Поиск

Влияние промежуточных и сидеральных культур на плодородие почв Северо-Кавказского региона
29.03.2015

В условиях интенсификации земледелия роль многолетних трав как фактора биологизации земледелия усиливается. Предпосылкой биологизации земледелия служат знания и системный анализ различных круговоротов веществ в агроценозе и возможностей управления ими с помощью соответствующих агроприемов.
Результаты исследований, проведенных на юге Российской Федерации, свидетельствуют, что многолетние бобовые травы во второй год жизни хорошо используют зимне-весенний максимум почвенной влаги, формируя к концу весны — началу лета высокий урожай сена (табл. 6.18).

Влияние промежуточных и сидеральных культур на плодородие почв Северо-Кавказского региона

Максимальный урожай сена эспарцета и донника был получен на беспокровных посевах этих трав, а наименьший — при посеве под покров ярового ячменя. Урожайность эспарцета в среднем за 1991—1994 гг. при беспокровном посеве составила 9,39 т/га, донника — 10,52 т/га, тогда как в варианте с посевом под покров ячменя — соответственно 7,18 и 8,12 т/га. В среднем за годы наблюдений донник во всех вариантах опыта был урожайнее эспарцета.
Следовательно, растения донника лучше используют почвенно-климатические условия для формирования своего урожая.
После уборки эспарцета и донника в почву поступает на 3,88 и 6,82 т/га больше органического вещества в воздушно-сухом состоянии, чем выносится с урожаем сена.
Исследованиями установлено, что максимальное количество растительных остатков поступает в почву после уборки эспарцета и донника в варианте с беспокровным посевом — соответственно 15,36 и 17,34 т/га, что на 4,3 и 5,0 т/га больше, чем при посеве этих культур под покров ярового ячменя (рис. 6.17).
Влияние промежуточных и сидеральных культур на плодородие почв Северо-Кавказского региона

Различные покровные культуры оказали заметное влияние на урожайность эспарцета и донника. Под покровом силосной кукурузы эспарцет и донник лучше развивались и были более урожайными, чем под покровом других культур. Так, в среднем за 1991—1994 гг. урожайность эспарцета на сено составила 8,78 т/га, что на 1,60 т/га больше, чем при подсеве под покров ярового ячменя, и на 1,0 т/га больше, чем при подсеве его под просо. Аналогичная тенденция проявилась и у донника. Максимальная урожайность сена эспарцета и донника была получена в 1992 г. (от 9,85 до 12,62 т/га).
В среднем за 1991—1994 гг. урожайность сена бобовых трав при посеве их под яровой ячмень была минимальной — от 7,18 до 8,12 т/га. Следовательно, под покровом ярового ячменя бобовые травы хуже растут, что влияет на формирование урожая. При бес-покровных посевах и при посеве эспарцета и донника под силосную кукурузу создаются наиболее благоприятные условия для формирования биомассы.
Максимальная урожайность зеленой массы изучаемых в Краснодарском крае кормовых культур была получена в контрольных вариантах: 15,75 т/га у эспарцета; 20,73 т/га у донника и 15,49 т/га у вайды красильной. Урожайность зеленой массы у этих культур в варианте с беспокровным летним посевом была на 26...30 % меньше по сравнению с контрольным вариантом, а при подсеве под покров ярового ячменя урожайность была меньше на 9,1...16,3 %.
В среднем за четыре года наблюдений донник был более урожайным по сравнению с эспарцетом и вайдой красильной. Однако у вайды красильной урожай формируется на 24...25 дней раньше, чем у донника, и на 19...20 дней раньше, чем у эспарцета. Максимальная урожайность зеленой массы кормовых культур была получена во влажном 1997 г.
Таким образом, изучаемые кормовые культуры, имея различные морфобиологические особенности, удачно дополняют друг друга, благодаря чему их можно использовать в зеленом и сырьевом конвейере, не создавая напряженности в проведении полевых работ (уборка, обработка почвы).
Естественным источником пополнения органического вещества в почве при ее сельскохозяйственном использовании служат растительные остатки растений — корневые и пожнивные.
При оценке количества органического вещества, поступающего в почву после многолетних трав, в связи с невозможностью его полного учета необходимо вводить поправочный коэффициент, равный 2,5...3,0. При этом отношение сухой надземной массы к массе пожнивно-корневых остатков для пахотного слоя будет равно 3,2, а для слоя почвы 0...100 см — 2,7.
Исследованиями установлено, что после уборки донника в почву поступает от 8,6 до 10,7 т/га пожнивно-корневых остатков, после уборки эспарцета — 7,5...9,2 т/га и после вайды красильной — 5,7...7,4 т/га (рис. 6.18).
Влияние промежуточных и сидеральных культур на плодородие почв Северо-Кавказского региона

Как отмечают многие исследователи, ежегодное поступление в почву растительных остатков после многолетних трав превышает 6,0...10,0 т/га, что равноценно внесению 20...30 т/га навоза. Так, М. Григорьев, С. Н. Оконский, Н. А. Зеленский считают, что с таким количеством растительных остатков в почву поступает значительно больше элементов питания и органического вещества, чем с 25...30 т/га навоза.
В проведенных исследованиях максимальное количество растительных остатков поступало в почву после уборки эспарцета, донника и вайды красильной в варианте с беспокровным весенним посевом — соответственно 9,22; 10,73 и 7,45 т/га, что на 1,69; 2,09 и 1,70 т/га больше, чем при возделывании этих культур при беспокровном летнем посеве.
Урожайность надземной массы бобовых трав и количество растительных остатков при выращивании донника и эспарцета как парозанимающих культур в Ростовской области варьировалась по годам. Так, в засушливый 1995 г. получено всего 17,7 т/га зеленой массы донника и 17,5 т/га — эспарцета; в благоприятный по перезимовке и увлажнению 1996 г. — соответственно 24,5 и 20,8 т/га.
Во влажные 1997 и 1998 гг. наблюдалось повышенное развитие корневой системы, вследствие чего корневые остатки составили: по занятому донником пару соответственно 9,96 и 9,23 т/га, по занятому эспарцетом пару — 7,51 и 6,05 т/га, что благотворно отразилось на поступлении органической массы в почву по занятому донником пару (14,82 и 13,63 т/га соответственно), а также по занятому эспарцетом пару (11,2 и 8,3 т/га).
В среднем надземная масса эспарцета составила 19,9 т/га, а донника — 22,7 т/га, пожнивных остатков по пару, занятому донником, было на 1,37 т/га больше, а корневых остатков в слое 0...30 см — на 2,09 т/га больше, чем по пару, занятому эспарцетом, в итоге по занятому донником пару в почву поступило 12 т/га растительных остатков, что на 4 т/га выше, чем по занятому эспарцетом пару.
Сбор надземной массы донника был на 2,83 т/га выше сбора надземной массы эспарцета и составил 22,73 т/га, количество растительных остатков донника превышало аналогичный показатель эспарцета на 3,46 т/га (растительные остатки по донниковому пару составили 12,2 т/га) (рис. 6.19).
Влияние промежуточных и сидеральных культур на плодородие почв Северо-Кавказского региона

Биологическая урожайность донника составила 34,93 т/га, а эспарцета — 28,64 т/га. По занятому донниковому пару в почву поступило 34,9 % растительных остатков (пожнивные и корневые остатки в слое почвы 0...30 см) от биологической урожайности, что на 3,4 % больше, чем в эспарцетовом пару.
В сидеральном донниковом пару в среднем за четыре года исследований в почву поступило около 34,93 т органической массы, что превышает аналогичный показатель занятых паров на 22,73...26,19 т/га.
Вместе с растительными остатками в почву поступает от 31 до 215 кг/га биологически чистого азота, от 12 до 46 кг/га фосфора и от 17 до 105 кг/га калия. Наибольшее количество азота в почву поступило с растительными остатками донника — 215,8 кг/га. С растительными остатками многолетних бобовых культур в почву также поступает более 40 кг/га фосфора, что значительно больше, чем после других парозанимающих культур. Химический состав растительных остатков определяет темпы их разложения. Интенсивнее разлагаются растительные остатки бобовых культур и вайды красильной. За период парования почвы растительные остатки эспарцета, донника и вайды красильной разлагаются на 38...53 %, тогда как растительные остатки злакобобовой смеси и кукурузы только на 11...36 %.
В процессе разложения растительных остатков и минерализации гумуса происходит изменение содержания в почве доступных для растений элементов питания. Перед посевом озимой пшеницы лучший питательный режим был в чистом пару и в парах, занятых эспарцетом, донником и вайдой красильной. Так, в лучших вариантах занятого пара содержание N-NO3 было на уровне 44,8...68,4 мг/кг, тогда как в пару, занятом кукурузой, — всего 19,2 мг/кг. Аналогичные данные наблюдались и по содержанию подвижного фосфора.
В оценке влияния различных видов паров на потенциальное плодородие почвы интегральным показателем является содержание гумуса. В исследованиях Н. А. Зеленского на обыкновенных черноземах за две ротации севооборота с чистым паром за 14 лет содержание гумуса снизилось: при отвальной обработке на 0,22 %, а при плоскорезной — на 0,15 % (НСР0,5 = 0,08 %). При замене чистого пара паром, занятым эспарцетом, за тот же период содержание гумуса повысилось: при отвальной обработке на 0,12 %, при плоскорезной — на 0,15 %. На целине содержание гумуса было стабильно высоким — 5,70 %.
Следовательно, введение в полевые севообороты многолетних бобовых трав с коротким периодом использования приводит к повышению содержания гумуса в почве, тогда как в чистом пару происходит его минерализация. При возделывании кормовых (бобовых) культур в занятом и сидеральных парах создаются благоприятные предпосылки для положительного баланса органического вещества и элементов питания в почве.
В Ставропольском крае изучалось влияние промежуточных и сидеральных культур (эспарцет, вика, рапс, горчица белая) на свойства чернозема обыкновенного.
Промежуточные сидеральные культуры оказывали некоторое положительное влияние на структурно-агрегатный состав почвы. Содержание частиц диаметром менее 1 мм в пахотном слое снизилось на 3,1 %. Коэффициент структурности на изучаемых единицах ландшафта увеличился на 0,05...0,03.
Важный показатель, характеризующий эффективное плодородие почв, — содержание подвижных форм фосфора. При использовании всех изучаемых промежуточных культур на зеленое удобрение отмечается рост количества этого элемента в пахотном слое по сравнению с контрольным вариантом. Это увеличение составило 0,6...6,8 мг/кг. При посеве кукурузы в смеси с горохом, озимой рожью и озимой викой отмечена тенденция снижения плодородия по фосфору на 0,2...0,3 мг/кг по сравнению с контрольным вариантом, что, по-видимому, связано с меньшей скоростью их минерализации. Количество калия возросло на 53...265 мг/кг при содержании его в контрольном варианте 242 мг/кг почвы.
Наиболее важный показатель, обеспечивающий стабильное плодородие почвы, — содержание в ней гумуса. Проведенные расчеты показали, что за счет заделки в почву пожнивных остатков возделываемых в севообороте культур нельзя достигнуть положительного баланса гумуса. Его дефицит составляет 601,2 кг/га (табл. 6.19).
Влияние промежуточных и сидеральных культур на плодородие почв Северо-Кавказского региона

Один из источников пополнения органики в почве — запашка соломы. На примере расчета баланса гумуса в восьмипольном полевом севообороте (горох, озимая пшеница, сахарная свекла, озимая пшеница, подсолнечник, кукуруза на силос, озимая пшеница) установлено, что даже с учетом оставляемой соломы его баланс складывается с небольшим дефицитом (-38,9 кг/га).
Бездефицитного или даже положительного баланса гумуса (+4 кг на 1 га севооборотной площади) без использования органических удобрений можно добиться введением в севооборот двух полей сидеральных промежуточных культур. Пожнивный посев смеси подсолнечника с викой в третьем и кукурузы с горохом в пятом поле севооборота способствует увеличению приходной части органического вещества на 1453 кг/га (табл. 6.20).
При возделывании в севообороте промежуточных культур на корм гумусовый баланс остается отрицательным независимо от их вида, то есть в этом случае они не оказывают положительного влияния на накопление органического вещества в почве.
Влияние промежуточных и сидеральных культур на плодородие почв Северо-Кавказского региона

Таким образом, при заделке в почву стерни зерновых культур дефицит гумуса в типичном полевом севообороте зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края составляет 601 кг/га. Оставление соломы зерновых колосовых приводит к снижению его до 38,9 кг/га. И только при использовании промежуточных культур на сидераты складывается положительный баланс гумуса — 4,7 кг на 1 га севооборотной площади.