Биомелиорация – фактор улучшения пищевого режима почв и повышения урожайности зерновых культур в нижнем Поволжье

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 631.41: 631.811: 633.1

БИОМЕЛИОРАЦИЯ - ФАКТОР УЛУЧШЕНИЯ ПИЩЕВОГО РЕЖИМА ПОЧВ И ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

В НИЖНЕМ ПОВОЛЖЬЕ

А.В. Зеленев, доктор сельскохозяйственных наук, доцент Волгоградский государственный аграрный университет

Применение в сухостепной подзоне каштановых почв Нижнего Поволжья биомелиоративных приемов способствует улучшению пищевого режима почвы и увеличению урожайности культур севооборотов.

Ключевые слова: биомелиорация, пищевой режим почвы, зерновые

культуры, урожайность.

Оптимизация минерального питания сельскохозяйственных культур является важнейшим и безальтернативным фактором, обеспечивающим повышение продуктивности земледелия и улучшение качества урожая. Нарушение баланса элементов питания в земледелии ведет не только к снижению урожаев, но и деградации почвенного плодородия и уменьшению устойчивости агроландшафтов. В этой связи компенсация дефицита биогенных элементов путем применения органических удобрений должна расцениваться как решение важнейшей экологической задачи.

Одним из возможных путей решения данной проблемы в земледелии Нижнего Поволжья является выращивание сидеральных культур и внесение в почву измельченных растительных остатков незерновой (нетоварной) части урожаев сельскохозяйственных культур, в частности, использование в качестве органического удобрения сидеральной массы донника, соломы озимой ржи, листостебельной массы кукурузы, пожнивно-корневых остатков эспарцета, навоза и их сочетаний [1, 2, 3, 4, 5].

Исследования проводили в ОПХ «Камышинское» НВ НИИСХ. Размер опытной делянки 360 м2, повторность четырехкратная. Почва опытного участка каштановая тяжелосуглинистая с содержанием гумуса в пахотном слое 1,8-2,5 %. Агротехника полевых культур - общепринятая для зоны исследований.

В опыте изучали следующие полевые культуры в севооборотах: 1 - пар черный - озимая рожь - яровая пшеница - ячмень (контроль); 2 - пар черный -озимая рожь - кукуруза на зерно - кукуруза на зерно; 3 - пар черный - озимая рожь

- просо - ячмень; 4 - пар черный (навоз 40 т/га) - озимая рожь - просо - ячмень; 5

- пар черный - озимая рожь - просо - ячмень+донник - донник на сидерат; 6 - пар черный - озимая рожь - горох - кукуруза на зерно - ячмень+донник - донник на сидерат; 7 - пар черный - озимая рожь - ячмень +донник - донник на сидерат -яровая пшеница - кукуруза на зерно; 8 - пар черный - озимая рожь - горох -яровая пшеница - кукуруза на зерно - ячмень+эспарцет - эспарцет 1 г.п. - эспарцет 2 г.п.; 9 - пар черный - озимая рожь - ячмень+эспарцет - эспарцет 1 г.п. - эспарцет 2 г.п. - яровая пшеница - горох - кукуруза на зерно.

Сумма среднегодовых осадков в области составляет 325 мм. Годы исследований 1997, 2002, 2003, 2004 были влажными, 2000, 2001 - средними по количеству осадков, 1995, 1996, 1998, 1999, 2005 - острозасушливыми.

Солому озимой ржи и листостебельную массу кукурузы после уборки этих культур измельчали и запахивали в почву. Донник в фазу бутонизации скашивали, измельчали и заделывали в верхний слой почвы, а осенью запахивали в виде сидерата под черный пар или яровую пшеницу. В варианте 4 в почву под черный

пар вносили навоз нормой 40 т/га. После уборки на сено эспарцета 2-го г.п. его пожнивно-корневые остатки запахивали под черный пар или яровую пшеницу.

Дополнительное поступление в пахотный слой почвы органического вещества способствует улучшению пищевого режима в посевах зерновых культур полевых севооборотов (табл. 1, 2).

Таблица 1 - Азотный и фосфорный режимы пахотного слоя почвы в посевах озимой ржи, и Р205 мг/кг почвы

№ варианта Предшественник Посев Весеннее отрастание Уборка

N Р2О5 N Р2О5 N Р2О5

1(к) Пар черный 31,5 14,1 35,5 13,3 20,9 15,1

2 Пар черный (л/с масса) 37,4 19,5 49,9 21,7 22,0 22,5

3 Пар черный 35,5 13,8 40,8 14,9 19,1 14,6

4 Пар черный (навоз 40 т/га) 46,3 19,8 52,4 20,3 19,4 25,5

5 Пар черный (сидерат) 46,7 16,6 50,6 16,5 21,8 19,9

6 Пар черный (сидерат) 40,4 17,3 44,1 14,5 21,3 15,8

7 Пар черный (л/с масса) 43,4 17,6 44,3 16,0 20,7 15,5

8 Пар черный (эспарцет) 37,3 19,3 41,5 14,1 20,1 15,6

9 Пар черный (л/с масса) 34,9 16,3 40,1 13,6 17,8 15,4

Из таблицы видно, что самое высокое содержание общего минерального азота в пахотном слое почвы к посеву озимой ржи было при внесении под черный пар донника и навоза в пяти- и четырехпольном севооборотах соответственно 46,7 и 46,3 мг/кг почвы. Самое низкое содержание общего минерального азота обеспечивается при возделывании озимой ржи в восьмипольном севообороте, где в почву под пар запахивается листостебельная масса кукурузы - 34,9 мг/кг, что выше контрольного варианта на 9,7%. Эта же закономерность сохраняется при весеннем отрастании растений озимой ржи.

Концентрация подвижного фосфора в пахотном слое почвы во время посева озимой ржи колеблется от 13,8 мг/кг в четырехпольном севообороте и до 19,8 мг/кг в таком же севообороте, но где в почву вносится навоз. Весной при возобновлении вегетации озимой ржи самое высокое содержание легкодоступного фосфора в пахотном слое обеспечивается в севооборотах с двумя полями кукурузы и навозом 21,7 и 20,3 мг/кг почвы, что выше контроля соответственно на 38,7 и 34,4 %.

Таблица 2 - Азотный и фосфорный режимы пахотного слоя почвы в

посевах яровых культур, Кт;п и Р205 мг/кг почвы

№ варианта Предшественник Посев Уборка

N Р2О5 N Р2О5

Яровая пшеница

1(к) Озимая рожь (солома) 26,3 15,7 19,7 23,0

7 Донник (сидерат) 42,7 19,1 22,8 24,2

8 Горох 35,8 18,9 19,0 23,4

9 Эспарцет 2-го г.п. 37,0 17,6 19,4 23,3

Просо

3 Озимая рожь (солома) 38,6 14,5 16,4 13,2

4 Озимая рожь (солома) 50,9 29,9 19,4 28,4

5 Озимая рожь (солома) 36,1 20,9 16,0 18,9

Из таблицы видно, что к посеву яровой пшеницы содержание общего минерального азота в пахотном слое почвы повышается при выращивании этой культуры по доннику на сидерат и эспарцету по сравнению с контролем соответственно на 38,4 и 28,9 %. Самое высокое содержание общего минерального азота под просом после его посева отмечается в варианте 4 с последействием навоза 50,9 мг/кг почвы, что выше, чем в варианте 5 с последействием донника на 29,1 %.

Нами установлено, что использование донника на сидерат увеличивает содержание легкодоступного фосфора ко времени посева яровой пшеницы в пахотном слое почвы до 19,1 мг/кг почвы. Эспарцет как предшественник этой культуры увеличивал содержание фосфора по сравнению с контролем на 10,8 %. Ко времени посева проса последействие донника на сидерат и навоза повышает запасы фосфора в почве по сравнению с контролем соответственно на 30,6 и 51,5 %.

Улучшение питательного режима почвы от поступающего дополнительного количества органического вещества способствует повышению урожайности зерновых культур в полевых севооборотах (табл. 3).

Из таблицы видно, что из всех изучаемых зерновых культур наиболее урожайной была озимая рожь по черному пару. В среднем наиболее высокая урожайность озимой ржи обеспечивается на фоне внесения навоза нормой 40 т/га под черный пар - 3,18 т/га. При выращивании озимой ржи по черному пару с предварительной запашкой донника на сидерат увеличивает урожайность этой культуры по сравнению с контролем на 15,9-18,2 %, пожнивно-корневых остатков эспарцета - на 15,6 % и листостебельной массы кукурузы в севообороте с двумя полями этой культуры на 18,7 %.

Таблица 3 - Урожайность зерновых культур в зависимости от

предшественников, т/га

№ варианта Предшественник Средняя урожайность

Озимая рожь

1(к) Пар черный 2,43

2 Пар черный (листостебельная масса кукурузы) 2,99

3 Пар черный 2,66

4 Пар черный (навоз 40 т/га) 3,18

5 Пар черный (донник на сидерат) 2,89

6 Пар черный (донник на сидерат) 2,97

7 Пар черный (листостебельная масса кукурузы) 2,86

8 Пар черный (пожнивно-корневые остатки эспарцета) 2,88

9 Пар черный (листостебельная масса кукурузы) 2,83

НСР05 0,11

Яровая пшеница

1(к) Озимая рожь (солома) 0,81

7 Донник (сидерат) 0,97

8 Горох 1,13

9 Эспарцет 2-го г.п. (пожнивно-корневые остатки) 0,94

НСР05 0,10

Просо

З Озимая рожь (солома) 0,91

4 Озимая рожь (солома) - последействие навоза 1,20

5 Озимая рожь (солома) - последействие сидерата 1,26

НСР05 0,11

Выращивание яровой пшеницы в восьмипольном севообороте по гороху обеспечивает получение урожайности на уровне 1,13 т/га. Запашка донника на сидерат и распашка пласта эспарцета второго года пользования под яровую пшеницу способствует увеличению ее урожайности по сравнению с контролем соответственно на 16,5 и 13,8 %.

В среднем самая высокая урожайность проса обеспечивается при возделывании ее в пятипольном севообороте при запашке соломы озимой ржи и последействии донникового сидерата - 1,26 т/га.

Таким образом, поступление сидеральной массы донника в пахотный слой почвы улучшает пищевой режим каштановых почв как в прямом действии на культурах севооборотов, так и в последействии на одной культуре. В дальнейшем эффективность сидерата снижается. На фоне поступления в пахотный слой почвы пожнивно-корневых остатков эспарцета второго года пользования улучшается азотный и фосфорный режимы только в посевах озимой ржи и яровой пшеницы. Эффективность пласта эспарцета в посевах остальных зерновых культур минимальна. Поступление в пахотный слой почвы листостебельной массы кукурузы улучшает питательный режим почвы в посевах первой культуры -озимой ржи, которая размещается по черному пару. Применение этого приема биомелиорации под остальные культуры приносит меньший эффект. Внесение навоза повышает содержание элементов минерального питания в пахотном слое почве в период вегетации всех культур полевых севооборотов. На фоне внесения соломы озимой ржи содержание общего минерального азота и подвижного фосфора под культурами севооборотов не превышает контроль.

Библиографический список

1. Беленков, А.И. Биологизированные севообороты и плодородие каштановых почв Нижнего Поволжья [Текст] / А.И. Беленков, А.В. Зеленев // Известия ТСХА. - 2008. - № 2.

- С. 18-24.

2. Жидков, В.М. Динамика органического вещества и элементов питания почвы в севооборотах Нижнего Поволжья [Текст] / В.М. Жидков, А.В. Зеленев // Агрохимический вестник. - 2009. - № 2. - С. 30-31.

3. Зеленев, А.В. Предшественники озимой ржи на каштановых почвах Нижнего Поволжья [Текст] / А.В. Зеленев // Земледелие. - 2009. - № 3. - С. 40-41.

4. Зеленев, А.В. Эффективность биологизированных севооборотов Нижнего Поволжья [Текст] / А.В. Зеленев, И.П. Зеленева // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2010.

- №4 (20). - С. 62-68.

5. Системы земледелия Нижнего Поволжья [Текст]: учебное пособие / А.Н. Сухов,

В.В. Балашов, В.И. Филин, А.Ю. Москвичев, А.В. Зеленев, В.Н. Левкин. - Волгоград, Изд-во ВГСХА, 2007. - 344 с.

E-mail: Zelenev.A@bk.ru