Влияние культур севооборота на плодородие почвы. Севообороты и плодородие почвы Биологическая продуктивность в севообороте и плодородие почвы

Севооборот является основной составной частью системы земледелия. Это научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур и паров во времени и на территории или только во времени на одном поле. Значение его очень велико и рассматривается с разных точек зрения - планово-экономической, организационно- хозяйственной и агротехнической. Основными задачами севооборота являются: 1) повышение плодородия почвы и рациональное использование ее питательных веществ; 2) увеличение урожайности и повышение качества растениеводческой продукции; 3) уменьшение засоренности посевов, их поражаемости болезнями и вредителями; 4) уменьшение вредного влияния ветровой и водной эрозии почвы. Чередование сельскохозяйственных культур выражается схемой севооборота. Схема севооборота-это перечень групп сельскохозяйственных культур и паров в порядке их чередования » севообороте. Ротация в севообороте - это период, в течение которого куль туры и пар проходят через каждое поле в последовательности» установленной схемой севооборота. В ротационной таблице освещается план размещения культур и паров по полям и годам на период ротации. Каждый севооборот состоит из определенного количества звеньев. Звено севооборота - это часть севооборота, представляющая сочетание двух-трех разнородных культур или паров. Напри мер, звенья севооборота по полю, восстанавливающему плодородие почвы: паровое звено-1) чистый пар; 2) озимые; пропашное звено-1) пропашные; 2) зерновые; травяное звено- 1) клевер; 2) озимые; 3) пропашные. Научные основы чередования сельскохозяйственных растений. Планово-экономическое значение состоит в безусловном выполнении плана производства и продажи государству сельскохозяйственной продукции при полном удовлетворении внутрихозяйственных потребностей. В этих целях с учетом концентрации и специализации разрабатывается научно обоснованная структура посевных площадей. Она составляет экономическую основу севооборота. Организационно-хозяйственное значение севооборота выражается в наиболее рациональном и высокопроизводительном использовании техники и рабочей силы в интересах увеличения производства сельскохозяйственной продукции при наименьших затратах труда и средств на единицу продукции. Агротехническое значение севооборота состоит в рациональном использовании пахотных земель и способах расширенного воспроизводства почвенного плодородия. Главным признаком севооборота является непременное периодическое или ежегодное чередование культур на каждом поле севооборота. Чередование культур вызывается рядом причин. Изучение этих причин и разработка мероприятий по их устранению или уменьшению отрицательного влияния на урожайность составляют агротехнические, или естественнонаучные, основы севооборота.

8. Понятие об обработке почвы ее значение. Виды и приемы обработки почвы.

Сочетание научно обоснованных приемов и способов обработки получило в практическом и научном земледелии общее название «системы механической обработки почвы».Система механической обработки почвы - совокупность приемов основной и поверхностной, способов отвальной и безотвальной обработки на разную глубину, которые осуществляются машинами и орудиями, а также комбинированными агрегатами. Эти приемы и способы имеют определенную, логически взаимосвязанную последовательность и направлены на решение задач в соответствии с почвенно- климатическими условиями зоны, засоренностью полей, биологическими особенностями и агротехническими требованиями различных сортов возделываемых культур. Современные системы обработки почвы должны быть энергоре- сурсосберегающими и почвозащитными, неразрывно связанными с другими элементами прогрессивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Существуют следующие виды обработки почвы: 1) основная - на глубину от 16 до 24 см и более, существенно изменяющая сложение почвы. К ней относятся вспашка, безотвальная обработка плугами, глубокая плоскорезная обработка, фрезерование, чизелевание и некоторые специальные приемы; 2) поверхностная - на глубину до 8-10 см, выполняется боронованием, культивацией, лущением, дискованием, прикатыва - нием, шлейфованием и др.; 3) мелкая - от 8 до 16 см, проводится и теми и другими приемами. Под основной обработкой понимают первую наиболее глубокую обработку почвы при помощи вспашки. Вспашку выполняют плугами с отвалами различной конструкции, что определяет несходство технологических операций по составу и качеству исполнения. Плуги с винтовыми отвалами хорошо оборачивают пласт почвы, но плохо его крошат, напротив, плуги с цилиндрической поверхностью отвала хорошо крошат пласт почвы, но плохо его оборачивают. Прием - это однократное воздействие на почву рабочими органами машин или орудий. Приемы механической обработки почвы делятся на две группы: основной и поверхностной обработки. Под приемами основной обработки понимается механическое воздействие на почву рабочими органами почвообрабатывающих машин и орудий на всю глубину пахотного слоя или глубже при его углублении, но не менее чем на 18-20 см, чтобы придать почве мелкокомковатое состояние с благоприятным строением. Приемы основной обработки почвы являются наиболее энергоемкими, но одновременно с их помощью решаются многие задачи. Посредством приемов основной обработки при углублении пахотного слоя создаются предпосылки для дальнейшего увеличения его мощности и окультуренности почвы. По мнению основоположника земледельческой механики академика В. П. Горячкина, вспашка как наиболее распространенный прием основной обработки почвы является самой важной, самой продолжительной, самой дорогой и самой тяжелой работой. На ее выполнение расходуется до 40 % энергетических и 25 % трудовых затрат. В настоящее время распространены следующие приемы основной обработки почвы: а) культурная вспашка (плугами с предплужниками); б) обработка орудиями специальных конструкций (ярусные плуги, плуг Мальцева, глубокорыхлители, культиваторы); в) обработка фрезерной машиной; г) обработка дисковыми плугами, образование щелей щелерезами на 35-50 см и другие. Под приемами поверхностной обработки почвы понимается однократное механическое воздействие на нее рабочими органами почвообрабатывающих машин и орудий на глубину до 12-14 см. К приемам поверхностной обработки относятся: лущение отвальными и дисковыми (орудиями) лущильниками; культивация с подрезающими и рыхлящими рабочимиорганами, в том числе штанговыми культиваторами и плоскорезами; окучивание окучни- ками; боронование различными типами борой с разными формами рабочих органов; шлейфование шлейф-волокушами, шлейф-боронами; прикатывание различными типами катков с разной формой рабочей поверхности; малование; поделка валиков, борозд, лунок, грядок и гребней.

Основой любой системы земледелия является севооборот. Первое научное обоснование севооборота оформилось в виде теории плодосмена в начале XIX века. Альбрехт Тэер (1752-1828) обосновал его целесообразность, исходя из гумусной (перегнойной) теории питания растений. Согласно теории, необходимость чередования культур возникала по причине существования растений истощающих и обогащающих почву гумусом. К середине века необходимость севооборотов рассматривалась с позиций теории минерального питания растений Юстуса Либиха (1803-1873).

В России снижение плодородия почвы при монокультуре зерновых П.А. Костычев (1845-1895) и В.Р. Вильямс (1863-1939) связывали с ухудшением ее физических свойств, особенно с разрушением агрономически ценной структуры. На этой основе был сделан вывод о необходимости чередования культур путем введения в севооборот смеси бобовых и злаковых многолетних трав, способных восстанавливать физические свойства и структуру почвы.

Современные представления о севообороте связывают с явлением почвоутомления . Наиболее существенные причины почвоутомления следующие:

– односторонний вынос питательных веществ, недостаток микроэлементов;

– нарушение солевого баланса почвы, которое может наступить при высоких дозах внесения удобрений;

– нарушение физических и физико-химических свойств почвы, особенно при длительном возделывании пропашных культур;

– развитие патогенной микрофлоры и одностороннее преобладание одних групп микроорганизмов над другими;

– усиленное размножение вредителей;

– чрезмерное размножение злостных сорняков;

– сдвиг рН в неблагоприятную для растений сторону;

– накопление фитотоксичных веществ в почве (колинов).

Почвоутомление необходимо рассматривать как результат нарушения экологического равновесия в экосистеме «почва-растение», вследствие одностороннего воздействия на почву культурных растений. Определяющий фактор – перегруппировка микроорганизмов и увеличение вредной микрофлоры. Как правило, это естественная реакция микроорганизмов почвы на однокачественность поступающих ежегодно в почву растительных остатков.

Наиболее значительное количество токсичных видов найдено среди грибов – Penicilium, Aspergillus, Fusarium; среди бактерий – Pseudomonas. Из актиномицетов наибольшей токсичностью отличаются культуры с серым воздушным мицелием. Сегодня известно более 240 видов различных плесневых грибов, которые продуцируют около 100 токсичных соединений. Организация контроля содержания микотоксинов в почве является очень сложной проблемой.

Фитотоксическими свойствами на определенных стадиях разложения обладают остатки практически всех сельскохозяйственных культур. Например, остатки бобовых культур токсичны недолго, а зерновые колосовые сохраняют токсичность длительное время. Так, влияние растительных остатков пшеницы при их разложении в почве на развитие микрофлоры значительно отличается от воздействия растительной массы бобовых и крестоцветных растений. Количество бактерий через 30 суток после внесения первых составило 64 млн., люпина – 118 млн./г почвы. При этом отношение бактериальной и грибной флоры составило соответственно 1:0,003; 1:0,0002; 1:0,0005. Выявлено, что в процессе микробиологического разложения пожнивных остатков пшеницы в почве накапливаются вещества фенольной природы. Изучена динамика накопления фенолкарбоновых кислот, среди которых ванилиновая, n-кумаровая и феруловая кислоты особенно токсичны для растений [Картвелишвили, 1984].

В настоящее время без севооборотов невозможно преодолеть почвоутомление из-за накопления специфических веществ колинов (от лат. collide – сталкивать враждебно) – производных фенолов, хинонов, нафтизина, полипептидов и других соединений. В современных условиях это единственная причина почвоутомления, которую невозможно устранить другими способами, кроме как чередованием культур. Активность водорастворимых колинов характеризует токсичность почвы в условных кумариновых единицах (УКЕ). В качестве теста используют реакцию проростков высокочувствительных растений, как правило, крестоцветных (кресс-салат, редис, горох и др.).

С экологических позиций почвоутомление это механизм, с помощью которого система «почва-растение» освобождается от одностороннего воздействия искусственного растительного сообщества. В результате этого создаются условия для замены культурных растений естественным сообществом. Поэтому в монокультуре большое развитие получают сорные растения.

Почвоутомление сопровождается развитием болезней и вредителей: зерновых – корневыми гнилями, картофеля – ризоктониозом, льна – фузариозом и т. п. В тех случаях, когда накапливаются вредители и болезни, резко возрастают издержки производства из-за применения пестицидов и экологические риски.

На основе усредненных данных считаются возможными следующие экологически допустимые концентрации культур в севооборотах: зерновые культуры – 60-80%; сахарная свекла – 20-25%; кукуруза – 50-60%; конопля – 50%; картофель – 30-50%; подсолнечник и лен – 14-16%. Эти пределы могут несколько колебаться.

Озимая рожь на дерново-подзолистй почве дает одинаковый урожай по клеверному пару и после ячменя и овса, мало снижается урожай ржи при бессменной культуре на фоне удобрений. Высокие урожаи кукурузы и картофеля можно получать по любому предшественнику, а также при бессменных посевах.

Особая роль в преодолении почвоутомления принадлежит крестоцветным растениям с их уникальной способностью очищения почвы от инфекции – рапс, сурепица и др.

Многолетние травы как предшественники для зерновых культур – незаменимы. Они оструктуривают почву, обогащают растительными остатками, снижают эрозию, извлекают нитратный азот из глубоких слоев почвы, предотвращая его попадание в грунтовые воды.

Безусловно, севооборот является составной и необходимой составляющей любой системы земледелия. Однако использование севооборотов в современном земледелии сопряжено с рядом организационных и экономических проблем, Дело в том, что товаропроизводитель, соблюдая севообороты, вынужден заниматься сразу многими культурами, развивать растениеводство, животноводство и другие отрасли. В условиях рыночного хозяйствования это снижает рентабельность предприятия в целом, так как каждая группа культур требует своего комплекса технических средств для возделывания, хранения и переработки продукции, разноплановой технологии и специалистов. В этой связи Н.М. Тулайков (1875-1938) применительно к зерновому хозяйству писал (1963): «в основе специализированного хозяйства есть одно положение – это поставить основные растения в наилучшие условия существования и, если возможно, – сделать это в условиях монокультуры». «Вводимые в севооборот (помимо чистого пара) дополнительные к основному (пшенице) растения должны в наилучшей форме обеспечить высокие урожаи этого главного растения».

Противоречие между плодосменом и специализацией земледелия существовало всегда и существует по настоящее время. По всей видимости, в современных условиях оно даже обострено. Полностью решить противоречие пока не представляется возможным, но в значительной мере его можно сгладить, следуя по пути интенсификации производства.

Система севооборотов, структура посевных площадей в хозяйстве определяются специализацией сельскохозяйственного производства. С одной стороны они должны учитывать общественные потребности (рынок, госзаказ), с другой – агроэкологические особенности земли, как основного средства производства. Соответствие агроэкологических особенностей земель агробиологическим требованиям сельскохозяйственных культур (сортов) – непременное условие рационального земледелия.

В связи с динамикой рынка, временной изменчивостью метеорологических условий (по годам), изменений в финансовом обеспечении хозяйства севообороты и структуру посевных площадей нельзя считать незыблемыми на длительный период времени. Они должны быть гибкими, и сообразно экономической и экологической динамике, предусматривать возможность для корректировки применительно к агропроизводственным группам земель.

Контрольные вопросы

1. Понятия «севооборот», «структура посевных площадей».

2. Типы и виды севооборотов.

3. Принципы формирования севооборотов.

4. Причины почвоутомления.

5. Экологически допустимые концентрации сельскохозяйственных культур в севообороте.

6. Противоречие между требованием соблюдения севооборотов и специализацией земледелия.

Тема 2.4. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВ (лекция)

Ключевые слова

СЕВООБОРОТ / ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ / ПОЖНИВНЫЕ КУЛЬТУРЫ / ГУМУС / СОЛОМА / МНОГОЛЕТНИЕ ТРАВЫ / CROP ROTATION / SOIL FERTILITY / CROP CULTURE / HUMUS / STRAW / PERENNIAL GRASSES

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы - Никончик Петр Иванович

В статье изложены результаты 30-летнего стационарного опыта по изучению влияния различных типов и видов севооборотов на основные показатели плодородия почвы . Показана роль растений (зерновых, зернобобовых, многолетних и однолетних трав, пропашных) в воспроизводстве плодородия. Количественно отражена общая биомасса растений, отчуждаемая с урожаем и поступающая в почву в виде корневых и пожнивных остатков, а также запасы основных элементов питания, содержащихся в этих частях биомассы и доля возврата их в почву при возделывании культур в основных и промежуточных посевах (всего 30 видов). Эти же определения выполнены в различных видах севооборотов : зернотравянопропашном, зернотравяном, зернопропашном, пропашном. Представлен баланс гумуса в почве в названных видах севооборотов при навозно-минеральной и минеральной системах удобрений. Показано влияние запашки соломы и пожнивных культур при использовании на корм и зеленое удобрение на баланс гумуса в почве. Изложены расчеты возможных источников пополнения органического вещества в почве.

Текст научной работы на тему «Севооборот и воспроизводство плодородия почвы. Результаты 30-летнего стационарного опыта»

УДК 631.582:631.452

СЕВООБОРОТ И ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ. РЕЗУЛЬТАТЫ 30-ЛЕТНЕГО СТАЦИОНАРНОГО ОПЫТА

П.И. НИКОНЧИК

(Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию, г. Жодино)

В статье изложены результаты 30-летнего стационарного опыта по изучению влияния различных типов и видов севооборотов на основные показатели плодородия почвы. Показана роль растений (зерновых, зернобобовых, многолетних и однолетних трав, пропашных) в воспроизводстве плодородия. Количественно отражена общая биомасса растений, отчуждаемая с урожаем и поступающая в почву в виде корневых и пожнивных остатков, а также запасы основных элементов питания, содержащихся в этих частях биомассы и доля возврата их в почву при возделывании культур в основных и промежуточных посевах (всего 30 видов). Эти же определения выполнены в различных видах севооборотов: зернотравянопропашном, зернотравяном, зернопропашном, пропашном. Представлен баланс гумуса в почве в названных видах севооборотов при навозно-минеральной и минеральной системах удобрений. Показано влияние запашки соломы и пожнивных культур при использовании на корм и зеленое удобрение на баланс гумуса в почве. Изложены расчеты возможных источников пополнения органического вещества в почве.

Ключевые слова: севооборот, плодородие почвы, пожнивные культуры, гумус, солома, многолетние травы.

CROP ROTATION AND SOIL FERTILITY IMPROVEMENT. RESULTS OF 30-YEAR LONG-TERM EXPERIMENT

(Scientific and Practical Center of NAS of Belarus on agriculture)

The article presents the results of 30-year stationary experiment on the study of the effects of various types and kinds of crop rotations on main indicators of soil fertility. The role of plants (cereals, legumes, perennial and annual grasses, row crops) in the maintenance of soil fertility is shown. The total biomass of plants obtaining at harvest time and entering into soil as root and aftermath residues as well as the biomass of the reserves of basic nutrition elements containing in those parts of the biomass and the proportion of their return to soil at cultivation of plants in basic and interplanted crops (in all 30 species) are quantitatively reflected. The same definitions are suitable for different kinds of crop rotations: grain-grass-row, grain-grass, grain-row, and row. Balance of humus in soil in the above-mentioned crop rotations using manure and mineral fertilizing and only mineral fertilizing systems is presented. The effect of straw ploughing and postharvest crops used for fodder and green manure on the balance of humus in soil is shown. Calculations of possible sources of replenishment of organic matter in the soil in agriculture of Belarus are given.

Key words: crop rotation, soil fertility, crop culture, humus, straw, perennial grasses.

Общеизвестно, что плодородие почвы и его воспроизводство являются основой научного земледелия. С плодородием всегда связывали пригодность почвы для возделывания культурных растений, удовлетворения их потребности в земных факторах жизни: воде, питательных веществах и способности обеспечивать получение высокого урожая. Важнейшими показателями плодородия почвы являются содержание гумуса и доступных питательных веществ. До недавнего времени в Республике Беларусь баланс органического вещества и содержание гумуса поддерживались за счет широкого применения торфа для удобрения. В 1970-1980 гг. доля его по сухому веществу составляла более 50% от всех видов органических удобрений. В настоящее время в связи с резким уменьшением использования торфа заготовка и применение органических удобрений сократились с 80 до 40 млн т, а в пересчете на подстилочный навоз - с 60 до 30 млн т, или с 12 до 6 т на 1 га пашни. В этих условиях резко возрастает роль растений и структуры посевных площадей в севооборотах в регулировании баланса органического вещества.

Отчуждение питательных элементов с урожаем и возврат их в почву с растительными остатками занимает важное место в биологическом круговороте веществ, изменение которого имеет большое значение для совершенствования и разработки наиболее эффективных систем земледелия. Определение количественных величин накопления органической массы за счет корневых и пожнивных остатков и заключенных в них питательных элементов, а также выноса этих элементов с урожаем имеет большое практическое значение для обоснования мероприятий, связанных с повышением плодородия почвы, эффективным использованием удобрений, структурой посевных площадей, размещением культур по предшественникам и другими элементами системы земледелия .

Роль с.-х. севооборота в поддержании баланса органического вещества в почве возрастает в условиях специализации и концентрации с.-х. производства. Создание крупных ферм и комплексов способствует неравномерности распределения навоза по территории и сосредоточению его в больших количествах вблизи этих ферм. При безподстилочном содержании скота полученный жидкий и полужидкий навоз малопригоден в качестве органического удобрения. В таких условиях регулирование баланса органического вещества в почве за счет рационального сочетания культур в севооборотах имеет особенно важное значение .

Специализация земледелия требует сосредоточения однотипных культур в севооборотах. Насыщение их культурами с маломощной корневой системой снижает возможность поступления органического вещества в почву за счет растительных остатков. Поэтому в условиях специализации земледелия возрастает необходимость знания особенностей каждой культуры в накоплении органической массы в виде корневых и пожнивных остатков и содержания в них элементов питания. Не меньшее значение имеет определение баланса гумуса в различных видах севооборотов с разной структурой посевов .

Методика

Исследования по изучению влияния различных типов и видов севооборотов на плодородие почвы проводятся в стационарном опыте, заложенном в 1978 г. на экспериментальной базе «Жодино» Научно-практического центра НАН Беларуси по земледелию. Полная схема опыта определена в 1980 г. В 2010 г. исполнилось 30 лет с начала получения информации.

Почва опытного участка дерново-подзолистая, среднеоподзоленная, развивающаяся на легком песчанисто-пылеватом суглинке, подстилаемом с глубины 50-70 см моренным суглинком.

Всего изучается 20 схем севооборотов, в разной степени насыщенных различными зерновыми и кормовыми культурами, а также промежуточными с использованием их на корм и зеленое удобрение. Насыщение зерновыми составляет от 33 до 75%, многолетними травами - от 12 до 100%, пропашными - от 12 до 100%, промежуточными - от 12 до 37%. По видам изучаемые севообороты относятся к зернотравянопропашным (полный плодосмен), зернотравяным, зернопропашным, зерновым, пропашным. По продолжительности ротации: два севооборота - 9-польные, девять - 8-польные, один - 6-польный, два - 5-польные, четыре - 4-польные, один - 3-польный, один - 2-польный.

Исследуемые севообороты изучаются при различных системах и уровнях удобрений: 1) навоз соломистый - 11 т/га + №К; 2) навоз 22 т/га + 1/2 №К; 3) навоз 22 т/га; 4) КРК. Применяются следующие дозы минеральных удобрений: под зерновые - К80Р60К100, пропашные - К120Р90К150, клевер - Р90К150, клевер + злаки 2-го г.п. - К90Р90К150, злаковые травы - К180Р90К150. В зерновом севообороте на протяжении 30 лет изучается использование соломы в качестве органического удобрения. Запашка ее производится в чистом виде, а также в сочетании с крестоцветными пожнивными культурами при использовании на корм и зеленое удобрение.

В качестве промежуточных культур в севооборотах изучаются: озимая рожь на зеленую массу, после уборки которой в поукосных посевах возделываются однолетние бобовые культуры; подсевной однолетний райграс под люпин и горохо-овсяную смесь; пожнивные крестоцветные культуры (редька масличная, горчица белая, рапс озимый). Пожнивные культуры изучаются с использованием на корм и зеленое удобрение в чистом виде и в сочетании с соломой.

Результаты и их обсуждение

В результате 30-летних исследований в комплексном стационарном опыте по изучению различных типов и видов севооборотов при различных системах удобрений получен обширный экспериментальный материал, имеющий важное значение для дальнейшего совершенствования систем земледелия в Беларуси.

Влияние различных типов и видов севооборотов на основные показатели плодородия почвы (баланс органического вещества, биологический круговорот основных элементов питания, хозяйственный и почвенный баланс азота, фосфора и калия, физические свойства и биологическую активность почвы). Для установления роли севооборотов в плодородии почвы определена общая биомасса растений (надземная + корни), отчуждаемая с урожаем и поступающая в почву в виде пожнивных и кормовых остатков, а также запасы основных элементов питания, содержащихся в этих частях биомассы и доля возврата их в почву при возделывании основных полевых культур: зерновых, зернобобовых, однолетних и многолетних трав, пропашных - всего у 30 культур. Эти же определения выполнены в различных видах севооборотов: зернотравянопропашном, зернотравяном, зернопропашном, зерновом, пропашном, изучаемых при различных системах и уровнях удобрений, на почвах разной степени окультуренности (средне- и хорошо окультуренной). Такие же исследования проведены и при изучении промежуточных культур (озимая рожь на зеленый корм, подсевная сераделла, подсевной многолетний горький и кормовой люпин, пожнивные крестоцветные - редька масличная, горчица белая, рапс озимый), а также сево-

оборотов, в разной степени насыщенных различными промежуточными культурами с использованием на корм и зеленое удобрение.

Накопление биомассы, потребление и возврат в почву элементов питания основными полевыми культурами. Исследования показали, что наибольшая биомасса корней и пожнивных остатков накапливалась у многолетних трав (клевер, клевер + злаки, люцерна), составившая 50,4-62,9 ц сухого вещества на 1 га, затем следовали зерновые колосовые (26,2-32,3 ц/га), люпин кормовой (28,1 ц/га), другие бобовые (горох, кормовые бобы, вика, пелюшка, сераделла) - 11,2-16,0 ц/га, пропашные силосные (кукуруза, подсолнечник) - 19,9-25,2 ц/га, корнеклубнеплоды (кормовая и сахарная свекла, брюква, морковь, картофель) - 6,9-11,7 ц/га, промежуточные культуры - 20,8-27,3 ц/га. Удельный вес растительных остатков (пожнивные + корни) по отношению к общей биомассе (надземная + корни) у многолетних трав составлял 40,7-44,5%, у зерновых колосовых и кормового люпина - 30,2-36,3, других однолетних бобовых культур - 11,2-16,0, кукурузы - 35,1, подсолнечника - 17,5, корнеклубнеплодов - 7,8-14,0, промежуточных культур - 43,8-56,5%, а к отчуждаемому урожаю соответственно 52,5-80,2%, 43,3-54,5; 20,8-46,1; 54,2; 21,2; 8,4-16,2; 78-130%.

Накопление биомассы в севооборотах в зависимости от структуры посевов. Изучение накопления в почве органического вещества в различных видах севооборотов показало, что наибольшее количество органической массы за счет корневых и пожнивных остатков поступает в почву в севооборотах с многолетними бобовыми и бобово-злаковыми травами при использовании их не более двух лет (табл. 1).

Т а б л и ц а 1

Ежегодное поступление в почву органического вещества за счет навоза и растительных остатков в севооборотах, ц/га

№ сево-оборота в опыте Структура посевов, % Запахано в почву абсолютно сухой органической массы, ц/га В % за счет

зерно- вые одно- летние травы многолетние травы про- паш- ные проме- жуточ- ные всего в т.ч. наво- за корневых и пожнивных остатков

% в сево-обороте вид и продолжи-тельность использования, лет наво- за корневых и пожнивных остатков

1 50 12,5 25 КТ2 12,5 25 57,7 22,4 35,1 39,0 61,0

9 50 12,5 25 Кл1 (2п) 12,5 - 57,7 22,4 35,3 38,8 61,2

9а 50 12,5 25 Кл1(2п) 12,5 25 64,2 22,4 41,8 34,9 65,1

6 55,6 11,1 33,3 Кл1,КТ2 - 25 63,0 22,4 40,6 36,5 63,5

7 37,6 12,5 50 КЗ4 - - 48,3 22,4 25,9 46,3 53,7

12 62,5 12,5 12,5 Кл1 12,5 25 57,7 22,4 35,4 38,7 61,3

13 75 - 25 Кл1(2п) - - 57,8 22,4 35,4 38,7 61,3

13а 75 - 25 Кл1(2п) - 25 63,8 22,4 41,4 35,1 64,9

2 50 - - - 50 - 45,4 22,4 23,0 49,3 50,7

15 - - - - 100 - 37,0 22,4 14,6 60,5 39,5

П р и м е ч а н и е. Кл1 - клевер 1-го г.п., КТ2 - клевер + тимофеевка 2-го г.п., КЗ4 - клевер + злаки 4-го г.п.

Максимальное их количество накапливалось в 8-польном зернотравянопропашном севообороте с двумя полями клевера одногодичного пользования и возделыванием в двух полях промежуточных культур - 41,8 ц/га (сев. 9а). Близким к этому севообороту был зернотравяной с сочетанием клевера одногодичного пользования и клеверо-тимофеечной смеси двухлетнего пользования - 40,6 ц/га (сев. 6), а также специализированный зерновой севооборот без пропашных культур с двумя полями клевера одногодичного пользования - 41,4 ц/га (сев. 13а). В зернотравянопропашном (9а) и зерновом (13а) севооборотах за счет основных культур поступало в почву 35,3-35,4 ц/га растительных остатков и за счет промежуточных - 6,0-6,5 ц/га. В общем количестве поступившей органической массы удельный вес промежуточных составил 14,5-15,5%.

В севообороте с двухгодичным использованием клеверо-тимофеечной смеси (сев. 1) в почву запахивалось меньше растительных остатков (35,1 ц/га), чем в севообороте с таким же удельным весом многолетних трав (сев. 9а), при одногодичном возделывании клевера в двух полях (41,8 ц/га). Удлинение срока пользования многолетними травами (клевер + злаки) до четырех лет привело к снижению массы запахиваемых растительных остатков до 25,9 ц/га, несмотря на то что в этом севообороте (сев. 7) удельный вес многолетних трав был вдвое больше (50% вместо 25%), чем в севооборотах с одногодичным и двухгодичным использованием клевера (сев. 9 и сев. 1).

Значительно меньше, чем в севооборотах с многолетними бобовыми травами (сев. 1 и 9) поступало в почву корневых и пожнивных остатков в зернопропашном севообороте (сев. 2) - 23,0 ц/га и еще меньше - в пропашном севообороте со 100% пропашных культур (сев. 15) - 14,6 ц/га.

Содержание гумуса в почве в зависимости от вида севооборота и систем удобрений. Обобщающим показателем при оценке роли севооборотов в накоплении органического вещества является изучение их влияния на баланс гумуса в почве. Здесь находит отражение не только поступление в почву свежей органической массы, но и степень ее разложения, которая в значительной мере зависит от технологии возделывания каждой культуры. В наших исследованиях изучался баланс гумуса в почве в различных видах севооборотов: зернотравянопропашном (полный плодосмен), зернотравяном, зернопропашном и пропашном. Исследования проводились при минеральной и навозно-минеральной системах удобрений, что дало возможность вычленить влияние культур и удобрений. Полученные результаты показали, что преимущество в накоплении гумуса имели севообороты с многолетними травами (табл. 2). Показательно, что в этих севооборотах положительный баланс складывался не только при навозно-минеральной, но и при минеральной системе удобрений, что имеет важное значение в условиях уменьшения применения органических удобрений в связи с резким сокращением использования навоза и торфа в сельском хозяйстве.

В изучаемом 8-польном зернотравянопропашном севообороте (сев. 9) многолетние травы возделывались в двух полях на разрыве в виде клевера одногодичного пользования, в зернотравяном (сев. 6) - в виде клевера одногодичного пользования (одно поле) и на разрыве - в виде клеверо-тимофеечной смеси двухлетнего пользования. Среди этих севооборотов по интенсивности гумусонакопления некоторое преимущество имел зернотравяной севооборот без пропашных культур. За 26-летний период увеличение содержания гумуса в почве здесь составило 0,24% при навозноминеральной системе удобрений и 0,04% при минеральной системе; в зернотравянопропашном севообороте - 0,20 и 0,01% соответственно. В этих севооборотах баланс можно охарактеризовать как положительный при навозно-минеральной си-

№ сево- Вид Структура посевов, % Система удобрений Содержание гумуса, % Изменения (+/-), т/га

оборота в опыте севообо- рота зерно- вых одно- летних трав много- летних трав про- паш- ных ис- ход- ное через 26 лет за 26 лет в среднем за год

9 Зерно- травяно- пропашной 50 12,5 25 12,5 ЫРК Навоз + ЫРК 2,26 2,27 2,27 2,47 +0,3 +6,0 +0,01 +0,23

6 Зерно- травяной 55,6 11,1 33,3 - ЫРК Навоз + ЫРК 2.31 2.31 2,35 2,55 +0,9 +7,2 +0,03 +0,28

2 Зерно- пропашной 50 - - 50 ЫРК Навоз + ЫРК 2,25 2,40 2,04 2,35 ,3 ,5 6, 1, -- -0,24 -0,06

15 Пропашной - - - 100 ЫРК Навоз + ЫРК 2,22 2,40 1,93 2,31 ,7 ,7 00 сі -- -0,34 -0,11

П р и м е ч а н и е. Доза навоза 11,2 т на 1 га пашни.

стеме удобрений и бездефицитный, или уравновешенный, при минеральной системе удобрений.

В зернопропашном и пропашном севооборотах баланс гумуса складывался отрицательно как при минеральной, так и при навозно-минеральной системах удобрений. Особенно резко отрицательным он был при минеральной системе, где за 26-летний период его уменьшение составило 0,21 и 0,29%, в то время как при навозно-минеральной системе - 0,05 и 0,09%. Доза органических удобрений 11,2 т на 1 га пашни в этих севооборотах оказалась недостаточной для создания бездефицитного баланса гумуса. Отрицательно складывался баланс гумуса и при бессменном возделывании кукурузы на фоне с навозно-минеральной системой удобрений. За 26-летний период содержание его в слое почвы 0-20 см уменьшилось с 2,44 до 2,28%.

Содержание гумуса в почве в зависимости от удельного веса и режима использования многолетних трав в севообороте. В сельскохозяйственных организациях республики все еще большой удельный вес на пахотных землях занимают злаковые травы. Как правило, это старовозрастные травостои. В связи с этим представляет интерес проследить за динамикой содержания гумуса в почве в зависимости от концентрации трав в севообороте и продолжительности их использования. Результаты исследований показали (табл. 3), что увеличение удельного веса многолетних трав (травостой злаковый) от 33 до 83% за счет удлинения срока их использования от трех до семи лет не приводило к увеличению содержания гумуса в почве, а наоборот, наблюдалась тенденция к снижению его содержания. Такая же тенденция отмечена и в бессменных посевах многолетних трав. На наш взгляд, это можно объяснить тем, что новообразование гумуса за счет ежегодного отмирания части корневой системы не компенсирует полностью убыль его в почве за счет процесса минерализации. Полной компенсации и увеличения накопления можно достигнуть при вовлечении в биоло-

Влияние насыщения севооборотов многолетними травами на содержание гумуса в почве (0-20 см)

Показатель % многолетних трав в севообороте

Продолжительность использования трав, лет 3 4 6 7 Бессменно 26 лет

гический процесс всей корневой массы, что достигается при перезалужении многолетних трав и чередовании их с однолетними культурами в севообороте.

Следовательно, положительная роль многолетних трав на накопление гумуса в почве зависит не только от их удельного веса в структуре посевных площадей, но и от режима использования в севообороте. Наиболее сильно влияние трав проявляется при возделывании клевера с одногодичным использованием или клеверозлаковой смеси с использованием не более двух лет. При одинаковой их доле в структуре севооборота преимущество сохраняется за клевером при одногодичном его использовании.

Таким образом, совершенствование системы использования многолетних трав на пашне, оптимизация их структуры с заменой злаковых травостоев бобовыми и бобово-злаковыми и изменение режима использования в севооборотах будет способствовать не только повышению экономической эффективности травяного поля, но и воспроизводству плодородия почвы и, прежде всего, улучшению баланса органического вещества в земледелии.

Влияние запашки соломы и пожнивных культур на содержание гумуса в почве. В условиях республики Беларусь в результате сельскохозяйственной деятельности ежегодно накапливается более 5,0 млн т малоценной для кормопроизводства соломы (ржи, пшеницы, тритикале, гречихи, рапса). Часть ее используется для подстилки животных, а значительная - запахивается после уборки культур. В связи с этим встает вопрос оценки запахиваемой соломы как органического удобрения, влияния ее на плодородие почвы и, прежде всего, на воспроизводство органического вещества. В наших исследованиях запашка соломы дважды за 8-летнюю ротацию - под пропашные (картофель, кукуруза) и под яровые зерновые культуры (ячмень, овес), - проводимая как в чистом виде, так и в сочетании с пожнивной крестоцветной культурой (редька масличная) с использованием на корм и зеленое удобрение не оказывала существенного влияния на содержание гумуса (табл. 4).

Приведенные данные показывают, что за 26-летний период в вариантах с запашкой соломы имелась лишь тенденция увеличения накопления гумуса в почве. Прирост в варианте с пожнивными культурами на корм без запашки соломы составил 0,07%, с запашкой соломы - 0,08%, а в сочетании с пожнивным зеленым удобрением соответственно 0,02 и 0,05%. Таким образом, полученные данные позволяют сделать вывод, что запашка соломы не приводит к существенному повышению содержания гумуса в почве, а лишь стабилизирует его запасы.

Слабое влияние соломы на процесс гумусонакопления объясняется химической природой ее органического вещества, неблагоприятным соотношением углерода (С) к азоту (К) - 60-100:1.

Система удобрений Наличие и способ использования пожнивной культуры Содержание гумуса, % Изменение, +

исходное, 1977 г. конец 3-й ротации, 2003 г. за 26 лет в среднем за год

ЫРК - 2,35 2,38 +0,03 +0,001

Н + ЫРК - 2,29 2,45 +0,16 +0,006

ЫРК з/к 2,36 2,43 +0,07 +0,003

ЫРК з/у 2,24 2,26 +0,02 +0,0008

Н + ЫРК з/к 2,21 2,40 +0,19 +0,007

Н + ЫРК з/у 2,25 2,38 +0,13 +0,005

ЫРК+солома з/к 2,21 2,29 +0,08 +0,003

ЫРК+солома з/у 2,23 2,28 +0,05 +0,002

П р и м е ч а н и е. Н - навоз соломистый, з/к - зеленый корм, з/у - зеленое удобрение.

Применение навоза обеспечило значительное накопление гумуса. За 26-летний период увеличение составило 0,19% в варианте с пожнивными на корм и 0,13% в варианте с пожнивными на зеленое удобрение, что соответственно в 6 и 4 раза больше, чем от запашки соломы. Одни минеральные удобрения без применения органических обеспечили лишь бездефицитный (уравновешенный) баланс гумуса с положительным значением 0,03% за период исследований.

Изучение влияния пожнивных культур (редька масличная, горчица белая) с использованием их на корм и зеленое удобрение на баланс гумуса в почве показало, что возделывание их в двух полях 8-польного севооборота после озимой ржи на зерно, перед картофелем и перед яровой зерновой культурой (овес, ячмень) оказало положительное влияние на содержание гумуса в почве. За 26-летний период на фоне КРК увеличение составило от 0,03 до 0,07%, а на фоне навоз + №К - от 0,16 до 0,19%.

При запашке пожнивных крестоцветных культур на зеленое удобрение повышалась биологическая активность почвы, но положительного влияния на содержание гумуса не оказывалось. Наоборот, в вариантах севооборота с зеленым удобрением имело место снижение его содержания с 0,07 до 0,02% на фоне КРК за 26-летний период и с 0,19 до 0,13% на фоне навоз + №К, что связано с полным разложением до минеральных веществ, за исключением процесса накопления гумуса.

Роль полевых культур в биологическом круговороте азота, фосфора и калия. Благодаря сельскохозяйственным растениям потребляется из почвы и отчуждается с урожаем большое количество элементов питания. Часть потребленных питательных веществ возвращается в почву вместе с корневыми и пожнивными остатками. Отчуждение питательных элементов с урожаем и возврат их в почву с растительными остатками занимают важное место в биологическом круговороте веществ, изучение которого имеет большое значение для совершенствования и разработки эффективных систем земледелия. Исследования показали, что названные показатели в большой степени зависят от вида растений и значительно изменяются от фона удобрений. Наибольшее количество азота вовлекалось в биологический круговорот люцерной, клевером, кормовым люпином, сераделлой (227397 кг/га), а из небобовых культур - картофелем, морковью, брюквой, сахарной

свеклой (113-159 кг/га). Горох, бобы, вика, пелюшка по количеству вовлекаемого в биологический круговорот азота уступали люцерне, клеверу, люпину и сераделле в виду меньшей их продуктивности (92,2-150,0 кг/га). Меньшим количеством азота в биомассе растений характеризовались зерновые культуры, а из кормовых - кукуруза и кормовая свекла (71,1-109,0 кг/га).

Количество фосфора, вовлекаемого в биологический круговорот, у всех изучаемых культур было значительно меньше, чем азота. В меньшей степени выражены также различия в содержании этого элемента между культурами. Большим его накоплением в общей биомассе растений отличались люцерна, клевер и клеверо-тимофеечная смесь (58,8-90,7 кг/га) и меньшим - горох, кукуруза, гречиха (24,5-31,9 кг/га). Остальные культуры занимали промежуточное положение (35,751,1 кг/га).

По количеству вовлекаемого в биологический круговорот калия среди полевых культур резко выделялись люцерна и клевер (326-371 кг/га). Большое количество его потребляли также корнеплодные культуры, картофель и подсолнечник (190-298 кг/га). Много калия, хотя и меньше, чем в названных культурах, содержалось в биомассе однолетних бобовых культур на зеленую массу и кукурузы (119-155 кг/га). Меньшим потреблением калия характеризовались зерновые и зернобобовые культуры (45,7-91,6 кг/га). Во всех культурах калий резко преобладал над фосфором, особенно в корнеклубнеплодах и культурах на зеленую массу. В биомассе всех небобовых кормовых культур на зеленую массу и корнеклубнеплодов калий в значительной степени преобладал также над азотом.

Из всего количества потребленных растениями питательных элементов большая часть их отчуждается с урожаем и изымается из биологического круговорота. По всем изучаемым культурам вынос азота составил 59,9-91,9%, фосфора - 52,893,8 и калия - 72,2-96,6% от общего их количества, вовлекаемого в биологический круговорот. С урожаем отчуждалось 43,5-287 кг азота, 91,1-58,4 кг фосфора и 38,9290 кг калия с 1 га. С пожнивными и корневыми остатками в почву возвращается меньшая часть усвоенных растениями питательных элементов. По данным наших исследований, с растительными остатками возвращалось в почву следующее количество элементов питания в кг/га: зерновые колосовые - N - 26-32, Р2О5 - 7-9, К2О - 16-21; люпин кормовой - N - 52, Р2О5 - 9, К2О - 31; горох, бобы, вика яровая - N - 22-30, Р2О5 - 5-7, К2О - 12-20; кукуруза - N - 24, Р2О5 - 8, К2О - 35; клевер, люцерна - N - 100-110, Р2О5 - 27-33, К2О - 74-84; клевер + тимофеевка 2-го г. п. - N - 79, Р2О5 - 23, К2О - 68; корнеклубнеплоды - N - 12-17, Р2О5 - 3-6, К2О - 11-24.

Представляет интерес показатель отношения питательных элементов, оставляемых в почве с растительными остатками к их выносу с урожаем (степень возврата), которая характеризует, какая часть от хозяйственного выноса элементов питания остается в почве после уборки культуры с корневыми и пожнивными остатками. Исследования показали, что между культурами наблюдаются большие различия в степени возврата элементов питания в почву. По отношению к выносу с урожаем этот показатель (с интервалом от минимального до максимального) составил: у зерновых и зернобобовых культур по азоту - 27-48%, фосфору - 22-37, калию - 19-42%; у культур на зеленую массу (однолетних и многолетних): по азоту - 17-67%, фосфору - 15-68, калию - 11-32%; у корнеклубнеплодов: по азоту - 11-15%, фосфору - 6-12, калию - 4-11%.

Промежуточные культуры (озимая рожь на зеленую массу; пожнивные - редька масличная, горчица белая, озимый рапс; подсевная сераделла) характеризовались

более высоким удельным весом возвращаемых в почву питательных элементов по отношению к их выносу с урожаем, чем культуры основных посевов. Этот показатель составлял: по азоту - 40-82%, фосфору - 51-95, калию - 26-82%, что объясняется иным распределением сухого вещества биомассы по частям и органам растений, т.е. масса корней и пожнивных остатков преобладает над массой отчуждаемого урожая. Так, у пожнивных крестоцветных культур масса корневых и пожнивных остатков была больше, чем отчуждаемая надземная масса, в 1,5-1,8 раза. Только у озимой ржи на зеленый корм растительные остатки по массе были меньше отчуждаемого урожая. Однако если при использовании на зерно они составляли 43%, то при использовании на зеленый корм - 78% от массы отчуждаемого урожая.

1. По количеству поставляемого в почву органического вещества за счет растительных остатков культуры различаются в 8-10 раз. Наибольшая их масса поступает от многолетних трав (50,4-62,9 ц/га) и наименьшая - от корнеклубнеплодов (6,9-11,7 ц/га). Зерновые колосовые занимают среднее положение (26,2-32,3 ц/га). Большие различия и между видами севооборотов. В оптимальном зернотравяном, зернотравянопропашном и зерновом с клевером растительных остатков накапливалось 35,1-41,8 ц/га, а в пропашном и зернопропашном - 14,6-23,0 ц/га. В зернотравяном севообороте с 50% многолетних трав с четырехлетним их использованием растительных остатков запахивалось в почву в 1,6 раза меньше (25,9 ц/га), чем в севообороте с 33,3% трав при одно-двухгодичном использовании (40,6 ц/га).

2. В зернотравянопропашном и зернотравяном севооборотах с 25 и 33,3% многолетних трав (клевер 1-го г. п., клевер + злаки 2-го г. п.) баланс гумуса складывался положительно не только при навозно-минеральной системе (за 26 лет + 0,20-0,24%), но и при минеральной системе удобрений (+0,01-0,04%). В пропашном и зернопропашном севооборотах баланс отрицательный как при минеральной (-0,21-0,29%), так и навозно-минеральной системе удобрений (-0,05-0,09%). Увеличение удельного веса многолетних трав в севообороте с 33 до 83% за счет удлинения срока пользования с трех до семи лет и бессменное возделывание злаковых трав (30 лет) не привело к увеличению накопления гумуса в почве, наоборот, имела место тенденция к снижению его содержания (с 2,32 до 2,29%).

3. Использование промежуточных культур в севооборотах на кормовые цели оказывает положительное влияние на содержание гумуса в почве. За 26-летний период отмечена тенденция к повышению его содержания с 0,16 до 0,19% на навозно-минеральном фоне и с 0,03до 0,07% - на минеральном фоне удобрений. Запашка пожнивных культур на зеленое удобрение способствовала повышению биологической активности почвы, но не приводила к увеличению содержания гумуса в почве из-за неблагоприятного для гумусообразования соотношения углерода и азота.

4. При запашке соломы не происходит как снижения содержания гумуса в почве, так и его существенного повышения. Запасы гумуса оставались практически на исходном уровне. Прирост за 26-летний период составил всего лишь 0,02-0,03%. Влияние запашки соломы можно охарактеризовать как слабоположительное, а баланс гумуса уравновешенным. В то же время от соломистого навоза обеспечен значительный прирост накопления гумуса. За тот же период увеличение составило 0,19%, что в 6 раз больше, чем от запашки соломы.

5. При оптимальной структуре посевных площадей и освоении рекомендуемых севооборотов в пахотные почвы республики ежегодно может поступать 13900 тыс. т абсолютно сухой органической массы за счет корневых и пожнивных остатков с.-х. культур и 8744 тыс. т - за счет органических удобрений. На 1 га пахотных земель возможное поступление составит 3,0 т за счет культурных растений и 1,9 т за счет органических удобрений, что эквивалентно соответственно 12,0 и 7,6 т подстилочного навоза. В общем количестве поставляемой в почву органической массы доля растительных остатков (корневых и пожнивных) составит около 62% и органических удобрений 38%.

1. Агрохимическая характеристика почв сельскохозяйственных земель Республики Беларусь / Под ред. И.М. Богдевича. Минск: РУП Институт почвоведения и агрохимии НАН Беларуси, 2006. 287 с.

2. Кулаковская Т.Н. Почвенно-агрохимические основы получения высоких урожаев. Минск: Ураджай, 1978. 270 с.

3. БаздыревГ.И. Земледелие. Учебник для вузов / Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков и др. М.: Колос, 2000. С. 43-83.

Никончик Петр Иванович - д. с.-х. н., проф., член-корреспондент НАН Беларуси, гл. науч. сотр. Научно-практического центра НАН Беларуси по земледелию; e-mail: [email protected] by

Information about the autor

Nikonchik Peter Ivanovich - doctor of agricultural , professor, corresponding member of NAS of Belarus, Chief Researcher, Scientific and Practical Center of NAS of Belarus on agriculture; tel. 8375177532203, e-mail: izis @ tut. by

Севооборот

Продолжительное возделывание той или иной садово-огородной культуры на одной и той же площади неизменно приводит к снижению физико-химических качеств грунта, его обеднению и истощению, появлению возбудителей заболеваний и насекомых-вредителей. Это, в свою очередь, приводит к ухудшению условий, в которых развиваются растения.

Некоторые культуры при длительном выращивании на одном и том же месте способны вызывать существенные качественные изменения почвы. Так, постоянная высадка капусты на ту или иную площадку вызывает повышение уровня кислотности грунта. А на участке, где всегда растет лук, многократно возрастает риск появления нематод. Кроме того, некоторые растения активизируют вынос питательных веществ из почвы.

Продолжительное выращивание какой-либо определенной садово-огородной культуры на одном и том же участке может быть оправданным только при условии, что это не приводит к увеличению количества колоний вредителей и микроорганизмов, являющихся возбудителями болезней растений. Для того чтобы предотвратить это, лучше воспользоваться особым методом возделывания овощных и цветочных видов – севооборотом, или ежегодным чередованием культур.

Как известно, корневая система растений не только питает их надземные части, но и активно участвует в почвообразовательных процессах, улучшая микрофлору грунта, его структуру и физико-химические параметры. Таким образом, между почвой и растением существует прямая связь, заключающаяся в обмене питательными веществами при содействии влаги, света и тепла. Корни обладают способностью выделять в грунт органические компоненты, среди которых следует назвать кислоты органического происхождения, фенольные соединения, гормоны, сахара, витамины и ферменты.

Продолжительное возделывание на одном и том же участке растения определенного вида приводит к накоплению в почве колинов, которые ухудшают структуру и снижают уровень плодородия почвы. В большинстве случаев основной причиной обеднения грунта и снижения урожайности культуры становится накопление токсичных веществ, выделяемых самими растениями при длительном выращивании их на постоянной площадке.

К огородным видам, отличающимся повышенной чувствительностью к выделяемым ими токсинам, относятся свекла и шпинат. Меньшей степенью чувствительности обладают лук-порей, бобовые и кукуруза. Большое количество токсичных колинов выделяют сладкий перец, капуста, помидоры, морковь и огурцы.

Еще одной причиной, по которой следует использовать метод севооборота, является заселение площадок с постоянно высаживаемой той или иной садово-огородной культурой насекомыми-вредителями и возбудителями заболеваний. Особенно распространенными болезнями, возникающими вследствие возделывания одного вида растения на постоянном участке, считаются те, которые вызваны луковой и морковной мухой, листовой и корневой нематодой, а также возбудителей корневой гнили и корневой килы. Наиболее эффективным способом борьбы с ними считается севооборот.

Обычно вредители и возбудители болезней поражают представителей определенного семейства огородной культуры. В связи с этим не нужно, например, высаживать турнепс, редьку и редис на те грядки, где ранее росла капуста. При возникновении килы капусту рекомендуется высаживать на прежнее место не ранее чем через 6 лет после года заражения. На таком участке можно возделывать такие виды, представляющее другое семейство.

Севооборот позволяет защитить грунт от обеднения и вырождения, а растения от вредителей и болезней. Кроме того, такой метод земледелия способствует предотвращению выноса из почвы питательных компонентов. При этом необходимо знать, какие культуры способны максимально улучшать качество грунта.

Известно, что повышать плодородие почвы могут растения, имеющие хорошо развитую корневую систему, по которой полезные вещества поступают из глубинных почвенных горизонтов в поверхностные. Кроме того, они делают почву более рыхлой. Это особенно важно для тяжелых суглинистых и глинистых грунтов.

При выборе садово-огородных культур для обеспечения севооборота на участке можно воспользоваться табл. 12.

Таблица 12. Культуры и их предшественники в севообороте

Основу севооборота составляет чередование садово-огородных культур, при котором на одном участке в течение 3 сезонов должны последовательно сменить друг друга 3 вида. При климатических условиях нашей страны рекомендуется включать в севооборот следующие растения:

– на первый год – требовательные к качеству грунта культуры;

– на второй год – бобовые, обладающие способностью обогащать почву азотом и улучшать ее структуру;

– на третий год – нетребовательные к грунту виды.

Требовательность растений к почве можно выяснить, ознакомившись с табл. 13.

Таблица 13. Требовательность садово-огородных культур к почве

Севооборот Севооборот – чередование сельскохозяйственных культур на территории и во времени или только во времени; эффективная технология органического садоводства.Системы и схемы севооборота поддерживают плодородие почвы, сокращают количество вредителей и

Из книги Большая Советская Энциклопедия (СЕ) автора БСЭ

Глава 10. ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ

Значение почвы как основного средства сельскохозяйственного производства определяется ее основным свойством – плодородием. Плодородие – это способность почвы удовлетворять потребность растений во всех необходимых им условиях (элементах питания, воде, воздухе, тепле и др.) для нормального роста и развития.

Развитие учения о плодородии почв связано с именем русского почвоведа В.Р.Вильямса. Он изучил формирование и развитие плодородия в ходе процесса почвообразования, показал взаимосвязь со свойствами почв и пути его повышения при сельскохозяйственном использовании.

Плодородие – особое специфическое свойство почвы, являющееся главным качественным отличительным признаком ее от горной породы. Плодородия является результатом почвообразования, а при использовании в сельском хозяйстве - результатом окультуривания.

§1. Виды почвенного плодородия

Различают следующие виды плодородия: естественное (природное), искусственное, эффективное (экономическое) и потенциальное.

Естественное плодородие – то плодородие, которым обладает почва в природном состоянии без вмешательства человека. Естественное плодородие в одном случае может быть сравнительно высоким, в другом весьма низким, но всегда определяется сочетанием и совместным влиянием природных факторов и процессов почвообразования. Естественным плодородием в чистом виде практически обладают лишь целинные земли. Оно определяется биологической продуктивностью, т.е. количеством растительной массы, создаваемой за год на единицу площади.

Искусственное плодородие – плодородие, которым обладает почва в результате целенаправленного воздействия человека (обработки, удобрения, мелиорации и других приемов по окультуриванию). С момента, когда целинный участок вовлекается в оборот и почва становится средством производства и продуктом труда человека, она наряду с естественным приобретает искусственное плодородие. В чистом виде оно возникает при создании субстратов для выращивания растений в теплицах, парниках и т.п.

Искусственное плодородие свойственно всем в той или иной мере окультуренным почвам. Однако как бы ни была высоко окультурена почва, она наряду с искусственным всегда обладает и естественным плодородием, обусловленным природными свойствами почвы. Чем выше культура земледелия, тем больше изменились первоначальные качества почв и тем сильнее выражено в ней искусственное плодородие. Однако определить, какая часть плодородия окультуренной почвы относится к ее естественному плодородию, а какая к искусственному, невозможно. Эти два вида плодородия неразрывно связаны между собой и формируют эффективное (экономическое) плодородие.

Эффективное (экономическое) плодородие представляет собой ту часть плодородия почвы, которая реализуется в виде урожая растений. Оно является реальным выражением искусственного и природного плодородия, вместе взятых, и представляет собой результат воздействия человека на почву в определенных социально-экономических условиях. Следовательно, к основным факторам, от которых зависит эффективное плодородие, относятся не только уровень природного плодородия, но в большей степени условия использования почв в производстве, уровень развития науки, техники и реализации их достижений, и растет вместе с ростом последних. Является частью потенциального плодородия почв.

Потенциальное плодородие – это суммарное плодородие почвы, определяемое ее приобретенными в процессе почвообразования или созданными (измененными) человеком свойствами. Характеризуется запасами элементов питания растений, формами их соединений и сложным взаимодействием всех других свойств, определяющих способность почвы в благоприятных условиях обеспечения растений другими факторами – водой, воздухом, теплом (а это возможно при окультуривании) – длительное время мобилизовать в необходимых для растений количествах элементы питания и поддерживать высокий уровень эффективного плодородия. Огромное потенциальное плодородие имеет, например, луговой торфяник, после осушения и освоения на нем получают очень высокие урожаи культурных растений за счет частичного расхода запасного фонда. Высоким потенциальным плодородием обладают черноземные почвы, низким – подзолистые.

Различные растения предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям. Поэтому говорят об относительном плодородии почв, т.е. по отношению к определенным видам растений или растительным формациям. Одна и та же почва может быть плодородной для одних и малопригодной для других растений. Например, болотные почвы высокоплодородны для болотной растительности и не подходят для степной, кислые подзолистые плодородны в отношении лесной растительности, на солончаках хорошо произрастает галофильная растительность.

§2. Факторы и условия плодородия почв. Воспроизводство плодородия

Различают факторы и условия почвенного плодородия. К первым относятся элементы азотного и зольного питания растений, лучистая энергия, вода, воздух и тепло – необходимые земные факторы жизни и роста растений, ко вторым – совокупность свойств и режимов, сложное взаимодействие которых определяет возможность обеспечения растений земными факторами (физические и физико-химические свойства, наличие токсических веществ и др.).

Главные показатели (условия), определяющие уровень почвенного плодородия, можно объединить в следующие группы:

1) комплекс физических свойств почвы – механический состав, структура, физико-механические свойства, воздушные, водные и тепловые свойства;

2) комплекс химических свойств – гумусовый состав, минералогический и химический состав, количество подвижных форм макро- и микроэлементов, наличие токсических веществ, отсутствие избытка легкорастворимых солей;

3) комплекс физико-химических свойств – реакция, емкость поглощения, состав обменных катионов, степень насыщенности основаниями, окислительно-восстановительный потенциал;

4) комплекс биологический свойств – количество микроорганизмов, преобладание бактерий (нитрифицирующих, целлюлозоразрушающих, наличие азотфиксирующих), ферментативная активность, «дыхание» почвы, фитосанитарное состояние;

5) комплекс режимов почвы – благоприятные водно-воздушный, пищевой и тепловой.

Необходимо подчеркнуть, что плодородие проявляется как результат сложного взаимодействия и взаимовлияния свойств и режимов почвы. Свойства почвы могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на уровень ее плодородия. В таблице 13 перечислены основные лимитирующие факторы почв и соответствующие приемы их мелиорации.

Таблица 13.

Лимитирующие факторы плодородия и прием их ликвидации

	Мелиоративный прием
Избыточная кислотность	Известкование
Избыточная щелочность	Гипсование, внесение физиологически кислых удобрений
Избыток солей	Промывка на фоне дренажа сбросных и почвенно-грунтовых вод
Высокая глинистость Высокая плотность Недостаток тепла	Пескование, оструктуривание, глубокое рыхление Оструктуривание, рыхление, травосеяние Тепловые мелиорации: мульчирование поверхности, снегонакопление, лесополосы, пленочные укрытия
Недостаток воды	Орошение, агротехнические приемы накопления воды в почве и защиты от испарения
Недостаток минерального питания Избыток воды (заболоченность) Недостаток аэрации	Минеральные и органические удобрения Дренаж осушительный Дренаж, оструктуривание, щелевание
Пестрота микрорельефа	Планировка поверхности
Большой уклон поверхности	Террасирование, полосно-контурная обработка, полосная посадка культур
Малый корнеобитаемый слой, ограниченный внутрипочвенными прослоями	Постепенное углубление с применением плантажа, глубокого рыхления, взрывных мелиораций
Резко дифференцированный на горизонты профиль	Постепенное углубление корнеобитаемого слоя, ликвидация дифференциации глубокой обработкой
Токсикоз химический	Химические и агротехнологические мелиорации
Токсикоз биологический	Агротехнологические и биологические мелиорации, севооборот. парование

После освоения целинной почвы ее плодородие изменяется в зависимости от мероприятий по окультуриванию почвы. В ней происходят количественные и качественные изменения, которые могут протекать в благоприятном направлении (накопление элементов питания, улучшение водно-воздушного режима и др.) или в нежелательном (разрушение структуры, эрозия и др.). С урожаями культурных растений выносится много питательных элементов из почвы, и тем больше, чем выше урожай. Кроме того, большое количество теряется в результате вымывания осадками, эрозии и др., что приводит к снижению плодородия почв. Однако могут сложиться условия и для стабильного уровня плодородия. Поэтому выделяют три вида воспроизводства почвенного плодородия: неполное, простое и расширенное.

При неполном воспроизводстве формируется плодородие ниже первоначального, возвращение к исходному уровню означает простое воспроизводство, при создании плодородия выше, чем начальное, – расширенное воспроизводство.

К основным приемам повышения эффективного плодородия относятся рациональное применение органических и минеральных удобрений, известкование и гипсование почв, система обработки, орошение и осушение, введение системы севооборотов, мероприятия по борьбе с эрозией и возделывание наиболее урожайных сортов растений и др. При этом необходимо выполнение следующего принципа землепользования: любая система земледелия должна быть обоснована экологически, т.е. соответствовать почвенно-климатическому природному комплексу.

§3. Бонитировка и оценка почв

Бонитировка (от лат. bonit о s – доброкачественность) почв – это специализированная научно-производственная классификация почв по их продуктивности. Строится на сопоставлении объективных природных свойств и режимов почв, наиболее важных для роста сельскохозяйственных растений со средней многолетней урожайностью основных сельскохозяйственных культур, возделываемых в региональной зоне.

Впервые на примере почв Нижегородской губернии В.В.Докучаев при участии Н.М.Сибирцева разработал научный метод бонитировки почв, на основании которого было показано, что каждая почва имеет большое число свойств, формирующих в совокупности плодородие почв. Однако не все признаки могут быть критериями бонитировки, а только те, которые мало подвержены изменениям во времени, надежно характеризуют уровень плодородия и коррелируют с урожайностью. Кроме того, учитывать необходимо и особенности природной зоны, ее агроклиматические показатели – термические условия и водный режим (сумма температур выше 10 о С, коэффициент увлажнения, степень континентальности климата), так как природные свойства, определяющие плодородие почв, различаются по почвенно-климатическим зонам.

В условиях гумидного климата (таежно-лесная, буроземно-лесная зона), где обеспечение влагой основных сельскохозяйственных культур достаточное, наибольшие корреляционные связи урожайности наблюдаются с содержанием гумуса в пахотном слое, рН солевой вытяжки, гидролитической кислотностью, содержанием физической глины, суммой поглощенных оснований, степенью насыщенности основаниями.

В условиях аридного климата (лесостепная, степная, сухостепная, полупустынная зоны) с недостаточным обеспечением влагой сельскохозяйственных культур свойствами, характеризующими бонитет почвы, являются: содержание гумуса в пахотном слое и запасы его во всей толще гумусового горизонта в т/га, степень насыщенности и емкость поглощения, гранулометрический состав (% физической глины). В засоленных почвах – наличие легкорастворимых солей, в солонцах – наличие поглощенного натрия.

На продуктивность почв, а соответственно, и урожайность культур оказывают влияние и другие факторы, которые сложно определить количественно (степень смытости или дефлированности, оглеености и др.). Такие факторы учитываются отдельно с помощью поправочных коэффициентов, которые вычисляются по сопоставлению урожайности на таких почвах.

Вышеперечисленный перечень признаков почв уточняется в соответствии с местными особенностями и традиционными подходами в оценочных работах. В условиях Беларуси такими признаками являются:

● генетический тип и разновидность почв, определяемые по степени проявления тех или иных процессов почвообразования, физико-химическим свойствам почвообразующих пород, морфологическому строению почвенного профиля,

● гранулометрический состав,

● основные агрохимические свойства – кислотность, степень насыщенности основаниями, содержание гумуса, подвижных форм фосфора и калия, количество общего и легкогидролизуемого азота, обменного кальция, микроэлементов и др.

В Беларуси используется 100-балльная оценочная шкала, где наилучшим почвам дается балл 100, наихудшим – минимальный. Для этого первоначально вычисляют баллы по каждому из выбранных свойств почвы по следующей формуле:

где Б i – балл, который характеризует почву по i-му свойству, C i – количественный показатель i-го свойства, C оп – оптимальное значение этого свойства. Затем рассчитывается средний балл для всех свойств.

В соответствии с методикой, которая разработана в Белорусском научно-исследовательском институте почвоведения и агрохимии и Белорусском государственном проектном институте по землеустройству, оценка земель состоит из следующих частей: оценка плодородия (бонитировка) почв, оценка технологических свойств земельных участков, оценка месторасположения участков, общая оценка.

Оценка плодородия – заключается в выявлении возможностей почвы земельного участка для выращивания следующих сельскохозяйственных культур и групп культур: 1) озимая рожь, 2) озимая пшеница, 3) овес, 4) ячмень и яровая пшеница, 5) кормовой люпин, 6) горох, вика, пелюшка, 7) картофель, 8) корнеплоды, 9) лен, 10) кукуруза, 11) люцерна, клевер, 12) злаковые травы. Степень соответствия почв для выращивания этих культур определяется по 100-балльной шкале, в которой оценку 100 баллов получает самая лучшая почва для той или иной культуры. В случае, если почвы не соответствуют оптимальным параметрам по каким-либо показателям по оценочной шкале, вводят поправочные коэффициенты. В зависимости от величины баллов бонитета с учетом коэффициентов земельные участки разделяются на группы по их пригодности для выращивания разных культур: ● наиболее пригодные – > 70 баллов; ● пригодные – 40 – 70 баллов; ● малопригодные – 20 – 40 баллов; ● непригодные – < 20 баллов.

Оценка технологических свойств земельных участков заключается в определении степени благоприятности проведения полевых работ по выращиванию сельскохозяйственных культур по сравнению с оптимальными условиями. В качестве эталона принят прямоугольный рабочий участок пашни без камней, с длиной не менее 1000 м, углом наклона до 1 0 , неизрезанный препятствиями и без кустов. Затраты на выполнение работ на эталонном участке принимается за единицу, а на рабочих участках с худшими условиями индекс затрат увеличивается в соответствии с ухудшением условий.

Оценка месторасположения рабочих участков определяется их отдаленностью от центральной усадьбы и производственных подразделений и качеством дорог. За эталон принимается отдаленность участка с асфальтированной дорогой не более 1 км.

Общая оценка предусматривает получение следующих экономических показателей:

1) индекс оценочных затрат на 1 га, который рассчитан по величине базовой урожайности, технологическим свойствам и месторасположению земельных участков по отношению к средним условиям. Для определения величины базисной урожайности используют балл бонитета почвы;

2) индекс оценочной себестоимости полученной продукции в отношении к средним условиям, которые получаются на основании оценочных затрат и урожайности сельскохозяйственных культур.

3) индекс дифференциации оценочного чистого дохода на 1 га в отношении к средним и худшим условиям. Этот индекс отражает сравнительную эффективность выращивания сельскохозяйственных культур, которая обусловлена качеством земли как средством производства.

Показатели общей оценки используются для определения денежной стоимости земли и налогов на нее, что важно в условиях рыночной экономики.

Бонитировка почв с кормовыми угодьями имеет два методических подхода. Если кормовые угодья являются улучшенными и культурными, то они оцениваются, как и пахотные почвы, по 100-балльной шкале. Оценка почв с естественными кормовыми угодьями, не подвергавшихся коренному улучшению, проводится по оценочной шкале, которая построена на основании фактической многолетней продуктивности:

где Б К – бонитет кормовых угодий, П К – многолетняя продуктивность (3 – 5 лет) в центнерах кормовых единиц с 1 га, 0,25 – цена балла в центнерах кормовых единиц с

1 га. Оценка земель является составной частью земельного кадастра, который содержит сведения о природном, хозяйственном и правовом состоянии земель. В его состав входят акт на право землепользования, кадастровая земельная карта и кадастровая земельная книга.

Влияние культур севооборота на плодородие почвы. Севообороты и плодородие почвы Биологическая продуктивность в севообороте и плодородие почвы

8. Понятие об обработке почвы ее значение. Виды и приемы обработки почвы.

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы - Никончик Петр Иванович

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы - Никончик Петр Иванович

Текст научной работы на тему «Севооборот и воспроизводство плодородия почвы. Результаты 30-летнего стационарного опыта»