в количестве фосфора в урожае были несущественными. В полевом севообороте (83% зерновых) с запашкой пожнивной горчицы получено зерно ячменя с содержанием фосфора на 4,5% выше, чем в севообороте с 50% насыщением.
Накопление калия с основной и побочной продукции культур в изучаемых севооборотах практически не изменялось. В соломе зернофуражных культур его содержания было в 2,4-3,8 раза больше, чем в зерне.
Таблица 13
Содержание и вынос питательных элементов
культурами севооборотов
(в среднем за
1987 - 1998 гг.)
Культура |
N |
P205 |
K2O |
Вынос, кг/га |
|||||
% на сухое вещество |
N |
P205 |
K2O |
||||||
основ. |
побоч. |
основ. |
побоч. |
основ. |
побоч. |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Севооборот I Ц 50% |
|||||||||
Мн. травы 1 г.п. |
2,51 |
Ц |
0,59 |
Ц |
2,17 |
Ц |
264,5 |
62,2 |
228,7 |
Мн. травы 2. г. п. |
2,41 |
Ц |
0,80 |
Ц |
2,04 |
Ц |
146,9 |
48,7 |
124,2 |
Озимая пшеница |
2,29 |
0,67 |
0,90 |
0,32 |
0,47 |
1,12 |
131,2 |
54,7 |
80,0 |
Кукуруза |
2,45 |
Ц |
0,66 |
Ц |
1,91 |
Ц |
214,7 |
57,8 |
167,3 |
Овес |
2,18 |
0,60 |
0,86 |
0,39 |
0,50 |
1,80 |
99,8 |
45,7 |
91,5 |
Ячмень + травы |
2,07 |
0,60 |
0,70 |
0,38 |
0,56 |
1,39 |
102,9 |
42,2 |
78,8 |
Всего: |
960 |
311 |
770 |
||||||
Севооборот II - 83% |
|||||||||
Викоовсяная смесь |
2,59 |
Ц |
0,81 |
Ц |
2,18 |
Ц |
98,5 |
30,8 |
82,8 |
Озимая пшеница |
2,25 |
0,66 |
0,81 |
0,36 |
0,48 |
1,16 |
113,1 |
46,5 |
72,4 |
Овес |
2,15 |
0,60 |
0,85 |
0,42 |
0,50 |
1,85 |
89,3 |
42,1 |
84,6 |
Ячмень |
2,02 |
0,66 |
0,67 |
0,37 |
0,62 |
1,55 |
85,1 |
33,4 |
72,0 |
Озимая рожь |
2,11 |
0,71 |
0,90 |
0,38 |
0,49 |
1,35 |
111,0 |
51,6 |
90,6 |
Ячмень |
2,06 |
0,63 |
0,66 |
0,36 |
0,62 |
1,60 |
82,1 |
31,5 |
71,0 |
Всего: |
579 |
236 |
473 |
||||||
Продолжение таблицы 13 |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Севооборот III Ц 83% |
|||||||||
Викоовсяная смесь |
2,54 |
Ц |
0,84 |
Ц |
2,17 |
Ц |
111,0 |
36,7 |
94,8 |
Озимая пшеница |
2,22 |
0,66 |
0,83 |
0,35 |
0,52 |
1,18 |
125,3 |
52,3 |
83,6 |
Овес |
2,12 |
0,58 |
0,84 |
0,43 |
0,49 |
1,83 |
95,8 |
46,1 |
91,4 |
Ячмень |
2,01 |
0,68 |
0,87 |
0,36 |
0,50 |
1,56 |
95,9 |
44,1 |
77,1 |
Озимая рожь |
2,05 |
0,73 |
0,87 |
0,38 |
0,49 |
1,32 |
116,8 |
53,7 |
94,5 |
Ячмень |
2,00 |
0,67 |
0,65 |
0,36 |
0,58 |
1,43 |
91,7 |
35,1 |
72,2 |
Горчица на зеленое удобрение |
2,62* |
Ц |
0,91 |
Ц |
2,49 |
Ц |
Ц |
||
2,72** |
0,92 |
2,36 |
|||||||
2,31*** |
0,84 |
2,21 |
|||||||
Всего: |
637 |
268 |
514 |
||||||
Севооборот IV - 83% |
|||||||||
Викоовсяная смесь |
2,51 |
Ц |
0,84 |
Ц |
2,17 |
Ц |
106,2 |
35,5 |
91,8 |
Озимая пшеница |
2,27 |
0,64 |
0,83 |
0,35 |
0,51 |
1,19 |
95,6 |
34,9 |
21,5 |
Овес |
2,12 |
0,55 |
0,85 |
0,42 |
0,49 |
1,88 |
94,0 |
45,8 |
92,9 |
Ячмень |
2,01 |
0,68 |
0,64 |
0,36 |
0,60 |
1,36 |
95,1 |
35,8 |
72,4 |
Озимая рожь |
2,05 |
0,69 |
0,83 |
0,39 |
0,51 |
1,36 |
81,2 |
32,9 |
20,2 |
Ячмень |
2,07 |
0,66 |
0,69 |
0,39 |
0,58 |
1,36 |
62,9 |
21,0 |
17,6 |
Горчица на зеленое удобрение |
2,64* |
Ц |
0,90 |
Ц |
2,55 |
Ц |
Ц |
||
2,77** |
0,92 |
2,50 |
|||||||
2,47*** |
0,63 |
2,61 |
|||||||
Всего: |
535 |
206 |
316 |
||||||
* предшественник - озимая пшеница; ** озимая рожь; *** ячмень
Вынос элементов питания из почвы урожаем обусловлен биологическими потребностями растений. В севообороте с 50% насыщения зерновыми больше всего вынесли питательных элементов многолетние травы и кукуруза. В среднем за ротацию отчуждение составило соответственно 265 и 215 кг/га азота, 62 и 58 - фосфора, 229 и 167 кг/га Ц калия.
В полевых севооборотах превалировал вынос NPK однолетними травами (вико-овсом) - 98-111 кг N/га, 31-36 кг Р/га, 83-95 кг К/га, и с учетом побочной продукции озимой рожью Ц111-117, 52-54, 91-95 кг/га соответственно. Озимая пшеница с зерном и соломой в севообороте вынесла с гектара 113-125 кг азота, 47-52 кг фосфора, 72-84 кг калия. Вынос элементов питания зернофуражными культурами был несколько ниже: ячменем - на уровне 80 кг/га по азоту, 30 - фосфору и 70 кг/га - калию, овсом Ц90, 40 и 90 кг/га соответственно.
Баланс питательных элементов в севооборотах. Более объективно оценить применение минеральных удобрений, пожнивной горчицы и соломы можно с использованием баланса биофильных элементов. В приходной части баланса по азоту учитывали его поступление в почву с удобрениями, осадками, семенами, за счет азотфиксации клубеньковыми бактериями и микроорганизмами из растительных остатков, симбиотической фиксации азота в растительных остатках. Потери азота характеризовались выносом его урожаем основной и побочной продукции культур севооборота, газообразными потерями из удобрений, с инфильтрационными водами и поверхностным стоком.
Как показали расчеты (табл. 14), баланс азота по второй ротации (1987-1998 гг.) при внесении азотных удобрений был положительным во всех севооборотах. Высокий положительный баланс азота в полевых севооборотах с зерновым насыщением достигался в результате внесения полного минерального удобрения на запланированный урожай (+92 кг/га), а также в результате ежегодного возделывания пожнивной горчицы на зелёное удобрение (+98 кг/га) и запашки соломы совместно с пожнивным сидератом на 50% севооборотной площади (+251 кг/га). В последних двух случаях усиливались процессы симбиотической фиксации азота растительными остатками и микроорганизмами за счет органического вещества.
Таблица 14
Баланс питательных
веществ в полевых севооборотах за
ротацию
(1987-1998 гг.),
кг/га
Севооборот, % зерновых |
Удобрение |
N |
P2O5 |
K2O |
||||||
вынос |
баланс |
интенсивность баланса, % |
вынос |
баланс |
интенсивность баланса, % |
вынос |
баланс |
интенсивность баланса, % |
||
I - 50 |
NPK |
1212 |
+36 |
103 |
316 |
+412 |
230 |
805 |
- 125 |
84 |
II - 83 |
NPK |
805 |
+92 |
111 |
241 |
+573 |
338 |
507 |
+173 |
134 |
III - 83 |
NPK+ПГ |
863 |
+98 |
111 |
273 |
+541 |
298 |
547 |
+133 |
124 |
IV - 83 |
NPK+ПГ+C |
762 |
+251 |
133 |
211 |
+603 |
386 |
350 |
+330 |
194 |
В севообороте с многолетними травами положительный баланс азота (+36 кг/га) с интенсивностью 103% определялся, главным образом, за счет повышенных доз удобрений, а также в значительной мере от поступления биологического азота за счет азотфиксации клубеньковыми бактериями. Это позволило компенсировать достаточно большой вынос его надземной массой кукурузы, достигающей в отдельные годы 750-800 кг/га, и трехкратной уборкой многолетних трав 1 г.п.
Применение высоких доз фосфора в составе полного минерального удобрения (120-180 кг Р2О5/га) в изучаемых севооборотах обеспечивало достижение положительного баланса в пределах +412 Е+603 кг/га за цикл ротации, или +69 Е +100 кг/га ежегодно. Неиспользованный растениями фосфор удобряя пополнял запасы в почве подвижных фосфатов.
Из трёх изучаемых элементов питания в первом минимуме в течение всей ротация находился калий. Баланс этого элемента в среднем за ротацию в I севообороте с многолетними травами и кукурузой (50% зерновых) сложился отрицательным. Дефицит в сумме за ротацию составил 125 кг/га, или 21 кг в год на 1 га севооборотной площади, т.е. применение калийного удобрения компенсировало потребление калия растениями севооборота на 84%. Это связано с большим выносом калия урожаем основной и побочной продукцией многолетних трав и кукурузы. В полевых севооборотах с зерновым насыщением применение повышенных доз калия в составе полного минерального удобрения (100-120 кг К2О/га) обеспечило положительный баланс в пределе + 133 Е + 330 кг/га за ротацию, +22 Е +55 кг/га ежегодно.
Продуктивность
культур в севооборотах с разным
насыщением зерновыми
По общей продуктивности изучаемых севооборотов, продукция которых определяется в кормовых единицах, преимущество остается за плодосменным севооборотом (50% насыщения зерновыми культурами). С повышением доли зерновых с 50 до 83% общая продуктивность культур в среднем за год снизилась с 5 до 4 т/га к.е. (табл. 15). Многолетнее использование пожнивной горчицы раздельно и в сочетании с удобрением соломой в зерновом севообороте приблизило получение кормовых единиц сельхозпродукции к уровню плодосменного севооборота.
В наших исследованиях при насыщении полевого севооборота с 50 до 83% суммарный сбор зерна за ротацию возрастал на 56%. В севооборотах с многолетним применением пожнивной горчицы и сочетанием её запашки с соломой суммарный выход зерна за ротацию севооборота возрастал на 75-80% в сравнении с севооборотом I-50%. Ежегодный дополнительный выход зерна с севооборотной площади составил 2,7-2,8 т/га. Комплексное использование пожнивной горчицы и удобрения соломой в севообороте обеспечило прибавку сбора зерна за ротацию на 44% выше, чем в севообороте без применения этих агротехнических приемов.
Таблица 15
Урожайность
сельскохозяйственных культур и
продуктивность
севооборотов, т/га (в среднем за 1981-2004
гг.)
Севооборот и |
Культура |
Урожайность |
Выход зерна |
Разница с контролем |
Общая продуктивность, к.е. |
I-50 (контроль) |
Мн. тр. 1г.п. |
6,06 |
1,58 |
Ц |
5,3 |
Мн. тр. 2г.п. |
3,66 |
||||
Оз. пшеница |
3,74 |
||||
Кукуруза на з/м |
10,88 |
||||
Овес |
2,49 |
||||
Ячмень с
подсевом |
3,23 |
||||
II-83 |
Викоовсяная смесь |
2,48 |
2,46 |
0,88 |
4,3 |
Озимая пшеница |
3,43 |
||||
Овес |
2,38 |
||||
Ячмень |
2,84 |
||||
Оз. рожь |
3,47 |
||||
Ячмень |
2,65 |
||||
III-83 +ПГ |
Викоовсяная смесь |
2,82 |
2,76 |
1,18 |
4,9 |
Озимая пшеница |
3,73 |
||||
Овес |
3,21 |
||||
Ячмень |
3,08 |
||||
Озимая рожь |
3,69 |
||||
Ячмень |
2,84 |
||||
IV-83 +ПГ +С |
Викоовсяная смесь |
28,9 |
2,85 |
1,27 |
4,8 |
Озимая пшеница |
38,5 |
||||
Овес |
31,9 |
||||
Ячмень |
31,3 |
||||
Озимая рожь |
39,3 |
||||
Ячмень |
29,8 |
Энергетическая
эффективность применения
пожнивной
горчицы и соломы
на удобрение
Основным критерием в энергетической оценке является коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ), который определяется отношением количества энергии, полученной с прибавкой основной продукции или общей биомассы и энергозатратами на применение удобрений.
Определение КЭЭ (табл. 16) свидетельствует о том, что минимальный показатель КЭЭ получен в плодосменном севообороте с 50% зерновых культур, где он составил 2,3.
Таблица 16
Энергетическая оценка
возделывания зерновых культур
в полевых севооборотах (в среднем за
1981-2004 гг.)
Севооборот, % зерновых |
Удобрение |
Сбор зерна за ротацию, т/га з.е. |
Энергия, ГДж/га |
Нетто-энергия, ГДж/га |
КЭЭ |
|
аккумулированная в зерне |
затраченная |
|||||
I - 50 |
NPK |
9,46 |
155,6 |
66,5 |
89,1 |
2,3 |
II - 83 |
NPK |
14,77 |
243,0 |
86,0 |
157,0 |
2,8 |
III - 83 |
NPK+ПГ |
16,55 |
272,2 |
100,3 |
171,9 |
2,7 |
IV - 83 |
NPK+ПГ+C |
17,08 |
280,9 |
113,1 |
167,8 |
2,5 |
При насыщении полевого
севооборота зерновыми культурами с 50 до 83%
коэффициент энергетической эффективности
увеличивается до
2,8 ед. Это
объясняется бльшим количеством аккумулированной
энергией в зерне культур севооборота
- в 1,5 раза в
сравнении с контролем. Следует отметить,
что при анализе энергии, аккумулированной
в зерне, превосходство имеют севообороты с
насыщением 83% зерновых культур с
применением пожнивной горчицы как
раздельно, так и в сочетании с соломой
энергия составляет соответственно - 272 и 281 ГДж/га. По
выходу нетто энергии в ГДж/га самый высокий
показатель наблюдался в варианте с
пожнивной горчицей.
Энергетическая оценка возделывания ярового ячменя в бессменных посевах (табл. 17) показывает, что применение пожнивной горчицы как раздельно, так и в сочетании с удобрением соломой увеличивает энергию, накопленную в основной продукции (зерне) с 21 на фоне NPK до 22-24 ГДж/га соответственно. Коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ) в изучаемых вариантах отмечается близкой величиной.
Таблица 17
Энергетическая оценка
возделывания ярового ячменя в
бессменных
посевах (в
среднем за 1981-2004 гг.)
Вариант |
Прибавка урожая, т/га |
Энергия, ГДж/га |
КЭЭ |
|
накопленная в зерне |
затраченная |
|||
Без удобрений |
Ц |
Ц |
Ц |
|
NPK |
1,27 |
20,9 |
18,7 |
1,12 |
NPK + ПГ |
1,32 |
21,7 |
20,3 |
1,07 |
NPK + ПГ + С |
1,42 |
23,6 |
22,6 |
1,04 |
Экономическая
эффективность применения
пожнивной
горчицы и соломы
на удобрение
В основу экономических расчетов положены технологические карты на возделываемые культуры в сельскохозяйственных предприятиях Московской области. Аналитическая сопоставимость среднемноголетних показателей экономической эффективности пожнивных сидеральных культур достигалась применением сопоставимых цен в расчетных данных.
Наименьшая рентабельность отмечается в плодосменном севообороте (13%), что связано с насыщенностью его структуры кукурузой и 2 полями многолетних трав (табл. 18). В сравнении с ним включение в специализированный зерновой севооборот длительного пожнивного зеленого удобрения в чистом виде стоимость продукции с 1 га севооборота возрастала на 6,6 тыс. руб. (75%), а при совместном использовании с удобрением соломой увеличивалась на 7,1 тыс. руб. (80%).
Таблица 18
Экономическая
эффективность пожнивной горчицы и соломы
на удобрение в
севооборотах (в среднем за 1981-2004г.г.).
Севооборот и % зерновых |
Удобрения |
Суммарный сбор зерна с севооборотной площади, т/га з.е. |
Стоимость продукции, руб. |
Сумма затрат на производство продукции, руб. |
Условно чистый доход, руб. |
Рентабельность, % |
I - 50 |
NPK |
9,46 |
8829 |
7781 |
1048 |
13 |
II - 83 |
NPK |
14,77 |
13785 |
9579 |
4206 |
44 |
III - 83 |
NPK + ПГ |
16,55 |
15447 |
10482 |
4965 |
47 |
IV - 83 |
NPK + ПГ + С |
17,08 |
15941 |
10564 |
5377 |
51 |
За счет увеличения сбора зерна с 1 га севооборотной площади при включении в зерновой севооборот пожнивного зеленого удобрения в чистом виде повышается условно чистый доход на 1 га посева на 3,9 тыс. руб., а при совместном использовании с соломой - на 4,3 тыс. руб. Включение в севооборот пожнивного зеленого удобрения в чистом виде обеспечило повышение рентабельности производства на 47%. Самое высокое увеличение отмечено при длительном совместном использовании пожнивной горчицы с удобрением соломой на фоне применения минеральных удобрений Ц на 51%.
Применение
минеральных удобрений в бессменных
посевах
ячменя (табл. 19) способствовало увеличению
стоимости продукции с 1 га на
6 тыс. руб. или в
1,8
раза с условно чистым
доходом 1756 руб.; от пожнивной сидерации на
фоне минеральных удобрений и соломы стоимость
продукции с 1
га возрастала на 7-8 тыс. руб. или в
2 раза, а условно чистый доход получен в
размере 2-2,5 тыс. руб./га.
Таблица 19
Экономическая
эффективность пожнивного сидерата
и соломы в бессменных
посевах ячменя (в среднем за
1981-2004г.г.).
Вариант |
Сбор зерна, т/га |
Прибавка к контролю |
Стоимость прибавки продукции, руб./га |
Сумма затрат на прибавку, руб./га |
Условно чистый доход, руб./га |
Без удобрений |
1,28 |
Ц |
Ц |
Ц |
Ц |
NPK |
2,35 |
1,07 |
5992 |
4236 |
1756 |
NPK + ПГ |
2,60 |
1,32 |
7392 |
5319 |
2073 |
NPK + ПГ + С |
2,70 |
1,42 |
7952 |
5418 |
2534 |
Таким образом, широкое использование зеленого удобрения в качестве промежуточных культур в полях севооборота будет способствовать лучшему использованию земли, получению с единицы площади более высокого урожая и чистого дохода с окупаемостью затрат за 2-2,5 года.
ВЫВОДЫ
- В условиях Центрального Нечерноземья на дерново-подзолистой почве посев горчицы белой в полевом севообороте после уборки озимых зерновых культур (пшеница, рожь) в начале августа до наступления осенних холодов обеспечивает получение 18-30 т/га зеленой массы горчицы в интервале агроклиматического показателя ГТК - 1,5-2,0, после ячменя - 15-20 т/га. Установлены корреляции высокой степени достоверности (R=0,78-0,85). Зависимости между ГТК и урожайностью пожнивной горчицы по разным зерновым предшественникам выражаются уравнениями регрессии параболами второго порядка; по озимой пшенице y = -16,3х2+59,7х-31,7; озимой ржи y = -12х2+47,4х-25,3; ячменю y = -12,9х2+48,8х-29,5.
- От запашки 1 тонны сухой органической массы пожнивной горчицы белой на зеленое удобрение в почву поступало 27 кг азота, 9 кг Р2O5 и 25 кг K2О. Зеленая масса этой культуры богата азотом, что обеспечивает узкое соотношение C:N - в пределах 7-10:1.
- Насыщение полевого севооборота зерновыми культурами с 50 до 83% приводит к снижению поступления растительных остатков в пахотном слое почвы с 4,1 до 3,5 т/га или на 15%. Длительное использование пожнивной горчицы в сочетании с удобрением соломой увеличивает поступление растительных остатков в пахотный слой почвы до 7,3 т/га или на 70%.
- При насыщении полевого севооборота зерновыми культурами с 50% до 83% в разные периоды исследований происходило уменьшение содержания гумуса в пахотном слое почвы на 0,08-0,21%, или его запасов на 2,4-6,3 т/га. Включение в севооборот пожнивного зеленого удобрения на фоне применения минеральных удобрений увеличило содержание гумуса в почве к концу 3-й и 4-й ротаций на 0,04-0,11% (1,2-3,3 т/га) в сравнении с данными плодосменного севооборота с 2 полями многолетних трав. Применение пожнивной горчицы в комплексе с соломой на удобрение к концу третьей ротации (1998 г.) способствовало стабилизации и некоторому росту содержания гумуса в почве (на 0,09%).
- Включение в зерновой севооборот пожнивного зеленого удобрения способствовало увеличению содержания лабильного гумуса до 477 мг/кг почвы, а запашка сидерата с соломой повысило его количество до 543 мг/кг почвы. В этом случае наблюдалось и повышение общего азота в почве.
- Для поддержания уровня гумуса в дерново-подзолистой почве на уровне 1,9% в севообороте с пожнивной горчицей в качестве промежуточной культуры прогнозируемое ежегодное внесение ее сухой массы в почву при запашке определяется на уровне 4-5 т/га.
- Размещение в полевом севообороте пожнивной горчицы как промежуточной культуры обеспечило к концу третьей ротации уравновешенный баланс гумуса с небольшим дефицитом (- 0,05 т/га), а совместное применение пожнивного сидерата с соломой на удобрение способствовало компенсации минерализации гумуса с получением бездефицитного его баланса (+ 0,5 т/га).
- Длительное возделывание и запашка пожнивной горчицы в сочетании с соломой на фоне применения фосфорных удобрений под запланированный урожай способствовало повышению содержания подвижных фосфатов к концу второй ротации в севообороте с 83% зерновых на 16 мг Р2О5/кг почвы, к концу третьей - 36 мг Р2О5/кг относительно исходного содержания. При бессменном возделывании ячменя от ежегодной запашки пожнивной горчицы и соломы на удобрение произошло смещение фосфатного уровня почвы в группу с высокой обеспеченностью подвижными фосфатами (более 200 мг Р2О5/кг почвы). Применение пожнивной горчицы в севообороте с 83% насыщения зерновыми и совместное её использование с соломой повысило обеспеченность подвижным калием на 13-23 мг К2О/кг почвы.
- Использование промежуточных посевов горчицы белой как в чистом виде, так и в сочетании с соломой под последующий посев ячменя в звене 5 ротации севооборотов (2006-2009 гг.) улучшило агрофизические свойства почвы (сумма водопрочных агрегатов, плотность). Из-за более низкой урожайности пожнивной горчицы в бессменных посевах ячменя эффект отмечается в меньшей степени, чем в севообороте.
- Включение в севооборот зеленого удобрения снижает поражение ячменя и озимой пшеницы в зерновом севообороте корневыми гнилями на 6-8% в сравнении их возделыванием в плодосменном севообороте. Активизацию почвенной биоты подтверждает увеличение количества дождевых червей в пахотном слое дерново-подзолистой почв в 1,5-2 раза. Возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы в севообороте с 83% насыщением зерновыми культурами снизили засоренность посевов озимой пшеницы весной и к периоду уборки зерновых на 45 и 49% соответственно.
- При насыщении зерновыми культурами севооборота с 50 до 83% среднегодовая урожайность зерновых за 24 летний период (1981-2004 гг.) снижалась: ячменя - на 12, овса - 4%, озимой пшеницы - 8% и ржи - 13%. Возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы в севообороте (83% зерновых) Ц повысило урожайность ячменя и овса - на 8%, озимой пшеницы и ржи - на 9 и 6% к контролю, а при сочетании с удобрением соломой Ц соответственно на 10, 7, 12 и 13%.
- Вынос элементов питания определялся структурой посева культур в севообороте и их урожайностью. Наибольший суммарный вынос за ротацию азота, фосфора и калия получен в плодосменном севообороте - 960 кг N/га, 311 кг Р2О5/га, 770 кг К2О/га. Меньше азота, фосфора и калия в сравнении с плодосменным севооборотом вынесли культуры, размещаемые в севообороте с 83% насыщения зерновыми. Использование пожнивной горчицы в качестве промежуточной культуры, обеспечивая рост урожайности зерновых культур, способствовало и большему выносу NPK. Вследствие возврата в почву соломы озимой пшеницы, озимой ржи и ячменя в севообороте IV - 83%, вынос элементов питания определялся зерном этих культур и в суммарном выражении отмечался более низкими величинами.
- Хозяйственный баланс азота в севооборотах складывался положительным: в плодосменом - 36 кг/га, с насыщением зерновыми культурами при длительном использовании пожнивной горчицы и соломы на удобрения - 98 и 251 кг/га с интенсивностью 103, 111 и 133% соответственно. Баланс фосфора отмечается положительным во всех севооборотах: в контроле (плодосменный севооборот) - 412 кг/га, с пожнивной горчицей и соломой - 603 кг/га с интенсивностью баланса 230 и 386%. Баланс калия складывался дефицитным в плодосменном севообороте (-125 кг/га). Применение пожнивной горчицы в севообороте с зерновым 83% на фоне повышенных доз минеральных удобрений обеспечил его положительный баланс - 133 кг/га, а совместно с соломой - 330 кг/га с интенсивностью баланса 124 и 194%.
- Повышение доли зерновых с 50 до 83% снижает общую продуктивность культур в среднем за год с 5 до 4 т/га к.е. Применение пожнивной горчицы в севообороте (83% зерновых) обеспечило его продуктивность на уровне плодосменного севооборота. При насыщении полевого севооборота с 50 до 83% суммарный сбор зерна за ротацию увеличился на 56%. Длительное применение пожнивной горчицы и сочетание её запашкой и соломы повысило суммарный выход зерна за ротацию севооборота на 75-80% в сравнении с плодосменом, ежегодный дополнительный выход зерна с севооборотной площади составил 2,7-2,8 т/га.
- В сравнении с плодосменным севооборотом севооборот с 83% насыщением зерновыми по энергосбережению более предпочтителен, где коэффициент энергетической эффективности получен выше - 2,7-2,8 ед. против 2,3 в контроле. Следует отметить, что при анализе энергии аккумулированной в зерне, превосходство имеют севообороты с 83% зерновых культур с применением пожнивной горчицы как раздельно, так и в сочетании с соломой, где она составляет соответственно - 272 и 281 ГДж/га. Длительное использование пожнивной горчицы увеличивает коэффициент энергетической эффективности на 0,5 единиц в сравнении с плодосменным севооборотом.
- При включении в севооборот с 83% насыщением зерновыми культурами пожнивного зеленого удобрения в чистом виде за счет увеличения сбора зерна с 1 га севооборотной площади повышается условно чистый доход на 1 га посева на 759 руб. или на 18%, а совместно с удобрением соломой - на 1171 руб. или на 27,8%. Рентабельность производства увеличивалась на 44 и 47%, а при длительном совместном использовании пожнивной горчицы с соломой на - 51%.
Предложения производству
1. При зерновой специализации земледелия в условиях Центрального Нечерноземья рекомендуется севооборот с предельным до 83% насыщением зерновыми культурами со следующим чередованием: 1) викоовсяная смесь, 2) озимая пшеница, 3) овёс, 4) ячмень, 5) озимая рожь, 6) ячмень.
2. Перспективной и экономически выгодной формой органического удобрения являются пожнивные посевы сидеральной культуры - горчицы белой. После уборки озимых зерновых (пшеница, рожь) в начале августа (первая декада) до наступления осенних холодов (60-70 дней от ее посева) можно получить в среднем с 1 гектара 18,0-30,0 тонн зеленой массы высокой удобрительной ценности. Кроме того применение пожнивной горчицы как промежуточной культуры при 83% насыщении севооборота зерновыми культурами снижает засоренность посевов сорной растительностью до 50%.
3. Обработку почвы следует осуществлять агрегатом Smarakt, для предпосевной обработки почвы используют РВК-7,2; ВИП-5,6 и др., позволяющих совмещать операции по подготовке почвы. Посев горчицы белой проводят зерновыми сеялками типа Конкорд, СТ-3,6, Amasone и др. с нормой высева - 40 кг/га всхожих семян и глубиной заделки 2-3 см с последующим прикатыванием. Запашку измельченной КИР-1,5 зеленой массы пожнивной горчицы проводят в период начала цветения на глубину пахотного слоя почвы.
4. Для повышения продуктивности полевых севооборотов с 83% насыщением зерновыми культурами рекомендуется вносить в почву измельченную солому зерновых по фактическому урожаю и использовать совместно с зеленой массой пожнивной горчицы. В целях лучшего разложения к соломе добавляют 10 кг/га д.в. минерального азота.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
Статьи в изданиях,
рекомендуемых ВАК для публикации
основных результатов
диссертации
- Синих Ю.Н. Элльмер Франк, Иванова С.Ф. Изменение некоторых показателей плодородия дерново-подзолистой почвы в специализированных зерновых севооборотах и при бессменном возделывании зернофуражных культур. /Лошаков В.Г., Элльмер Франк, Иванова С.Ф. // Изв. ТСХА. - 1995. - Вып. 1. - С. 3-15.
- Синих Ю.Н. Баланс питательных веществ в специализированных зерновых севооборотах и при бессменном возделывании зернофуражных культур. / Лошаков В.Г. Элльмер Франк, Иванова С.Ф. // Изв. ТСХА. - 1996. -Вып. 1. - С. 41-56.
- Синих Ю.Н. Накопление органического вещества в почвах при бессменном возделывании зернофуражных культур и в зерновых специализированных севооборотах. // Лошаков В.Г., Элльмер Франк //Изв. ТСХА. - 1997. - Вып. 2. - С. 18-26.
- Синих Ю.Н. Продуктивность зерновых севооборотов при использовании пожнивного зеленого удобрения. / Лошаков В.Г., Иванов Ю.Д. // Изв. ТСХА. -1997. - Вып. 3. - С. 3-10.
- Синих Ю.Н. Плодородие почвы, урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность полевых севооборотов при длительном использовании зеленого удобрения. / Лошаков В.Г., Элльмер Франк, Иванов Ю.Д. // Изв. ТСХА. - 1998.- Вып. 2. - С. 26-37.
- Синих Ю.Н. Плодородие супесчаной почвы и эффективность систем земледелия в зависимости от интенсивности использования пашни. / Кирюшин Б.Д., Элльмер Франк, Крюк С. // Изв. ТСХА. - 1998. - Вып. 3. - С. 24-36.
- Синих Ю.Н. Методы определения численности и биомассы дождевых червей в почве. / Крюк С, Элльмер Франк, Кирюшин Б.Д. // Изв. ТСХА. - 1999. - Вып. 3. - С. 5-8.
- Синих Ю.Н. Влияние длительного использования пожнивного зеленого удобрения на урожайность зерновых культур в севооборотах и бессменных посевах. / Лошаков В.Г. // Изв. ТСХА. - 1999. - Вып. 3. - С. 34-38.
- Синих Ю.Н. О роли промежуточных культур в зерновых севооборотах. / Лошаков В.Г., Элльмер Франк, Бегеулов М.Ш. // Зерновые культуры. - 2000. - №4. - С.20-21.
- Синих Ю.Н. Влияние различных систем удобрения в зернопропашном севообороте на агрофизические свойства выщелоченного чернозема и урожайность сельскохозяйственных культур. / Берзин A.M., Полосина В.А. // Изв. ТСХА. - 2000. - Вып. 1. - С. 23-25.
- Синих Ю.Н. Влияние различных систем удобрения в зернопропашном севообороте на пищевой режим выщелоченного чернозема Красноярской лесостепи. /Берзин A.M., Полосина В.А. // Вестник КГАУ. - 2002.- Вып.8. - С. 107-115.
- Синих Ю.Н. Влияние длительного использования пожнивных сидератов на динамику корневых гнилей и засоренность посевов. // Зерновое хозяйство. - 2006.- №4. - С. 31-33.
- Синих Ю.Н. Длительная пожнивная сидерация и фитосанитарное состояние почвы. // Земледелие. - 2008.- № 6. - С. 27-28.
- Синих Ю.Н.
Плодородие дерново-подзолистых почв при
длительном использовании пожнивной
сидерации. // Аграрная Россия. - 2009.
- № 4. - С. 13-17. - Синих Ю.Н. Промежуточные культуры - фактор экологически безопасного земледелия. // Проблемы агрохимии и экологии. - 2010. - №3. - С. 33-37.
- Синих Ю.Н. Динамика влажности почвы под посевами зернофуражных культур при длительном использовании пожнивного зеленого удобрения. // Земледелие. - 2010.- № 8. - С. 21-22.
- Синих Ю.Н. Длительное пожнивное зеленое удобрение и плодородие дерново-подзолистых почв. // Вестник РУДН. - 2010. - Вып. 2.- С.36-42.
- Синих Ю.Н. Накопление тяжелых металлов в дерново-подзолистых почвах Центрального Нечерноземья специализирующегося на производстве зерна. // Агро XXI век. - 2010. - Вып.4-6. - С. 19-20.
- Синих Ю.Н. Пути биологизации и экологизации севооборотов в современном земледелии Центральной Нечерноземной зоны России. // Аграрная наука. - 2010. - Вып. 9. -С. 19-21.
- Синих Ю.Н. Севооборот и биологизация земледелия. // Аграрная Россия. - 2010. - № 6. - С. 5-8
- Синих Ю.Н. Агроклиматические ресурсы и урожайность пожнивной горчицы в условиях Центрального Нечерноземья. // Земледелие., 2011. - № . Ц С.
Статьи в научных
бюллетенях, материалах конференций,
симпозиумов
- Синих Ю.Н. Влияние многолетнего пожнивного зеленого удобрения и соломы на плодородие дерново-подзолистой почвы и урожайность сельскохозяйственных культур в специализированных зерновых севооборотах. // Сборник материалов научной конференции молодых ученых Актуальные проблемы развития сельского хозяйства. - М.: МСХА, 1993. - С. 46-47.
- Синих Ю.Н. Влияние многолетнего пожнивного зеленого удобрения и соломы на плодородие дерново-подзолистой почвы и урожайность сельскохозяйственных культур в специализированных зерновых севооборотах. // Депонир. рукопись. - М.: НИИТЭИагропром. - 1993. - С. 5.
- Синих Ю.Н. Влияние предшественников и системы обработки почвы на показатели плодородия глинисто-песчаной почвы. /Элльмер Франк // Докл. ТСХА. - 1995. - Вып. 266. - С. 27-33.
- Синих Ю.Н. Влияние зеленого удобрения на плодородие почвы в зерновых севооборотах Нечерноземной зоны. Лошаков В.Г., Элльмер Франк, Иванов, Ю.Д. Иванова С.Ф.// Докл. ТСХА. - 1997. - Вып. 268. - С. 28-33.
- Синих Ю.Н. Влияние промежуточных культур на плодородие почвы, урожайность и продуктивность специализированных зерновых севооборотов. / Щеглов А.В. // Сборник студенческих научных работ. - М.: МСХА, 1999. - Вып. 3. - С. 38-45.
- Синих Ю.Н. Влияние севооборота и промежуточной сидеральной культуры на некоторые показатели плодородия почвы и урожайность зерновых культур. / Чистов М.В., Лошаков В.Г. // Сборник студенческих научных работ. - М.: МСХА. - 1999. - Вып. 4.-С. 35-40.
- Синих Ю.Н. Влияние длительного использования пожнивного зеленого удобрения на динамику развития корневых гнилей и засоренность посевов сельскохозяйственных культур. / Грыцив Ю.Р., Чуев Д.В., Лошаков В.Г. // Сборник студенческих научных работ. - М.: МСХА. - 1999. - Вып. 5. - С. 68-72.
- Синих Ю.Н. Результаты совместных исследований по изучению динамики содержания гумуса и питательных веществ в дерново-подзолистых и плейстоценовых почвах севооборотов. /Элльмер Франк // Сборник докладов Российско-Германской научной конференции. - М.: Изд. МСХА. - 2000.- С. 83-93.
- Синих Ю.Н. Влияние зеленого удобрения на поражаемость растений корневыми гнилями и засоренность посевов зерновых культур. / Лошаков В.Г. // Докл. ТСХА. - 2000. - Вып. 271. - С. 21-25.
- Синих Ю.Н. Урожайность зерновых культур и некоторые показатели плодородия почвы в специализированных зерновых севооборотах и при бессменном возделывании зернофуражных культур с длительным использованием пожнивного сидерата и соломы в качестве удобрения. // ВНИИТЭИагропром. - М.: Вып. 2.1. - 2000. - С.17.
- Синих Ю.Н. Влияние органоминеральных удобрений в зернопропашном севообороте на пищевой режим выщелоченного чернозема Красноярской лесостепи. /Берзин A.M., Полосина В.А. // Сб. докл. Международной науч.-практ. конф. - М.: Россельхозакадемия, ГНУ ВНИПТИОУ. - 2006. - С.275-285.
- Синих Ю.Н. Влияние длительного использования пожнивного зеленого удобрения на динамику развития корневых гнилей и засоренность посевов сельскохозяйственных культур. // Материалы международной научно-практической конференции Аграрная реформа: противоречия и пути их решения. - М.: Изд. ООО МИК. - 2006. - С. 26-28.
- Синих Ю.Н. Влияние зеленого удобрения на биоту дерново-подзолистых почв. /Лошаков В.Г. // Материалы Всероссийского съезда общества почвоведов на Дону. - 2008. - С. 117.
- Синих Ю.Н. Пожнивная сидерация как фактор биологизации земледелия. / Лошаков В.Г., Солдатова С.А. // Материалы III Международной научно-практической конференции. - М.: 2009. - С. 138-144.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству