Многолетние травы как фитомелиоранты

Многолетние травы как фитомелиоранты

Е.П. Денисов, д.с.-х.н., профессор, Д.А. Уполовников,

д.с.-х.н., Н.П. Молчанова, к.с.-х.н., Д.В. Сураев, к.с.-х.н., ФГБОУ ВПО Саратовский ГАУ

Важным фактором предотвращения деградации почвы и снижения урожайности является широкое использование фиторесурсов. Для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и уменьшения влияния отрицательных факторов на плодородие почвы в данной ситуации необходимо изменить подход к планированию структуры посевных площадей. В первую очередь следует увеличить посевы многолетних трав, которые являются хорошими фитомелиорантами и предшественниками для всех сельскохозяйственных культур, в том числе и для зерновых колосовых. Расширение посевов многолетних трав — это дешёвый и малозатратный способ пополнения органического вещества почвы. В настоящее время наряду с традиционными многолетними травами (люцерна, эспарцет, кострец безостый и др.) широкое распространение приобретают новые культуры (лядвенец рогатый, щавель кормовой, свербига восточная и др.) [1—6].

Материалы и методы исследования. Цель исследования — изучение фитомелиоративной способности многолетних трав и их влияния на урожайность зерновых культур. Исследования проводили в течение 2010—2013 гг. на опытном поле Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова.

Климат района расположения опытного поля континентальный с суммой осадков за год 391 мм, почвы — чернозём южный среднесмытый с содержанием гумуса в верхнем слое почвы 3,1—3,3%.

В качестве фитомелиорантов использовали такие многолетние травы, как лядвенец рогатый, донник жёлтый (двулетние растение), свербигу восточную, кострец безостый, за контрольный вариант — люцерну синюю. В качестве зерновых культур высевали яровую и озимую пшеницу. После яровой пшеницы под озимые проводили минимальную обработку почвы дисковой бороной CATROS. Опыт закладывался в четырёхкратной

повторности, учётная площадь делянок составляла 100 м2, расположение делянок рендомизированное.

Результаты исследований. Одна из основных особенностей многолетних трав как фитомелио-рантов — обогащение почвы свежим органическим веществом. Наибольшее количество органического вещества в виде пожнивно-корневых остатков оставляли в слое 0—60 см после себя люцерна и лядвенец рогатый — 11,0—10,6 т/га (табл. 1).

1. Количество пожнивно-корневых остатков в почве перед распашкой многолетних трав в слое 0—60 см

Масса пож- Отклонение

Вариант нивно-корневых от контроля

остатков, т/га т/га %

Люцерна (контроль) 11,0 - -

Лядвенец рогатый 10,6 -0,4 -3,6

Донник жёлтый 8,1 -2,9 -26,4

Свербига восточная 7,8 -3,2 -29,1

Кострец безостый 8,0 -3,0 -27,3

НСР05 0,7

Такое различие можно объяснить биологией изучаемых культур и строением корневой системы.

Важную роль в формировании урожая сельскохозяйственных культур играют агрофизические свойства почвы. Интегрированным показателем состояния агрофизических свойств почвы является плотность (табл. 2).

Обработка почвы (вспашка) существенно снижала плотность почвы. После распашки многолетних трав наименьшая плотность почвы была после люцерны, как в пахотном, так и в подпахотном горизонтах. После яровой пшеницы почву обрабатывали дисковой бороной и высевали озимую пшеницу. В верхнем слое почвы 0—10 см отмечена тенденция уплотнения почвы по сравнению с предыдущим годом.

Если под яровой пшеницей весной плотность почвы не превышала 1,04—1,08 г/см3, то к посеву озимой пшеницы она составляла 1,08—1,12 г/см3, т.е. возросла на 0,04 г/см3.

2. Плотность почвы под культурами по вариантам, г/см2

Слой почвы, см

1 1

0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 0-30 30-60

до распашки многолетних трав

Люцерна синяя (контроль) 1,19 1,24 1,26 1,37 1,39 1,23 1,41

Лядвенец рогатый 1,19 1,26 1,26 1,39 1,43 1,24 1,42

Донник жёлтый 1,27 1,34 1,37 1,4 1,42 1,33 1,43

Свербига восточная 1,20 1,28 1,35 1,39 1,42 1,28 1,43

Кострец безостый 1,17 1,18 1,34 1,34 1,49 1,23 1,48

перед посевом яровой пшеницы

Люцерна синяя (контроль) 1,07 1,14 1,16 1,33 1,35 1,12 1,34

Лядвенец рогатый 1,04 1,15 1,20 1,36 1,44 1,13 1,40

Донник жёлтый 1,05 1,21 1,28 1,37 1,45 1,18 1,41

Свербига восточная 1,09 1,18 1,21 1,42 1,44 1,16 1,43

Кострец безостый 1,08 1,17 1,19 1,38 1,40 1,15 1,38

перед посевом озимой пшеницы

Лядвенец рогатый 1,08 1,19 1,24 1,38 1,43 1,17 1,40

Донник жёлтый 1,11 1,22 1,29 1,38 1,46 1,21 1,42

Свербига восточная 1,12 1,23 1,24 1,39 1,41 1,20 1,40

Кострец безостый 1,09 1,20 1,27 1,40 1,42 1,19 1,41

Несмотря на некоторые уплотнения почвы к посеву озимой пшеницы, плотность почвы была в пределах оптимальных значений.

После распашки трав почва оставалась сравнительно рыхлой под зерновыми культурами в течение двух лет. В пахотном слое под яровой пшеницей она равнялась 1,12—1,16 г/см3, а под озимой пшеницей — 1,18—1,21 г/см3.

В среднем в пахотном слое почва после люцерны уплотнялась на 0,06 г/см3; после лядвенца рогатого — на 0,04 г/см3; после костреца безостого и донника жёлтого — на 0,03 г/см3; после свербиги восточной — на 0,05 г/см3 по сравнению с первым годом после распашки. Многолетние травы благоприятно воздействовали на питательный режим почвы. Наибольшее содержание гумуса отмечено после бобовых трав — 3,25—3,29% (табл. 3).

Под бобовыми культурами гумуса было на 0,08—0,12% больше, чем после небобовых трав. Это объясняется большим количеством пожнивно-корневых остатков в бобовых травах и высоким содержанием в них азота.

Доступного фосфора после бобовых культур было также больше, чем после небобовых культур. По пласту люцерны доступного фосфора отмечено 99 мг на 1 кг почвы, лядвенца рогатого — 80 мг; донника — 97 мг. После костреца безостого и свербиги восточной количество его в почве снизилось до 60—69 мг на 1 кг почвы. Все бобовые культуры — люцерна, лядвенец рогатый и донник жёлтый — растворяли в почве труднодоступный фосфор и накапливали его в почве. После костреца безостого и свербиги восточной доступного фосфора было в 1,4—1,7 раза меньше. Эти культуры не обладают таким свойством, как бобовые травы.

Аналогичное изменение по культурам отмечено и в обменном калии. По пласту люцерны его было

375 мг на 1 кг почвы, лядвенца рогатого — 359 мг, донника — 367 мг, что на 18—34 мг больше, чем после костреца безостого и свербиги восточной.

Бобовые травы способствовали интенсивному накоплению питательных веществ в почве. Многолетние травы, особенно бобовые, повышали сумму обменных оснований. Если после бобовых сумма обменных оснований составляла 24,7—25,9 мг-экв на 100 г почвы, то после небобовых культур величина её снизилась до 22,4—22,9 мг-экв на 100 г почвы. Увеличение суммы обменных оснований после бобовых отмечено за счёт увеличения обменного кальция. Его было в первом случае больше на 1,8—2,3 мг-экв на 100 г почвы. Если удельный вес обменного кальция после лядвенца рогатого составил 75,3, то после свербиги восточной и костреца безостого он не превышал 72,7—73,4%. Количество обменного натрия не превышало 0,7—0,9 мг-экв на 100 г почвы на всех вариантах опыта.

Улучшение агрофизических и агрохимических свойств почвы положительно сказалось на величине урожайности зерновых культур. Наивысшую урожайность яровая пшеница сформировала по пласту люцерны — 3,14 т/га зерна. По пласту лядвенца

3. Содержание питательных веществ в почве после распашки многолетних трав в слое 0—30 см

Вариант Гумус, % Мг на 1 кг почвы

нитратный азот доступный фосфор обменный калий

Люцерна синяя 3,29 49 99 375

Лядвенец рогатый 3,27 40 80 359

Донник жёлтый 3,25 43 97 367

Свербига восточная 3,17 28 69 348

Кострец безостый 3,17 27 60 341

4. Урожайность зерна яровой пшеницы по пласту многолетних трав

Урожай- Отклонение

Вариант ность, от люцерны

т/га т/га %

Люцерна синяя (контроль) 3,14 - -

Лядвенец рогатый 2,95 -0,19 -6,1

Донник жёлтый 2,84 -0,3 -9,6

Свербига восточная 2,07 -1,07 -34,1

Кострец безостый 1,63 -1,51 -48,1

НСР05 0,064

рогатого урожайность снизилась на 6,1%, после донника жёлтого — на 9,6% (табл. 4).

По пласту небобовых культур яровая пшеница сформировала урожайность меньше, чем после люцерны, на 48,1 и 34,1. Снижение урожайности яровой пшеницы можно объяснить недостатком азота в почве.

По обороту пласта многолетних трав после яровой пшеницы высевалась озимая пшеница при поверхностной обработке почвы. Урожайность зерна озимой пшеницы по обороту пласта люцерны составляла 2,77 т/га зерна (табл. 5).

По обороту пласта лядвенца рогатого озимая пшеница сформировала 2,58 т/га урожая зерна, или на 6,8% меньше, чем после люцерны, а по обороту пласта донника жёлтого — 2,31 т/га, или на 16,6% меньше, чем после люцерны. После костреца безостого урожайность озимой пшеницы снизилась на 30,3% , а после свербиги восточной — на 41,1.

Следовательно, недостаток азота в почве сказался и на второй год после распашки многолетних трав, но в меньшей степени, чем в первый год.

Возделывание яровой и озимой пшеницы после многолетних трав было экономически выгодным.

По пласту люцерны при возделывании яровой пшеницы был наибольший чистый доход 9,49 тыс. руб. с 1 га, наибольший уровень рентабельности — 152% и наименьшая себестоимость одной тонны зерна — 1,98 тыс. руб.

После других бобовых трав экономические показатели были близки к варианту с люцерной.

После костреца и свербиги показатели экономической эффективности пшеницы заметно снизились. Чистый доход составил 3,05—4,85 тыс. руб. на 1 га; уровень рентабельности — 60—88%.

5. Урожайность зерна озимой пшеницы после яровой

Урожай- Отклонение

Вариант ность, от люцерны

т/га т/га %

Люцерна синяя (контроль) 2,77 - -

Лядвенец рогатый 2,58 -0,19 -6,8

Донник жёлтый 2,31 -0,46 -16,6

Свербига восточная 1,63 -1,14 -41,1

Кострец безостый 1,93 -0,84 -30,3

НСР05 0,14

Себестоимость одной тонны зерна возросла — 2,66—3,13 тыс. руб.

Аналогичное изменение экономических показателей отмечено по вариантам при возделывании озимой пшеницы.

По обороту пласта бобовых многолетних трав условный чистый доход от возделывания озимой пшеницы после яровой составлял в пределах 6,47—8,64 тыс. руб. с 1 га, себестоимость 1 т зерна — 1,88— 2,9 тыс. руб., уровень рентабельности — 127—165%.

При возделывании озимой пшеницы после небобовых трав показатели экономической эффективности были несколько хуже. После костреца безостого условный чистый доход равнялся 4,55 тыс. руб. с 1 га, себестоимость одной тонны зерна — 2,64 тыс. руб., уровень рентабельности — 89%; после свербиги восточной — соответственно 3,10 тыс. руб.; себестоимость возросла до 3,09 тыс. руб., а уровень рентабельности снизился до 61%.

Литература

1. Ганькин А.В., Денисов Е.П., Солодовников А.П. Влияние многолетних трав на агрохимические свойства почвы и урожайность последующих культур // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. 2005. № 2. С. 5—6.

2. Денисов Е.П., Солодовников А.П., Денисов К.Е. Нетрадиционные многолетние культуры в качестве фитомелиорантов // Нива Поволжья. 2008. № 2 (7). С. 14-18.

3. Туктаров Б.И., Попеко В.М., Чадин Д.В. Биологическая мелиорация деградированных орошаемых земель Заволжья // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. 2009. № 6. С. 39-42.

4. Фитомелиорация засоленных почв Западного Прикаспия / М.М. Джамбулатов [и др.] // Аграрная наука. 2008. № 3. С. 27-30.

5. Хасанова Р.Ф. Фитомелиоративная эффективность многолетних трав на чернозёме обыкновенном // Аграрная наука. 2008. № 2. С. 33-36.

6. Чернышов Е.В. Изменение агромелиоративных свойств чернозёма выщелоченного под влиянием фитомелиорантов и известкования в условиях лесостепного Поволжья: автореф. дисс. ... канд. с.-х. наук. Пенза, 2006. 21 с.