Влияние многолетних трав на плодородие почв

Результаты также показали, что в вытяжку Голубе-вой (0,005н СаС12) попадает очень мало калия (3-7 мг/кг). В пересчете на запасы в слое 0-50 см это составляет примерно 15-50 кг/га, что заметно меньше среднего выноса калия растениями (50-80 кг/га). Эту форму калия следует квалифицировать как легкодоступную.

С учетом этого и ранее сделанных замечаний предлагается весь обменный калий делить на три группы по степени прочности связи с ППК и по степени доступности растениям. В первую группу попадет легкодоступный калий, извлекаемый вытяжкой Голубевой, во вторую, переходную группу, попадает весь калий - от легкодоступного до труднодоступного, который извлекается вытяжкой Чирикова, в третью попадает весь оставшийся прочносвязанный обменный калий, т.е. до 70% от общего его содержания.

По изучаемой нами необменной форме калия можно заключить, что она по размеру сопоставима с обменной формой калия (370 и 401 мг/кг, соответственно). Связь этой формы с дозой удобрений в опыте есть, но она заметно слабее, чем по обменной форме калия. Судя по реакции на дозы удобрений можно предположить, что калийные удобрения поглощаются в почве преимущественно обменным путем и в меньшей степени - необменным. Калий удобрений, поглощенный обменно, способен сохраняться в почве продолжительное время после внесения удобрений (в опыте - не менее 5 лет).

Таким образом, можно рекомендовать проводить оценку обеспеченности почвы калием, а также степень влияния калийных удобрений на почву не только по вытяжке Чирикова, но и по вытяжке Голубевой, как более чувствительной к изменению калийного состояния почвы.

УДК 631.45:631.153.3:651.95

ВЛИЯНИЕ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ

А.В. Дедов, д.с.-х.н., М.А. Несмеянова, аспирант Кафедра земледелия, e-mail: dedov050@mail.ru

Приведены результаты исследований в многофакторных стационарных опытах по воспроизводству плодородия почв с использованием многолетних трав. Показана их роль в сохранении плодородия черноземов и получении бездефицитного баланса органического вещества.

Ключевые слова: черноземные почвы, плодородие, гумус, корневые и пожнивные остатки, надземная фитомасса, севооборот, органическое вещество, урожайность.

INFLUENCE OF PERENNIALS ON SOIL FERTILITY A.V. Dedov, M.A. Nesmeyanova

There are given the results of multifactorial stationary experiments on the basic techniques of soil fertility recovery while using perennial grasses. There is shown their role in preservation of chernozem soil fertility in order to redress debt-neutral balance of organic substances.

Keywords: chernozem soil, fertility, humus, root, crop and plant residues, above-ground phytomass, crop rotation, organic substances, crop yield.

Многолетние травы в полевых севооборотах размещают в занятом пару (клевер, эспарцет, донник) и на небольших площадях в выводных полях (люцерна). Однако площади посева многолетних трав в Центральном Черноземье значительно меньше, чем по другим зонам, что обостряет проблему оптимизации режима органического вещества в регионе. Для расширения посева многолетних трав надо иметь научные данные по подбору трав, сроку их использования и нормативным показателям изменения плодородия почвы [1-3].

На кафедре земледелия Воронежского ГАУ проводили исследования по влиянию многолетних трав на плодородие почвы в многофакторных стационарных опытах.

В опыте 1, заложенном в 1985 г., изучали воспроизводство плодородия почвы под люцерной в выводном поле. Опыт проводился до 1989 г. (повторность четырехкратная, размещение вариантов систематическое, общая площадь делянки - 300 м2, учетной - 160 м2). Схема опыта включала: 1. Воспроизводство плодородия почвы под люцерной 2 года пользования. 2. Воспроизводство плодородия почвы под люцерной 3 года пользо-

вания. 3. Воспроизводство плодородия почвы под люцерной 4 года пользования.

В опыте 2, заложенном в 1990 г., изучали продуктивность севооборотов с различным насыщением бобовыми культурами. Его схема представлена в таблице 1.

Опыт 2 заложен на двух фонах: органическая система удобрений и органоминеральная. Доза внесения навоза (под сахарную свеклу) - 70 т/га, минеральных удобрений под озимые - ^20Р120К120, под сою, люцерну, горох - Р90К90, сахарную свеклу, кукурузу на силос -М150Р150К150, под ячмень - М90Р90К90. На вариантах озимой пшеницы и сои оставляли и запахивали в почву нетоварную часть урожая. Повторность - трехкратная, размещение вариантов систематическое, общая площадь делянки - 200 м2, учетной - 100 м2.

В опыте 3, заложенном в 2009 г., изучали влияние бинарных посевов на плодородие чернозема типичного и урожайность культур севооборота по схеме: 1. Кулис-но-мульчирующий пар (люцерна) - озимая пшеница + люцерна - ячмень + пожнивный сидерат (горчица белая/редька масличная) - подсолнечник + люцерна. 2.

Чистый пар - озимая пшеница - ячмень - подсолнечник. 3. Сидеральный пар (донник) - озимая пшеница - ячмень + пожнивный сидерат (горчица белая/редька масличная) - подсолнечник + донник.

Опыт 3 заложен в крестьянско-фермерском хозяйстве ИП «Палихов А.А.», расположенном в Хохольском районе Воронежской области. Почва опытного участка -чернозем типичный, глинистый. Во всех вариантах опыта солому зерновых культур использовали на удобрение. Ее заделывали в почву дисковыми орудиями на глубину 10-12 см сразу после уборки. Схема севооборота: пар (чистый, занятый) - озимая пшеница - ячмень - подсолнечник. Размещение вариантов в опыте систематическое, повторность трехкратная. Севообороты представлены всеми полями в пространстве. Общая площадь делянки составляет 658 м2, учетной - 525 м2.

Агротехнические приемы во всех опытах, соответствовали рекомендациям для ЦЧР. Наблюдения, учеты и анализы проведены по общепринятым методикам.

Возделывание многолетних трав - наиболее значительный фактор регулирования баланса органического вещества в агроценозах. В ЦЧР большое значение имеет люцерна - одна из наиболее продуктивных бобовых кормовых культур. Люцерну в чистых посевах, в зависимости от условий, можно возделывать на одном месте 3-4 года и более. В условиях ЦЧР без орошения ее чаще возделывают в выводном поле. Растения люцерны формируют мощную корневую систему. Масса органического вещества увеличивается высокими темпами в первые два года. В этот период люцерна обеспечивала ежегодный прирост гумуса 2,6 т/га в пахотном слое почвы и 3,5 т/га - в полуметровом (табл. 2). На третий год накопление гумуса снижалось до 1,7-2,2, четвертый - 0,4-0,9 т/га. Основная причина снижения накопления органического вещества при длительном возделывании многолетних трав заключается в недостатке влаги, ограничивающей ежегодный синтез биомассы.

Люцерна в первый год потребляла влагу из двухметрового слоя почвы. Формирование основного запаса на втором году зависело от выпадения осадков в осенне-зимне-весенний период. В слое 0-20 см доступной влаги перед отрастанием люцерны второго года пользования было в 2 раза меньше, чем первого.

Пополнение почвы различными формами органического вещества обеспечивало оптимизацию биологических, агрофизических и агрохимических показателей пло-

дородия почвы. Оструктуривающий эффект наиболее сильно проявлялся в первые два года. Так, количество агрегатов размером от 0,25 до 7,0 мм в первый год возросло до 65%, во второй - до 72%, на третий и четвертый год отмечается только тенденция увеличения. Соответственно коэффициент структурности увеличивался с 1,84 до 2,60 и 2,69-2,80. Водопрочных агрегатов было 55,6-67,4%. Увеличение их продолжалось до четвертого года.

Хорошая очистка посевного слоя почвы в подготовительный период обеспечивала сравнительно чистые посевы люцерны в первый год (13,3-19,6 шт. сорных растений на 1 м2). На второй год численность сорняков возрастала (46-85 шт/м2), но они были слабо развиты и не представляли опасности для люцерны. Рост засоренности продолжался на третий год, однако массовое зарастание посева сорняками, особенно многолетними, произошло на четвертый год. Сорная растительность стала подавлять культурные растения.

При интенсивном использовании люцерны (проведение трех укосов, внесение минеральных удобрений после каждого укоса) наибольшая урожайность получена на втором году пользования - 58,9 т/га (11,7 т корм.ед.). Урожайность первого года пользования составила 58% от урожайности второго. Меньшая продуктивность люцерны в первый год связана с оттоком органических веществ на формирование мощной корневой системы. На третий год урожайность снижалась на 26-29%, четвертый - на 38%. Фактором, ограничивающим продуктивность люцерны в неорошаемых условиях, служит влага. Кроме того, на четвертом году сорные растения снижали урожайность люцерны и питательную ценность зеленой массы. Ухудшались качественные показатели органического вещества почвы, а в растительных остатках уменьшалось относительное содержание азота и фосфора. Таким образом, высокая эффективность многолетних бобовых трав в воспроизводстве плодородия черноземов обязывает возделывать их не только в кормовых и специальных севооборотах, но и в полевых. В неорошаемых условиях эффективность многолетних трав по результатам опыта 1 была больше при одно- и двухлетнем использовании.

Для проверки данного вывода нами был заложен опыт (табл. 3), в котором установлено, что при максимальном насыщении севооборота пропашными культурами и чистым паром (севооборот 4 до 57%) содержание гумуса, определенного через 11 лет, было самым низким.

1. Изучение продуктивности севооборотов с различным насыщением бобовыми культурами

Севооборот 1 Севооборот 2

1. Сидеральный пар 1. Пар занятый

2. Озимая пшеница 2. Озимая пшеница

3. Сахарная свекла 3. Сахарная свекла

4. Горох 4. Люцерна 1 года жизни

5. Озимая пшеница 5. Люцерна 2 года жизни

6. Кукуруза на силос 6. Кукуруза на силос

7. Ячмень 7. Соя

Севооборот 3 Севооборот 4

1. Пар занятый 1. Черный пар

2. Озимая пшеница 2. Озимая пшеница

3. Сахарная свекла 3. Сахарная свекла

4. Люцерна 1 года жизни 4. Горох

5. Люцерна 2 года жизни 5. Озимая пшеница

6. Кукуруза на силос 6. Кукуруза на силос

7. Ячмень 7. Соя

2. Содержание гумуса в почве под люцерной (опыт 1, среднее за 1986-1990 гг.) [2, 3]

Год использования посева

исходное

Гумус по Тюрину, %

конечное

отклонение от исходного, +/-

Второй

4,54 4,39

4,68 4,47

+0,14 +0,08

Третий

4,54 4,32

4,74 4,42

+0,18 +0,10

Четвертый

4,56 4,46

4,75 4,58

+0,19 +0,12

НСР0

общая - 0,04; вариантов - 0,02; фонов - 0,02.

Примечание: числитель - слой 0-30 см; знаменатель - слой 30-50 см.

3. Влияние насыщенности севооборотов различными группами культур

на содержание гумуса в почве

Номер Группы культур, % Соде ржание гумуса , %

Пропашные и чистый пар Зерновые и однолетние травы Многолетние травы отклонение от исходного

севооборота исходное через 11 лет

3,16 3,31 +0,15

1 28 72 - 3,02 3,11 +0,09

3,10 3,11 +0,01

4 57 43 - 3,06 3,18 +0,12

3,28 3,75 +0,47

3 43 29 28 3,06 3,61 +0,55

3,12 3,63 +0,51

2 28 44 28 3,03 3,74 +0,71

НСР05 общая - 0,04; вариантов - 0,02; фонов - 0,02.

Примечание: числитель - на органоминеральном фоне; знаменатель - на фоне органических удобрений.

4. Влияние приемов биологизации на содержание гумуса и урожайность семян подсолнечника

Гумус, Урожай-

Вариант % ность, ц/га

Одновидовой посев (контроль) 5,38 21,1

Бинарный посев с донником 5,45 22,4

желтым 5,41 23,5

Бинарный посев с люцерной 5,62 25,4

синей 5,58 25,1

НСР05 0,03 1,1

Примечание: числитель - по горчице сарептской;

знаменатель - по редьке масличной.

При меньшем насыщении (от 28 до 43%) процессы минерализации снижаются, масса гумуса увеличивается. При замене чистого пара на сидеральный и насыщении севооборота пропашными культурами до 28% (севооборот 1) содержание гумуса, определенного через 11 лет, увеличивается на органоминеральном фоне на 0,15%, а на фоне внесения органических удобрений - на 0,09%.

При введении в структуру севооборота многолетних трав и уменьшении площадей посева пропашных культур до 43% и зерновых культур до 29% содержание гумуса (севооборот 3) по сравнению с исходным на органоминеральном фоне увеличивается на 0,47%, а при внесении органических удобрений - на 0,57%.

При уменьшении площади посева пропашных культур до 28% и увеличении площадей посева однолетних трав и зерновых культур до 44%, а многолетних трав до 28% (севооборот 2) прибавка гумуса по сравнению с

исходным его содержанием была самой высокой и на органоминеральном фоне составляла 0,51%, при внесении органических удобрений - 0,71%. Следовательно, введение многолетних трав в структуру посевных площадей севооборота в течение двух лет пользования обеспечивает положительный баланс гумуса.

Но как быть, если хозяйству не нужна продукция многолетних трав (нет животноводства). Для ответа на этот вопрос нами был заложен опыт 3 (табл. 4), в котором установлено, что использование приемов биологизации (запашка соломы озимой пшеницы, сидерата), в том числе бинарных посевов многолетних трав (люцерна, донник) с подсолнечником, повышало содержание гумуса в пахотном слое почвы под этой культурой и урожайность семян.

Таким образом, данные, полученные в трех стационарных опытах, показывают, что для сохранения и повышения плодородия черноземов в полевые севообороты целесообразно вводить многолетние бобовые травы в течение двух лет пользования или использовать бинарные посевы полевых культур с многолетними травами.

Литература

1. Дедов А.В. Воспроизводство органического вещества почвы в земледелии ЦЧЗ (вопросы теории и практики): Автореф. дисс. д.с.-х.н. - Воронеж, 1999. - 40 с.

2. Дедов А.В. Органическое вещество почвы и его регулирование в Центральном Черноземье. - Воронеж: ВГАУ, 1999. - 202 с.

3. Зезюков Н.И. Научные основы воспроизводства плодородия черноземов ЦЧЗ: Автореф. дисс. д.с.-х.н. -Воронеж, 1993. - 36 с.