ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ В ОРЕНБУРЖЬЕ И ОСНОВНЫЕ ПРИЁМЫ

ЕГО ПОВЫШЕНИЯ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ

Максютов Н.А., Жданов В.М., Скороходов В.Ю., Митрофанов Д.В.

ГНУ Оренбургский научно-исследовательский институт

сельского хозяйства Россельхозакадемии

Одной из основных проблем современного земледелия является сохранение и повышение плодородия почв. К сожалению, за последние 20 лет оно заметно падает. Так по данным агрохимических обследований за последние 5 лет процент содержания гумуса в почвах Оренбургской области снизился: по северной зоне на 0,7%, западной – 0,4, южной и восточной зонах – 0,2, в среднем по области – на 0,4%.

Ежегодно на черноземах южных теряется до 1т гумуса на каждом гектаре, на черноземах обыкновенных – 0,83 и темно-каштановых почвах – 0,62 т (1).

Только за последние 40-50 лет содержание гумуса в области в черноземах типичных уменьшилось на 3 абсолютных процента, обыкновенных – на 1,7, южных – на 1,6 и темно-каштановых почвах – на 1%.

Основной причиной падения плодородия почв до сих пор являются эрозионные процессы, так водной эрозии в различной степени в области подвержено 2214,9 тыс. га пашни, ветровой эрозии – 279,4 тыс. га, совместной водной и ветровой – 192,1 тыс. га и дефляционно-опасной пашни составляет 5304,3 тыс. га (2).

В связи с таким положением, около 2,0 млн. га пашни имеют очень низкое и низкое содержание фосфора, а 2,5 млн. га обеспечены им в недостаточной степени. Около 600 тыс. га имеют очень низкое и низкое содержание калия.

В борьбе с эрозией почвы научно-исследовательскими учреждениями области разработаны приемы, способствующие снижению этих негативных процессов, однако по объективным и субъективным причинам они не всегда выполняются в производстве.

Одной из причин снижения плодородия почвы в области является недостаточное внесение органических и минеральных удобрений. Хорошо известно, что без применения удобрений в почву возвращается только 15-20 % основных элементов питания растений от вынесенных с урожаем, а гумуса восстанавливаются всего на 35-40 %, т.е. земледелие работает с отрицательным балансом. Для обеспечения бездефицитного его баланса и основных питательных веществ необходимо ежегодно вносить на гектар не менее 4-8 тонн навоза и 30 килограммов по действующему веществу минеральных удобрений.

К сожалению, в связи с резким падением численности поголовья скота и выхода навоза и дороговизной минеральных удобрений они применяются в ограниченном количестве. Так если в 1991 году на 1га пашни вносилось 900кг органических удобрений и 15,2кг в д.в. минеральных удобрений, то в 2012 году соответственно 22,0 и 4,8кг.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в области плодородие почвы катастрофически падает, поэтому необходимые срочные меры по его сохранению и повышению.

На основании многолетних стационарных исследований нами разработаны приемы и технологии, способствующие успешному решению этой важной проблемы, не требующие для их внедрения больших затрат и вложений средств (3, 4).

Самые большие потери плодородия почвы в результате водной, ветровой и биологической эрозии отмечаются в паровых полях, особенно если они отводятся под посев яровой пшеницы. Так только за счет водной эрозии в среднем потери гумуса с 1га составляют около 3т, а в результате его минерализации (биологическая эрозия) в пределах 2 т.

Разработанный нами пар почвозащитный полностью устраняет этот процесс, кроме того в сравнении с черным паром в среднем за 18 лет он повышает урожайность твердой пшеницы до 1,5ц с 1га и дает дополнительную кормовую продукцию (суданская трава 33,0ц к ед. с 1га). По экономической и энергетической оценке такой пар превосходит черный в 1,5-2,0 раза.

Одним из эффективных средств повышения плодородия почвы и урожайности с.-х. культур является применение зеленого удобрения. По многолетним данным впервые разработанные нами сидеральные пары, занятые двулетним донником желтым, яровым рапсом и викой, кормовым горохом и злаковобобовой смесью (овес+горох) повышают урожайность твердой пшеницы до 2,0ц с 1га, в сравнении с черным паром.

С зеленой массой и корнями сидеральных культур в почву поступает до 140кг на 1га биологического азота, до 30кг фосфора и до 146кг калия. Применение зеленого удобрения обеспечивает положительный баланс гумуса, тогда как потери его в черном пару составляют 1,76т на 1га. Условный чистый доход с 1га и рентабельность в сидеральном севообороте на 49,2 и 45,3% выше, чем зернопаровом, а по энергетической эффективности он превосходит в 1,4 раза.

Значимость зеленого удобрения особенно возрастает за последние годы, в связи с дороговизной минеральных удобрений и большими затратами на внесение навоза, кроме того, следует отметить, что действие его проявляется в отдельные годы на урожайности всех культурах севооборота.

Примером может быть резко засушливый 1998 год, когда дополнительный сбор зерна по всем культурам 6-польного сидерального севооборота в сравнении с зернопаровым составил 10,3ц с 1га. Особенно заметно реагировали на зеленое удобрение в последействии просо и ячмень.

Такое явление можно объяснить тем, что в условиях жесточайшей засухи, при наличии хороших запасов влаги в почве и высокой температуры биологические процессы в ней проходили активно, что способствовало интенсивному разложению биомассы донника. Аналогичное явление мы наблюдали в 2001-2002 годах.

Мониторинг за изменением плодородия почв в среднем за 18 лет (в начале и конце за три ротации севооборотов) показал, что потери гумуса без применения удобрений составляют в севооборотах от 0,3 до 0,4 абсолютных процента, в бессменных безотвальном и отвальном парах соответственно 0,6 и 0,8. Применение минеральных удобрений во всех севооборотах сохраняет потери гумуса и даже в бессменных парах (табл. 1).

Способ основной обработки почвы играет важную роль в сохранении плодородия почвы. По данным наших исследований основная глубокая обработка под черный пар и в конце его парования под яровую пшеницу отвальным плугом приводит к ежегодным потерям гумуса –3,4 т на 1га, тогда как безотвальная обработка снижает этот показатель в 2 раза (1,7 т/га).

1. Мониторинг изменений плодородия пахотного (0-30см) слоя почвы

в 6-польных севооборотах в зависимости от вида пара

на неудобренном фоне за три ротации (1990-2007гг.)

Вид пара	Начало ротации (1990г.)			Конец ротации (2007г.)
	гумус, %	РН водной вытяжки	сумма поглощенных оснований, мг/экв на 100г почвы	гумус, %	РН водной вытяжки	сумма поглощенных оснований, мг/экв на 100г почвы
Чёрный кулисный под яр. тв. пшен.	4,9	7,3	29,6	4,5	7,8	31,2
Почвозащитный с летним посевом суд. травы под яр. тв. пшен.	4,7	7,9	28,9	4,3	7,9	30,3
Сидеральный под яр. тв. пшен.	4,6	7,5	28,9	4,3	7,9	30,0
Чёрный плоскореный бессменный	4,9	7,5	28,9	4,3	7,8	31,1
Чёрный отвальный бессменный	4,9	7,5	29,9	4,1	7,9	30,0

Результаты наших исследований показывают (табл. 2), что основная минимальная обработка почвы под пар, в сравнении с глубокими, замедляет процесс минерализации гумуса с высвобождением нитратов и уменьшает вымывание их из почвы на 30%, тем самым сохраняет ее плодородие.

На основании многолетних исследований нами было установлено (табл. 3), что бессменное применение безотвальных обработок в течение 5-6 лет на одном поле приводит к дифференциации пахотного слоя по плодородию. Количество питательных веществ при этом увеличивается в верхнем и уменьшается в нижних слоях пашни. Такой поверхностный тип питания в засушливых условиях, когда верхний плодородный слой почвы быстро пересыхает и питательные вещества не используются культурными растениями, приводит к снижению урожайности. Мы рекомендуем в этом случае для устранения такого типа питания применять отвальную вспашку. Кроме того, она необходима для подавления многолетней сорной растительности и заделки семян однолетних сорняков, а также против болезней и вредителей.

2. Потери нитратного азота в паровом поле

в зависимости от способа основной его обработки

Вид пара и основная обработка почвы	Содержание NO3 в слое 0-30см почвы, кг на 1га			Потери за 2-ой осенне-зимний период парования
	в начале парования	в конце парования	перед посевом яр. тв. пшен.	кг на 1га	%
Пар чёрный плоскорезный на глубину 25-27см (контроль)	224	545	152	393	100
Пар ранний минимальная	227	472	204	269	70
Отклонение от контроля, + или -	+30	-73	+52	-24	-30

3. Плодородие слоев пашни в зависимости

от способа основной обработки почвы

Основная обработка почвы	Слои почвы, см	Содержание питательных веществ
		гумус, %	NO3	P2O5	K2O
			мг на 100г почвы
Отвальная вспашка на гл 25-27см (контроль)	0-10 10-20 20-30 0-30	4,3 4,4 4,3 4,3	5,4 5,5 5,3 5,4	1,4 1,7 1,0 1,4	38,0 33,0 37,2 37,6
Плоскорезная обработка на гл. 25-27см (бессменно 8 лет)	0-10 10-20 20-30 0-30	4,9 4,5 4,0 4,5	5,6 4,4 4,3 4,7	1,5 1,1 1,0 1,2	39,2 37,2 31,2 35,8

Лучшим местом ее применения является в севооборотах в черном пару для заделки навоза и соломы и после кукурузы для заделки пожнивных остатков.

В настоящее время заметная деградация почвы отмечается на брошенных землях, которые зарастают бурьянистой растительностью (5). В результате высокой ее урожайности и большого выноса питательных веществ, особенно в районах с большим количеством выпадения осадков, на таких землях происходит не только недобор продукции, но и падение плодородия почвы, так как надземная масса остается на поверхности и не пополняет почву органикой. Для сохранения и повышения ее плодородия мы рекомендуем использовать бурьянистую растительность в качестве зеленого удобрения, заделывая ее в почву, хотя бы один раз в 2-3 года. Кроме того, тем самым будет уничтожен рассадник болезней, вредителей и мышевидных и других грызунов. Поэтому одной из причин массового нашествия саранчи за последние годы в области, которая наносит колоссальный ущерб урожаю, является отсутствие лущения стерни и отвальной вспашки.

В связи с недостаточным количеством выхода навоза и дороговизной минеральных удобрений, для сохранения и повышения плодородия почвы, необходимо переходить на биологическое земледелие. К такому приему относится применение соломы в качестве удобрения, по своей эффективности она выше, чем навоз, соотношение между ними составляет 1: 3. Ее следует вносить, в первую очередь, в паровое поле.

Наши исследования показывают, что в паровом поле происходит интенсивная минерализация гумуса (1,76 т/га) с высвобождением большого количества нитратного азота, который непроизводительно теряется, опускаясь в нижние горизонты и становится недоступным для растений. Другая часть нитратов переходит в неусвояемую форму, то есть происходит процесс денитрификации. Так по нашим данным, в черном пару от начала парования до посева яровой пшеницы в пахотном слое почвы, теряется нитратов 377кг на 1га, в почвозащитном всего 2,4кг.

Внесение соломы в паровое поле на свое разложение практически приостанавливает эти потери, тогда как внесение навоза еще более их усиливает.

Такое положение объясняется дисбалансом питательных веществ в почве, когда соотношение между азотом и фосфором достигает 8:1 при оптимальном 2,5-3,0:1 соответственно. В связи с этим, урожайность озимой ржи на удобренном фоне по этой причине из 10 лет 5 заметно снижалась. Аналогичная картина нами отмечена и при возделывании озимой пшеницы по черному удобренному навозом пару.

По результатам наших исследований внесение соломы в паровое поле повышает урожайность твердой пшеницы на 1,5-2,0ц с 1га с положительным балансом гумуса. При внесении измельченной соломы под непаровые предшественники следует применять азотные удобрения 15-20кг д.в. на 1га, так как без них она использует азот почвы для разложения.

В связи с дефицитом азота в почвах и дороговизной минеральных удобрений в структуру пашни необходимо вводить зернобобовые культуры.

Наши исследования показывают, что горох не только обогащает почву биологическим азотом, но и является хорошим предшественником для зерновых культур. Так урожайность яровой твердой пшеницы в среднем за 16 лет на неудобренном фоне после гороха составляет 13,1ц, по черному пару – 13,2 с 1га. Кроме того, он как предшественник оказывает положительное влияние и на урожайность ячменя. В среднем за 18 лет она на неудобренном фоне в последействии гороха составляет 20,1, а после кукурузы на силос – 17,4ц с 1га. Сам горох слабо проявляет реакцию на удобрение, особенно на азотное.

Важная роль в сохранении и повышении плодородия почвы принадлежит правильному севообороту, в котором чередование культур с различными биологическими особенностями способствует защите почвы от эрозии, улучшению ее агрофизических и агрохимических свойств, фитосанитарной и экологической обстановки в целом. Кроме того, набор культур в севообороте, таких как озимые, ранние и поздние яровые, способствует устойчивому ведению зернового производства и позволяет успешно бороться с засухой.

Однако, в связи с рыночной экономикой и узкой специализацией по возделыванию отдельных, пользующихся спросом культур, например как подсолнечник, приводит к снижению плодородия почвы, развитию болезней, вредителей и ухудшению экологической ситуации, а применение химических средств еще более усугубляет это положение.

В повышении плодородия почв особое место отводится многолетним травам, которые должны возделываться в выводных полях севооборотов, а также для залужения низкопродуктивной пашни и склонов с целью защиты от эрозии. Из 6,035 млн. га в области пашни к низкопродуктивной относится 612,7 тыс. га, которые подлежат залужению.

В связи с таким положением, в настоящее время в области на громадной территории пашни происходит деградация почв, в результате эрозионных процессов, недостаточного внесения органических и минеральных удобрений, загрязнения окружающей среды пестицидами и ухудшения фитосанитарного состояния посевов. Поэтому одной из причин низкой урожайности с.-х. культур и часто повторяющихся засух за последние годы является падение плодородия почв вследствие снижения в ней содержания гумуса.

Литература

1. Программа сохранения и повышения плодородия почв Оренбургской области на 2006-2010 годы «Плодородие» /Коллектив авторов. – Оренбург, 2005.- 30с.

2. Сохранение и повышение плодородия почв в адаптивно-ландшафтном земледелии Оренбургской области /Коллектив авторов. – Оренбург.2002.- 294с.

3. Максютов Н.А., Жданов В.М., Лактионов О.В. Биологическое и ресурсосберегающее земледелие в степной зоне Южного Урала.- Оренбург, 2008.- 230с.

4. Романенко Г.А. Выступление на открытии общего собрания Российской академии сельскохозяйственных наук.- Сельская жизнь, № 54-55, 2010.- С. 2.

5. Максютов Н.А., Жданов В.М., Абдрашитов Р.Р. Повышение плодородия почвы, урожайности и качества продукции сельскохозяйственных культур в полевых севооборотах степной зоны Южного Урала – Оренбург, 2012. – 332с.