Агроэкологическая оценка земель по продуктивности возделываемых культур в севооборотах

Агроэкологическая оценка земель по продуктивности возделываемых культур в севооборотах

Н.Н. Дубачинская, д.с.-х.н., А.С. Верещагина, с.н.с. ГНУ «Оренбургский НИИСХ»; Н.Н. Герасимова, преподаватель, Оренбургский ГАУ

В системах земледелия при освоении севооборотов важно размещение культур применительно к местообитанию, учитывая агромелиоративные свойства почв, рельеф и другие факторы, влияющие на продуктивность агроценозов. В этой связи необходима агроэкологическая оценка земель в соответствии с биологическими требованиями культур к условиям произрастания, их влиянием на воспроизводство плодородия почвы.

На современном этапе, когда идет ежегодная трансформация земель и организация хозяйств различных форм собственности, требуется корректировка кадастровой оценки земель, которая, судя из методического руководству МСХРФ и РАСХН, основывается на агроэкологической оценке земель [1]. Учитывая разнообразие почвенного покрова, на наш взгляд, в каждой природноклиматической зоне необходима оценка земель и их дифференцированное использование, что будет влиять в конечном итоге на стоимость земли товаропроизводителей любых форм собственности.

Учитывая разнообразие почвенного покрова, в каждом хозяйстве может быть несколько агроэкологических групп земель, объединяемых морфологическими признаками, близкими по водно-физическим и химическим свойствам почв.

В статье рассматриваются различные варианты агроэкологической оценки земель по продуктивности на примере проведенных исследований опытного стационара. На наш взгляд, это самая достоверная и объективная оценка, которая может быть использована при кадастровой оценке малосолонцовых земель степной зоны Южного Урала.

Исследования проводились на опытном стационаре №3 площадью в 90 га, заложенном в 1993 г. и расположенном в опытном хозяйстве им. Куйбышева Оренбургского НИИ сельского хозяйства Оренбургского района Оренбургской области. На малосолонцовых почвах (до 25% солонцов в комплексе) после детального обследования, исходя из агромелиоративных свойств почв, степени эродированности и местообитания, выделены 4 агроэкологических группы земель.

1 группа. Чернозем южный солонцеватый среднемощный слабозасоленный, склон до 1° (расположенный в зоне лесной полосы).

2 группа. Чернозем южный солонцеватый среднемощный слабосмытый слабозасоленный, склон до 3°.

3 группа. Чернозем южный солонцеватый маломощный среднесмытый среднезасоленный, склон до 5°.

4 группа. Солонец глубокий высококарбонатный солончаковатый среднезасоленный, склон до 5°.

Почвы комплекса характеризуются среднетяжелосуглинистым гранулометрческим составом. Агроэкологические 3-я и 4-я группы земель

— солонцы глубокие и маломощные солонцеватые почвы (склон до 5°) характеризуются близкими агромелиоративными свойствами почв, но отличаются содержанием обменного натрия в ППК (26,6—28,6% от емкости обмена). Для этих почв характерен укороченный гумусовый профиль и более низкое содержание гумуса (1,9—3,1%); они отличаются более высокой плотностью сложения в верхней части профиля (1,25—1,41 и 1,20—1,30 г/см3), меньшей водопроницаемостью и полевой влагоемкостью (33,5—25,3 и 33,5—20,9%), средним засолением (сумма солей 0,730—0,812%) с горизонта С, большей влажностью устойчивого завядания растений (16,6—19,6 и 16,7 и 26,7%), по сравнению с 1-й и 2-й группами земель.

Чернозем южный солонцеватый среднемощный содержит гумуса 4,1—3,9—2,9%, обменного натрия в пределах 3,6—6,9% в горизонтах Вь В2, засоление в горизонте АВ 0,076—0,0150, увеличиваясь до 0,330—0,437% в горизонте С. Количество карбонатов в этих почвах в горизонте В2

— 3,6—5,5%. Почвы стационара характеризуются высокой обеспеченностью обменным калием (24,8—29,7 мг/100 г почвы), средней — подвижным фосфором (1,5—2,3 мг/100 г почвы).

Погодные условия в период исследований существенно различались.

1993 и 1994 гг. характеризовались как благоприятные, количество осадков выпало выше нормы (421 и 378 мм), в том числе за вегетационный период — 164 и 206 мм. Гидротермический коэффициент составил в эти годы соответственно 0,7 и 0,97 против 0,50 по многолетним данным. 1995, 1996 и 1998 гг. были крайне засушливыми, а 1997 и 1999 гг. были более благоприятными, чем предыдущие.

2000 г. (май-июнь) характеризовался повышенной влажностью в вегетационный период (298 мм), но высокой температурой воздуха (до 40,5°С) в момент цветения (июль), что отрицательно сказалось на формировании зерна пшени-

цы. 2001 и 2002 гг. характеризовались меньшими осадками. ГТК равнялся 0,19 и 0,4, в 2003 г. — 1, а в 2004 г. — 0,76.

Методика исследований

Севообороты, адаптированные к различным агроэкологическим группам земель, изучались в зернопаротравяном, зернопаровом и травопольном видах в период с 1993 по 2004 гг. в соответствии со схемами опытов, которые представлены в таблицах 1—3. Опыты закладывали в 3-кратной повторности. Метод расположения вариантов

— систематический. Площадь делянки 7x40 м = 280 м2, учетная — при уборке комбайном 72 м2, на комплексах — парцеллами 20 м2. Культуры высевались с нормой высева: пшеница (озимая и яровая) — 4,0 млн. шт. всхожих семян на 1 га, судан-ская трава —2,5млн.; донник, эспарцет — 3 млн.; покровная культура (ячмень, зерносмесь) —

3 млн. шт. всхожих семян на 1 га.

В опытах предусматривалась агротехника, принятая для малосолонцовых почв степной зоны [2]. На 1-й и 2-й группах земель вспашка под черный пар проводилась осенью поперек основного склона на глубину 27—30 см, под вторую и последующие культуры — плоскорезная обработка на 20 — 22 и 25—27 см, на 3-й и 4-й — безотвальное рыхление на 27—30 и 25—27 см. Весной по всем группам— закрытие влаги, культивация пара — 4-кратная и одна обработка гербицидами в зернопаровом севообороте. Перед посевом — культивация на 6—8 см. Посев испытываемых культур в севооборотах проводился рядовым способом сеялками СН-16, СЗП-3,6, СЗС-2,1.

Мелкосемянные культуры (донник, эспарцет, суданская трава) высевались с прикатыванием до и после посева (3КК-6), пшеница — после посева. Многолетние и двулетние травы высевались под покров зерносмеси (пшеница + ячмень) и донника однолетнего с заниженной нормой высева и уборкой на зеленую массу (сено).

Технологии возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах приняты с интегрированной защитой от вредителей, болезней. Перед посевом зерновых проводилось протравливание семян. На озимых и многолетних травах в весенний период в качестве подкормки вносили азотные удобрения (из расчета 30 кг д.в. на 1 га).

На протяжении вегетационного периода в опытах проводились наблюдения за ростом и развитием растений, засоренностью посевов и изменением водно-физических свойств почв

— по общепринятым методикам. Расчет баллов бонитета по агроэкологическим группам земель

проводился по методике почвенного института им. В.В. Докучаева [3].

Результаты исследований

При формировании севооборотов на солонцовых землях общие зонально-провинциальные принципы сохраняются, однако учитывается ряд особенностей, обусловленных подбором культур в зависимости от условий солонцеватости и засоления с учетом фитомелиоративного влияния растений, маневрирования долей чистого пара.

На солонцовых и солонцеватых маломощных почвах дефицит влаги складывается из-за высокого содержания легкорастворимых солей в почвообразующей породе, что резко снижает продуктивный запас влаги и сказывается на продуктивности возделываемых сельскохозяйственных культур.

В этой связи нами в изучаемых севооборотах приняты коротко-ротационные севообороты с черным паром.

Размещение одних и тех же культур в севооборотах на разных агроэкологических группах земель показало, что они как по биометрическим показателям, так и по продуктивности имеют существенные различия. Как показали полученные данные корреляционно-регрессионного анализа, биологическая продуктивность зерна озимой пшеницы, возделываемой на 1-й и 2-й агроэкологических группах земель, имеет тесную связь с другими элементами структуры: продуктивной кустистостью (г = 0,989—0,978), массой 1000 семян (г = 0,982—0,984), количеством зерен в колосе (г = 0,979—0,965). Такая же закономерность проявляется в зернопаровом севообороте при возделывании яровой пшеницы соответственно (г = 0,937; г = 0,954; г = 0,984). Структурный анализ подтверждается продуктивностью культур (табл. 1).

В наших исследованиях изучение культур в зернопаротравяном севообороте на различных агроэкологических группах земель показало, что урожайность озимой пшеницы, размещаемой на плакорных (равнинных) землях, в 1,6 раза ниже, чем яровой пшеницы. На этом варианте отмечается и наименьший сбор кормовых единиц и пе-реваримого протеина, тогда как в севообороте на черноземе солонцеватом (склон до 3°) получено урожая зерна в 1,9 раза выше, что связано с плохой выживаемостью озимых, как было отмечено ранее. На других агроэкологических группах земель продуктивность озимой пшеницы выше яровой пшеницы. Разница в урожае зерна между этими вариантами составила на 2-й группе — 5,2 ц с 1 га; на 3-й —3,3 ц с 1 га. На солонцах (4-й группы) она была несущественной — 0,1 ц с 1 га. Возделывание суданской травы на сено на 3-й и 4-й группах земель увеличивает в целом продуктивность севооборотов (табл. 2). Урожайность зерна пшеницы и семян суданской травы

1. Оценка 1-й и 2-й агроэкологических групп земель по продуктивности

зернопаротравяного севооборота

№ севооборота, культура после пара Чередование культур в севообороте Урожайность, ц с 1 га

зерна, семян сухой массы кормовых единиц (к. ед.) переваримого протеина

1 группа. Чернозем южный солонцеватый среднемощный слабозасоленный плакорный

1б-1 Озимая пшеница 11,1 - 13,3 1,77

1б-2 Яровая пшеница 18,2 - 21,8 2,90

1б3 Суданская трава 7,3 23,6 11,8 11,8 0,73 0,59

1б, 1-4 В среднем по севообороту 9,2 - 10,6 11,7 1,35 1,31

1-4 Урожайная цена балла бонитета 0,26 - 0,30 0,33 0,04 0,04

Расчет баллов бонитета почвы 1-й группы по продуктивности 25 - 26 28 -

2 группа. Чернозем южный солонцеватый среднемощный слабозасоленный эрозионный

1-1 Озимая пшеница 21,6 - 25,9 3,44

1-2 Яровая пшеница 16,4 - 19,7 2,61

1-3 Суданская трава 6,1 23,4 9,8 11,7 0,61 0,58

1-4 В среднем по севообороту 11,0 - 13,85 14,32 1,66 1,65

1-4 Урожайная цена балла бонитета 0,31 - 0,39 0,41 0,05 0,05

Расчет баллов бонитета почвы 2-й группы по продуктивности 35 - 33 35 -

2. Оценка 3-й и 4-й агроэкологических групп земель по продуктивности

зернопаротравяного севооборота

№ севооборота, культура после пара Чередование культур в севообороте Урожайность, ц/га

зерна, семян сухой массы кормовых единиц (к. ед.) переваримого протеина

3. Чернозем южный солонцеватый маломощный среднезасоленный (склон до 5°), севооборот №1а

1 а-1 Озимая пшеница 13,6 - 16,3 1,80

1а-2 Яровая пшеница 10,3 - 12,4 1,36

1а-3 Суданская трава 4,7 23,3 4,7 11,6 0,47 1,16

1а, 1-4 В среднем по севообороту 7,2 - 8,3 10,1 0,90 1,08

1 Урожайная цена балла бонитета 0,20 - 0,23 0,28 0,025 0,03

Расчет баллов бонитета почвы 3-й группы по продуктивности 23 - 20 24 -

4. Солонец степной глубокий средненатриевый среднезасоленный высококарбонатный (склон до 5°), севооборот №1в

1в-1 Озимая пшеница 9,0 - 10,7 1,2

1в-2 Яровая пшеница 8,9 - 10,7 1,18

1в-3 Суданская трава 5,2 23,7 5,2 11,8 0,52 1,18

1в,1-4 В среднем по севообороту 5,8 23,7 6,7 8,3 0,72 0,89

1-4 Урожайная цена балла бонитета 0,16 - 0,19 0,24 0,02 0,03

Расчет баллов бонитета почвы 4-й группы по продуктивности 18 - 16 21 -

в севооборотах на этих двух агромелиоративных ных, что связано с дефицитом влаги и плохими

группах была соответственно ниже в 1,5 раза, агромелиоративными свойствами почв. Следует

чем на черноземах солонцеватых среднемощ- также отметить преимущество по урожайности

суданской травы, возделываемой на сено: по всем агроэкологическим группам земель она была практически одинакова. Это свидетельствует о солонце- и солеустойчивости этой культуры и связано с меньшим расходом продуктивной влаги на формирование сухой массы.

Возделывание яровой пшеницы на черноземе южном солонцеватом маломощном среднезасо-ленном (склон до 5°) показало более низкую ее продуктивность по сравнению с 1-й и 2-й группами земель в 1,8 и 1,6 раза, но в 1,2 раза выше, чем на 4-й группе — солонце степном глубоком средненатриевом среднезасоленном.

Разница в урожайности культур, в зависимости от агромелиоративных свойств агроэкологических групп земель, свидетельствует о различном бонитете этих почв, который принято выражать в баллах. Это один из показателей при кадастровой оценке земель. Пользуясь методикой, разработанной в почвенном институте им. В.В. Докучаева И.И. Кармановым [3], нами определен балл бонитета солонцеватых почв для зерновых культур:

Б = 8,2  V  1° > 10°  КУ : (КК + 70) = 35, где Б — балл бонитета;

010° — сумма температуры свыше 10°;

V — суммарный показатель свойств солонцеватых почв = 0,86;

КУ — коэффициент увлажнения по Иванову = 0,50;

КК — коэффициент континентальности = 197;

8,2 — множитель, коэффициент пропорциональности.

Урожайная цена балла бонитета —Ц = У : Б, где У — урожайность ц/га;

Б — бал бонитета.

Имея в результате расчетов наибольшую урожайную цену балла бонитета по агроэколо-гическим группам земель, устанавливаем баллы бонитета по другим агроэкологическим группам земель. Как видим из таблицы 1, при расчете на зерно, семена и к. ед. бонитет почв варьирует: по 1-й группе — 25—28 баллов, 2-й — 35—35, 3-й — 23— 24 балла, 4-й — 18—21 балл.

Таким образом, при размещении яровой пшеницы по хорошему предшественнику, ее продуктивность в большей степени зависела от агромелиоративных свойств почв. Наибольшая урожайность яровой пшеницы отмечена на плакорных землях и черноземах солонцеватых среднемощных (склон до 3°) — 18,2 и 16,4 ц с 1 га. А продуктивность озимой пшеницы снижалась в зависимости от местообитания и агромелиоративных свойств почв.

Литература

1. Кирюшин, В.И. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий / В.И.Кирюшин и др. Методическое руководство МСХ РФ, РАСХН. М., 2005. 784 с.

2. Дубачинская, Н.Н. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия на солонцовых землях Южного Урала. Оренбург, 2000. 332 с.

3. Карманов, И.И. Методика и технология почвенноэкологической оценки и бонитировки почв для сельскохозяйственных культур. М.: ВАСХНИЛ, 1990. 114 с.