Сохранение и повышение плодородия почвы в агроэкосистемах Новгородской области Северо-Западного региона РФ

СОХРАНЕНИЕ И ПОВЫШЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО РЕГИОНА РФ

А. Б. Тиранов, к.э.н., доц. Новгородского государственного университета им. Я. Мудрого Л. В. Тиранова, к с.-х.н., зав. отд. Новгородского НИИ сельского хозяйства

Важнейшая для аграрной науки задача - поиск путей сохранения и повышения почвенного плодородия с наименьшими затратами и увеличение продуктивности посевов.

Решая проблему сохранения и повышения плодородия почв и увеличение урожайности сельскохозяйственных культур для агроландшафтов Новгородской области Северо-Западной зоны РФ, разработаны 12 моделей короткоротационных севооборотов.

В разработанных моделях использовали альтернативные и традиционные органические удобрения, такие как: сидераты, солому, корневые и пож-

нивные остатки, навоз КРС, умеренные дозы минеральных удобрений и сорта сельскохозяйственных культур адаптированные к конкретным почвенно-климатическим условиям.

Методика. Исследования проводились в 2006-2010 гг. на дерново-подзолистой легкосуглинистой на глине почве средней степени окультурен-ности с мощностью пахотного слоя до 20 см. Перед закладкой опыта в пахотном слое почвы содержалось: гумуса 2,9-4,0%, подвижного фосфора 32,145,0 мг, обменного калия 23,3-27,5 мг на 100г почвы, рНсол 6,0-6,5.

Модели короткоротационных севооборотов

I-й севооборот, 20% бобовых:

1. Вика + овес на сидерат

2. Озимая рожь (зерно) + солома*

3. Картофель

4. Ячмень + солома* + оз. рапс на сидерат

5. Овес+ солома*

3-й севооборот, 20% бобовых:

1. Люпин узколистный на сидерат

2. Озимая рожь (зерно) + солома*

3. Картофель

4. Ячмень + солома* + оз. рапс на сидерат

5. Овес + солома*

5-й севооборот, 40% бобовых:

1. Картофель

2. Ячмень + клевер + тимофеевка

3. Клевер + тимофеевка I г. п. на з/м

4. Клевер + тимофеевка II г. п. на сидерат

5. Картофель

7-й севооборот, 20% бобовых:

1. Клевер I г. п. на сидерат

2. Озимая рожь (зерно) + солома*

3. Ячмень + солома*

4. Лен-долгунец

5. Овес (зерно) + клевер

9-й севооборот, 40% бобовых:

1. Клевер I г. п. на з/м

2. Клевер II г. п. на з/м

3. Озимая рожь (зерно)+ солома*

4. Лен-долгунец

5. Овес (зерно) + клевер

II-й севооборот, 20% бобовых:

1. Рапс яровой на з/м

2. Озимая рожь (зерно)+ солома*

3. Ячмень + солома*

4. Лен-долгунец

5. Зернобобовые + солома*

* - солома на удобрение

Размер делянок 100 м2, повторность четырехкратная.

Уровень удобренности минеральными удобрениями в пропашных севооборотах № 1-6 за ротацию составил 168-174 кг д.в./га, в льняных № 7-11 и зернокормовом № 12 - 135-144 кг д.в./га. Пополнение органического вещества почвы происходило за счет сидератов паровых полей, измельченной соломы зерновых, пожнивно-корневых остатков, промежуточных сидератов (озимая рожь и рапс яровой) и навоза КРС в севооборотах № 5 и 6 с насыщенностью 8 и 16 т/га за ротацию.

Солома зерновых и зернобобовых является одним из самых дешевых, значительным по объёму и ежегодно возобновляемым, не требующих специ-

2-ой севооборот 20% бобовых:

1. Вика + овес на з/м

2. Озимая рожь (зерно) + солома

3. Картофель

4. Ячмень + солома* + оз. рапс на сидерат

5. Овес + озимая рожь на сидерат+ солома*

4-й севооборот, 20% бобовых:

1. Люпин узколистный на з/м

2. Озимая рожь (зерно) +солома*

3. Картофель

4. Ячмень + солома* + оз. рапс на сидерат

5. Овес + озимая рожь на сидерат+ солома*

6-й севооборот, 40% бобовых:

1. Картофель

2. Ячмень + клевер + тимофеевка

3. Клевер + тимофеевка I г. п. на з/м

4. Клевер + тимоф. II г. п.

5. Картофель

8-й севооборот, 20% бобовых:

1. Клевер I г.п. на з/м

2. Озимая рожь (зерно)+ солома*

3. Ячмень + солома* + оз. рапс на сидерат

4. Лен-долгунец

5. Овес (зерно) + клевер

10-й севооборот, 20% бобовых:

1. Рапс яровой на сидерат

2. Озимая рожь (зерно)+ солома х

3. Ячмень (зерно) + солома*

4. Лен-долгунец

5. Зернобобовые + солома*

12-й севооборот, 40% бобовых:

1. Ячмень + клевер + тимофеевка

2. Клевер + тимофеевка I г. п. на з/м

3. Клевер + тимофеевка II г. п. на з/м

4. Озимая рожь (зерно) солома*

5. Овес (зерно) + солома*

альных затрат на производство, транспортировку и внесение ресурсом органического вещества и элементов питания.

В севооборотах № 1-4, 10, 11 на удобрение использовали всю солому 3-х кратно за ротацию, № 7, 8 и 12 два раза за ротацию, в севообороте № 9 -однократно. Солома измельчалась и равномерно распределялась по поверхности поля одновременно с уборкой зерна комбайнами с навесными измельчителями. Среднегодовая доза применяемой на удобрение соломы составила 4-5 т/га.

Для оптимизации азотного питания и компенсации иммобилизованного азота по измельченной соломе зерновых дополнительно вносили по 10 кг д. в. азота на одну тонну соломы.

Во всех севооборотах кроме № 9, 11 и 12 на сидерат использовали сидеральные пары люпина, вико-овса, клевера лугового 1 г. п., клеверотимофе-ечная смесь II г. п. и промежуточные посевы озимой ржи и рапса ярового. Их скашивали, измельчали и разбрасывали по поверхности поля. В севооборотах № 5 и 7 сидеральные пары клеверотимофеечной смеси II г. п. и клевера 1 г. п. первый укос скашивали, измельчали и разбрасывали по поверхности поля, а затем запахивали вместе с массой второго укоса. В севообороте № 6 на сидерат использовали 2-ой укос клеверотимофеечной смеси II г.п.

Свежая органическая масса сидерата имеет узкое соотношение С/Ы близкое к 10/1, что является хорошим питательным субстратом для почвенной микрофлоры и выполняет роль своеобразного катализатора, усиливая разложение остатков в почве.

Метеоусловия вегетационных периодов в годы проведения опытов были различными. В 2006 году вегетационный период с мая по июль был сухим, в период уборки сельскохозяйственных культур

(август-сентябрь) выпала двойная норма осадков от средней многолетней. 2007 г. был сухой и жаркий, гидротермический коэффициент (ГТК) < 1. 2009 г. теплый и очень влажный - ГТК > 2. 2010 г. отличался сухим и жарким летом, и температура воздуха днем в июле и августе в некоторые дни достигала 35-36°С. Однако, выпавшие осадки в третьих декадах мая (30%) и июня (70%) от средней многолетней нормы способствовали росту и развитию растений.

Результаты и их обсуждение. Для дерново-подзолистых почв одним из важнейших факторов почвенного плодородия является повышение содержания гумуса в ней. Баланс гумуса в почве за ротацию (таблица 1) во всех исследуемых севооборотах положительный. Высокий вклад в новообразования гумуса внесли пожнивно-корневые остатки. В севооборотах № 1-4 при возделывании однолетних трав он составил 46-53%, в севооборотах № 5-6, 9 и 12 с двумя полями клеверотимофеечной смеси - более 64%.

Таблица 1 - Баланс гумуса в почве короткоротационных севооборотов за I ротацию

№ севооборота Гумификация п-к остатков, т/га Гумификация органических удобрений, т/га Минерализация гумуса, т/га Баланс гумуса, (+),(-), т/га

1 3,23 3,72 4,13 +2,82

2 3,32 2,93 4,00 +2,25

3 3,13 3,00 4,51 +1,62

4 2,93 3,08 4,11 +1,90

5 4,35 2,47 6,75 +0,07

6 4,26 2,33 6,58 +0,01

7 3,89 2,70 3,42 +3,16

8 3,25 1,89 3,42 +1,71

9 4,64 0,87 2,99 +2,52

10 3,27 2,51 3,32 +2,46

11 2,74 1,71 3,18 +1,28

12 5,24 1,08 2,98 +3,33

Баланс питательных веществ в почве исследуемых севооборотов за первую ротацию свидетельствует о том, что вносимые дозы органических и минеральных удобрений (с учетом связанного азота атмосферы бобовыми растениями), обеспечили вполне благоприятный баланс питательных веществ во всех исследуемых севооборотах, кроме льняного и зернокормового севооборотов № 9 и 12.

Д. Н. Прянишников советовал так планировать внесение удобрений, чтобы возмещать вынос азота и калия на 75-80%, фосфора на 100% [1].

В севооборотах № 3, 5 и 6, 7, 11 интенсивность баланса азота почвы более 100 %, во всех оставшихся севооборотах более 74 %. Большой положительный баланс почвы по фосфору (интенсивность баланса более 123 %) во всех изучаемых севооборотах, при примененной системе удобрений, следует рассматривать как благоприятное явление. Интенсивность баланса по калию возмещена более чем на 75%, кроме севооборотов № 9 и 12 с двумя полями клеверотимо-феечной смеси на зеленую массу (40 и 58%). Интенсивность баланса указанных севооборотов можно повысить на 30-35%, используя второй укос многолетних трав II г. п. на сидерат.

Пропашные севообороты № 1-6 обеспечивают высокую продуктивность за ротацию - 4,5-5,9 т з.ед., энергоёмкость 1 т з.ед. - 3,2-3,4 ГДж, плодородие почвы повысилось от 4,4 до 67,4 ГДж/га, коэффициент энергетической эффективности соста-

вил более 5 единиц. В льняных моделях севооборотов № 7-11 лучшие энерго-экономические показатели имеет севооборот № 9 с двумя полями клеверотимофеечной смеси: продуктивность за ротацию -4,8 т з.ед., энергоёмкость 1 т з.ед. - 2,6 ГДж, энергопотенциал почвы повысился на 60 ГДж/га и коэффициент энергетической эффективности составил более 7 единиц. В зернокормовом севообороте № 12 получена высокая продуктивность - 5 т з.ед./га, низкая энергоёмкость 1 т зерновых единиц - 2 ГДж с высоким коэффициентом энергетической эффективности более 10 единиц.

Таким образом, в агроэкосистемах на дерново-подзолистых почвах лёгкого гранулометрического состава экономически целесообразно применять пропашные, льняные и зернотравяные короткорота-ционные севообороты, используя в качестве источников органического вещества традиционные и дополнительные - солому, сидеральные пары и промежуточные сидераты и насыщать севообороты многолетними и однолетними бобовыми и бобово-злаковыми травами одного и двух лет пользования. Это позволяет повышать плодородие почвы и продуктивность агроэкосистем.

Рекомендуемые севообороты представляют большой практический интерес для сельхозтоваропроизводителей всех форм собственности СевероЗападного региона РФ.