Виды полевых севооборотов

Полевые севообороты Занимают основную площадь пашни сельскохозяйственных предприятий, в среднем по России площадь введенных полевых севооборотов ранее составляла 85...88% площади пашни. Земельные массивы, на которых раз­мещают полевые севообороты, неоднородны по плодородию почв, рельефу, увлажнению и другим условиям, а сельскохозяй­ственные предприятия значительно различаются по своему про­изводственному направлению, организационной структуре и другим природным и экономическим условиям. Поэтому при Введении их учитывают:

Специализацию хозяйства, его организационно-производ­ственную структуру и размеры;

Наличие населенных пунктов и размещение животноводчес­ких комплексов и ферм;

Рельеф местности, степень эродированности и расчлененнос­ти территории;

Пространственные характеристики землепользования (состав и площадь сельскохозяйственных угодий, размеры и размещение пахотных массивов, их конфигурацию и удаленность от хозяй­ственных центров и др.).

Специализация сельскохозяйственных предприятий опреде­ляет состав культур в полевых севооборотах. При проектирова­нии полевых севооборотов необходимо создать наилучшие усло­вия для размещения их по территории, обеспечив полевые куль­туры лучшими предшественниками и создав благоприятные ус­ловия для возделывания растений.

Во всех случаях состав культур в полевых севооборотах, их число и размещение необходимо увязывать с качеством почв хо­зяйства и их размещением на территории. При достаточной пло­щади земель, сильно различающихся по плодородию, и их ком­пактном расположении вводят отдельные полевые севообороты с различным набором культур. Основное условие при этом - раз­мещение менее требовательных к почвенному плодородию куль­тур на менее плодородных землях и, наоборот, более требова­тельных культур на более плодородных почвах. Большое значе­ние в этих случаях следует придавать культурам, повышающим или восстанавливающим плодородие почв (многолетним травам, люпину, зернобобовым и др.).

На легких почвах в условиях Нечерноземной зоны с неболь­шим содержанием гумуса вводят Сидеральные севообороты, На суглинистых почвах - севообороты, насыщенные льном, озимой пшеницей и другими культурами. На землях, подверженных смыву, проектируют Почвозащитные севообороты С включением в их состав многолетних трав, озимых культур. Несмытые земли выделяют под полевые севообороты с большим насыщением пропашными, интенсивно возделываемыми культурами.

В случае, если земли, пригодные для возделывания ограни­ченного набора культур, занимают небольшую площадь (1,..2 поля) и расположены компактным массивом, на них устанав­ливают свое чередование культур в рамках единого севооборота или предусматривают выводные поля культур. Например, на смытых землях можно запроектировать выводное поле многолет­них трав, а на легких почвах - картофеля.

При неоднородном почвенном покрове и расположении по­чвенных разностей бессистемно на всей территории в полях се­вооборотов выделяют агротехнически однородные рабочие учас­тки. В этих случаях при многоотраслевом развитии хозяйства до­пускается введение полевых севооборотов со сборными культу­рами в отдельных полях. При наличии больших открытых массивов земель с торфяными почвами и их осушении предус­матривают полосное размещение культур.

При размещении хозяйственных центров в производственных подразделениях на краю землепользовании с земельными масси­вами, вытянутыми в одну сторону, целесообразно введение не­скольких полевых севооборотов с насыщением близлежащих из них наиболее трудоемкими и малотранспортабельными культу­рами. Это необходимо для снижения затрат на транспортировку грузов и рабочих, холостые переезды сельскохозяйственной тех­ники. Пример организации севооборотов при вытянутом земле­пользовании показан на рисунке 10.

При небольшой площади землепользования приближение к населенным пунктам грузоемких культур может быть достигнуто и в границах одного севооборота. Например, звено севооборота, располагающееся вблизи селения, имеет следующее чередование: 1. Зернобобовые. 2. Озимые. 3. Картофель. 4. Яровые зерновые. 5. Картофель.

На удаленных землях вводят следующее звено: 6...7. Много­летние травы. 8. Озимые. 9. Яровые зерновые с подсевом трав.

Учитывая неодинаковое отношение культур, входящих в по­левые севообороты, к почвам, климатическим условиям, пред­шественникам и другим факторам, а также развитие процессов специализации и концентрации производства, полевые сево­обороты проектируют в зависимости от ведущих культур, входя­щих в них.

Вид полевых севооборотов определяется составом культур, требования к почвам которых различны

Среди хлебных злаков наиболее требовательна к почвенным условиям Пшеница. Она хорошо растет на глубоких структурных тяжелосуглинистых и легкосуглинистых почвах. Легкие, осо­бенно песчаные и супесчаные, почвы для пшеницы малопри­годны. Снижается плодородие и на тяжелых бесструктурных почвах. Пшеницы, особенно мягкие, обладают большой эколо­гической эластичностью. Их культивируют на слабокислых под­золистых, дерново-подзолистых, серых, бурых лесных и щелочных солонцеватых почвах, карбонатных сероземах, чер­ноземах, светло-каштановых почвах. Пшеницы не выносят кислых почв, которые всегда известкуются.

Ячмень Отличается очень большой приспособленностью к почвенным условиям. В лес­ных зонах для ячменя лучши­ми оказываются суглинистые дерново-подзолистые, серые и бурые лесные почвы, которые окультурены до слабокислой и нейтральной реакции среды и обогащены органическим ве­ществом. Тяжелые почвы, из­быточно переувлажненные, с плохими физическими свой­ствами, не подходят для куль­туры. Ячмень хуже приспосаб­ливается к переувлажнению, чем пшеница и овес. Мало подходят для ячменя и песча­ные почвы.

Прекрасными почвами для ячменя являются черноземы всех типов и темно-каштано­вые почвы. Как и для пшени­цы, лучший гранулометричес­кий состав - тяжелосуглинис­тый и легкосуглинистый. На степных суглинистых и осо­бенно песчаных почвах плодо­родие ячменя падает. Он раз­вивает мощную и глубокоидущую корневую систему, что определяет его относительную засухоустойчивость и в то же время чувствительность к пе­реувлажнению и неудовлетво­рительным физическим свой­ствам. Например, различные типы смытых почв характери­зуются невысоким плодороди­ем для ячменя.

Рожь Отличается большой экологической приспособленнос­тью к почвенным условиям. Лучшие почвы для нее - глубокие рыхлые структурные черноземы различных подтипов, однако ее можно возделывать как на кислых, так и на щелочных почвах. Рожь переносит высокую степень кислотности, достаточно не­чувствительна и к щелочности, и к некоторой засоленности и со­лонцеватости.

Рожь менее требовательна, чем другие злаки, к питательным элементам, дает хорошие урожаи на малопродуктивных почвах склонов, солонцеватых землях, хорошо приспосабливается и к почвам различного гранулометрического состава - от песчаных до глинистых. На песчаных почвах она более доходна, чем ос­тальные злаки. Приспосабливается рожь и к различной влажнос­ти. Ее посевы можно встретить и на подзолистых почвах, и на осушенных торфяно-болотных.

Овес Приспосабливается к широкой гамме почв различных природных зон, однако его корпи проникают на меньшую глуби­ну, чем корни других хлебов. В связи с этим он нуждается в хоро­шей увлажненности почв и даже не боится переувлажнения во второй период вегетации. Овес менее чувствителен к кислотнос­ти, чем пшеница и ячмень, у него ниже потребность в питатель­ных элементах. Пригодные для выращивания подзолистые и дерново-подзолистые почвы, серые и бурые лесные, осушенные по­чвы-торфяники, торфяно - и перегнойно-глеевые.

Овес лучше всего развивается па суглинистых и легкосуглини­стых почвах. Он более устойчив на легких почвах, чем на тяже­лых. Меньше всего подходят глинистые, плоходренированные почвы, потому что посевы склонны к полеганию и менее устой­чивы к вредителям. То же самое относится и к песчаным почвам из-за их предрасположенности к недостатку калия и быстрому пересыханию.

В степных районах овес дает хорошие урожаи на черноземах, особенно на оподзоленных, выщелоченных и типичных. В более сухих условиях на южных черноземах и каштановых почвах глав­ным ограничивающим фактором становится недостаток влаги из-за неспособности овса использовать воду глубоких слоев по­чвы. Слабощелочные условия не являются препятствием, и при оптимизации водного режима овес может давать хорошие уро­жаи. Он чувствителен к солонцеватости и засоленности почв.

Урожайность Кукурузы Во многом определяется не самими свойствами почв, а степенью увлажнения, что свидетельствует о специфике экологических особенностей этой культуры. Высо­кие урожаи кукурузы получают на черноземах выщелоченных, черноземах слитых, лугово-черноземных и луговых почвах, но при условии достаточного увлажнения в период вегетации. На сухих карбонатных черноземах сборы зерна кукурузы резко снижаются.

Кукуруза требовательна к богатству почвы органическим ве­ществом и элементами питания. В связи с этим в главных райо­нах возделывания лучшими для нее являются глубокогумусные почвы тяжелого гранулометрического состава. Это черноземы, каштановые почвы при орошении, лугово-черноземные почвы различных местообитаний, коричневые почвы.

Кукуруза - теплолюбивая культура, но ареал ее возделывания на силос проникает и в умеренный пояс. В холодных условиях для нее более подходящими являются теплые легкие почвы, рано Прогревающиеся.

Для Проса Наилучшие почвы - черноземы всех подтипов, каштановые, коричневые и серо-коричневые. Просо относится к культурам, предпочитающим легкие суглинистые почвы, однако на оструктуренных тяжелых тоже получают хорошие урожаи. Просо можно возделывать на лесных почвах (серые, бурые, дер­ново-подзолистые). Важна для проса высокая аэрация почвенно­го профиля. Всякое уплотнение почвы, переувлажненностъ (даже временная), глеевые явления, слитность неблагоприятны и резко снижают урожаи. Просо относительно солеустойчиво и может переносить слабую и среднюю солонцеватость.

Горох - Культура богатых плодородных почв, которая предъявляет высокие требования по хорошей аэрации и рыхлос­ти на большую глубину. Лучшие для него земли - черноземы различных подтипов. Плохо растет на плотных и бесструктурных тяжелых почвах, не выносит заболачивания, даже временного. Отрицательно реагирует на почвенную засуху. Неблагоприятны для гороха песчаные и супесчаные почвы. Очень чувствителен к солонцеватости и засолению.

Подсолнечник Предъявляет повышенные требования к богат­ству почв. Экологически в этом плане его можно поставить в один ряд с пшеницей. Лучшими для подсолнечника землями яв­ляются черноземы всех подтипов, близкие к ним лугово-черно-земные, а также темно-каштановые. Плодородие этих почв для подсолнечника зависит от содержания гумуса.

Подсолнечник - культура нейтральных и слабощелочных почв. Он устойчив к засолению почвы, и его можно применять при мелиорации как культуру-освоитель недопромытых земель. Песчаные, сильнозасоленные и солонцеватые, а также заболо­ченные почвы для подсолнечника неприемлемы.

Сахарная свекла По требовательности к почвенным условиям близка к основной зерновой культуре - Пшенице, которая всегда сопутствует ей в севооборотах. Для сахарной свеклы характерна высокая отзывчивость на почвенное богатство. Лучшие для куль­туры - земли, расположенные на богатых гумусом глубокострук­турных почвах. Это черноземы оподзоленные, выщелоченные, типичные, обыкновенные, коричневые выщелоченные и типич­ные почвы, а также лугово-черноземные, аллювиально-луговые и луговые почвы. Глубокая корневая система осваивает мощную толщу почвы и почвообразующей породы.

Сахарная свекла растет только на рыхлых глубокоструктурных почвах, к которым по гранулометрическому составу во всех при­родных зонах относятся среднесуглинистые. Однако подходят и хорошо оструктуренные черноземы, лугово-черноземные, ко­ричневые почвы тяжелосуглинистого и глинистого грануломет­рического состава. Неудачны для этой культуры пески и супеси, особенно во влажных условиях.

Сахарная свекла - солеустойчивое растение, свободно пере­носит слабую засоленность почв, которую можно применять при мелиорации для биологического рассоления.

Для Картофеля Наилучшие условия - районы с умеренно теп­лым летом и легкими по гранулометрическому составу почвами. Это дерново-подзолистые, серые и бурые лесные почвы, черно­земы оподзоленные, выщелоченные.

Почвы сухостепной зоны недостаточно удовлетворительны из-за почвенно-воздушного климата, высоких летних темпера­тур. Требование легкого гранулометрического состава - одна из важнейших почвенно-экологических особенностей картофеля, что обусловлено особенностями корневой системы.

Лен-долгунец Вследствие относительно слабой корневой систе­мы очень требователен к плодородию почв. Лучшими для его вы­ращивания являются земли с хорошо окультуренными дерново-подзолистыми, нормального увлажнения почвами среднего и легкосуглинистого гранулометрического состава со слабой кис­лотностью (рН 5...6).

Введение специализированных Зерновых севооборотов Вызвано специализацией хозяйства, созданием зерновых семеноводчес­ких хозяйств, потребностями в зернофураже животноводческих комплексов, птицефабрик, комбикормовых заводов, выведением из состава полевых севооборотов предшественников зерновых при организации кормовых и других севооборотов.

Насыщение севооборотов зерновыми культурами

Возможность насыщения севооборотов зерновыми культура­ми определяется расширением состава предшественников яро­вых, применением различных сортов растений, высокой агротех­никой, повышением технической оснащенности хозяйств. Кон­центрация посевов зерновых культур связана с их предшествен­никами; краткий перечень основных предшественников для выращивания зерновых и других культур для Нечерноземной зоны приведен ниже.

Примечание. Наиболее благоприятные предшественники указаны первыми.

В центральных и западных районах лучшими и экономически целесообразными предшественниками для озимых культур явля­ются: занятые пары - клеверный, картофельный, горохо-вико-овсяный и др.; из непаровых предшественников - многолетние травы на один укос в год посева озимых; на легких почвах - так­же люпиновый пар при уборке урожая на зеленую массу и сидеральный - при запашке массы на зеленое удобрение. Чистые пары целесообразны при восстановлении плодородия полей и проведении мелиоративных работ.

Например, в южных и юго-восточных районах Нечернозем­ной зоны лучшими предшественниками под озимые являются запятые пары (озимые на зеленый корм, клевер, ранний карто-фелъ, кукуруза на зеленый корм и силос, вико-овсяная и горохо-овсяная смеси), а из непаровых предшественников - многолет­ние травы на один укос, горох и гречиха на зерно (раннеспелые Сорта).

Некоторые зерновые и зернобобовые культуры являются хо­рошими предшественниками для других зерновых культур, что создает возможность их концентрации в специализированных севооборотах. В частности, горох - хороший предшественник для озимых культур, яровой пшеницы, ячменя, гречихи. Ранне­спелые сорта гречихи в Нечерноземной зоне могут являться предшественниками для озимых культур. При производстве то­варного зерна как исключение допускается также посев озимых По озимым и по ячменю.

Яровую пшеницу и яровой ячмень целесообразно размешать по пропашным культурам, гороху, пласту многолетних трав, льну, высеваемому по пласту многолетних трав, овсу.

Овес менее требователен к предшественникам, чем другие культуры. В то же время он является хорошим предшественни­ком в насыщенных севооборотах для других зерновых культур, служа «санитарной» культурой в отношении корневых гнилей. Овес размещают по тем же предшественникам, что и яровую пшеницу, а также после озимых. Лучшие предшественники горо­ха и вики на зерно - озимые и пропашные культуры.

В хозяйствах, специализирующихся на производстве зерновых культур, их насыщенность в севооборотах может доходить до 75 %. При этом следует иметь в виду, что для повышения плодо­родия почв и получения высоких и устойчивых урожаев зерна не­обходимо обеспечить положительный баланс органического ве­щества в почве, что возможно при выращивании в севообороте сельскохозяйственных культур, оставляющих после себя большое количество пожнивных и корневых остатков, и внесении органи­ческих удобрений. Наибольшее количество органических остат­ков - у многолетних трав и озимых культур, меньше - у про­пашных (картофеля, корнеплодов).

В севооборотах без многолетних трав положительный баланс гумуса в почве может быть поддержан, если внести в почву повы­шенные дозы органических удобрений (до 12...15 т на 1 га пашни и более).

В хозяйствах, специализирующихся на производстве продук­ции животноводства, в связи с увеличением в структуре посевов кормовых культур до 40...50 % доля зерновых в севооборотах со­кращается до 50...60 %.

В молочно-животноводческих хозяйствах северо-западных районов Нечерноземной зоны России с развитым производством зерна рекомендуют следующие схемы севооборотов:

При насыщении севооборотов зерновыми в Центральном экономическом районе для хозяйств зерномолочного направле­ния рекомендуют следующее чередование культур:

В хозяйствах южных и юго-восточных районов Центрального экономического района можно применять зерновые севооборо­ты с короткой ротацией: 1, Горох на зерно. 2. Озимые. 3. Про­пашные. 4. Яровые зерновые.

На дерново-подзолистых суглинистых почвах Кировской об­ласти наиболее эффективны севообороты с насыщением зерно­выми до 50...70 % со следующим чередованием культур:

Для дерново-подзолистых супесчаных и песчаных почв реко­мендуют севообороты со следующим чередованием культур: 1..2. Люпин. 3. Озимая рожь. 4. Картофель. 5. Ячмень.

В хозяйствах Уральского района оптимальная насыщенность полевых севооборотов зерновыми культурами на Среднем Урале находится в пределах 60..70 %, различаясь в зависимости от спе­циализации сельскохозяйственных предприятий. В хозяйствах молочного и мясо-молочного направления зерновые должны за­нимать 52...60 %, а в свинооткормочных и птицеводческих хозяй­ствах должны преобладать севообороты с насыщением зерновы­ми до 65..70%. При высокой концентрации зерновых рекомен­дуют следующие схемы севооборотов:

Для слабоокультуренных почв этого региона рекомендованы следующие схемы севооборотов:

Одно из основных требований, предъявляемых к проектиро­ванию зерновых севооборотов,-обеспечение повышения пло­дородия почв и создание наилучших условий для эффективного и высокопроизводительного использования сельскохозяйствен­ной техники.

Полевые севообороты - 4.3 out of 5 based on 3 votes

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)

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.

Разработку любой научно аргументированной системы земледелия начинают с обоснования структуры посевов различных культур с учетом их биоклиматического потенциала, то есть с проектирования севооборота.
Подбором культур в севообороте можно существенно изменить структурность почвы, улучшить ее агрофизические свойства, снизить затраты на использовании энергоемкой техники.
Включение в севооборот растений с глубоко идущей корневой системой - люцерны, донника белого - играет положительную роль в разрыхлении уплотненных подпахотных горизонтов, что приводит к существенной прибавке урожая последующих культур.
На дерново-подзолистых почвах Московской области при возделывании после озимых пожнивного сидерата горчицы в зерновом севообороте на 50 % площади количество водопрочных агрегатов под ячменем за два года увеличивалось в среднем на 6,6 %.
Включение сидеральных посевов в севооборот способствовало улучшению структурного состояния среднесмытых черноземных почв в условиях Ростовской области.
Всякая попытка недооценки севооборота, переход на монокультуру или частая повторяемость культуры в севообороте неминуемо приводят к серьезным негативным последствиям, ухудшению фитосанитарного состояния почвы и посевов.
Д. Н. Прянишников в статье «Севооборот и его значение в поднятии урожайности» писал, что причины, по которым правильное чередование культурных растений в севообороте оказывается более продуктивным, чем непрерывное возделывание одной и той же культуры, можно разделить на четыре группы:
причины химического порядка, то есть различия в химическом составе растений и потреблении ими питательных веществ;
причины физического порядка, то есть различия в состоянии почвы и ее влажности после уборки различных культур;
причины биологического порядка, то есть разное отношение культур к болезням, вредителям и сорным травам;
причины экономического порядка, то есть различия в количестве и распределении во времени труда, затрачиваемого на выращивание культур, их разное значение для хозяйства.
По данным Н. Я. Колосова, бессменное возделывание озимой пшеницы приводит к увеличению засоренности посевов в 2,8...6,1 раза, поражаемости озимой пшеницы корневыми гнилями в 1,6...2,5 раза и к существенному увеличению заселения посевов вредителями хлебных злаков.
По данным Макушинского опытного поля (Курганская область), засоренность почвы семенами горца вьюнкового при бессменной культуре яровой пшеницы составила, млн шт/га: в первый год - 62,3; во второй год - 85,6 и в третий год - 105.
При возделывании в звеньях севооборота пожнивных промежуточных культур на зеленое удобрение общее количество сорных растений снижается на 50...60 %, а численность трехреберника непахучего, василька синего, хвоща полевого, бодяка полевого - в два раза. Введение в севообороты пожнивной горчицы способствовало уменьшению и запасов семян сорняков в почве. Так, в севообороте с одними зерновыми культурами в пахотном слое находилось 380 семян сорных растений, а при возделывании сидеральной горчицы - 290 семян на 1 кг почвы. При разложении в почве зеленой массы сидерата снижается жизнеспособность находящихся в ней семян сорняков.
Интенсивность регулирующего воздействия различных сельскохозяйственных культур на сорный компонент агрофитоценоза определяется главным образом двумя факторами: способностью самой культуры подавлять сорные растения и особенностями технологии ее возделывания. Высоким уровнем конкурентоспособности по отношению к сорнякам характеризуются озимые зерновые культуры, многолетние травы; средним уровнем - ячмень, овес, подсолнечник и слабым - яровая пшеница, лен, картофель.
Несмотря на то что современное земледелие располагает широким набором средств борьбы с сорняками и вредителями, севооборот продолжает оставаться наиболее доступным и эффективным средством регулирования их численности. Также рекомендуется снижение применения азотных удобрений, так как в результате этого уменьшается вредоносность насекомых. При ограничении использования пестицидов или при полном отказе от них возрастает количество полезных насекомых в почве. Успешно подавляют сорняки быстрорастущие высокостебельные культуры, активно формирующие мощную вегетативную массу.
Таким образом, при помощи севооборота предполагается решать многие задачи - поддерживать плодородие почвы, обеспечивать защиту растений от сорняков, вредителей и болезней, сокращать число обработок почвы.
Один из важнейших факторов севооборота при альтернативном земледелии - наличие в нем клевера, люцерны и других бобовых культур.
По данным Д. Н. Прянишникова, после того как в Европе были введены плодосменные севообороты с посевом клевера, средняя урожайность зерновых культур поднялась с 0,7 до 1,6 т/га. В Сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева (ныне РГАУ - MCXA им. К. А. Тимирязева) на дерново-подзолистой почве в шестипольном севообороте с клевером однолетнего пользования на протяжении 50 лет получали 1,34 т/га ржи (без внесения минеральных удобрений). В том же севообороте, но без клевера было получено лишь 0,67 т/га.
При выращивании сельскохозяйственных культур около 50 % расходуемой энергии приходится на азотные удобрения, поэтому введение в севооборот азотфиксирующих бобовых культур дает самую реальную возможность сбережения энергии. Однако сельское хозяйство является единственной отраслью экономики, где происходит химико-биологическое накопление энергии, в то время как в других отраслях эта энергия, накопленная за миллионы лет в виде нефти, угля и газа, активно расходуется. Поэтому лучше сокращать процессы, связанные с потреблением энергии, чем внедрять энергосберегающие процессы.
Дальнейшее совершенствование структуры посевных площадей и севооборотов служит важным резервом стабилизации земледелия, увеличения урожайности и валовых сборов зерна, производства кормов и продукции технических культур.
Севообороту принадлежит важная роль в регулировании почвенного плодородия. Севооборот способствует лучшему использованию почвенной влаги, в значительной степени предотвращая отрицательное действие засухи и эрозии почвы, служит агротехническим средством борьбы с вредителями и болезнями, сорной растительностью, дает возможность сконцентрировать приемы обработки почвы и применение удобрений в одной ротационной системе.
В севооборотах структура посевных площадей тесно увязана как с природными ресурсами, так и с программой производства зерна, кормов и другой продукции земледелия, то есть с конкретными производственными задачами хозяйства, с его направлением и специализацией, перспективами развития и экономикой, а также с насыщением ведущей культурой (или культурами) и рядом организационных мероприятий. При оптимальной структуре посевных площадей чередование культур в севообороте должно предусматривать наиболее высокий выход продукции и способствовать восстановлению почвенного плодородия.
Севооборот продолжает оставаться доступным и эффективным агротехническим средством восстановления плодородия почв, защиты их от разрушения водной и ветровой эрозией, поддержания благоприятного фитосанитарного состояния посевов.
Еще в 1867 г. А. В. Советов в работе «О системах земледелия» обобщил существовавшие тогда представления о плодосмене. Он отмечал, что при использовании плодосмена улучшаются физические свойства почвы за счет накопления перегноя, замедляется ее истощение, так как чередуются культуры не только истощающие, но и обогащающие почвенное плодородие. Плодосменность способствует очищению почвы и посевов от сорной растительности, получению более высокого урожая. По данным А. Ф. Сафонова, А. А. Алферова, М. А. Золотарева., в севообороте по сравнению с монокультурой увеличивается урожайность озимой ржи и овса в 1,5...2,0 раза.
На слабовыщелоченных черноземах при бессменном возделывании урожайность сахарной свеклы без удобрений составила 15,5 т/га, или она была на 12,3 т/га ниже, чем после пшеницы в севообороте. На фоне удобрений эта разница снижалась до 0,81 т/га.
Проблема правильного использования земли, ее сохранения и улучшения весьма актуальна для всего человечества.
Каждая культура резко изменяет почвенные условия для последующей культуры в севообороте.
Эти изменения в зависимости от вида культуры и технологии ее возделывания могут быть положительными или отрицательными. Одна и та же культура на различных почвах и при разных климатических условиях оказывает разное воздействие на почву. Ее воздействие тем больше, чем выше урожай и чем дольше она здесь остается.
Как справедливо отмечали М. И. Сидоров и др., успешное возделывание растений в агроценозах возможно только в севообороте, основанном на плодосмене, когда чередуются культуры с высоким и низким содержанием азота в биомассе (например, горох - озимые, сахарная свекла - ячмень и др.). С помощью севооборота можно направленно регулировать влияние растений на свойства и плодородие почвы. При чередовании культур на принципах плодосмена копируются природные условия, то есть агроценоз как бы приближается к биоценозу.
Севооборот - это важнейший биолого-экономический фактор. Он облегчает борьбу с вредителями, болезнями и сорняками.
При большой доле в севообороте зерновых культур сильно развиваются гнили и размножаются многие вредители (жужелицы, тли, нематоды).
Подсолнечник - одна из тех культур, для которой требуется особенно строгое соблюдение чередования в севообороте. Возвращение его на прежнее место раньше чем через 7...8 лет вызывает поражение растений ложной мучнистой росой, заразихой и др. Урожай маслосемян при этом может снизиться на 50...70 %, а содержание жира в них - на 3...5 %.
Сахарную свеклу размещают в одном и том же поле севооборота не раньше чем через 3...4 года; в противном случае происходит накопление в почве корневой тли, нематоды и других болезней и вредителей. Например, на Льговской опытно-селекционной станции (Курская область) увеличение насыщения севооборотов сахарной свеклы с 20 до 30 % и возвращение этой культуры на прежнее поле через два года (а не через пять лет, как рекомендуют) привело к увеличению поражаемости ее корнеедом с 12 до 43%, снижению густоты насаждения растений на 14 тыс., урожайности и сахаристости корнеплодов соответственно на 11,8 т/га и на 16 %.
В севообороте культуры чередуют во времени так, чтобы это отрицательно влияло на цикл развития сорняков, вредителей и болезней. Кроме того, неодинаковая устойчивость к ним разных культур, а также корневые выделения некоторых культур способствуют улучшению фитосанитарного состояния почв. Чем более обосновано чередование культур в севообороте, тем выше фитосанитарный эффект.
Некоторые культуры посредством своих корневых выделений улучшают фитосанитарное состояние почв. Такая форма взаимодействия у высших растений называется «аллелопатией». Аллелопатическая активность культурных растений представляет интерес с точки зрения использования ее в севообороте для биологической борьбы с сорными растениями. Примером могут быть однолетние и многолетние травы: вика, люпин желтый, которые угнетают пырей ползучий; вьюнок полевой и другие сорняки, а также гречиха, лен, овес, отрицательно влияющие на осот; пырей ползучий и другие сорняки.
При включении в севооборот наравне с основными культурами промежуточных и сидеральных культур суммарный урожай с поля в любом случае оказывается в 1,5 раза выше, чем при выращивании на поле одной культуры. Интенсивное использование земли способствует также более рациональному применению техники в течение сельскохозяйственного года, в результате резко повышается производительность труда.
В севообороте более рационально используется эффективное и потенциальное плодородие почв. Культуры плодосмена различаются химическим составом, а следовательно, потребность их в количестве и соотношении питательных элементов разная.
Важное значение севооборота заключается в том, чтобы обеспечить научно обоснованное чередование культур, при котором не было бы отрицательного баланса гумуса в почве. Если создается отрицательный баланс, он должен быть устранен с помощью внесения навоза или навоза совместно с минеральными удобрениями. Также необходимо иметь в севообороте посевы многолетних трав.
Включение в севооборот посевов промежуточных и сидеральных культур приводит к увеличению содержания в почве азота и оксида кальция (в три, девять раз больше, чем в навозе). Такой состав растительных остатков благоприятствует синтезу гумуса, является условием образования водопрочной структуры, повышения эрозионной устойчивости почвы.
В Центрально-Черноземном регионе России выращивание двух урожаев в год вызвало увеличение содержания органического вещества в почве. Отмечено также, что повторные посевы предупреждали вымывание нитратов и других питательных веществ.
В южных районах Украины, Средней Азии также наблюдалось увеличение содержания органического вещества в почве при насыщении севооборотов промежуточными и сидеральными культурами. В условиях с коротким вегетационным периодом (Калининская область) введение в севооборот пожнивной горчицы привело к повышению запасов органического вещества в почве на 2,48...4,48 т/га.
Возделываемые культуры в соответствии с биологическими особенностями и химическим составом выносят из почвы питательные вещества в разном соотношении, вследствие чего при чередовании культур сохраняется баланс питательных веществ в почвенном растворе. Например, бобовые культуры способны фиксировать азот из воздуха и обогащать им верхние слои почвы. При чередовании в севооборотах бобовых и небобовых культур улучшается азотный режим почвы. Люцерна и гречиха способны использовать фосфаты из труднорастворимых соединений, тогда как пшеница, картофель, сахарная свекла могут поглощать только их подвижные формы. При чередовании между собой упомянутых групп культур лучше используется фосфатный фонд почвы.
Влияние возделываемых растений на плодородие почвы зависит от технологии выращивания, количества и качества корневых остатков. По количеству органического вещества, оставляемого после уборки, основные полевые культуры можно разделить на три группы:
многолетние бобовые и злаковые травы, оставляющие в почве наибольшее количество биомассы;
однолетние зерновые и зернобобовые культуры;
пропашные культуры.
Чередование культур в севообороте дает возможность равномерно распределять по полям поступающие послеуборочные остатки, регулировать их разложение и возврат в почву питательных веществ.
При беспрерывном (в течение теплого периода года) возделывании культур в севообороте предупреждаются непродуктивные потери питательных веществ и влаги, повышаются биологическая активность почвы и содержание гумуса. Значительна роль промежуточных и сидеральных посевов и в очистке полей от сорняков, вредителей, и в защите растений от болезней. Промежуточные и сидеральные посевы способствуют удалению из почвы остаточных количеств пестицидов. Уплотненное использование пашни - мощное средство борьбы с ветровой и водной эрозией почв, а также один из резервов повышения ее продуктивности.
Чередование культур в севообороте в большей мере, чем монокультура, оказывает положительное влияние на агрофизические свойства почвы. Например, при чередовании культур со стержневой и мочковатой корневой системой улучшаются структура и водно-физические свойства почвы, снижается ее плотность.
При монокультуре пропашных и зерновых культур уплотняется подпахотный слой, создаются предпосылки для развития водной и ветровой эрозии, ухудшаются физические свойства почвы, ее структура.
Результаты исследований показывают, что при возделывании пшеницы в севообороте, особенно после клевера, многолетних и однолетних трав, водно-физические свойства почвы значительно лучше, чем при бессменном посеве.
При выпадении дождей непосредственно на почву происходит нарушение структуры в ее поверхностном слое. Без растений водопрочная структура не обеспечивает в течение длительного времени регулирование поверхностного стока. Особенно быстро она разрушается под пропашными культурами. В связи с этим пропашные культуры рекомендуют возделывать с промежуточными культурами при обязательной минимализации обработок почвы.
Севооборот - важное агротехническое мероприятие. При чередовании зерновых культур сплошного посева с пропашными поддерживается хорошее структурное состояние почвы. Кроме того, в севообороте ведут систематическую борьбу с сорняками механическими, экологически чистыми приемами. В освоенном научно обоснованном севообороте можно проводить борьбу с сорняками практически без применения гербицидов. К тому же эффект от системы удобрения, обработки почвы, мероприятий по защите растений, внедрения высокопродуктивных сортов значительно возрастет, если их применяют в севообороте.
Большое значение севообороту в борьбе с сорняками и в повышении урожайности сельскохозяйственных культур придавал Д. Н. Прянишников. Он подчеркивал важную роль чередования озимых и яровых культур, а также введения в севооборот пропашных культур и многолетних трав.
По сравнению с монокультурой в севообороте легче решать многие организационно-экономические вопросы, в частности более равномерно планировать и выполнять сельскохозяйственные работы. Кроме того, отведение поля под пар возможно только в севообороте. В этом случае значительно облегчаются выбор места и проведение таких мероприятий, как внесение органических удобрений, посев сидеральных культур, химическая мелиорация почв, борьба с сорняками.
Севооборот является основой комплекса защитных мероприятий, с помощью которых можно с учетом биологии сельскохозяйственных культур и особенностей технологии их возделывания эффективно регулировать численность и видовой состав сорного компонента агрофитоценоза.
В опытах, проведенных в Чехии, засоренность посевов при 4...6-летнем повторном выращивании зерновых колосовых культур возросла до 300...440 шт/м2, что почти в 10 раз выше по сравнению с уровнем засоренности этих культур в плодосменном севообороте.
Севооборот как фитосанитарный фактор оказывает заметное влияние не только на количественный, но и на качественный состав сорного компонента агрофитоценоза. Бессменное возделывание сельскохозяйственных культур, особенно сплошного посева, влечет за собой усиленное размножение специализированных для данной культуры сорняков, и за счет этого резко возрастает общий уровень засоренности посевов и почвы. Своевременное выполнение агротехнических мероприятий при условии соблюдения севооборота приводит к полному уничтожению сорняков в посевах сельскохозяйственных культур. Выполнение данных мероприятий - важное условие получения высоких урожаев.
Таким образом, реализовать потенциальную продуктивность растений возможно только при высокой культуре земледелия, наличии научно обоснованного севооборота, который имеет ряд преимуществ по сравнению с монокультурой:
положительно влияет на воспроизводство плодородия почвы;
способствует улучшению ее химических, физических и биологических свойств;
существенно облегчает борьбу с вредителями, болезнями растений, сорняками.
Следовательно, севооборот - это комплексное многоцелевое агротехническое мероприятие, решающее многие агрономические задачи. При его использовании сводятся к минимуму отрицательные влияния, возникающие при бессменных посевах. Так, при монокультуре из-за особенностей культур и технологий их возделывания происходят накопление фитотоксичных веществ в почве, развитие фитопатогенной микрофлоры, одностороннее развитие некоторых групп микрофлоры в ущерб другим группам, нарушение структуры и физико-химических свойств почвы и баланса элементов питания при их одностороннем выносе, что в целом ведет к почвоутомлению - снижению и даже потере почвенного плодородия.
При чередовании культур в севообороте с различным вегетационным периодом, наличии достаточного времени между уборкой одной культуры и посевом другой можно выращивать промежуточные культуры на корм и сидераты, вносить органические удобрения, применять механические способы борьбы с сорняками, что способствует разложению растительных остатков.
Таким образом, только при правильном чередовании культур в севообороте можно проводить агромероприятия. Севооборот также служит основой научного ведения хозяйства при любом направлении земледелия. При соблюдении севооборота облегчается решение комплекса агрономических задач по получению устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур и продукции растениеводства лучшего качества.

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.

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

• Научные основы Зерновой специализации севооборотов в центральных областях Нечерноземной зоны России

  2006 / Лошаков В. Г.

• Плодородие дерново-подзолистых почв и продуктивность зерновых севооборотов при длительном использовании пожнивной сидерации

  2004 / Лошаков В.Г., Иванов Ю.Д., Николаев В.А.

• Лабильное органическое вещество почв и приёмы его регулирования

  2017 / Дедов Анатолий Владимирович, Несмеянова Марина Анатольевна

• Влияние полевых севооборотов на баланс азота в почве

  2013 / Замятин Сергей Анатольевич, Изместьев Владимир Михайлович

• Зеленое удобрение в подтаежной зоне Сибири

  2012 / Сорокин И. Б., Титова Э. В., Сиротина Е. А., Петрова Л. В.

• Опыт использования растительных остатков в почвах Нечерноземной зоны России (обзор)

  2017 / Мудрых Н.М., Самофалова И.А.

• Плодосменный севооборот - основной фактор сохранения и повышения плодородия почвы в Белгородской области

  2014 / Тютюнов С.И., Соловиченко В.Д., Логвинов И.В.

• Длительное пожнивное зеленое удобрение и плодородие дерново-подзолистых почв

  2010 / Синих Юрий Николаевич

• Воспроизводство плодородия почвы в зерновом севообороте

  2013 / Лошаков В. Г.

• Влияние систем удобрения на гумусовое состояние серых лесных почв ополья

  2010 / Окорков В. В., Окоркова Л. А., Фенова О. А.

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 refl ected. The same defi nitions 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.

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