Травопольные севообороты в лесостепном Поволжье

Травопольные севообороты в лесостепном Поволжье

A.B. БОЙКО, B.C. ЕПИФАНОВ, Л.Е. ВЕЛЬМИСЕВА

Пензенский НИИ сельского хозяйства

Принимая во внимание нынешнее экономическое состояние сельского хозяйства в России, весьма актуален возврат земледельцев к травопольным севооборотам, которые позволяют не только стабилизировать урожайность зерновых и других культур, но и плодородие почвы. Особую значимость в этой связи имеют бобовые культуры, в частности многолетние травы.

Растениеводство в Лесостепи Поволжья подвержено риску снижения урожаев от недостаточной влаго-обеспеченности растений, особенно в период прохождения ими наиболее важных фаз развития в мае -начале июля. Стабильность производства продукции здесь обеспечивают озимые и многолетние травы, а также поздние культуры, благодаря способности двух первых эффективно использовать влагу осенне-зимних осадков, а вторых - осадки второй половины лета. Из многолетних трав меньшему влиянию засух подвергаются бобовые виды с их глубокопроникающей в почву корневой системой.

На развитии сельскохозяйственного производства в регионе отрицательно сказывается водная эрозия почвы. Склоновые, эродированные земли занимает на Приволжской возвышенности до SO % площади и более. Поэтому освоение на таких землях севооборотов с посевами многолетних трав представляет особую значимость.

Отдел земледелия Пензенского НИИСХ в течение 1991-2OO4 гг. ис-

следовал эффективность трех семипольных севооборотов: зернопаро-пропашного (чистый пар - озимая пшеница - кукуруза - ячмень - просо - однолетние травы - озимая рожь), характерного для интенсивного земледелия, зернотравопропаш-ного (горох - озимая пшеница - кукуруза - ячмень + клевер - клевер на корм - клевер на семена - озимая рожь) и зернотравяного(горох -озимая пшеница - ячмень + бобовые травы - бобовые травы трех лет пользования - озимая рожь). В качестве бобовых трав высевали смесь клевера и люцерны.

Почва - выщелоченный суглинистый чернозем с содержанием гумуса в пахотном слое S-7 %, гидроли-зуемого азота - 8-12 мг, подвижного фосфора - 18-23 и объемного калия - ^-21 мг на 100 г почвы,

объемной массой 1,12 т/м3, рН 6' ' ' 1 водн.

7. Наименьшая влагоемкость почвы - 23^ %, пористость - 48 %. Погодные условия за 14 лет исследований (две ротации севооборотов) были разнообразными, но характерными для лесостепного Поволжья. Обработка почвы в севооборотах была традиционной. Полное минеральное удобрение вносили под зерновые культуры ежегодно, в среднем по 60^ кг/га д.в. каждого элемента питания, с учетом плодородия почвы и получения урожайности зерна 3 т/га.

Результаты наших исследований показали, что под влиянием многолетних бобовых трав повысилось плодородие выщелоченного чернозема, однако почва несколько уплотнилась (табл. 1).

Улучшение структуры, водного режима почвы, повышение содержания гумуса в пахотном слое и общей

активности жизнедеятельности микрофлоры говорят о преимуществе зернотравяных севооборотов в сравнении с принятыми раньше зерно-паропропашными.

В своих исследованиях мы установили также положительное действие бобовых трав на повышение урожайности озимой ржи (последней культуры всех севооборотов) за счет улучшения азотного питания благодаря азотфиксирующей способности бобовых. Максимальная урожайность озимой ржи по пласту клевера лугового достигла 3,2 т/га. Содержание нитратного азота в пахотном слое почвы этого варианта превысило 100 кг/га, а в подпахотном (30-100 см) - 198 кг/га, что положительно сказалось и на качестве зерна озимой ржи.

Отдел земледелия также провел трехлетние (199S-1997) исследования влияния различного насыщения зернотравяного севооборота бобовыми травами на структуру выщелоченного чернозема и общую урожайность культур (табл. 2).

Установлено, что с увеличением насыщенности севооборота многолетними бобовыми травами плотность почвы снижалась, а ее коэффициент структурности повысился на 43 %. Это лишний раз подтверждает улучшение физического слоя почвы в зернотравяном севообороте под влиянием бобовых трав. В этом опыте при увеличении доли люцерны в зернотравяном севообороте урожай ее сена возрос с 6,3 до 8,6 т/га, а содержание азота в нем - с до 1,8 т/га. Насыщение севооборота бобовыми травами до 67 % оказало положительное действие на последующие культуры: урожайность зерновых возросла на 20 %.

Мы не предлагаем использовать зернотравяные севообороты повсеместно, независимо от почвенно-климатических условий. Необходима проверка рекомендаций в местных условиях, с учетом их выгодности. Так, в Республике Мордовия (Артемьев, 2007) эффективность полевого севооборота с клевером луговым превысила эффективность полевого севооборота с чистым паром по условно чистому доходу с 1 га сево- " оборотной площади и уровню рен- | табельности на 31 %. Исследования £ ученых Тульского НИИСХ на выще- | лоченном черноземе лесостепной * зоны (Калашников и др., 2006) так- 2 же показали, что по мере насыще- I ния зернотравяного севооборота р бобовыми травами (с 2S до 3S %) за §

(О

I. Влияние различных семипольных севооборотов на плодородие почвы

Севооборот

Показатель плодородия почвы зернопаро- зернопро- зерно-

пропашнои пашнои травяной

Повышение содержания гумуса 0,25 0,51 0,82

от исходного, %

Разложение льняной ткани, % 17-20 24-27 25-32

Общее количество структурных 95,4 96,5 96,8

агрегатов, %

Плотность почвы, т/м3 0,99 1,22 1,24

Содержание доступной влаги 190 210 278

в пахотном слое после уборки ржи, т/га

2. Изменение плодородия выщелоченного чернозема и продуктивности зернотравяного севооборота

по мере насыщения его бобовыми травами

Варианты насыщения, % Плотность почвы, г/см3 Коэффициент структурности Содержание ценных агрегатов, % Продуктивность севооборота, т/га корм, ед Урожайность зерновых культур, т/га

бобовые зерновые

17 83 1,11 2,1 67 2,4 2,5

33 67 1,04 2,6 71 2,7 2,6

67 33 1,07 3,0 75 3,3 3,0

О)

о о

сч

ш

s Ц

а

ч

а ц

г

CU

т

счет сокращения доли однолетних культур выход товарной продукции с I га увеличился на 2S %, а размер прибыли - на ЗS %.

Исследования в Ульяновском НИ-ИСХ в лесостепном Поволжье проводили под руководством академика РАСХН И.О. Немцова (2007). Они показали, что после первой ротации полевого севооборота с различным насыщением культурами число водопрочных агрегатов (0,25 мм) в пахотном слое почвы уменьшалось. В севообороте же с паром, занятым бобовыми травами, количество водопрочных агрегатов в этом слое увеличилось. По сравнению с однолетними культурами лучшее действие на структуру выщелоченного чернозема оказывала люцерна третьего года пользования: в различные периоды вегетации количество водопрочных агрегатов достигало 6578 %. Авторы отмечают, что если под всеми однолетними культурами число таких агрегатов в почве увеличивалось сверху вниз, то под люцерной их больше образовывалось в верхнем (0-10 см) слое, чем в нижнем (20-З0 см).

Возникает вопрос: применительно ли к севооборотам с посевом многолетних бобовых трав понятие интенсивности? Положительный ответ может быть, если ускорить оборот травяного пласта и как следствие увеличить степень использования накапливаемого в растительных остатках биологического азота последующими культурами севооборота. В отделе земледелия нашего института изучали (1986-1991 гг.) эффективность двух почвозащитных севооборотов с клевером луговым и люцерной (в выводном поле на четыре года). За это время клевер побывал на каждом из четырех полей, а

люцерна все четыре года присутствовала на одном поле. Среднее содержание гумуса за данный период в севообороте с ежегодным использованием клеверного пласта увеличилось по сравнению с исходным на 0,S8 %, а в севообороте с выводным полем люцерны - на 0,40 %. Следовательно, в севооборотах с ежегодным использованием клеверного пласта представляется возможность интенсивно возделывать пшеницу, чтобы получать продовольственное зерно высокого качества.

Многолетние травы по сравнению с зерновыми и другими однолетними культурами расходуют больше влаги в течение вегетации и оставляют ее меньше для последующей культуры. Наши наблюдения за водным режимом выщелоченного чернозема показали, что влагообеспе-ченность культур, высеваемых после бобовых, ухудшилась, однако к концу вегетации второй культуры после бобовых трав содержание доступной влаги в подпахотном слое (0-60 см) увеличилось в 1,3-1,5 раза.

Чтобы оценить пригодность бобовых трав для возделывания в полевых севооборотах при различной длительности их использования, необходимо знать динамику изменения урожайности трав и стабильность производства из них полноценных кормов. В получении высоких и стабильных урожаев, как известно, большую роль играет сорт. Уже с 1936 г. была начата селекционная работа по выведению более скороспелых, чем Пензенский 1, сортов клевера лугового. С 1992 и 1995 гг. в Средневол-жском регионе были районированы наши сорта раннеспелого клевера Пеликан и среднеспелого Присурс-кий. По данным Т.М. Дроновой (ВНИ-ИОЗ, 2004), на орошаемых землях

3. Урожайность бобовых трав и ее стабильность на выщелоченном

в зависимости от года пользования (1983-

Волгоградской области сорт Присур-ский на втором году жизни при внесении полного минерального удобрения М160Р110К125 дал с четырех укосов рекордный урожай зеленой массы - 10З т/га, что значительно выше урожайности районированных сортов люцерны и козлятника восточного. Поэтому новые сорта клевера лугового вполне пригодны для возделывания в клеверном полупаре полевых севооборотов.

Ученые отдела кормовых культур нашего института (Епифанов и др., 1999) в течение 10 лет проводили сравнительное видосортоиспытание многолетних бобовых трав в полевом севообороте: козлятника восточного одного сорта (Гале), люцерны и эспарцета - двух и клевера лугового - трех сортов. Как видно из данных таблицы З, наиболее стабильные урожаи сухого вещества в течение двух-трех лет дали люцерна и эспарцет. Клевер луговой наибольший урожай формировал на первом году пользования, в последующие два года снижал его. Отсюда можно заключить, что люцерна наиболее высокий урожай полноценного корма формирует на второй год использования, а козлятник восточный - на третий. Поэтому корнеотпрысковую культуру козлятника мы рекомендуем возделывать в выводных полях на склонах, подверженных водной эрозии, в течение 5-8 лет.

Многолетние злаки, согласно 20-летним (1973-1992) исследованиям отдела кормовых культур, лучше возделывать на лугах и пойменных землях, где кострец безостый и тимофеевка луговая выдерживают затопление талыми водами 25-30 дн. Смесь клевера с люцерной целесообразно выращивать в полевых севооборотах в течение трех лет. В отдельные

черноземе Пензенской области 1992 гг.)

Культура Урожайность сухого вещества, т/га Стабильность, %

1 г,п, 3 г,п, в среднем за 2 года в среднем за 3 года за 2 года за 3 года

2 г,п,

Люцерна 6,2 7,0 6,6 6,6 6,6 91 92

Эспарцет 4,6 4,2 3,2 4,4 4,0 90 64

Клевер луговой 6,5 4,4 3,1 5,4 4,7 67 34

Козлятник восточный 6,3 8,7 9,6 7,5 8,2 45 40

14

влажные годы урожаи клевера лугового в первыИ год использования был выше, чем люцерны, после чего клевер выпадал, а люцерна входила в полную силу. В исследованиях отдела земледелия в среднем за три года такая смесь давала урожаи сена по сравнению с чистыми посевами люцерны и клевера соответственно на 1,3 и 1,9 т/га больше.

С 2005 г. отдел земледелия изучает продуктивность и почвозащитное деиствие чистых и смешанных посевов многолетних трав на склоновых землях различной экспозиции. Опыты заложены одновременно на северо-западном и юго-восточном склонах ПриволжскоИ возвышенности, на выщелоченном черноземе бывшего Центрального ОПХ. Контролем в опыте служит естественная залежь, находящаяся под сорноИ растительностью. В обоих опытах за три года чистые посевы бобовых трав (люцерны Камелия и эспарцета Петушок) имели преимущество по урожаИности сухого вещества (2,53,0 т/га) перед бобово-злаковыми травосмесями. Как влияют различные травы и их смеси на плодородие почвы, будет изучено в 2010 г.

Таким образом, результаты проводимых в нашем институте 20-летних исследовании в полевых севооборотах и на поИменных землях при орошении и внесении азотного удобрения позволяют сделать выводы о преимуществе бобовых трав и их сме-сеИ в полевых севооборотах на выщелоченном черноземе и многолетних злаков и их смесеИ на орошае-моИ поИме, где такие традиционные злаки, как кострец безостыИ и тимофеевка луговая выдерживают продолжительное (25-30 дн.) затопление талыми водами.

Мы рекомендуем земледельцам северных раИонов Среднего Поволжья возделывать клевер луговоИ в полевых севооборотах на выщелоченном черноземе, а козлятник вос-точныИ - на склоновых землях, подверженных водноИ эрозии, и на отдаленных выводных полях в течение 5-8 лет. ЛучшиИ компонент для козлятника из бобовых трав - засу-хоустоИчивыИ эспарцет песчаныИ, которыИ даже на бедных почвах позволяет получать высокие урожаи полноценного корма в первые два года использования, а затем доминирующую роль в этоИ смеси играет козлятник восточныИ.

Поздравляем!

3 января исполнилось 50 лет члену-корреспонденту Россельхозака-демии, доктору сельскохозяИст-венных наук, профессору Андрею Владимировичу ЗАХАРЕНКО.

Большая часть трудовоИ биографии Андрея Владимировича связана с МосковскоИ сельскохозяИст-венноИ академиеИ имени К.А. Тимирязева, которую он окончил в 1980 г. и где с 1982 по 1985 гг. учился в аспирантуре. А.В. Захарен-ко занимал в Тимирязевке различные должности, а с 1997 г., после защиты докторскоИ диссертации, серьезно занялся преподаватель-скоИ работоИ: был доцентом, профессором, заведующим кафедроИ земледелия и методики опытного дела.

С 2003 по 2005 гг. АндреИ Владимирович занимал должность академика-секретаря Отделения земледелия РАСХН, а с марта 2005 г., вернувшись в Тимирязевскую академию, стал проректором по на-учноИ работе.

Профессор А.В. Захаренко внес крупныИ вклад в развитие фундаментальных и прикладных исследованиИ в области совершенствования систем земледелия. Выполненным им в начале 80-х годов, а затем продолженныИ под его руководством комплекс научно-исследовательских и экспериментальных работ позволил обосновать агроэкологическую эффективность гербицидов нового поколения в зональных системах земледелия и разработать технологические основы и регламенты их применения в посевах сельскохозяИ-ственных культур, в частности, при минимизации основноИ и предпо-севноИ обработок почвы.

В цикле фундаментальных научных работ, в том числе монографиИ, А.В. Захаренко впервые сформулировал теоретические основы управления сорным компонентом агрофитоценозов в системах земледелия и разработал методологические основы их алгоритмов. Выполненные ученым исследования по оценке биоэнергетического потенциала дерново-подзолистых почв позволили внести заметные коррективы в существующую методологию оценки эффективности элементов систе-

мы земледелия в регулировании процессов энерго- и массообмена в системе почва - растение.

Результаты выполненных им теоретических и прикладных исследованиИ изложены в многочисленных (более 200) научных и методических публикациях, в том числе в 18 монографиях. Ряд работ опубликован в зарубежных изданиях (Германия, Франция). АндреИ Владимирович - активныИ автор и член редколлегии нашего журнала, всегда готовыИ оказать редакции помощь и содеИствие.

А.В. Захаренко принимает активное участие в международных программах по координации научных исследованиИ с учеными Германии, Китая, Беларуси, Украины и других стран. Он - член экспертного совета ВАК по агрономии, председатель диссертационных советов по защите докторских и кандидатских диссертациИ ТимирязевскоИ академии.

УченыИ активно формирует собственную научную школу по важ-неИшим направлениям адаптивно-ландшафтного земледелия. Под его руководством подготовлено 5 докторов и 5 кандидатов наук.

Все, кому довелось работать рядом с Андреем Владимировичем, отмечают его высокую работоспособность, целеустремленность, замечательные организаторские способности, преданность науке.

Мы поздравляем юбиляра и желаем ему здоровья, счастья, больших успехов на научном поприще.

Отделение земледелия РАСХН

Редколлегия и редакция журнала «Земледелие»

со ф 2

ф Ь ф s

s

ф

N> о о (о

IS