Земля Нижегородская


приемная: 468-57-45
рекламная служба: 468-55-76

Суббота, 24 Февраль 2018

Обновление:10:05:35 AM GMT

Вы здесь: Статьи ученых Эффективность полевых севооборотов при различных уровнях интенсификации земледелия в Кировской области

Эффективность полевых севооборотов при различных уровнях интенсификации земледелия в Кировской области

Людмила Козлова, доктор с.-х. наук, ст. научный сотрудник, зав. отделом НИИСХ Северо-Востока.

В статье представлены результаты исследований, проведенных в длительном стационарном опыте (1982-2009 гг.) по изучению полевых севооборотов (24 схемы) в условиях различной интенсификации земледелия. В севооборотах с насыщением зерновыми культурами до 83,4% повышалась токсичность почвы на 28,5%, снижалась целлюлозоразлагающая активность микроорганизмов, возрастала засоренность посевов на 11,4-75,1%. Без внесения органических удобрений содержание гумуса за ротацию не изменялось, баланс создавался отрицательный при уменьшении гумуса 0,06-0,08 т/га. Урожайность зерновых снижалась на 0,16-0,26 т/га. При введении в севообороты многолетних и однолетних бобовых трав, сидеральных культур количество водопрочных агрегатов увеличивалось на 6,7-11,7%. Внесение навоза также способствовало увеличению структурности почвы. Активность целлюлозоразлагающих микроорганизмов повышалась после клеверов в 1,2-2,0 раза, почва была нетоксичной.
Засоренность посевов снижалась на 38,5-67,8%. Содержание гумуса увеличивалось при внесении навоза 10 т/га и посеве сидеральных культур (клевер, донник, однолетние травы), баланс гумуса положительный с накоплением 1,14-1,26 т/га. Продуктивность севооборотов с занятыми и сидеральными парами относительно чистого с внесением навоза повышалась на 15,8-35,6%.

В течение ХХ столетия теория и практика севооборота и неразрывно связанных с ними систем земледелия прошла в нашей стране большой и сложный путь своего развития. Менялись общественно-экономические формации, набирал обороты научно-технический прогресс, но забота о «хлебе насущном», о плодородии почвы никогда не утрачивала своей актуальности. Она остается такой же актуальной и в наше время, когда коренные изменения в общественно-политической и экономической жизни России в начале девяностых годов повлекли за собой существенные изменения и в аграрно-промышленном комплексе [1, 2, 3].

В связи с этим актуальной задачей является разработка научно-теоретических основ специализированных и биологизированных севооборотов при различных уровнях интенсификации и специализации земледелия. Обладая природоохранной, почвозащитной и фитосанитарной функциями, севооборот был и остается важнейшим агротехническим и биологическим средством воспроизводства плодородия почвы в рамках современных систем земледелия. Самые интенсивные и прогрессивные технологии бессильны, если нарушается севооборот и закон плодосмена. Эффективность плодосмена тем выше, чем больше различия в биологии и технологии выращивания культур [4, 5].

Цель исследований – совершенствование различных видов полевых севооборотов на дерново-подзолистых почвах для повышения продуктивности пашни, сохранения почвенного плодородия в условиях интенсификации и биологизации сельскохозяйственного производства.

Материал и методы. Исследования проводили в стационарном опыте НИИСХ Северо-Востока, заложенном в 1976 году. В период интенсификации земледелия (1982-1987 гг.) изучали схемы шестипольных специализированных зерновых севооборотов при насыщении зерновыми культурами 50,0%, 66,7 и 83,4% с внесением минеральных удобрений на запланированную урожайность. В 1988-1993 гг. исследования проводили в севооборотах с насыщением бобовыми культурами 33,3 и 50% при внесении различных доз удобрений. В 1996-2001 гг.,в период биологической интенсификации, совершенствовались севообороты с насыщением бобовыми культурами 16,6%, 33,3, 50,0% при использовании биологических средств защиты растений. В 2002-2010 гг. на изучение были взяты шесть восьмипольных севооборотов с различными зернобобовыми смесями и сидеральными культурами.

Севообороты размещены в пространстве и во времени, размещение делянок систематическое, повторность четырехкратная. Почва опытного участка дерново-подзолистая легкосуглинистая, сформированная на элювии пермских глин. Агрохимические показатели: рН KCl. 4,8-5,5, содержание Р2О5 – 135-216, К2О – 150-157 мг/кг почвы (по Кирсанову), содержание гумуса – 1,67-1,78% (по Тюрину). Исследования проводили по общепринятым методикам.

Результаты и их обсуждение. В современном земледелии агрофизические свойства являются одним из важнейших показателей почвенного плодородия. Они определяют водный, тепловой, воздушный режимы почв, направление и скорость микробиологических процессов.

Культуры севооборотов оказывали значительное влияние на структуру почвы. В севооборотах, насыщенных зерновыми культурами до 83,4%, структурное состояние оставалось на исходном уровне. При введении в севообороты двух полей клевера лугового количество агрономически ценных водопрочных агрегатов размером 0,25-10 мм достоверно возрастало на 3,9-5,4%. В почве, вышедшей из под клеверов I и II годов пользования, содержалось большее количество водопрочных агрегатов (62,9-69,9%), чем в почве после зерновых культур (52,7-64,8%). В севооборотах, насыщенных бобовыми культурами до 50%, количество водопрочных агрегатов увеличилось на 6,7-11,7%, наибольшее увеличение отмечали в севооборотах с двумя полями клеверов (на 10,8-11,7%). При введении в севообороты картофеля количество водопрочных агрегатов повышалось только на 6,7%. Внесение навоза способствовало увеличению этого показателя на 24,6%. В севообороте с чистым паром и одногодичным клевером отмечена тенденция ухудшения структурного состояния почвы.

В восьмипольных севооборотах количество агрегатов 0,25-10 мм повышалось в звеньях с сидеральным клеверным паром (66%), снижаясь в звене с чистым паром до 62%. Структурное состояние почвы во всех севооборотах по шкале С.И. Долгова и П.У. Бахтина оценивается как «хорошее» (60-80%).

Плотность сложения почвы во всех севооборотах находилась в пределах оптимальной и не превышала после посева 1,26 г/см3, в середине вегетации культур - 1,45 г/см3. Плотность в период вегетации обладала большей сезонной динамикой. Дальнейшее увеличение плотности ведет
к снижению урожайности и целому ряду негативных последствий.

Влагообеспеченность растений определялась в основном количеством выпавших осадков и существенных различий по севооборотам не имела. Наиболее существенные различия можно было видеть в середине вегетации на предшественниках озимой ржи. Недостаточный запас влаги в пахотном слое наблюдался после клеверов и донника в годы с малым количеством осадков. Но, как показали наши исследования, иссушение почвы ликвидировалось в большинстве лет ко времени посева озимых.

При рассмотрении влияния севооборотов с занятыми и сидеральными парами на накопление влаги в почве весьма важным остается вопрос о целесообразности введения в севообороты чистых паров, в частности, оценки их гидрологической роли. В особенно засушливые годы (1999, 2000, 2001) содержание продуктивной влаги в почве составило 10,9-3,3 мм, а в экстремально засушливый 2010 год запасы влаги опускались ниже влажности завядания. В чистом пару влаги накапливалось на 22-49% больше, чем в занятых и сидеральных парах, это говорит о том, что в условиях засухи чистый пар сохраняет весенние запасы влаги. По шкале А.Ф. Вадюниной и З.А. Корчагиной запасы продуктивной влаги в 2010 году оценивались как «неудовлетворительные».

Запасы влаги в метровом слое почвы были достаточно высокими в весенний период 320,6-342,5 мм/га. После посева озимой ржи по чистому пару в почве содержалось 305,5 мм/га, после клеверов - до 289,0, по сидеральным и занятым однолетними травами парам – 290-298,5 мм/га. Запасы влаги оценивались как «очень хорошие».

Довольно заметная корреляционная зависимость наблюдалась между содержанием продуктивной влаги и плотностью почвы. С увеличением плотности на 1% количество продуктивной влаги на 1 см почвы снижается на 1,69-2,35 мм.

Целлюлозоразлагающая активность микроорганизмов в почве зависела от ее влажности и плотности. Интенсивность разложения льняной ткани возрастала в 1,5-2,0 раза под озимой рожью и яровой пшеницей при размещении их после клеверов по сравнению с зерновыми предшественниками. Клевера улучшали водно-воздушный режим почвы, обеспечивая лучшие условия для развития микроорганизмов, что положительно сказалось на последующих культурах.

Токсичность почвы в специализированных зерновых севооборотах повышается на 28,5%. В звеньях с сидеральными парами (донник, однолетние травы, клевер) почва не токсична, показатель токсичности не превышает 7,9%. Бобовые культуры значительно снижают токсичность за счет биогенности почвы, повышая количество микроорганизмов, ускоряющих разложение корнестерневых остатков, что очищает почву от токсинов.

В земледелии севооборотам придается большое значение как эффективному средству борьбы с засоренностью. В севооборотах, насыщенных зерновыми культурами (66,7 и 83,4%), засоренность посевов возрастала в отдельные годы на 11,4-75,1%. Наибольшей эффективностью в борьбе с засоренностью отличаются чистый пар, картофель и клевера. Введение в севооборот клеверов, занятых и сидеральных паров с однолетними травами снижало засоренность на 38,5-67,8%. В севообороте с чистым паром засоренность культур была ниже на 14-28,6% по сравнению с севооборотами с занятыми и сидеральными парами. К концу ротации шестипольных севооборотов засоренность посевов озимой ржи снижалась в 1,2-2,5 раза.

Засоренность почвы семенами сорняков зависела от вида севооборота. Число семян сорняков в слое 0-20 см варьировало от 95,2 в чистом пару до 1344 млн шт./га после зерновых культур, среди сорняков преобладала группа яровых.

Главное условие при введении севооборотов – это обеспечение положительного баланса гумуса. При высоком насыщении севооборотов зерновыми культурами без внесения органических удобрений содержание гумуса в пахотном слое за ротацию не изменилось, баланс был отрицательный, при убыли гумуса на 0,06-0,08 т/га (НСР05 = 0,15). При введении двух полей клеверов баланс положительный с накоплением гумуса 0,13-0,14 т/га. Дальнейшие исследования показали, что при насыщении севооборотов однолетними и многолетними бобовыми травами до 50%, даже при низких дозах органических и минеральных удобрений (5 т и N30P30K30 на 1 га севооборотной площади), возможно сохранение гумуса в почве и некоторое его увеличение. В севообороте с занятым паром (горох + овес) и двумя полями многолетних трав (клевер + тимофеевка) содержание гумуса увеличилось на 0,19% (НСР05 = 0,17). При увеличении дозы навоза до 10 т/га и минеральных удобрений до N60P60K60 в подобном севообороте, но при посеве клевера в чистом виде содержание гумуса возросло на 0,10% (НСР05 = 0,09). В зернопропашном севообороте при внесении 15 т/га навоза под картофель, но без клеверов содержание гумуса оставалось на исходном уровне. Во всех севооборотах с многолетними травами и сидеральными парами баланс гумуса был положительный при накоплении 0,22-0,60 т/га. В восьмипольных севооборотах за ротацию содержание гумуса увеличилось на 0,13-0,22% (НСР05 = 0,08). Севооборот с чистым паром при внесении 40 т/га навоза и севообороты с различными сидеральными парами (донник, клевер, горчица + пелюшка + овес) обеспечили практически равноценное накопление гумуса в почве (1,12 и 1,14-1,26 т/га соответственно). В севообороте с двумя полями одногодичного клевера на сидерат поступление гумуса наиболее высокое, баланс составил +0,43 т/га.

Продуктивность севооборотов определялась, в основном, составом и соотношением культур. В специализированных севооборотах при насыщении до 83,4% зерновыми культурами происходило снижение урожайности зерновых на 0,16-0,26 т/га, но увеличивался сбор зерна на 0,9 т/га севооборотной площади. Средняя урожайность зерновых по севооборотам колебалась от 3,00 до 3,26 т/га. Высокое насыщение севооборотов зерновыми повышало их продуктивность на 4,2-6,8%, которая увеличивалась за счет самой урожайной, в наших исследованиях, культуры - ячменя.

Севооборот с малыми дозами удобрений, при насыщении бобовыми культурами до 50% по продуктивности превосходил севооборот, где дозы удобрений в два раза выше. Зернопропашной севооборот с занятым паром за счет высокой продуктивности картофеля и повышенных доз удобрений (N90P90K90) обеспечивал более высокую продуктивность, чем севообороты с занятым (на 20,5-21,8%) и сидеральным (на 42,6%) парами и двумя полями клеверов при внесении N60P60K60.

В условиях биологической интенсификации (1996-2001 гг.) земледелия и внесении невысоких доз удобрений N30P30K30 продуктивность севооборотов снижается незначительно. В севооборотах с занятыми и сидеральными парами продуктивность была выше на 15,8-35,6%, чем в севообороте с чистым паром при внесении навоза. Применение биопрепарата триходермин повышало продуктивность севооборотов на 0,15-0,23 тыс. корм. ед. Продуктивность шестипольных севооборотов была в пределах 3,00-5,69 тыс. корм. ед. Продуктивность восьмипольных севооборотов без применения органических удобрений в среднем за ротацию была выше на 6,4-10,8%, а в отдельные наиболее урожайные годы превышала контрольный севооборот с внесением навоза на 19,2-23,7% и была в пределах 4,0-7,2 тыс. корм. ед.

Выводы. Таким образом, длительные более чем тридцатилетние исследования показали, что на дерново-подзолистых почвах при научно обоснованном чередовании культур и внесении оптимальных доз минеральных удобрений можно получить высокую урожайность культур – озимой ржи - 3,0-4,5 т/га, яровых зерновых - 3,5-5,7, многолетних трав - 6,0-10,5, однолетних трав - 4,5-8,9, картофеля - 36,5-48,7 т/га. На основе изученных схем севооборотов, которые состоят из лабильных звеньев, можно сформировать наиболее оптимальную для хозяйств различной специализации систему севооборотов, сохраняющую почвенное плодородие при получении наибольшего количества продукции.

 

 

Интересная статья? Поделись ей с другими: