УДК 631.816.23:631.431:631.582

СИДЕРАЦИЯ – ФАКТОР СТАБИЛИЗАЦИИ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕРНОВО – ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ.

В.А. Николаев

РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева

Показано влияние пожнивного сидерата и соломы на изменения агрофизических свойств дерново-подзолистой почвы в севооборотах и при бессменном возделывании полевых культур.

Ключевые слова: плодородие, севооборот, пожнивный сидерат, коэффициент структурности, плотность.

SIDERATION IS A FACTOR OF STABILISATION OF AGROPHYSICAL PROPERTIES OF SOD-PODZOL SOIL

V.A. Nikolaev

K.A. Timiryazev RGAU-MSHA

Here the influence of a stubbly siderate and straw on the change of agrophysical properties of sod-podzol soil in crop rotations and at permanent cultivation of field crops is shown.

Key words: fertility, crop rotation, a stubbly siderate, a factor of structuring, density.

При переходе земледелия на короткоротационные севообороты, в которых нередко преобладают зерновые культуры, происходит нарушение принципов плодосмена, что приводит к ухудшению всего комплекса показателей плодородия почвы.

Одним из эффективных способов оздоровления почвы является возделывание промежуточных культур на зелёное удобрение. Установлено, что запашка зелёной массы белой горчицы с соломой снижала плотность сложения корнеобитаемого слоя, повышала его водопроницаемость и увеличивала содержание водопрочных агрегатов в почве [5 ].

Корневая система сидератов, используемых в качестве промежуточных культур закрепляет почву, пронизывая её глубокие слои, что обеспечивает так называемый «биологический» вертикальный дренаж. Использование остатков сидерата в качестве мульчи обогащает почву органическим веществом, оструктуривает её, и создаёт оптимальные условия аэрации, как пахотного, так и подпахотного слоёв.

В задачу наших исследований входило изучение влияния пожнивного сидерата и удобрения соломой в сочетании с расчётными дозами NPK на структуру дерново-подзолистой почвы и урожайность полевых культур.

Объекты и методы исследования.

В РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева проведены большие исследования в длительных полевых стационарных опытах по оценке экологических функций сидерата горчицы белой, выращиваемой в промежуточных посевах. Помимо горчицы белой для промежуточных посевов рекомендуются и другие крестоцветные культуры (редька масличная, яровой и озимый рапс), а также поукосные посевы кукурузы на зелёный корм после уборки однолетних трав и подсевные промежуточные культуры (многолетние травы, многолетний люпин и озимую вику) [5].

Наши исследования проводились в стационарном полевом опыте, заложенном в 1980г. на опытном поле РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева в учхозе « Михайловское» Подольского района Московской области по следующей схеме: I – плодосменный севооборот с 50% зерновых культур: 1 – 2 – многолетние травы 1 – 2-го г.п., 3 – озимая пшеница, 4 – кукуруза на силос, 5 – овёс, 6 – ячмень с подсевом многолетних трав (контроль); II – зернотравяной севооборот с 67% зерновых: 1 – е поле – клевер 1 – го г.п., 2 – озимая пшеница, 3 – овёс, 4 – однолетние травы на з.к., 5 – озимая рожь, 6 – ячмень с подсевом клевера; III – зерновой севооборот с 83% зерновых: 1 – вика – овёс на з.к., 2 – озимая пшеница, 3 – овёс, 4 – ячмень, 5 – озимая рожь, 6 – ячмень; IV – зерновой севооборот – тот же, что и III севооборот, + пожнивный сидерат горчицы (ПС) после озимой пшеницы, ржи и ячменя, идущего после ржи; V – зерновой севооборот – тот же, что и IV севооборот,+ удобрение соломой (С) после уборки озимой пшеницы, ржи и ячменя, идущего после ржи. Кроме того, в опыте изучали бессменные посевы ячменя: 1 – без удобрений, 2 – на фоне NPK, 3 – NPK+ПС, 4 – NPK+ПС+С и овёс: 1 – без удобрений, 2 – NPK.

Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая, средней степени окультуренности. Исходное содержание в пахотном слое 0-20 см.: гумуса-1,62%; P₂O₅-13,1; K₂O-16,4 мг на 100г. почвы; рH-5,7.

Учёт урожая зерна и зелёной массы основных культур проводили сплошным методом, соломы и зелёной массы пожнивного сидерата – методом пробных площадок на метровках. Агротехника возделывания культур в опыте была общепринятой для хозяйств Московской области.

Минеральные удобрения вносили в расчёте на запланированные урожаи озимой пшеницы и ржи – 5,0 т/га, яровых зерновых (ячмень,овёс) – 4,0 т/га, что соответствовала следующим дозам: N₉₀P₁₂₀K₁₄₀ – для ячменя и овса, N₁₂₀P₁₆₀K₁₂₀ – для озимых. Фосфорные и калийные удобрения вносили под основную обработку почвы, азотные – дробно в 3 срока: 25% – при посеве, 50% – в подкормку весной и 25% – в фазу колошения; под пожнивную горчицу – из расчёта 50 кг. N на 1 га., используя при этом то его количество, которое предназначалось под последующую яровую культуру.

После уборки зерновых культур и внесения азотного удобрения, а также соломы на соответствующих делянках почву под пожнивную горчицу обрабатывали дисковым лущильникам и комбинированным агрегатом КВК – 4,2 на глубину 8 – 10 см. Высевали 40 кг. всхожих семян горчицы на 1 га. сеялкой СЗН – 2,4. Зелёную массу в фазе цветения запахивали на глубину – 22 см.

Результаты и их обсуждение

Использование промежуточных сидеральных культур оказывает многоплановое и комплексное влияние на изменение агрофизических, агрохимических и биологических показателей различных типов почв.

Основным параметром, оказывающим влияние на изменение и стабилизацию физических свойств почвы, а следовательно и определяющих условия роста и развития растений, является почвенная структура. Её состояние, изменяющееся под влиянием факторов интенсификации (севооборот, удобрения, пожнивный сидерат), может быть выражено через коэффициент структурности (Кс), рассчитанный как отношение количества агрономически-ценных агрегатов размером (0,25-10 мм) к сумме глыбистой (>10 мм) и пылеватой (<0,25 мм) фракции. Этот коэффициент также основан на количестве агрономически-ценных агрегатов, диапазоны которого для оценки качественного состояния структуры почвы составляют: > 1,5 – отличное агрегатное состояние ; 1,5 -0,67 – хорошее;<0,67 – неудовлетворительное.

Наши исследования показали, что в специализированных зерновых севооборотах по сравнению с бессменными посевами существенно повышается коэффициент структурности, т.е. улучшается структура почвы.

На изменение структурного состояния дерново-подзолистой почвы, кроме способа выращивания культур (бессменно или в севообороте) также оказывали влияние удобрения. В бессменных посевах ячменя, культуры со слаборазвитой корневой системой, внесение расчётных доз минеральных удобрений N₉₀P₁₂₀K₁₄₀ не оказывало разрушающего воздействия на структуру пахотного слоя почвы лишь в начальные периоды после закладки опыта. К концу второй ротации оценка структурного состояния по коэффициенту структурности показала, что её состояние из оценки «хорошее» перешло в «неудовлетворительное». Запашка пожнивного сидерата (горчица белая) в сочетании с минеральными удобрениями обогащало почву органическим веществом и усиливало её микробиологическую активность, что проявилось в увеличении агрономически-ценных агрегатов в 1,6 раза. Дополнительная запашка соломы зерновых стабилизировала процессы структурообразования почвы, особенно в пахотном слое, где коэффициент структурности в среднем за две ротации увеличился в 1,5 раза по сравнению с вариантами без удобрений и в 1,9 раза по отношению к NPK (табл. 1).

1. Коэффициент структурности почвы (Кс) в посевах ячменя.

Характер возделывания	Первая ротация	Вторая ротация	Относительное изменение, %
Севооборот:
I – NPK	0,63 0,46	1,05 1,02	166 221
III – NPK	0,46 0,56	1,26 0,94	274 168
IV – NPK+пс	1,21 0,71	0,86 0,82	-39 115
V – NPK+пс+с	1,21 0,71	1,26 0,95	104 134
Бессменные посевы ячменя:
1-без уд.	0,37 0,63	1,00 0,68	270 108
2 – NPK	0,38 0,36	0,67 0,72	176 200
3 – NPK+пс	0,62 0,54	1,04 0,69	168 128
4– NPK+пс+с	0,89 0,42	1,12 0,66	126 157

*Числитель — 0-20 см, знаменатель — 20-30 см.

Использование горчицы белой на зелёное удобрение по фону NPK в IV севообороте способствовало повышению коэффициента структурности в пахотном слое на 19,8% в посевах ячменя (табл. 1) и на 13,1% в посевах овса (табл. 2).

2. Коэффициент структурности почвы (Кс) в посевах овса.

Характер возделывания	Первая ротация	Вторая ротация	Относительное изменение, %
Севооборот:
I – NPK	0,46 0,44	1,17 1,25	254 284
III – NPK	0,52 0,51	1,16 0,93	223 182
IV – NPK+пс	0,72 0,58	1,17 1,16	163 200
V – NPK+пс+с	0,90 0,54	1,22 0,97	136 180
Бессменные посевы овса:
1 – без удобрений	0,42 0,42	0,77 0,99	183 236
2 – NPK	0,37 0,44	0,87 1,05	235 139

* Числитель — 0-20 см, знаменатель — 20-30 см.

При совместном применении сидерата и соломы (V вариант) значение этого коэффициента увеличилось в том же слое почвы на 20,4 и 11,6% соответственно в посевах ячменя и овса.

Нами установлено, что увеличение удельного веса зерновых культур в севообороте до 83% приводит к увеличению плотности сложения как пахотного (0-20 см), так и подпахотного (20-30 см) слоев почвы (табл. 3).

3.Плотность почвы под посевами зернофуражных культур, г/см³ ( средняя за 1990...1993 гг.)

Севооборот	% зерновых	Удобрение		Ячмень		Овес
				Слой почвы, см
				0-20	20-30	0-20	20-30
Плодосмен Зерновой Зерновой Зерновой	50 83 83 83	NPK NPK NPK+ПС NPK+ПС+С		1,32 1,31 1,24 1,22	1,34 1,35 1,30 1,32	1,24 1,30 1,20 1,20	1,34 1,32 1,32 1,28
Бессменные посевы	100 100 100 100	Без уд NPK NPK+ПС NPK+ПС+С		1,34 1,33 1,28 1,29	1,36 1,36 1,34 1,35	1,30 1,32 - -	1,33 1,36 - -
HCP05			0,03 0,05

Многолетнее применение пожнивного сидерата в зерновом севообороте на фоне минеральных удобрений снижало плотность почвы под посевами ячменя на 0,07 г/см³ или на 5,3% в пахотном слое и на 0,05 г/см³ или на 3,6% в подпахотном слое, под посевами овса в пахотном слое на 0,10 г/см³ или на 7,7% по сравнению с тем же севооборотом и с тем же фоном минеральных удобрений, но без пожнивного сидерата.

Максимальное разуплотнение корнеобитаемого (0-20см) слоя под изучаемыми культурами наблюдалось при совместной запашке пожнивной горчицы и соломы, где она под посевами ячменя составила – 1,22 г/см³, и 1,20 – г/см³ под овсом (табл. 3).

Разработка экологически безопасных ресурсосберегающих технологий возделывания полевых культур и повышение плодородия почвы неразрывно связано с биологизацией земледелия и энергосбережения, важным звеном которого является использование зелёного удобрения в сочетании с соломой.

Это потребует от сельскохозяйственных производителей научно-обоснованного изменения структуры посевных площадей с учётом ввода в схемы севооборота промежуточных культур на зелёное удобрение и использования в качестве удобрения соломы зерновых.

Пожнивное зелёное удобрение (горчица белая) на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах Центрального региона как в чистом виде, так и в сочетании с соломой, увеличивало продуктивность полевых севооборотов на 17-20%. При запашке зелёной массы пожнивной горчицы (15-20 т/га) урожайность картофеля повышалась на 49,8%, ячменя — на 50,5%, овса — на 51,2%, зелёной массы вико-овсяной смеси — на 34% [2].

При насыщении севооборота зерновыми культурами с 50 до 83% площади на фоне применения расчётных доз минеральных удобрений урожайность зерновых снижалась в среднем за 23 года (1981-2003 гг.): ячменя — на 12,1%, овса — на 4,5% (табл. 4). Возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы в специализированном зерновом севообороте на 50% его площади позволили повысить урожайность: ячменя и овса — на 8,5 и 8,1%, а при сочетании с удобрением соломой — соответственно на 10, и 7,4%. Выращивание полевых культур в бессменных посевах показало, что урожайность ячменя при систематическом внесении минеральных удобрений (NPK) по сравнению с возделыванием его в севообороте при таком же удобрении была ниже в среднем за 28 лет на 21,1%, а овса — на 8,9% (табл. 4).

4. Урожайность зерновых культур в специализированных севооборотах, т/га (в среднем за 1981 – 2003 гг.).

Севооборот и % зерновых	Удобрение	Ячмень	Овёс
I – 50	NPK	3,23	3,11
III – 83	NPK	2,84	2,97
IV – 83	NPK+пс	3,08	3,21
V – 83	NPK+пс+с	3,13	3,19
Бессменные посевы с 1981 г.	Без удобрения	1,28	1,66
	NPK	2,55	2,77
	NPK+пс	2,60	-
	NPK+пс+с	2,60	-
НСР, ц/га		0,34	0,28

Возделывание и запашка горчицы белой в чистом виде (ПС) или совместно с соломой (ПС+С) не смогли приостановить падение урожайности ячменя при его бессменной культуре, которая оказалась ниже по сравнению с такими же агрофонами в севообороте на 15,6-16,9%. Это связано как с низкими урожаями пожнивного сидерата ввиду более короткого послеуборочного периода, так и более высокой степенью поражённости растений болезнями, а также повышенным уровнем засорённости посевов и накоплением фитопатогенов в почве.

Заключение

1. Длительное применение пожнивного зелёного удобрения (белой горчицы) улучшает ряд агрофизических показателей почвы. Совместная запашка пожнивного сидерата и соломы способствует улучшению структуры почвы в специализированных зерновых севооборотах на 20,4%.

2. При длительном использовании пожнивной сидерации в зерновом севообороте, как в чистом виде, так и особенно в сочетании с удобрением соломой урожайность зерновых культур повышается до уровня их урожайности в плодосменном севообороте.

Список литературы

1. Бондарев А.Г. Проблема регулирования физических свойств почвы в интенсивном земледелии. – Почвоведение, – 1988, №9. с. 64 – 70. –
2. Воробьёв С.А. Севообороты в специализированных хозяйствах Нечерноземья. М.: Россельхозиздат. 1982.

3. Лошаков В.Г. Промежуточные культуры в севооборотах Нечернозёмной зоны. М.: Россельхозиздат, 1980, с.96 – 114. –
4. Лошаков В.Г. , Иванова С.Ф., Николаев В.А. Влияние специализированных зерновых севооборотов и удобрений на агрофизические свойства дерново – подзолистой почвы. Изв. ТСХА, 1993, вып. 4, с. 14 – 19. –
5. Лошаков В.Г. Севооборот и плодородие почвы. - М.: Изд. ВНИИА, 2012.- 512 с.

Николаев В.А., канд. с-х. наук, доцент, РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева, г. Москва, ул.Ставропольская д.58, кор.2, кв.82, контактный тел.89152265065, e-mail: vladimir_nikolaev0202@mail.ru