Роль черного и занятого паров в увеличении продуктивности озимой пшеницы и сохранении почвенного плодородия

ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, АГРОХИМИЯ, МЕЛИОРАЦИЯ

УДК 631.581:633.11:631.452

Роль черного и занятого паров в увеличении продуктивности озимой пшеницы и сохранении почвенного плодородия

Овсянникова Галина Владимировна, канд. с.-х. наук, вед. научный сотрудник, Янковский Николай Григорьевич, доктор с.-х. наук, вед. научный сотрудник, Кривошеева Елена Дмитриевна, ст. научный сотрудник ФГБНУ «ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко», г. Зерноград, Россия

E-mail: vniizk30@mail.ru

В статье приведены результаты исследований по влиянию предшественников и длительного применения удобрений на продуктивность озимой пшеницы и баланс гумуса в зернопаропропашном полевом севообороте. Предшественники озимой пшеницы - черный пар и занятый пар (эспарцет). По предшественнику черный пар под вспашку вносили минеральные и органические удобрения. В течение вегетации применяли азотные подкормки. По предшественнику эспарцет использовали только азотные подкормки. Исследования показали, что применение удобрений под озимую пшеницу по предшественникам черный и занятый пары способствовало увеличению содержания элементов питания в почве в течение всей вегетации растений и формированию дополнительной урожайности зерна. Прибавки урожайности в удобренных вариантах составили по черному пару - 0,59-1,08 т/га (в контроле - 4,96 т/га), по занятому пару - 0,56-0,80 т/га (в контроле - 3,91). Это позволяет использовать в зоне неустойчивого увлажнения занятый пар (эспарцет) как в дополнение к черному пару, так и взамен последнего для получения урожайности зерна озимой пшеницы в интервале 3,91-4,71 т/га. При включении сидерального пара в севооборот без внесения навоза процессы гумификации в почве преобладают над процессами минерализации. Поступление органического вещества в виде сидерата (эспарцет), даже без внесения удобрений, может стабилизировать содержание гумуса в почве (гумификация - 8,20, минерализация - 7,95 т/га). Применение минеральных удобрений обеспечивает дополнительное поступление органики в почву. В среднем за ротацию культур в севообороте складывается положительный баланс гумуса -1,15-1,16 т/га.

Ключевые слова: предшественник, сорт, озимая пшеница, эспарцет, урожайность, азот, фосфор, калий, гумус

В условиях неустойчивого увлажнения южной зоны Ростовской области гарантом получения стабильных урожаев качественного

зерна озимои пшеницы является черный пар [1, 2, 3]. Однако именно в черном пару происходят основные потери гумуса в процессе минерализации органического вещества.

Для сохранения плодородия почвы необходимо использовать биологические приемы (севооборот, система удобрения и др.). Научно обоснованное чередование культур в севообороте улучшает фитосанитарное состояние поля, увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур. Это позволяет без дополнительных затрат достичь наиболее выгодного использования пашни и сохранить плодородие почв [4]. Но и удобрения существенно влияют на агрохимические свойства почвы чернозема обыкновенного. Минерализация органического вещества растительных остатков происходит более интенсивно при повышенном содержании подвижных форм фосфора и калия, а внесенный минеральный азот служит питательной средой для различных групп микроорганизмов, позволяющих ускорить переход элементов питания в доступную форму для растений [5].

В обеспечении бездефицитного баланса органического вещества в почве большое значение имеют многолетние травы, оставляющие после себя значительное количество растительных остатков. Парозанимающие многолетние бобовые травы способны ежегодно накапливать до 180-230 кг/га биологического азота и до 60-80 кг/га фосфора, что делает их хорошим или отличным предшественником для последующих культур [6].

Цель исследований - изучить влияние систематического внесения удобрений и использование эспарцета в полевом севообороте на продуктивность озимой пшеницы и сохранение почвенного плодородия.

Материал и методы. Местом проведения исследований было опытное поле Всероссийского научно-исследовательского института зерновых культур им. И.Г. Калиненко, расположенное в южной зоне Ростовской области. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный карбонатный тяжелосуглинистый. Содержание в пахотном слое почвы: гумус - 3,2%; pH - 7,0; P2O5 - 21,3, ^ -350 мг/кг почвы.

Климат зоны характеризуется недостаточным и неустойчивым увлажнением [7].

Среднесуточная температура воздуха составила 9,7°С, а среднегодовое количество осадков - 582,4 мм. За период активной вегетации сумма эффективных температур воздуха составляет 3400-3600°С. В период активной вегетации выпадает две трети годовых осадков, но они, как правило, носят ливневый характер, и влага из почвы быстро испаряется из-за высоких температур воздуха. Условия увлажнения характеризуются как засушливые (ГТК = 0,8-0,85).

За годы проведения исследований складывались благоприятные условия для формирования зерна озимой пшеницы на уровне среднемноголетних. Исследования проведены в стационарном полевом опыте лаборатории технологии возделывания зерновых культур в 2009-2011 гг. По предшественникам черный и занятый пары высевали сорт пшеницы мягкой озимой Зерноградка 11, в занятом пару - сорт эспарцета Зерноградский 2. Технология озимой пшеницы и эспарцета была общепринятой для южной зоны Ростовской области [8, 9].

Минеральные удобрения использовали в виде аммиачной селитры (N-NOз - 34,4%), аммофоса ^ - 12%; P2O5 - 52%) и хлористого калия ^^ - 60%). По предшественнику черный пар изучали три варианта удобрения: 1. Контроль (без удобрений). 2. P60K40 + N30. 3. Навоз 30 т/га + P10 + 2Ш0. Навоз и фосфор-но-калийные удобрения вносили под вспашку на глубину 25-27 см. При посеве озимой пшеницы вносили фосфорное удобрение в рядки.

По предшественнику эспарцет изучали только действие азотных подкормок: 1. Контроль. 2. 2Ю0. 3. 3Ю0.

Подкормки аммиачной селитрой (N30) применяли по фазам вегетации озимой пшеницы поверхностно: N30 - по таломерзлой почве (первая); 2№0 - по таломерзлой почве (первая) и в фазе выхода в трубку (вторая); 3№0 - по таломерзлой почве (первая), в фазе выхода в трубку (вторая) и в фазе налива зерна (третья).

Полевые опыты проводили согласно «Методике полевого опыта» и «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур»[10, 11].

Результаты и их обсуждение. В зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения Ростовской области гарантом получения стабильных урожаев зерна озимой пшеницы служит черный пар. Результаты наших исследований показали, что ко времени возобновления весенней вегетации озимой пшеницы содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы характеризовалось как удовлетворительное - 126-136 мм по предшественнику черный пар и недостаточное по предшественнику занятый пар (эспарцет) - 107-116 мм. К фазе полной спелости озимой пшеницы из-за сильного иссушения почвы продуктивная влага практически отсутствовала по изучаемым предшественникам.

Изучение динамики пищевого режима в слое почвы 0-30 см показало, что в период отрастания озимой пшеницы наименьшее содержание элементов питания было в контроле (без удобрений) и составило по предшественнику черный пар: азота нитратного -7,8 мг/кг, фосфора подвижного - 19,2 мг/кг, калия обменного - 377 мг/кг почвы (рис. 1).

а

80 70 60 50

40

8

г

о

а я

я %

е.

о

ч  о

и

30 20 10

377

374

433

466

25,1

30,1

500

28

527 67

43,7

19,2

7,8

12,8

,15,5

13,6

Контроль

14,6

25,4

Р60К40+ N30

т 600

-- 500

-- 400 !

300 § я

+ 200 I.

о

ее

100 о

Навоз 30 т/га + Р10 в рядки + 2N30

0

0

Рис. 1. Динамика элементов питания

По предшественнику эспарцет содержание этих элементов питания было соответственно 4,4, 16,0 и 337 мг/кг почвы (рис. 2).

Содержание азота нитратного, фосфора подвижного и калия обменного в удобренных вариантах в период отрастания было соответственно: по черному пару в интервале 13,6-28,0; 25,1-25,4 и 433-500 мг/кг почвы; после эспарцета в интервале 13,9-38,1; 18,9-19,4 и 333-338 мг/кг

почвы. В вариантах с внесением удобрений наблюдалось большее потребление азота нитратного на накопление надземной массы и формирование большей урожайности, чем в контроле. В условиях сильного иссушения почвы применяемые азотные подкормки в период колошения - налива зерна не использовались растениями, что способствовало увеличению азота нитратного в слое почвы 0-30 см к фазе полной спелости.

I,

О

гч О.

О

г

о

а и

о

и

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

337 А

16

376 А

4,4

9,4

338 А

18,9

15,7 13,9 ,

1

430 А

38,1

19,4

х

О)

59 го

I-0)

0

1 о>

со ш

о ш

-О

к I-(0 о

X

ц

о с

Контроль

14,5

X

0)

59 го

I-0)

0

1 о>

т ю

О

ш

.и к н го о

X

ц

о с

2Ы30

Р33 9,4

453 А

31,7

£ £

ц и-59 го

о х

о

п ш

о Ш

23,1--

1

т

.а

к н

го о

х о

Ц ц

о 0)

= 5

3Ы30

500

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

О

гч «

и

а и

ее

О

и

Ш N-N03 0 Р2О5 А К2О

Рис. 2. Динамика элементов питания

Содержание в почве (0-30 см) фосфора подвижного и калия обменного к фазе полной спелости (июль) значительно увеличилось по предшественнику черный пар в варианте с применением органоминеральной системы удобрения в севообороте. Этому способствовали складывающиеся метеорологические условия: сильное иссушение почвы в июне (выпало 6,5 мм осадков) с последующим обилием осадков (выпало 45,1 мм осадков) и вы-

сокими температурами (27,0°С - среднемесячная) в июле. Таким образом, как по предшественнику черный пар, так и после эспарцета почва обеспечена основными элементами питания. Это позволяет использовать в зоне неустойчивого увлажнения занятый пар (эспарцет) как в дополнение к черному пару, так и взамен последнего для получения урожайности зерна озимой пшеницы в интервале 3,91-4,71 т/га (табл. 1).

Таблица 1

Продуктивность сельскохозяйственных культур в звеньях севооборота, т/га

Звено севооборота Вариант опыта Предшественник Озимая пшеница

Черный пар -озимая пшеница Контроль - 4,96

Р60К40 + N30

Навоз 30 т/га + Г10 + 2Ш0 - 6,04

НСР0,05 0,44

Эспарцет -озимая пшеница Контроль 22,51 3,91

2Ш0 26,76 4,47

3Ш0 25,85 4,71

НСР0,05 2,0 0,38

Урожайность озимой пшеницы по предшественнику черный пар была в интервале 4,96-6,04 т/га, что на 19-22% выше, чем после занятого пара. Наименьшую урожайность зерна озимая пшеница сформировала по изучаемым предшественникам в контроле: занятый пар - 3,91, черный пар - 4,96 т/га.

Применение удобрений способствовало получению дополнительного урожая зерна озимой пшеницы: по черному пару -0,59-1,08, занятому пару - 0,56-0,80 т/га. Чтобы достичь наилучшего результата при возделывании озимой пшеницы, необходимо уделить серьёзное внимание технологии выращивания предшественника, начиная с сортового состава эспарцета, заканчивая уборкой и послеуборочной подготовкой почвы после него.

При использовании надземной биомассы сортов эспарцета в качестве сидерата на 1 га почвы может поступать 27,7-30,8 кг азота, 6,3-

6,7 кг фосфора и 16,0-17,8 кг калия. Учитывая, что коэффициент использования азота зеленых удобрений в первый год значительно выше, чем азота навоза, следовательно и эффект от их внесения под озимую пшеницу может быть более высоким [12].

Расчетный баланс гумуса за ротацию севооборота при использовании эспарцета на зеленую массу показал, что он был отрицательный в варианте без удобрений. Ежегодные потери гумуса при этом, даже по расчетным данным, составляют до 150 кг/га (табл. 2).

Использование минеральных удобрений, заделка всех растительных остатков в почву обеспечивает увеличение поступления органического вещества и практически сдерживает падение гумуса (гумификация - 8,28 т/га, минерализация - 8,54 т/га за ротацию севооборота).

В варианте с применением навоза (30 т/га) в черный пар и минеральных удобрений складывался положительный баланс гумуса - 160 кг/га.

Таблица 2

Баланс гумуса в почве

Вариант (удобрения, пар) Общий приход гумуса (гумификация корневых, пожнивных остатков и вносимых органических) Общая минерализация Баланс гумуса

Контроль

NPK

Органоминеральная система удобрения, черный пар 10,15 8,87 1,28

В современных условиях развития сельского хозяйства, когда навоз практически не вносится в черный пар, необходимо использовать другие источники поступления органического вещества в почву. Нами был сделан расчет баланса гумуса в севообороте

без внесения навоза, но при условии заделки в почву зеленой массы эспарцета (сидерат) в фазу цветения. При включении сидераль-ного пара в севооборот процессы гумификации в почве преобладают над процессами минерализации (табл. 3).

Таблица 3

Расчетный баланс гумуса в почве (0-30 см) в восьмипольном зернопаропропашном севообороте за ротацию при использовании эспарцета на сидерат, т/га

Доза удобрений Общий приход гумуса (гумификация корневых, пожнивных остатков и вносимых органических) Общая минерализация Баланс гумуса

Контроль

Средняя доза NPK

Максимальная доза NPK

Поступление органического вещества в виде сидерата (эспарцет), даже без внесения удобрений, может стабилизировать содержание гумуса в почве (гумификация - 8,20, минерализация - 7,95 т/га).

Применение минеральных удобрений обеспечивает дополнительное поступление органики в почву. В среднем за ротацию культур в севообороте складывается положительный баланс гумуса - 1,15-1,16 т/га.

Выводы.

1. Систематическое применение удобрений при возделывании озимой пшеницы после черного и занятого паров (эспарцет) способствует увеличению содержания элементов питания в почве и повышению урожайности этой культуры до 6,04 т/га (по черному пару) и до 4,71 т/га (после эспарцета), в контроле - 4,96 и 3,91 т/га соответственно.

2. Включение в севообороты эспарцета (занятый или сидеральный пары) позволит не только приостановить истощение почвенного плодородия, но и обеспечить при использовании эспарцета на сидерат положительный баланс гумуса (144-145 кг/га в год).

Список литературы

1. Алабушев А.В., Янковский Н.Г., Овсянникова Г.В. и др. Возделывание мягкой озимой пшеницы в Ростовской области. Ростов на Дону: ЗАО «Книга», 2011. 64 с.

2. Овсянникова Г.В., Кривошеева Е.Д. Влияние предшественников на урожайность озимой пшеницы в зависимости от обеспеченности почвы влагой и основными элементами питания // Научное обеспечение стабильности производства зерно-

вых и кормовых культур: Сб. науч. тр. ВНИИЗК, 2008. С. 332-337.

3. Алабушев А.В., Овсянникова Г.В., Янковский Н.Г., Игнатьева Н.Г. Реакция озимой пшеницы на систематическое внесение удобрений в звеньях зернопаропропашного севооборота // Зерновое хозяйство России. 2014. №5. С. 54-60.

4. Листопадов И.Н. Севообороты южных регионов. Ростов-на-Дону, 2005. 276 с.

5. Чеботарев Н.Т., Тулинов А.Г. Влияние длительного применения удобрений на агрохимические показатели и баланс органического вещества в дерново-подзолистой почве Республики Коми // Аграрный вестник Урала. 2011. №2. С.11-12.

6. Епифанов В.С., Чирков А.И., Епифанова И.В. Семенная продуктивность многолетних бобовых трав // Кормопроизводство. 2003. №4. С. 26-28.

7. Гриценко А.А. Агрометеорологические условия в Зерноградском районе Ростовской области (1930-2002 год). Зерноград. Ростов-на-Дону, 2005. 80 с.

8. Ермоленко В.П., Калиненко И.Г. и др. Система ведения агропромышленного производства Ростовской области (на период 2001-2005 гг.). Ростов-на-Дону: Изд-во «Феникс», 2001. 928 с.

9. Игнатьев С.А., Грязева Т.В., Чесноков И.М. Технология возделывания эспарцета в Ростовской области. Ростов на Дону: ЗАО «Книга», 2013. 24 с.

10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 351 с.

11. Методика государственного испытания сельскохозяйственных культур. М.: Колос, 1989. Вып. 2. 250 с.

12. Игнатьев С.А., Чесноков И.М., Грязева Т.В., Игнатьева Н.Г. Продуктивность и использование современных сортов эспарцета // Земледелие. 2013. № 8. С. 36-37.

The role of pure and occupied fallows in increasing of winter wheat productivity and conservation of soil fertility

Ovsyannikova G.V., PhD in agriculture, leading researcher, Jankowski, N.G., DSc in agriculture, leading researcher, Krivosheeva E.D., senior researcher,

All Russian Research Institute for Grain Crops, Rostov region, Zernograd

The results of research on the influence of predecessors and long-term application of fertilizers on productivity of winter wheat and the balance of humus in field crop rotation are presented in the article. Predecessors of winter wheat were pure and occupied (sainfoin) fallows. Mineral and organic fertilizers were entered on the pure fallow predecessor with plowing. During the growing season nitrogen fertilization was applied. Only nitrogen fertilization was used on sainfoin predecessor. Studies have shown that the application of fertilizers for winter wheat on the pure and sainfoin fallows contributed to the increase in the content of nutrients in the soil throughout the growing season and the formation of additional grain yield. Additions of productivity on the fertilized variants were 0.59-1.08 t/ha on pure fallow and (control - 4.96 t/ha); on sainfoin - 0.56-0.80 t/ha (control -3.91 t/ha). This allows to use occupied fallow (sainfoin) in the zone of unstable humidification in addition to the pure fallow as well as instead of pure fallow obtaining the grain yield of winter wheat in the range of 3.91-4.71 t/ha. At entering of green manure fallow into the crop rotation without manure application processes of humification in the soil prevail over the processes of mineralization. The flow of organic matter in the form of green manure (sainfoin) can stabilize the humus content in the soil (humification - 8.20, mineralization - of 7.95 t/ha). Application

of mineral fertilizers provides an additional flow of organic matter to the soil. On average, the crop rotation has a positive balance of humus - 1.15-1.16 t/ha.

Key words: predecessor, variety, winter wheat, sainfoin, yield, nitrogen, phosphorus, potassium, humus

References

1. Alabushev A.V., Yankovskiy N.G., Ovsyan-nikova G.V. e.a. Vozdelyvanie myagkoy ozimoy pshenitsy v Rostovskoy oblasti. [Cultivation of soft winter wheat in the Rostov region]. Rostov na Donu: ZAO «Kniga», 2011. 64 p.

2. Ovsyannikova G.V., Krivosheeva E.D. Vliyanie predshestvennikov na urozhaynost' ozimoy pshenitsy v zavisimosti ot obespechennosti pochvy vlagoy i osnovnymi elementami pitaniya. [Effect of predecessors on winter wheat productivity depending on soil moisture and nutrients supply]. Nauchnoe obespechenie stabil'nosti proizvodstva zernovykh i kormovykh kul'tur. Sb. nauch. tr. [Scientific supply of stability of grain and fodder crops production]. VNIIZK. 2008. pp. 332-337.

3. Alabushev A.V., Ovsyannikova G.V., Yankovskiy N.G., Ignat'eva N.G. Reaktsiya ozimoy pshenitsy na sistematicheskoe vnesenie udobreniy v zven'yakh zernoparopropashnogo sevooborota. [Response of winter wheat on systematic fertilizing in the grain crop rotation chains]. Zernovoe khozyaystvo Rossii. 2014. no.5. pp. 54-60.

4. Listopadov I.N. Sevooboroty yuzhnykh regionov. [Crop rotations of the southern regions]. Ros-tov-na-Donu, 2005. 276 p.

5. Chebotarev N.T., Tulinov A.G. Vliyanie dlitel'nogo primeneniya udobreniy na agrokhimi-cheskie pokazateli i balans organicheskogo veshchest-va v dernovo-podzolistoy pochve Respubliki Komi. [Influence of a long use of fertilizers on agrochemical

indexes and balance of the organic matter in the sod-podzolic soil of the Republic of Komi]. Agrarnyy vestnik Urala. 2011. no. 2. pp. 11-12.

6. Epifanov V.S., Chirkov A.I., Epifanova I.V. Semennaya produktivnost' mnogoletnikh bobovykh trav. [Seed productivity of perennial leguminous grasses]. Kormoproizvodstvo. 2003. no. 4. pp. 26-28.

7. Gritsenko A.A. Agrometeorologicheskie uslo-viya v Zernogradskom rayone Rostovskoy oblasti (1930-2002 god). [Agrometeorological conditions in the Zernograd district of the Rostov region (19302002)]. Zernograd. Rostov-na-Donu, 2005. 80 p.

8. Ermolenko V.P., Kalinenko I.G. e.a. Sistema vedeniya agropromyshlennogo proizvodstva Rostovs-koy oblasti (na period 2001-2005 gg.). [Systems of agroindustrial production in the Rostov region (for 20012005)]. Rostov-na-Donu: izd-vo «Feniks», 2001. 928 p.

9. Ignat'ev S.A., Gryazeva T.V., Chesnokov I.M. Tekhnologiya vozdelyvaniya espartseta v Rostovskoy oblasti. [Technology of sainfoin cultivation in the Rostov region]. Rostov na Donu: ZAO «Kniga», 2013. 24 p.

10. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta. [Methodology of the field trial]. Moscow:Kolos, 1985. 351p.

11. Metodika gosudarstvennogo ispytaniya sel's-kokhozyaystvennykh kul'tur. [Methodology of State testing of agricultural crops]. Moscow: Kolos, 1989. Iss. 2. 250 p.

12. Ignat'ev S.A., Chesnokov I.M., Gryazeva T.V., Ignat'eva N.G. Produktivnost' i ispol'zovanie sovremen-nykh sortov espartseta. [Productivity and use of modern sainfoin varieties]. Zemledelie. 2013. no. 8. pp. 36-37.

УДК 631.62:631.67:633.521

Продуктивность и водопотребление льна-долгунца при различном увлажнении осушаемой почвы

Зинковская Татьяна Степановна, кандидат с.-х. наук, вед. научный сотрудник, Ковалёв Николай Георгиевич, академик РАН, доктор техн. наук, научный руководитель института,

Зинковский Валентин Николаевич, кандидат с.-х. наук, зав. лабораторией

ФГБНУ ВНИИМЗ, г. Тверь, Россия

E-mail: 2016vniimz-noo@list.ru В статье приводятся результаты исследований, связанные с изучением продуктивности, водопотребления и целесообразности орошения льна-долгунца при разных уровнях плодородия и режимах увлажнения осушаемой почвы Опыт проводили на трёх фонах агрохимического плодородия: 1. Контроль (без удобрений). 2. Последействие компоста многоцелевого назначения (КМН). 3. Последействие КМН + NPK (с 2011 по 2013 гг. в расчёте на планируемый урожай под предшествующую культуру). Для получения достаточно высокого урожая соломки и семян лён-долгунец в годы с засушливым периодом вегетации нуждается в орошении. Послепосевной полив нормой 150 м3/га повысил количество сохранившихся к уборке растений на 30-35%. Проведение 3-4 вегетационных поливов повысило урожай соломки льна-долгунца на 22,7-40,4%, семян - на 10,5-53,2%. В варианте КМН + NPK прибавки урожая соломки и семян за счёт орошения соответственно достигли 40,4 и 53,2%. Окупаемость дополнительных затрат здесь составила 2,00 руб./руб. В варианте с последействием КМН на четвёртый год после внесения дозы 15 т/га в условиях орошения прибавка урожая соломки льна-долгунца составила почти 30%, семян - 26,7% при окупаемости расходов на получение этих прибавок по 1,43 рубля на каждый рубль понесённых затрат. Суммарное