Солома как органическое удобрение при возделывании сорго на зерно в Нижнем Поволжье

Современные исследования

Узловым моментом почвозащитной организации землепользования является типизация земель (выделение контуров по однородным агроэкологическим условиям) и определение характера их использования, а также применения на них соответствующих технологий, приемов и мероприятий, обеспечивающих нормальное функционирование агроэкосистем. Критериями для выделения разных групп земель являются: характер гидрологических и эрозионных процессов, состояние почв, местонахождение в рельефе, доступность для механизации и др.

Литература:

1. Барабанов А. Т., Гаршинёв Е. А. Методика изучения способов сочетания лесомелиорации с другими элементами систем земледелия при контурной организации территории. - Волгоград, 1987. - 45 с.

2. Гаршинёв Е. А. Эрозионно-гидрологический про-

цесс. Теория и модели. - Волгоград: ВНИАЛМИ. - 1999. -196 с.

3. Гаршинёв Е. А. Противоэрозионная лесомелиорация и эволюция эрозионно-гидрологического процесса: автореф. дис.... доктора с.-х. наук. - Волгоград, 1995. - 48 с.

4. Барабанов А. Т. Агролесомелиорация в почвозащитном земледелии. - Волгоград, 1993. - 156 с.

THEORETICAL FOUNDATIONS OF DEVELOPING SYSTEMS OF LANDSCAPE-ADAPTIVE AGRICULTURE

Barabanov, A. T., D.S-Kh.N.- FSC of Agroecology RAS, Volgograd

The article reviews the methodology of and approaches to examining landscape-adaptive agriculture. It analyzes statistical and genetic methods of studying hydrological and erosion processes that serve as the basis for the development of landscape-adaptive systems of agriculture.

Keywords: landscape-adaptive systems of agriculture, soil erosion, hydrology, soil degradation.

УДК 631.872: 633.17

СОЛОМА КАК ОРГАНИЧЕСКОЕ УДОБРЕНИЕ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СОРГО НА ЗЕРНО В НИЖНЕМ ПОВОЛЖЬЕ

А.В. Зеленев, д.с.-х.н., профессор - ФГБОУ ВО ВолГАУ volgau@volgau.com, Е.В. Семинченко, м.н.с., В.В. Тупицина, м.н.с. - Нижне-Волжский НИИСХ - филиал ФНЦ агроэкологии РАН, niiskh@yandex.ru

Приведенные исследования дают основание считать солому зерновых и зернобобовых культур в условиях светло-каштановых почв Нижнего Поволжья наиболее доступным и менее затратным органическим удобрением, которое положительно влияет на накопление влаги в почве, сохраняет по-

И

спользование соломы и пожнивных остатков сельскохозяйственных культур имеет важное значение для сохранения плодородия почв. Основные элементы питания, которые содержатся в растительных остатках зерновых и зернобобовых культур, вносят существенный вклад в общий баланс питательных веществ.

В состав органического вещества соломы входят необходимые растениям питательные вещества, которые минерализуются микроорганизмами почвы в легкодоступные формы. Из литературных источников [14] известно, что в 5 т соломы содержится 20-35 кг азота, 5-7 кг фосфора, 60-90 кг калия, 10-15 кг кальция, 4-6 кг магния, 5-8 кг серы и другие микроэлементы (медь, марганец, цинк, бор, молибден, кобальт).

Солома - органическое удобрение, которое при разложении выделяет тепло, улучшая тепловые свойства почвы, обогащает углекислым газом приземный слой воздуха, улучшает водно-воздушный режим и общую биологическую активность

чвенное плодородие, повышает урожайность зерна сорго.

Ключевые слова: солома, севооборот, запас продуктивной влаги, коэффициент водопотребления, засоренность посевов, органическое вещество, элементы питания, сорго зерновое, урожайность.

почвы. Внесение в почву соломы вызывает интенсивное разложение целлюлозы микроорганизмами, которые испытывают высокую потребность в азоте. А так как его в соломе небольшое количество, то микроорганизмы потребляют минеральный азот из почвы, т.е. идут потери этого элемента питания за счет процесса иммобилизации. Если азота в почве ограниченное количество, то тормозятся процессы разложения соломы. Поэтому применение соломы необходимо проводить только в сочетании с азотными удобрениями, что активизирует аммонифицирующую и снижает нитрофицирую-щую способность ризосферы, стимулирует развитие клубеньковых бактерий.

Одна тонна соломы зерновых культур по содержанию органического вещества, азота, фосфора и калия равноценна 2-3 т полуперепревшего навоза влажностью 75%. Это определяет довольно высокую ценность соломы как удобрения. Использование соломы в качестве удобрения обосновывается и рядом соображений организационно-экономического характера.

Солома при внесении в почву гумифицируется, что приводит к увеличению содержания гумуса в почве, а, следовательно, повышается ее поглотительная способность, влагоемкость, улучшается структура [8, 11, 12, 13].

Цель и задачи исследования. Целью исследований являлось изучение использования соломы зерновых и зернобобовых культур в качестве органического удобрения при возделывании зернового сорго в полевых биологизированных севооборотах Нижнего Поволжья.

В задачу исследований входило выявить для условий сухостепной зоны светло-каштановых почв Нижнего Поволжья эффективность применения нетоварной части полевых культур и влияние ее на

запасы продуктивной влаги в почве, суммарное водо-потребление и его коэффициенты, засоренность посевов, поступление в почву органического вещества, элементов питания и урожайность зернового сорго.

Материал и методы исследования. Исследования проводили на опытном поле Нижне-Волжского НИИСХ. Почва опытного участка - светло-каштановая тяжелосуглинистая с содержанием гумуса в пахотном слое 1,74%. Повторность четырехкратная. Площадь опытной делянки 200 м2. Сумма среднегодовых осадков 339,7 мм. Высевали сорго Камышин-ское 75.

Солому озимой пшеницы и гороха, как органическое удобрение изучали в следующих полевых севооборотах: 1) зернопаропропашной четырехпольный (контроль): пар черный - озимая пшеница - сорго на зерно - овес; 2) зернопаропропашной четырехпольный сидеральный биологизированный: пар сиде-ральный (озимая рожь) - озимая пшеница - сорго на зерно - овес; 3) зернопаропропашной шестипольный сидеральный биологизированный: пар сидеральный (рыжик) - озимая пшеница - сорго на зерно - нут -сафлор - овес; 4) зернопропашной восьмипольный биологизированный: горох - озимая пшеница - нут -сафлор - горох - сорго на зерно - нут - овес.

В контрольном севообороте солома озимой пшеницы убиралась с поля. Во втором и третьем севооборотах она оставалась на поле. В четвертом севообороте в качестве органического удобрения под сорго использовали солому гороха. Вся нетоварная часть озимой пшеницы и гороха заделывалась в верхний слой почвы тяжелой дисковой бороной. Основная обработка почвы во всех вариантах - чи-зелевание на 0,30-0,32 м с оборотом поверхностного пласта на глубину 0,20-0,22 м орудием 0Ч0-5-40 с многофункциональными рабочими органами модульного типа «РАНЧО» (отвал и широкое долото). Перед дискованием соломы озимой пшеницы вносили аммиачную селитру в расчете 10 кг д.в. на 1 т. Перед заделкой в почву соломы гороха минеральное удобрение не вносилось из-за оптимального соотношения в ней углерода к азоту.

Результаты исследования и их обсуждение.

Внесение в почву соломы полевых культур способствует получению стабильной урожайности зерна сорго, так как увеличиваются запасы продуктивной влаги под этой культурой [1, 6]. Запасы

Из таблицы 2 видно, что самое высокое суммарное водопотребление у зернового сорго отмечается при возделывании по озимой пшенице, солома которой запахивается в почву в четырехпольном севообороте - 212,9 мм, что выше контроля на 9,6 мм или 4,5%. Этот показатель также выше контрольного варианта при возделывании данной культуры в шестипольном по озимой пшенице и гороху в восьми-польном севооборотах соответственно на 2,5 и 1,5%.

Самый низкий расход продуктивной влаги на формирование единицы урожая обеспечивается у сорго, которое возделывается в восьмипольном севооборо-

продуктивной влаги почвы в посевах сорго в зависимости от применения соломы озимой пшеницы и гороха представлены в таблице 1. Таблица 1 - Запас продуктивной влаги в 1,0 м слое почвы под посевами сорго в севооборотах

Вариант Слой почвы, м Запас влаги, мм

Предшественник посев уборка

1(к) Озимая пшеница 0-0,3 0-1,0 29,5 111,0 3,6 9,9

2 Озимая пшеница (солома) 0-0,3 0-1,0 32,5 117,8 2,0 7,1

3 Озимая пшеница (солома) 0-0,3 0-1,0 31,5 115,5 3,3 9,1

4 Горох (солома) 0-0,3 0-1,0 31,0 112,4 2,4 8,3

Из таблицы 1 видно, что самые высокие запасы продуктивной влаги в почве в слое 0-0,3 м - 32,5 мм, в слое 0-0,1 м - 117,8 мм, которые фиксировались в посевах сорго на зерно в четырехпольном севообороте по озимой пшенице, солома которой запахивается в почву. Это превышает контрольный вариант, где солома не вносилась, соответственно на 9,5 и 5,8%.

При возделывании сорго в шестипольном и восьмипольном севооборотах по озимой пшенице и гороху, солома которых поступает в почву запасы продуктивной влаги превышают контроль в слое 0-0,3 м соответственно на 6,3 и 4,8%, слое 0-1,0 м на 3,9 и 1,2%.

К уборке сорго на зерно запасы продуктивной влаги во всех почвенных слоях минимальны и колеблются в почвенных слоях 0-0,3 и 0-1,0 м соответственно от 2,0 до 3,6 мм и от 7,1 до 9,9 мм, что говорит о полном их использовании в процессе формирования урожая.

В условиях Нижнего Поволжья поступление в почву органического вещества в виде соломы способствует более эффективному использованию запасов продуктивной влаги к уборке сорго на зерно [3, 4].

Суммарное водопотребление и его коэффициенты этой культуры в зависимости от различных предшественников и внесения в почву их соломы представлены в таблице 2.

те по гороху, солома которого запахивается в почву - 88,2 мм/т, самый высокий - по предшественнику озимая пшеница в шестипольном севообороте - 99,3 мм/т. При возделывании сорго в четырехпольном севообороте по озимой пшенице, солома которой запахивается в почву коэффициент водопотребления выше контрольного варианта на 3,3%.

Окупаемость водных ресурсов урожайностью сорго наиболее высокая при возделывании в вось-мипольном севообороте по гороху, солома которого запахивается в почву и контрольном варианте по озимой пшенице, солома которой отчуждается с

Таблица 2 - Суммарное водопотребление и его коэффициенты у зернового сорго в 1,0 м слое почвы

Вариант Предшественник Суммарное водопотребление, мм Коэффициент водо-потребления, мм/т Окупаемость водных ресурсов урожайностью, кг/мм

1(к) Озимая пшеница 203,3 88,4 11,4

2 Озимая пшеница (солома) 212,9 91,4 11,0

3 Озимая пшеница (солома) 208,6 99,3 10,1

4 Горох (солома) 206,3 88,2 11,5

поля, соответственно 11,5 и 11,4 кг/мм влаги. Вариант, где сорго возделывается по озимой пшенице в четырехпольном севообороте, уступает контролю по этому показателю на 0,4 кг/мм. Самая низкая масса зерна сорго образуется на единицу влаги при возделывании по озимой пшенице в шестипольном севообороте - 10,1 кг/мм, что меньше контроля на 11,4%.

Сорняки в земледелии засушливых районов являются конкурентами культурных растений и могут снизить урожайность зерновых культур на 30-50%. Одним из главных средств борьбы с ними является смена возделываемых на каждом поле культур путем правильного их чередования в севообороте [2, 5]. В полевых биологизированных севооборотах с высоким насыщением зерновыми культурами опасность вспышки засоренности остается высокой

Вариант Предшественник Группа сорняков Количество, шт./м2 Воздушно-сухая масса, г/м2

1(к) Озимая пшеница Малолетние Многолетние Всего 7 4 11 20,1 10.3 30.4

2 Озимая пшеница (солома) Малолетние Многолетние Всего 9 4 13 25,3 10,7 36,0

3 Озимая пшеница (солома) Малолетние Многолетние Всего 11 6 17 32,2 16,0 48,2

4 Горох (солома) Малолетние Многолетние Всего 15 7 22 42,5 20,9 63,4

Из таблицы 3 видно, что самая высокая общая засоренность посевов сорго на зерно отмечается к уборке в варианте, где эта культура возделывается по гороху в восьмипольном севообороте, в котором отсутствует чистый пар, самый сильный сороочи-ститель - 22 шт./м2, что выше контрольного варианта на 50,0%. Варианты, где сорго возделывается по озимой пшенице в четырехпольном и шестипольном севооборотах, превышают контроль по этому показателю соответственно на 15,4 и 35,3%.

Самая высокая общая воздушно-сухая масса отмечается к уборке сорго, которое размещается в восьмипольном севообороте по гороху, солома которого поступает в почву - 63,4 г/м2, что выше контроля на 52,1%. При возделывании этой культуры по озимой пшенице, солома которой поступает в почву, превышение по сравнению с контролем составляет 15,6-36,9%.

Одним из объективных путей, обеспечивающих приостановление снижения плодородия почвы и увеличение выхода сельскохозяйственной продукции, является использование таких доступных биологизированных факторов, как применение в качестве органических удобрений измельченной соломы зерновых и зернобобовых культур, использование биологического азота за счет введения в структуру посевных площадей азотфиксирующих культур, например, гороха [10]. Поступление в пахотный слой почвы нетоварной части урожая озимой пшеницы и гороха способствует увеличению накопления и возврата в почву органического вещества с растительными остатками сорго (табл. 4).

Таблица 4 - Круговорот органического вещества сорго в полевых севооборотах в зависимости от различных предшественников, т/га

Вариант Предшественник Накопилось Отчуж-дено Поступило

1(к) Озимая пшеница 7,32 6,03 1,29

2 Озимая пшеница (солома) 7,64 2,33 5,31

3 Озимая пшеница (солома) 7,43 2,10 5,33

4 Горох (солома) 7,74 2,34 5,40

Из таблицы 4 видно, что все варианты, где в почву поступает солома озимой пшеницы и гороха превышают контроль по накоплению органического вещества растениями сорго. Самая большая масса обеспечивается при возделывании этой культуры в восьмипольном севообороте по гороху, солома которого запахивается в почву - 7,74 т/га, что выше контрольного варианта на 5,4%. При выращивании сорго в четырех- и шестипольном севооборотах по озимой пшенице, солома которой также поступает в почву, превышение по сравнению с контролем соответственно составляет 4,2 и 1,5%.

При возделывании сорго на зерно в полевых биологизированных севооборотах отчуждается с корневой и листостебельной массой меньше всего органического вещества 2,10-2,34 т/га. В контроле, из-за того, что вся нетоварная часть этой культуры убирается с поля, отчуждение органического вещества было самым высоким - 6,03 т/га.

Наибольшее количество органического вещества поступает в почву с растительными остатками сорго там, где эта культура возделывается в вось-мипольном севообороте по гороху, солома которого также запахивается в почву - 5,40 т/га, что выше контрольного варианта на 76,1%. Остальные варианты превышают контроль на 75,7-75,8%.

Естественные источники поступления питательных веществ (пожнивные, корневые остатки и т.д.) не компенсируют отчуждение элементов питания с урожаями и тем более не пополняют их запасы [9]. Регулирование основных элементов питания, поступающих в почву с растительными остатками полевых культур, расширенное воспроизводство плодородия почвы достигается, прежде всего, за счет внесения в почву органического вещества в виде соломы возделываемых культур в полевых севооборотах (табл. 5).

Из таблицы 5 видно, что наибольшее количество азота поступает в пахотный слой почвы с растительными остатками сорго при возделывании в четырехпольном севообороте по озимой пшенице,

солома которой запахивается в почву - 59,1 кг/га, что выше контроля на 78,7%. С листостебельной массой и корневыми остатками сорго в шести- и восьмипольном севооборотах в почву поступает соответственно 57,8 и 57,9 кг/га общего минерального азота, что выше контроля на 78,2%.

Таблица 5 - Круговорот основных элементов питания, поступивших в пахотный слой почвы с органическим веществом сорго при возделывании по различным предшественникам в полевых биологизированных севооборотах, кг/га

Вариант Накопилось Отчуждено Поступило

N P2°5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O

1(к) 98,5 29,2 93,9 85,9 24,2 86,6 12,6 5,0 7,3

2 108,9 34,0 106,0 49,8 18,3 10,6 59,1 15,7 95,4

3 100,2 31,2 102,2 42,4 16,2 9,0 57,8 15,0 93,2

4 105,9 32,1 103,2 48,0 17,2 9,3 57,9 14,9 93,9

Меньше всего поступает в почву с растительными остатками сорго фосфора, т.к. в них содержится незначительное процентное содержание этого элемента. В биологизированных севооборотах, где вся нетоварная часть запахивается в почву, этого элемента питания поступает от 14,9 до 15,7 кг/га. В контроле - 5,0 кг/га.

Из всех элементов питания наибольшее количество с органическим веществом сорго в почву поступает калия при возделывании этой культуры в полевых биологизированных севооборотах, где вся нетоварная часть урожая остается на поле 93,2-95,4 кг/га. Самое низкое количество этого элемента поступает в пахотный слой почвы с пожнивно-корневыми остатками сорго в контрольном варианте - 7,3 кг/га.

Установлено, что внесение в почву соломы полевых культур без азота снижает урожайность последующих культур в севообороте, что связано с иммобилизацией азота почвы. Внесение ее в почву с азотными удобрениями повышает урожайность полевых культур на 0,31 т/га или 11% [7]. Поступление в пахотный слой почвы органического вещества в виде нетоварной части зерновых и зернобобовых культур способствует росту урожайности последующих в севообороте зерновых культур (табл. 6).

Из таблицы 6 видно, что самая высокая урожайность сорго получена в контрольном варианте, где с поля отчуждается вся нетоварная часть урожая -2,30 т/га, а также при возделывании этой культуры в четырех- и восьмипольном севооборотах соответственно по озимой пшенице и гороху, солома которых запахивается в почву 2,33 и 2,34 т/га.

Таблица 6 - Урожайность зернового сорго в зависимости от предшественников и внесения соломы полевых культур, т/га

Вариант Предшественник Урожайность

1(к) Озимая пшеница 2,30

2 Озимая пшеница (солома) 2,33

3 Озимая пшеница (солома) 2,10

4 Горох (солома) 2,34

НСР05 0,09

Самая низкая урожайность зерна сорго обеспечивается при выращивании его в шестипольном севообороте по озимой пшенице, солома которой также запахивается в почву - 2,10 т/га, что ниже контроля на 0,2 т/га или 8,7%.

Вывод. В условиях светло-каштановых почв Нижнего Поволжья возвращение в почву нетоварной части урожая зерновых и зернобобовых является эффектив-

ным приемом, который повышает урожайность зерна сорго в четырех- и восьмипольном полевых биологи-зированных севооборотах, способствует увеличению запасов продуктивной влаги в почве и экономному ее расходованию, высокому поступлению органического вещества и элементов питания в почву.

Литература:

1. Денисов К.Е. Формирование продуктивных агрофи-тоценозов зерновых культур и повышение плодородия каштановых почв под влиянием биомелиорации в сухо-степной части Заволжья: автореф. дис. ... докт. с.-х. наук: 06.01.09 и 06.01.02 / Денисов Константин Евгеньевич. -Саратов, 2009. - 44 с.

2. Егорова, Г.С. Засоренность и продуктивность зерновых культур на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья: монография / Г.С. Егорова, Ю.Н. Плескачев, К.В. Шиянов. - Волгоград: ФГОУ ВПО Волгоградская ГСХА, 2011. - 104 с.

3. Жидков, В.М. Биологизированные приемы повышения урожайности зерновых культур в Волгоградской области: монография / В.М. Жидков, А.В. Зеленев. - Волгоград: ВГСХА, 2011. - 188 с.

4. Зеленев, А.В. Биомелиорация - фактор снижения коэффициентов водопотребления у зерновых культур в Нижнем Поволжье / А.В. Зеленев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. - 2013. -№2. - С. 22-26.

5. Зеленев, А.В. Влияние приемов биологизации на засоренность посевов полевых культур в севооборотах Волгоградской области / А.В. Зеленев, Е.А. Иванцова // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. - 2011. - №4. - С. 31-37.

6. Зеленев, А.В. Динамика запасов продуктивной влаги в почве и урожайность зерновых культур в биологи-зированных севооборотах Волгоградской области / А.В. Зеленев // Известия Нижневолжского агроуниверситет-ского комплекса. - 2013. - №4. - С. 26-31.

7. Земледелие: учеб. для вузов / А.И. Беленков, Ю.Н. Плескачев, В.А. Николаев и др.; под ред. А.И. Беленкова. -М.: изд-во РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2015. - 302 с.

8. Земледелие: учеб. для вузов / Г.И. Баздырев, А.В. За-харенко, В.Г. Лошаков и др.; под ред. Г.И. Баздырева. - М.: КолосС, 2008. - 607 с.

9. Лабынцев А.В. Сохранение плодородия чернозема обыкновенного Северного Кавказа и повышение продуктивности пашни: автореф. дис. ... докт. с.-х. наук: 06.01.01 и 06.01.04 / Лабынцев Александр Валентинович. - Рассвет, 2002. - 44 с.

10. Лыков, А.М. Органическое вещество пахотных почв Нечерноземья / А.М. Лыков, А.И. Еськов, М.Н. Новиков. - М.: РАСХН, 2004. - 632 с.

11. Минеев, В.Г. Агрохимия: учебник / В.Г. Минеев. -М.: изд-во МГУ, изд-во КолосС, 2004. - 720с.

12. Плескачев, Ю.Н. Полевые севообороты, обработка почвы и борьба с сорной растительностью в Нижнем Поволжье: монография / Ю.Н. Плескачев, А.А. Холод, К.В. Шиянов. - М.: изд-во «Вестник РАСХН», 2012. - 357 с.

13. Системы земледелия Нижнего Поволжья: учебное пособие / А.Н. Сухов, В.В. Балашов, В.И. Филин и др.; под ред. А.Н. Сухова. - Волгоград: изд-во Волгоградской ГСХА, 2007. - 344 с.

14. Скорочкин, Ю.П. Сидеральный пар и солома - элементы биологизации земледелия в условиях Северо-Восточной части ЦЧР / Ю.П. Скорочкин, З.Я. Брюхова // Земледелие. - 2011. - № 3. - С. 20-21.

STRAW AS ORGANIC FERTILIZER FOR SORGHUM GROWN FOR GRAIN IN LOWER-VOLGA REGION Zelenev, A. V., D.S-Kh.N., Professor - FGBOU VO VolGAU, Seminchenko, E. V., M.N.S., and Tupitsyna, V. V., M.N.S.— Lower-Volga NIISKh, affiliate of FSC of Agroecology RAS

The researchshows that the straw of grain and pulse cropsis the most accessible and least expensive organic fertilizer, which has a positive effect on accumulation of moisture in the soil, preserves soil fertility, and increases yields of grain sorghum.

Keywords: straw, crop rotation, reserve of productive moisture, coefficient of water consumption, contamination of sowings, organic matter, nutrition elements, grain sorghum, crop yield.