Влияние бобовых трав на агрофизические свойства дерново – подзолистых почв и продуктивность севооборотов Верхневолжья

DOI:10.24411/2225-2584-2019-10088 УДК 633.321:631.43:631.582

ВЛИЯНИЕ БОБОВЫХ ТРАВ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО - ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТОВ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ

Г.В. ВИХОРЕВА, старший научный сотрудник

М.В. КАШИРСКИХ, младший научный сотрудник

Ивановский научно - исследовательский институт сельского хозяйства - филиал ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ»

ул. Центральная, д.2, п. Богородское, Ивановский р-н, Ивановская обл., 153045, Российская Федерация

Резюме. В опыте в 2016-2018 гг изучали бессменный посев зерновых культур и четыре севооборота с насыщением бобовыми травами от 25 до 50%. Севообороты закладывались на двух фонах минерального питания: контроль (без удобрений) и шК, рассчитанный под планируемый урожай 4,0тыс. корм. ед. на гектар севооборотной площади. Насыщение севооборотов до 40-50% многолетними бобовыми травами способствовало улучшению агрофизических показателей почвы (плотности и содержания водопрочных агрегатов), а также активизации биологической активности почвы. Плотность сложения в пахотном слое находилась в оптимальных значениях 1,20-1,35 г/см3. Содержание водопрочных агрегатов в бессменных посевах составляло 22-24%, а в севооборотах от 25 до 49%. По мере повышения доли бобовых трав в севооборотах увеличивался процент разложения льняного полотна. Самый низкий уровень минерализации полотен отмечен при бессменном посеве на контроле -17%. Применение минеральных удобрений способствовало увеличению разложения льняного полотна до 19,2%. Максимальная целлюлозоразлагающая активность отмечена в севообороте на 50% насыщенного бобовыми травами: на контроле - 36,8%, на фоне с удобрениями - 42,3%. Продуктивность этих севооборотов увеличивалась на 4143% по сравнению с бессменным посевом. Максимальные показатели получены в 5-польном севообороте на фоне (NРК)90 - 47,6 ц/га корм. единиц. Расчеты экономической эффективности показали, что наиболее выгодными являются 5-6- польные зернотравяные биологизированные севообороты, насыщенные на 40-50% многолетними бобовыми травами. Рентабельность в таких севооборотах составила 111-116%, что в два раза выше бессменного посева зерновых культур.

Ключевые слова: бобовые травы, агрофизические свойства почвы, биологизированные севообороты, продуктивность севооборотов, экономическая эффективность.

Для цитирования: Вихорева Г.В., Каширских М.В. Влияние бобовых трав на агрофизические свойства дерново - подзолистых почв и продуктивность севооборотов Верхневолжья //Владимирский земледелец. 2019. №4. С. 24-27. DOI:10.24411/2225-2584-2019-10088.

Проблемными вопросами научного и практического земледелия были и остаются до сегодняшнего дня: структура посевных площадей, построение схем севооборотов, перечень культур в них, сохранение и повышение плодородия почвы в ходе их освоения.

С целью успешного разрешения указанных проблем на протяжении многовековой истории сельскохозяйственной науки проводились эксперименты, производственные

испытания, в результате которых накоплен достаточно большой обьем практически и теоретически обоснованных выводов и рекомендаций относительно эффективности рассматриваемых агроприемов.

Проведенный анализ литературных источников позволяет сделать заключение, что вопросы изучения севооборотов в земледельческой науке освещены достаточно подробно. С переходом на новые принципы хозяйствования в условиях становления рыночных отношений появилась потребность дополнительного изучения построения севооборотов и структуры посевных площадей, где основной упор делается на сокращение периода ротации, выращивание наиболее продуктивных, а главное, доходных культур.

Применительно к современным условиям необходима комплексная оценка полевых севооборотов, учитывающая агротехническую, экономическую и экологическую эффективность важнейшего звена системы земледелия [1].

В связи с этим цель исследования заключалась в получении экспериментальных данных для разработки приемов сохранения и повышения плодородия дерново-подзолистых почв Верхневолжья путем изучения продуктивности биологизированных севооборотов с разной долей их насыщения зерновыми и бобовыми культурами при различных уровнях питания.

Условия, материалы и методы. Исследования проводились на базе стационарного опыта отдела земледелия Ивановского научно - исследовательского института сельского хозяйства в 2016-2018 гг. в соответствии с общепринятыми методиками и рекомендациями с использованием метода дисперсионного анализа и компьютерных программ STATISTIKA 6,0 и STATVIUA [2]. Севообороты изучали на двух фонах минерального питания: контроль (без удобрения) и NPK под планируемый урожай 4,0 тыс. корм. ед./га севооборотной площади. В опыте изучали бессменный посев зерновых культур и четыре севооборота с насыщением бобовыми травами от 25 до 50%.

I. 1. Пшеница озимая - бессменно

2. Рожь озимая - бессменно

3. Пшеница яровая - бессменно

II. 1. Пар сидеральный

2. Рожь озимая

3. Пшеница яровая

III. 1. Пар сидеральный

2. Пшеница озимая

3. Редька масличная

4. Овес

IV. 1. Ячмень + клевер

2. Клевер 1г.п.

№ 4 (90) 2019

g/iaduMipckiü ЗемдеШецТ)

3. Клевер 2г.п.

4. Рожь озимая

5. Горчица белая

V. 1. Пар сидеральный

2. Яровая пшеница + клевер

3. Клевер 1г.п.

4. Клевер 2г.п.

5. Пшеница озимая

6. Овес

Почва опытного участка - дерново-подзолистая легкосуглинистая, типичная для региона. В слое почвы 0-20 см содержалось: гумуса - 1,65 %, подвижного фосфора - 156 мг/кг почвы, обменного калия - 177 мг/кг, рНКс| - 6,2, сумма поглощенных оснований - 6,7 мг-экв./100г. Опыт заложен в трехкратной повторности, общая площадь делянки 73 м2.

Удобрения вносили под предпосевную культивацию. Способ уборки - сплошной поделяночный.

Метеоусловия за годы проведения исследований были различные. Вегетационный период 2016 года характеризовался умеренным температурным режимом воздуха и повышенным количеством осадков. Так, количество осадков, выпавших в июне, превышало норму на 75%, что привело к переувлажнению и уплотнению почвы. Температурный режим был выше среднемноголетних значений на 0,7-2,6 оС.

Вегетационный период 2017 года был прохладным и дождливым. Количество осадков во все месяцы, кроме августа, превышало норму на 18-63%, а температура воздуха была ниже среднемноголетней на 0,7-2,4 оС.

Погодные условия 2018 года в период вегетации характеризовались повышенными температурами на фоне недостаточного количества осадков, за исключением июля месяца. В июне наблюдалась кратковременная засуха (количество осадков на 50% было ниже нормы), что негативно повлияло на нарастание вегетативной массы

1 .Агрофизические свойства почвы в севооборотах (среднее за 2016-2018 гг

Севооборот и % бобовых трав Фон удобрения Фаза кущения Фаза восковой спелости

Плотность 0-20см г/см3 Сумма водопрочных агрегатов, % Плотность 0-20см г/см3 Сумма водопрочных агрегатов, %

Бессменный посев Без удобрений 1,26 22 1,33 23

^РК)90 1,28 23 1,31 24

4-польный -25 Без удобрений 1,21 25 1,29 26

^РК)90 1,20 26 1,28 27

3-польный -33 Без удобрений 1,24 33 1,30 34

^РК)90 1,23 34 1,27 35

5-польный -40 Без удобрений 1,30 42 1,35 43

^РК)90 1,28 43 1,33 45

6-польный -50 Без удобрений 1,35 46 1,41 47

^РК)90 1,34 48 1,40 49

сидеральных культур и формирование урожая яровых зерновых культур.

Результаты и обсуждение. Насыщение севооборотов до 40-50 % многолетними бобовыми травами способствовало улучшению агрофизических показателей почвы, таких как плотность сложения и содержание водопрочных агрегатов (табл.1). В нашем опыте плотность сложения почвы в слое 0-20 см в фазу кущения яровых зерновых культур находилась в оптимальных значениях и варьировала в пределах 1,20 -1,35 г/см3. На удобренном фоне плотность почвы снижалась на 0,1-0,3 г/см3 по сравнению с контролем. Аналогичная зависимость наблюдалась по содержанию в пахотном слое почвы водопрочных агрегатов. Так, если в бессменном посеве содержалось 22-24 % водопрочных агрегатов, то в севооборотах от 25 до 49 %, в зависимости от насыщения их бобовыми травами. Наибольшее количество водопрочных агрегатов содержалось в 6-польных севооборотах с долей бобовыхтрав 50%.

Возделывание многолетних бобовых трав влечет за собой позитивные изменения водно-физических свойств дерново-подзолистой почвы. Положительное действие клевера и других бобовых трав на структуру почвы не ограничивается одним годом, а проявляется и в последействии. Клевер, используемый на зеленое удобрение, способствует повышению пористости, особенно на средне и тяжелосуглинистых по гранулометрическому составу почвах. Это положительно сказывается на важнейших агрофизических свойствах почвы, таких как влагоемкость, водопроницаемость, водоподъемная способность [3].

При определении запасов продуктивной влаги зависимость их количества от изучаемых севооборотов не выявлена. Это связано с тем, что наш регион хорошо обеспечен влагой и, наблюдающиеся различия в запасах продуктивной влаги в корнеобитаемом слое почвы, укладываются в оценку «удовлетворительно» или

«хорошо» по градации С.А. Вериго и П.В. Разумовой (табл.2).

В первый период роста и развития растений решающее значение имеют запасы продуктивной влаги в пахотном слое 0-20 см, в дальнейшем растения используют влагу из слоя почвы 0-50 см и более. В наших опытах запас продуктивной влаги в фазу кущения в слое почвы 0-20 см находился в оптимальных пределах - от 22,6 до 38,4 мм (табл.3).

Больше влаги содержалось в посевах озимой пшеницы, так как сказалось положительное влияние накопления влаги в осенне-зимний период. Вносимые минеральные удобрения не оказали

ВлаЭимгрскт Земледелец*

№ 4 (90) 2019

2.Оценка влагообеспеченности сельскохозяйственных культур по запасам продуктивной влаги, мм

(по С.А. Вериго и П.В. Разумовой) [4]

Оценка Всходы Кущение Цветение Созревание

слой почвы, см

0-20 0-20 0-100 0-100

Хорошая при *НВ 30 100 80

Удовлетворительная 15 20 80 40

Плохая 5 10 80 25

Содержание проду А.Д ктивной влаги в мм при НВ по Карбышевой

Тип почвы 0-20 0-50 50-100 0-100

Среднесуг линистая 46 107 91 198

Примечание: *НВ- наименьшая влагоемкость почвы.

3. Запасы продуктивной влаги в севообороте в слое 0-20 см, мм

Севооборот Контроль Ы90Р90К90

III декада мая II декада июня III декада мая II декада июня

Пар (вика +овес) 34,2 22,5 33,9 23,9

Яровая пшени-ца+ клевер 32,9 21,2 34,7 22,0

Клевер 1 г.п. 34,5 23,5 34,1 23,0

Клевер 2г.п. 37,8 23,7 37,6 24,8

Озимая пшеница 37,9 23,8 36,8 24,2

Овес 34,6 22,2 34,9 22,3

4. Степень разложения льняных полотен и количество дождевых червей в пахотном слое почвы,

Севооборот и % трав Фон удобрения Степень разложения льняного полотна, % Количество дождевых червей, шт/м2

Бессменный 0 17,0 14

посев ^РК)90 19,2 15

4-польный - 25 0 19,4 23

^РК)90 22,1 26

3-польный - 33 0 26,7 26

^РК)90 31,2 32

5-польный - 40 0 32,0 29

^РК)90 36,6 33

6-польный - 50 0 36,8 35

^РК)90 42,3 41

№ 4 (90) 2019

существенного влияния на запасы продуктивной влаги. Содержание запасов продуктивной влаги во II декаде июня снизилось до 21,2-24,8 мм из-за кратковременной засухи в 2018 году, что негативно повлияло на формирование урожая яровых зерновых культур, а также нарастание вегетативной массы сидеральных культур.

Возделывание в севооборотах однолетних и многолетних бобовых трав стимулировало активизацию почвенной микрофлоры и увеличивало биологическую активность дерново - подзолистой почвы. По мере повышения доли бобовых трав в севооборотах повышался процент разложения льняного полотна (табл.4).

Самый низкий процент минерализации полотен отмечен при бессменном посеве на контроле, где он составил 17 %. Применение минеральных удобрений способствовало увеличению разложения льняного полотна до 19,2 %. Наиболее высокие показатели отмечены в севообороте на 50 % насыщенного бобовыми травами. На контроле степень минерализации составила 36,8 %, на фоне с удобрениями -42,3 %.

Одним из важнейших показателей биологической активности почв является количество дождевых червей. Установлено, что возделывание бобовых трав в севооборотах способствует увеличению количества дождевых червей в 2,5 раза по сравнению с бессменными посевами. Наибольшее их количество было отмечено в севообороте с долей бобовых трав 50 % - 35- 41 шт/м2.

Улучшение агрофизических свойств почвы положительно сказалось на продуктивности севооборотов (табл.5). Насыщение севооборотов бобовыми травами до 50 % повышало продуктивность севооборотов на 41-43 % по сравнению с бессменным посевом.

Наиболее высокая продуктивность была получена в 5-польном севообороте

Севооборот и % бобовых трав Удобрение Продуктивность Прибавка от

ц/га з.е ц/га к.е бобовых трав, % удобрений, %

Бессменный посев зерновых 0 20,5 24,6 - -

^РК)90 30,5 36,6 - 49

4-поль-ный - 25 0 25,8 30,9 19 -

^РК)90 33,7 40,4 6 31

3-поль-ный -33 0 26,0 31,2 27 -

^РК)90 38,3 46,0 26 47

5-поль-ный-40 0 28,8 34,6 41 -

^РК)90 39,7 47,6 30 38

6-поль-ный-50 0 28,1 33,7 43 -

^РК)90 36,6 43,9 20 31

НСР"5 5,20

Владимгрскш ЗемдеШецТ)

6. Экономическая эффективность севооборотов

Севооборот и % бобовых трав Удобрение Сбор продукции, ц/га з.е. Стоимость продукции, руб./га Затраты на производство продукции, руб./га Условный чистый доход, руб./га Рентабельность, %

Бессменный посев 0 20,5 14350 9305 5045 54,2

(NPK)90 30,5 21350 13954 7396 53,0

!.-4-польный-25 0 25,8 18060 9305 8755 94,1

(NPK)90 33,7 23590 13954 9636 69,0

II.-3-польный- 33 0 26,0 18220 9305 8895 95,6

(NPK)90 38,3 26810 13954 12856 92,1

III.-5-польный- 40 0 28,8 20160 9305 10855 116,6

(NPK)90 39,7 27790 13954 13836 99,1

IV.-6-польный - 50 0 28,1 19670 9305 10365 111,4

(NPK)90 36,6 25620 13954 11666 83,6

Выводы. Таким образом, насыщение севооборотов на 40-50% многолетними бобовыми травами способствует улучшению агрофизических свойств дерново-подзолистых почв, тем самым повышая продуктивность в севооборотах на 41-43 % по сравнению с бессменными посевами зерновых культур.

Наибольшая продуктивность получена в 5-польном севообороте на фоне (NРК)90 - 47,6 ц/га кормовых единиц. Максимальная рентабельность отмечается в 5-6-польных зернотравяных биологизированных севооборотах (111-116 %), насыщенных на 40-50 % многолетними бобовыми травами. За счет использования промежуточных сидератов потребность озимой пшеницы в минеральных удобрениях сократилось на 23-29 %.

трав 40% на фоне (NPK)90. Так же в опыте была отмечена высокая эффективность от внесения минеральных удобрений (NPK) 90 кг д.в./га, прибавка в среднем составила 31-49%. Максимальная прибавка от внесения минеральных удобрений была поучена в 3-польном севообороте с долей бобовых трав 33% и бессменном посеве - 47 - 49%.

Обобщающим показателем целесообразности любого агротехнического приема является его экономическая эффективность (табл.6).

Данные таблицы 6 показывают, что наименьшая рентабельность получена в бессменных посевах зерновых - 53-54%. С насыщением севооборотов бобовыми травами этот показатель возрастает с 69 до 116 %. Максимум отмечается в 5-6-польных зернотравяных биологизированных севооборотах (111-116%), насыщенных на 40-50 % многолетними бобовыми травами.

Литература.

1. Акулов А.А. Совершенствование севооборотов как биологического фактора устойчивости продукционного и средообразующего процессов в земледелии: автореф. дис.... д. с.-х. н. Немчиновка, 2004. С. 3.

2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.Агропромиздат, 1985.248 с.

3. Шрамко Н.В., Вихорева Г.В. Роль биологизированных севооборотов в изменении содержания гумуса в дерново-подзолистых почвах Верхневолжья//Земледелие. 2016. № 1. С. 14-15.

4. Вериго С.А., Разумова А.А. Почвенная влага. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. С. 58

IMPACT OF LEGUME GRASSES ON AGROPHYSICAL PROPERTIES OF SODDY PODZOLIC SOIL AND YIELDING CAPACITY OF CROP ROTATIONS IN UPPER VOLGA REGION

G.V. VIKHOREVA, M.V. KASHIRSKYKH

Ivanovo Agricultural Research Institute - branch of the Federal State Budget Scientific Institution "Upper Volga Federal Agrarian Scientific Center" ul. Tsentralnaya 2, poselok Bogorodskoye, Ivanovsky rayon, Ivanovo Oblast, 153045, Russian Federation

Abstract. Monoculture seeding and four crop rotations consisted of legume grasses from 25% to 50% have been researched in 2016-2018. Crop rotations are based on two options of mineral nutrition: control (without fertilizers) and NPK calculated for a planned yield of 4.0 thousand fodder units per hectare of rotation area. Up to 40-50% of perennial legume grasses in a crop rotation contributes to better agrophysical properties of soil (density and content of water-stable aggregates) as well as soil biological activity. The soil density is in the optimal value of 1.20-1.35 g/cm3. Content of water-stable aggregates in monoculture seeding is 22-24%, in crop rotation from 25 to 49%. If the content of legume grasses is increasing, flax fiber goes to pieces faster as well. The lowest level of mineralization is observed at monoculture seeding at control 17%. Implementation of mineral fertilizers boosts decompound of flax fiber up to 19.2%. The maximum cellulose-fermenting activity is revealed in the crop rotations filled by 50% with legume grasses: 36.8% on control, 42.3% with the implementation of fertilizers. Yield capacity if these crop rotations increased by 41-43% compared to monocrop. 5-field crop rotation snows the highest result with implementation of (NPK)90 - 47.6 dt/hectare fodder unit. Calculation of economic efficiency proves that the most beneficial are 5-6 field combined biologized grain-grass crop rotations, filled with perennial legume grasses by 40-50%. Their profitability is 111-116%, that is two times higher than at monoculture fields.

Keywords: legume grasses, agrophysical soil properties, biologized crop rotation, crop rotation productivity, economic efficiency.

Author details: G.V. Vikhoreva, senior research fellow, (e-mail: ivniicx@rambler.ru), M.V. Kashirskykh, junior research fellow.

For citation: Vikhoreva G.V., Kashirskykh M.V., Impact of legume grasses on agrophysical properties of soddy podzolic soil and yielding capacity of crop rotations in Upper Volga Region//Vladimir agricolist. 2019.№4. P.24-27. D0I:10.24411/2225-2584-2019-10088.

ВлаЭимгрскт ЗемлеШецТ)

№ 4 (90) 2019