Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Плодородие черноземных почв и приемы его воспроизводства в условиях Центрального Предкавказья. Монография
.pdf
средств защиты растений привели к существенному сокращению их использования, по сути дела в большинстве хозяйств был осуществлен переход от
интенсификации и специализации сельскохозяйственного производства к
экстенсивным методам полеводства. И это происходило, а зачастую еще и
происходит на фоне ухудшающейся экологической обстановки. По данным
Министерства сельского хозяйства, в России 58,6% сельскохозяйственных
угодий
растает на 400–500 тыс. га, утрачивается 1,5 млрд тонн плодородного слоя
почвы в год. Это говорит о том, что существующие системы земледелия, и в
частности севообороты, не обеспечивают в должной мере экологическую
безопасность ведения земледелия. В связи с чем сейчас остро стоит вопрос об
адаптации
ловиям, но и увязке их с особенностями ландшафтов, отмечает В.М. Передериева (2011).
подвержено эрозии. Площадь эродированных земель ежегодно воз-
севооборотов не только к местным почвенно-климатическим ус-
На современном этапе земледелия оценку севооборота необходимо
проводить с позиций биологизации по таким критериям, как регулирование
режима органического вещества почвы и элементов питания, поддержание
удовлетворительного структурного состояния почвы и водного
дотвращение эрозии и дефляции, регулирование фитосанитарного состояния
баланса, пре-
агрофитоценозов и почвы. Севообороты, не повышающие плодородие почв и
урожайность культур, не организующие кормовую базу и не обеспечивающие подъем животноводства, должны быть обстоятельно пересмотрены в современных системах земледелия (Н.А. Зеленский и Е.П. Луганцев, 2005).
3.2. Роль севооборота в воспроизводстве
Накопление растительных остатков полевых культур в почве
При переходе на биологизированные системы земледелия в основу се-
вооборота должен быть положен принцип введения различных в биологиче-
органического вещества почвы.
31
ском и агротехническом отношении полевых культур. Это позволяет эффективно использовать морфологические и биологические особенности растений, почвенное плодородие, а также трудовые и энергетические ресурсы регионов (В.Н. Наумкин, А.М. Хлопяников, А.В. Наумкин, 2010).
Количество и качество растительного материала, поступающего в почву, влияют на ее агрономические свойства и
Масса растительных остатков, остающихся после уборки, определяется культурными растениями, а в пределах культуры параметры могут изменяться в
зависимости от способа возделывания. В многолетнем стационарном опыте
кафедры общего и мелиоративного земледелия опытной станции СтГАУ, отмечают Н.С. Голоусов, Ю.А. Юшко, Г.А. Шматко (1993), наибольшее количество
ния. Как показывают расчеты, в почву поступает 163,3 ц/га корней и поукосных остатков. После эспарцета одногодичного пользования их остается зна-
ценнейшей биомассы было после люцерны двухгодичного пользова-
фитосанитарную ситуацию.
чительно меньше – 62,3 ц/га. Среди однолетних культур выделяется кукуруза
на силос, которая, как известно, отличается своей мощной корневой системой
и продуктивностью. После нее
органических остатков. Примерно одинаковую массу жнивья и корней имеют
в процесс гумификации включается 52,3 ц/га
озимая пшеница и овсяно-гороховая смесь. Однако меньше всего остатков
поступает в почву после уборки гороха.
Исследованиями Д.А. Ткаченко, В.И. Фаизовой и В.М. Передериевой
(2005) установлено, что на черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом
среди изученных
са растительных остатков поступает в почву после кукурузы на силос. Суммарно после данного предшественника при отвальной обработке в почву возвращается 48,7 ц/га корневых и надземных остатков, что на 15,1 ц/га превышает показатель после бобово-злаковой смеси и на 18,5 ц/га после
Длительное поверхностное рыхление почвы под вышеназванные культуры
предшественников озимой пшеницы наиболее высокая мас-
гороха.
32
приводит к снижению оставляемой биомассы. После занятого пара величина
данного показателя уступает отвальной обработке почвы на 8,3 ц/га, после
гороха на 4,6, а после кукурузы на силос на 5,3 ц/га. Поступление органической массы в почву возрастает при оптимальных условиях увлажнения и
температуры в течение вегетации сельскохозяйственных культур.
Как отмечают В.М
весной, в фазу кущения озимой пшеницы, масса неразложившихся корневых
и пожнивных остатков эспарцета, используемого как зеленое удобрение, составила 59,5 ц/га. При возделывании эспарцета на сено величина данного показателя снизилась на 26,4% и достигла 43,8 ц/га. Разницы по содержанию
органических остатков в почве
нечника и кукурузы на силос не установлено, их количество находилось на
уровне соответственно 27,4 и 27,9 ц/га. После зернобобовых предшественников сои, гороха и пара занятого (горох+овес на зеленый корм) масса расти-
. Пенчуков, В.М. Передериева, О.И. Власова (2011),
после пропашных предшественников подсол-
тельных остатков колебалась в пределах от 18,7 до 21,6 ц/га и мало различалась по культурам
почве на 81,7% ниже, чем после эспарцета на сидерат. Результаты проведенного опыта подтверждают тот факт, что многолетние травы являются при-
. После чистого пара содержание растительных остатков в
знанными лидерами по накоплению органического вещества в почве.
Если при этом учесть, как отмечают В.М. Передериева, О.И. Власова,
А.П. Шутко (2012),
биологического азота, то их экологическую и экономическую функции трудно переоценить. По сведениям А.А. Жученко (2009), количество ежегодно
фиксируемого азота эквивалентно такому количеству безводного аммиака, на
производство которого пришлось бы затратить 30 млрд долларов США.
Большой интерес представляет определение органического вещества,
поступающего в почву
что многолетние травы фиксируют от 100 до 300 кг/га
при возделывании многолетних бобовых и злаковых
33
трав, выращиваемых в условиях, резко отличающихся температурным режимом, осадками, почвами и так далее.
По данным Г.Р. Дорожко и Д.А. Христенко (2007), люцерна посевная,
эспарцет песчаный, козлятник восточный и пырей удлинённый в течение
трёх лет в умеренно влажной зоне увеличивают количество стерневых и корневых остатков. Так, при возделывании люцерны
ки после первого укоса первого года жизни составляют 4,13 т/га. После первого укоса второго года жизни – в полтора, а после первого укоса третьего
года жизни – в два раза выше, чем в первый год жизни, и составляют соответственно 8,34 т/га. Что касается корневых остатков люцерны посевной,
после первого укоса первого года жизни они составляют 10,34 т/га, а после
первого укоса третьего года жизни – 23,81 т/га, что практически в два раза
больше, чем в первый год жизни. Козлятник восточный в первый год жизни
после первого укоса формирует стерневых остатков в 2,5 раза больше, чем
посевной стерневые остат-
люцерна. При этом и
эти показатели у люцерны посевной. После второго укоса первого года жизни стерневые и корневые остатки значительно увеличиваются, что отмечено
и на третий год жизни этой культуры. Пырей удлинённый формирует в тече-
корневые остатки по массе существенно превосходят
то
ние трёх лет жизни значительно меньшее количество как стерневых, так и
корневых
злаковые растения формируют стерневые и корневые остатки значительно в
меньшем количестве, чем эти же культуры в умеренно влажной зоне.
ки отмерших растений, отмершие микроорганизмы и растения, продукты
разной степени разложения и специфически новообразованное гумусовое
вещество (гумус). В жизни почвы – ее генезисе и развитии плодородия – огромная роль принадлежит не только гумусовым веществам, но и неразло-
остатков, по сравнению с бобовыми многолетними травами.
В условиях засушливой зоны как многолетние бобовые травы, так и
Органическим веществом почвы принято считать растительные остат-
34
жившимся органическим остаткам и промежуточным низкомолекулярным
соединениям. Органические остатки содержат значительное количество элементов питания (азот, фосфор, калий, сера, магний, микроэлементы), освобождающихся при минерализации и используемых растениями и микроорганизмами. Органические остатки также являются источником углекислого газа для растений. Количественный и качественный состав растительных остатков, темп их разложения
ного плодородия почвы. В отличие от естественных экосистем, в агроценозах
регулирование разложения органического вещества имеет огромное значение
для воспроизводства плодородия почвы. Скорость трансформации растительных остатков зависит от многих условий, но прежде всего от их химического состава. Быстрее разлагаются растительные остатки, имеющие высокое
содержание
дов. Сюда относятся такие культуры, как озимый рапс, озимая вика, озимая
легкодоступных микроорганизмам соединений белков, углево-
оказывают влияние на формирование эффектив-
рожь на зеленый корм, многолетние травы, бобово-злаковые смеси, кукуруза
на зеленый корм. Медленнее идет разложение остатков гороха и других бобовых, убранных на семена, кукурузы на силос. Затягивается разложение послеуборочных остатков зерновых колосовых
1980).
культур (Л.Н. Александрова,
Так, по сведениям А.П. Лазарева и Д.Р. Майсямова (2006), на черноземе обыкновенном в условиях Сибири за период с сентября по май пожнивные остатки всех полевых культур разрушались микроорганизмами интенсивнее, чем за летний. При этом активнее шла минерализация надземной
массы донника, гороха, кукурузы
озимой ржи. Корневые остатки большинства культур разлагались медленнее
пожнивных. От количества послеуборочных остатков, их химического состава и скорости разложения зависел урожай озимой пшеницы. Его повышение,
связанное с поступлением растительных остатков в почву, обусловили пред-
и слабее – яровой пшеницы, ячменя, овса,
35
шественники, расположенные в следующем порядке: донник, горох, однолетние травы, кукуруза, рожь, пшеница.
При плодосмене происходит чередование культур с низким и высоким
темпами разложения биомассы. При этом обеспечивается быстрое высвобождение минеральных питательных веществ, нет их биологического поглощения, нет накопления в почве негумифицированных остатков, на которых поселяется грибная микрофлора
Очень большие колебания обнаружены в содержании питательных
элементов в растительных остатках полевых культур. М.Т. Куприченковым и
Т.Н. Антоновой (2010) установлено, что содержание кальция в растительных
остатках колеблется от 3,27 в остатках озимой пшеницы до 26,90% в горохе.
Несколько более ровно выглядит содержание азота, фосфора и калия. При
этом содержание
всего его в остатках озимого рапса. Высоким содержанием калия отличаются
азота заметно преобладает в остатках кукурузы и меньше
, продуцирующая токсины.
растительные остатки зернового сорго, озимого рапса и озимой пшеницы, а
меньше всего данного элемента в подсолнечнике и сое.
Н.А. Зеленский и Е.П. Луганцев (2005) отмечают, что на значительной
территории Ростовской области, расположенной
нецкого кряжа, в настоящее время особая роль принадлежит многолетним
на восточных отрогах До-
травам, и в первую очередь бобовым, как важнейшему биологическому компоненту системы земледелия на ландшафтной основе.
Многолетние исследования ученых Донского ГАУ и широкое внедрение их разработок в производство показали высокую эффективность экологоадаптивной системы земледелия на
травам принадлежит ведущая роль.
Насыщение полевых севооборотов бобовыми культурами, как считают
Н.А. Зеленский и соавторы (2007), является одним из элементов биологизированных систем земледелия, переход к которым позволяет в определенной
ландшафтной основе, где многолетним
36
мере смоделировать природные фитоценозы, но с более высоким потенциалом продуктивности, и снизить деградационные процессы. Кроме того, расширенное введение в севообороты бобовых культур позволяет в значительное степени сбалансировать корма по белку, что обеспечивает успешную
реализацию национального проекта «Развитие АПК».
Расчеты А.П. Авдеенко, Н.А. Зеленского, Г.М. Зеленской
ли, что расширение площади посева многолетних бобовых трав до 20 тыс. га
будет равноценно внесению в почву 2 тыс. тонн фосфорных и 20 тыс. тонн
азотных удобрений. Как показали наблюдения, проведенные на полях Донского сортоиспытательного центра, в среднем за 15 лет исследований донник
обеспечил формирование 21,0 т/га зеленой массы с первого укоса,
183 т/га, а в почву поступило более 12,0 т/га растительных остатков, которые
можно приравнять к 40 т/га навоза. При этом необходимо отметить, что экологически чистые удобрения будут равномерно распределены по всему кор-
(2005) показа-
эспарцет –
необитаемому слою почвы практически без значительных затрат энергии и
финансовых средств.
Авторы отмечают, что качество зерна
по бобовым предшественникам, было выше по сравнению с вариантами опы-
озимой пшеницы, размещенной
та, где предшественником была вайда красильная. Особенно наглядно это
видно по содержанию белка в зерне озимой пшеницы – по эспарцету и доннику в среднем содержание белка в зерне было 13,4–13,8%, а по вайде красильной – 12,5–12,7%. Возделывание озимой пшеницы по
ральным парам, которые обеспечивают растения с раннего периода развития
основными питательными веществами, позволило получить по всем изучаемым парам зерно, соответствующее стандартам на ценную и сильную пшеницы.
Из-за неодинакового содержания азота растительные остатки имеют
очень широкие колебания отношения C:N. Наиболее благоприятно для гуму-
37
занятым и сиде-
сообразования и минерализации оно в остатках зернобобовых культур, многолетних бобовых трав, медленнее разлагаются растительные остатки кукурузы, злаковых трав, солома зерновых культур.
Р.Т. Лолишвили (2006) сообщает, что положительное влияние растительных остатков состоит не только в том, что они способствуют образованию гумуса, но и в том, что в них
и зольных элементов минерального питания растений. Надземная масса остатков люцерны, озимой пшеницы и кукурузы разлагается быстрее, чем подземная в связи с большим содержанием в корнях клетчатки.
Различный химический состав растительных остатков растений влияет
на скорость их трансформации. Быстрым темпам минерализации растительных остатков способствуют
В первые 3–4 месяца нахождения остатков в почве минерализуется около 60–
80% их исходной массы, если они помещены в почву летом. Это касается го-
оптимальные температуры и увлажнение почвы.
содержится значительное количество азота
роха, озимой пшеницы, озимого рапса, озимого ячменя.
Растительные остатки кукурузы на зерно, зернового сорго, сои в течение двух осенних месяцев разлагаются на 27–38%. В
растительная масса первой группы сельскохозяйственных культур минерали-
течение годового цикла
зуется на 85–97%, а второй группы – на 80–85% (М.Т. Куприченков, Т.Н. Антонова, 2010).
В условиях Саратовской области, по данным К.Е. Денисова, Е.П. Денисова, А.П. Солодовникова (2007), в среднем за годы исследований озимая
пшеница оставляла в почве от 3,66 до
твердая пшеница – от 1,17 до 1,68; нут – от 0,87 до 1,10; яровая мягкая пшеница – от 1,41 до 1,94; просо – от 1,04 до 1,45; ячмень – от 1,43 до 2,19 т/га. В
среднесухой год количество послеуборочных остатков было меньше по сравнению с влажным годом на 35,6–43,4%. Биомелиоранты повышали количество послеуборочных остатков, особенно во влажные
4,43 т/га органических веществ; яровая
годы.
38
На дерново-подзолистых почвах Предуралья для стабилизации плодородия почвы, считают А.И. Косолапова и Н.Е. Завьялова (2006), важным источником поступления органического вещества являются корневые и пожнивные растительные остатки, актуальность использования которых возрастает в связи с ограниченными возможностями сельскохозяйственных предприятий приобретать органические, минеральные удобрения и химические
средства
метров биологических источников органического вещества свидетельствуют
о том, что от вида севооборота существенно зависит количество поступающих пожнивно-корневых остатков. Без применения удобрений в биологизированном севообороте за ротацию поступило 53,4 т/га растительных остатков, включая побочную продукцию, что на 17,5 т/га выше,
Внесение минеральных и органических удобрений в умеренных дозах обеспечивало повышение поступления органического вещества растительных ос-
защиты растений. Результаты исследований по определению пара-
чем в типичном.
татков. Высокие дозы совместного внесения органических и минеральных
удобрений способствовали снижению количества поступающих растительных остатков за счет уменьшения корневой системы клевера. Наиболее высокая масса корнестерневых остатков поступает в почву после
10,1 т/га) и клеверо-тимофеечной смеси (3,7–8,3 т/га). Внесение минеральных
клевера (7,0–
удобрений повышает её на 10–17%. С корнестерневыми остатками в типичном севообороте в почву поступает 219,2 кг/га азота, 126,5 кг/га фосфора,
281,6 кг/га калия, в биологизированном – азота 242,7 кг/га, фосфора 137,1
кг/га, калия 321,3 кг/га.
Аналогичные данные приведены в
лаповой и И.Д. Сосниной (2004), они констатируют факт снижения содержания гумуса в почве за ротацию типичного севооборота без внесения удобрений на 0,29 т/га. Запашка вико-овсяной смеси в паровом поле способствовала
снижению потерь гумуса в почве до 0,02%. Внесение навоза 60 т/га и
работе Н.Е. Завьяловой, А.И. Косо-
мине-
39
ральных удобрений не менее 60 кг д.в. на гектар обеспечивает преимущество
процессов гумификации над минерализацией органического вещества в почве. В биологизированном севообороте внесение навоза 40 т/га стабилизирует
содержание гумуса, а при увеличении дозы навоза до 60 т/га обеспечивает
существенное его накопление (0,16%) к концу ротации севооборота.
Напротив, по данным исследований В
В.Н. Петрова (2010), научно обоснованные короткоротационные севообороты с многолетними бобово-злаковыми травами гарантируют поступление в
почву до 7 т/га пожнивных остатков. Это позволяет поддерживать бездефицитный баланс органического вещества в почве без удобрений или при их
ограниченном применении.
По исследованиям В.М. Передериевой
растительных остатков, поступающих в почву после кукурузы на силос, значительно превышает массу после горохоовсяной смеси и гороха. В первом
.П. Сутягина, Ж.Б. Белышева и
и Д.А.Ткаченко (2005), масса
случае она составляет 48,7 ц/га, а во втором находится в пределах 30 ц/га.
В то же время А.И. Тивиков и Г.Р. Дорожко (2005) отмечают, что
ной из главных причин необходимости чередования культур в севообороте
является то, что они существенно различаются выносом элементов питания с
од-
урожаем, накоплением в почве биологического азота и органического вещества. Звено с пропашной культурой кукурузой на силос по продуктивности
почти в два раза превосходит звенья с горохом и занятым паром.
В условиях Ульяновской области возделывание люцерны и эспарцета в
севооборотах на фоне органоминеральных систем удобрений на выщелоченном черноземе обеспечивает выход 5,19–6,75 т/га к.ед., 0,88–1,15 т/га переваримого протеина и 63,5–80,4 ГДж/га обменной энергии без затрат азотных
удобрений. При этом вклад костреца составляет 4,87–5,21 т/га к.ед., 0,59–0,6
т/га переваримого
гильдин, 2007).
протеина и 61,8–66,2 ГДж/га обменной энергии (А.Л. Той-
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]