Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ СЕВООБОРОТОВ НА ВОСПРОИЗВОДСТВО БИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ СЕВООБОРОТОВ НА ВОСПРОИЗВОДСТВО БИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

ВЛИЯНИЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ СЕВООБОРОТОВ НА ВОСПРОИЗВОДСТВО БИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАИ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР

На правах рукописи

ЛАПОЧКИН Вячеслав Михайлович

УДК 631.452: 63 и 53.3

(Специальность 06.01.01 — Общее земледелие)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1982

Работа выполнена на кафедре земледелия и методики опытного дела Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного знамени сельскохозяйственной академии имени Х- А. Тимирязева.

Научный руководитель —доктор сельскохозяйственных наук, профессор А. М. Лыков.

Официальные оппоненты; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Б. А. Писарев, кандидат сельскохозяйственных наук, Н. А. Полев.

Ведущее предприятие — Главное управление зерновых культур и по общим вопросам земледелия МСХ СССР.

Защита .диссертации состоится « 1983 г. в «/6 » часов на заседании Специализированного совета К 120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии имени К- А. Тимирязева по адресу: 127550, Тимирязевская ул., д. 49, Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться вЦНБ ТСХА.

Автореферат разе латг « £ » . . 1983 г.

УчеНЫЙ СвКрУ! ль 1

Специализированнщ ~

доктор биологиче> Е. Кр.стнна.

ЬбШая хараКтерист и ка РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Генеральным направлением развития сельского хозяйства на современном этапе является интенсификация, создающая основу для постоянного роста объема и качества сельскохозяйственной продукции и ее стабиль-носш. Важнейшей задачей в земледелии, как подчеркивается в решениях XXVI съезда КПСС, является всемерное повышение плодородия почв и урожайности, дальнейший .рост производства. зерна, кормов и другой продукции ла основе применен ния зональных научно обоснованных систем ведения хозяйства!

В связи с этим разработка севооборотов интенсивного земледелия требует дальнейшего, изучен и я теоретических основ че* редовання культур с учетом получения высоких и устойчивый урожаев при сохранении и расширенном воспроизводстве плодородия дерново-подзолистой почвы.

Работами С. А. Воробьева, Б. А, Доспехова, В. П. Нарцнс-сова и других ученых установлено, что основной причиной эффективности севооборота в условиях регулируемого питательного режима является биологический фактор, К настоящему времени достаточно полно изучено влияние севооборотов различного построения на.фитосан«тарное состояние посевов. Меньше изучено действие специализированных севооборотов на процессы трансформации органического вещества, биологическую активность, режим минеральных форм азота и физиологически активных соединений в почве.

' Целью работы являлось изучение ролл специализированных севооборотов в воспроизводстве биологических факторов плодородия дерново-подзолистой интенсивно используемой почвы:

— органического вещества л его качественного состояния;

— ферментативной активности и .фитотоксич ностн почвы;

— режима минерального азота в пахотном л подпахотном слоях почвы, а также изучение влияния специализированных

1 Куйтр, ваучш 6з5ттш Ком. орд. йонш емьш.

севооборотов на урожай и экономическую эффективность -возделывании озимой пшеницы, ячменя и картофеля.

Научная'новизна работы состоит в следующем: '

— дана оценка специализированных севооборотов как средства ^воспроизводства биологических факторов плодородия дерново-подзшнстых .интенсивно используемых почв и получения высоких, стабильных урожаев полевых культур;

— установлено, что 'спецпалкз^нрана иные зерновые севообороты н бессменные посевы озимой пшеницы, ячменя не обеспечивают полного воспроизводства биологических факторов плодородия ПОЧВЫ без дополнительного ВНСС0Ш1Я в них органических удобрений (навоз,'зеленые удобрения);

— обоснована целесообразность использовании органических удобрений совместно с высокими нормами азота.

.Практическая ценность работы состоит в том, что теоретически обоснована и практически доказана целесообразность освоения в центральных районах Нечерноземной зоны севооборотов с насыщением зерновыми До 67%, в том числе озимой тиешгней до 33% при размещении ее по клеверу ОДНОГОДИЧНОГО пользования, а также севооборотов с насыщением картофе-ля.до.50%.

" Установлена возможность включения в зерновые севообороты овса для улучшения фитосаннтарных условий .и возделывания на одном поле ячменя п картофеля два года подряд.

На'дерново-подзолистых почвах, бедных органическим веществом, применение (ВЫСОКИХ доз азотных удобрений должно сопровождаться внесением навоза", соломы или посевом промежуточных культур на сндерат с целью сохранения органического вещества почвы и-повышения эффективности использования азота минеральных туков.

Результаты исследований прошли производственную проверку и "внедрены в .колхозе им. Кирова Балашнхинского района Московской области.

Апробация работы. Результаты .исследований доложены на конференциях Московского областного НТО сельского хозяйства .и первичном НТО учхоза «Мнхайловское» в 1980 'и 1981 гг. и Московской сельскохозяйственной академии в 1981г., а также на научно-техническом совете кафедры земледелия и методики опытного дела и Почвенно-агрономической станции им. В. Р. Вильямса, где получили положительную оценку;

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи в соавторстве.

; Объем работы,- Диссертация изложена на 159 страницах машинописного текста, включая 37 таблиц и 1 рисунок. Она состоит из введения, 7 глав, выводов, рекомендаций производству,1 списка литературы (239 наименований, в том числе 64 работы иностранных авторов), приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика исследований; Исследования >цыполйены в 1979—1981 гг. на П оч веян о- аг рон о м и ческои станции им. В. Р. Внлъямса в двух палевых стационарных опытах, длительном опыте ТСХА, а также серни вегетационных и лабораторных опытов.

В опыте 1 исследования проводили в следующих вариантах чередования: І) озимая пшеница—картофель—ячмень—кле-. пер (.контроль);-2) озимая пшеница—ячмень—клевер; 3) озимая пшеница—онес; 4) озимая пшеница—ячмень;' 5) картофель—ячмень; 6) картофель—кукуруза; 7) бессменные посевы озимой пшеницы, ячменя, картофеля. В опыте 2 — 1) 03И-, мая пшеница—ячмень—рожь—внко-оасяная . смесь {П:—Я:—* —Р—ВО, контроль); 2) озимая пшешта—ячмень—рожь-овес (ТІ—Я—Р—О); 3) озимая пшеница+пожннвная горчица на сидерат—ячмень—рожь+Пожнивная горчииа на сидерат— овес (П + пс—Я;—Р+пс—О); 4) озимая пшеница + пожнивная горчица на сндерат.+солома—-ячмень—рожь+пожнивная горчица на сидерат+солома—овес (П + пс+с—Я—Р + пс+с—О).

Удобрення в опыте 1 вносили из расчета.200Ш60Р120К под озимую пшеницу, 96М120Р]04К под ячмень, 110М110Р160К+ 30 т/га навоза под картофель; -в опыте 2—общим фоном 120М160Р160К. Норма применения соломы — 5 т/га.

Посевы озимой пшеницы и ячменя обрабатывали смесью амігшюй соли 2,4-Д с банвелом Д '(0,&+0,08 кг д. <в. на 1 га), ячмень с подсевом клевера 2М-4Х в дозе 0,8 кг д. в. на I га, , картофель — лииуроном 3 «г д. її. на I га.

Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур была общепринятой для данной зоны.

Опыт 1 заложен в 4-кратной ловторностл методом расщепленных делянок в 1967 г., опыт 2 —в 3-кратной повторності! методам р е і ідо м и зл р о в ан н ых блоков в 1978 г. на дер- . ново-подзолистой среД'Несутлннкетой почве. Учетная площадь делянок в опыте 1 — 144 ма, в опыте 2 — 80 м2.

Вегетационный опыт по влиянию возрастающих норм азотных удобрений на урожайность ячменя в севообороте и бес-смешгоб культуре провдднлея в теплице пленочного типа.

Программа исследований включала определение содержания гумуса и его качественного состояния, физико-химических свойств почвы, окнслительно-восстановитеЛьного' потенциала, ферментативной активности почвы, минеральных форм азота, фнтотокснчности почвы, учета ■ дішам.іші накопления растениями сухого вещества,.урожайности и экономической эффективности возделываемых культур. Анализы -проводились по •соответствующим методикам л ГОСТам. Образцы почвы отбирали репрезентативно по слоям 0—20 и 20—,40 см. .

Условия проведения полевых опытов.. Почва характеризовалась следующими агрохимическими показателями: опыт 1 — гумус—1,87%, общий азот—0;Ю5%, Р205 — 4,6 и КгО — 10,2 мг на 100 г почвы, рН — 5,5, Нг—4,2, сумма поглощенных оснований П,б мгокв на 100 г почвы; опыт 2 — гумус — 1,75%, Р203—12;5 и К;0—19,0 мгна 100 г почвы, рН — 5,9.

Вегетационный период 1979 г. характеризовался как остро-засушлгНвый со значительным дефицитом ллаги в почве. Погод-•ные условия 1980 г. были умеренно-теплыми с избыточным количеством осадков. Агрометеорологические условия 1981 г. характеризовались недостатком тепла в ранне-весенний период. Последовавшее затем энергичное 'нарастание температур при положительном запасе влаги создало благоприятные условия для роста и- развития полевых культур,

СОДЕРЖАНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА

И ЕГО КАЧЕСТВЕННОЕ СОСТОЯНИЕ В СЕВООБОРОТНЫХ ЗВЕНЬЯХ РАЗЛИЧНОЙ

СПЕЦИАЛИЗАЦИИ И В БЕССМЕННЫХ ПОСЕВАХ; !

В плодосменном севообороте и б варианте с бессменным картофелем содержание общего углерода увеличилось по сравнению с исходным уровнем (табл. 1). В то же время в других вариантах оно понизилось.

Таблица 1

Влияние чередования культур на содержание общего углерода, азота н качественное состояние органического вещества почвы

Углерод в

вытяжке

Вариацти •в

■о о \о о "О 2 и л и ^

ог? и г*

Плодосменный севооборот 1,12 0,118 0,177 2.23 5.1

Озимая пшетша—овес . 0,85 0,102 0,170 1,68 4,9

Озимая ишещща—ячмень 0,89 0.100 0,165 1,48 4,7 -

Картофель — ячмень . . 1,01 0,112 0,110 1,90 4,9 -

Картофель — крсуруза . 0.99 0,112 0,130 1,78 5,2

Озимая пшеница Сесснгн-

. но . 0,88 0.095 0,220 1,43 4,7 '

Ячмень бессменно . . 0.88 0,098 0,160 1,50 5,1

Картофель бсссмснно . 1,14 0,116 0,110 3,18 5,5 ■

Наибольшее снижение содержания органического вещества произошло в зерновых звеньях- севооборота л бессменных посевах озимой пшеницы и ячменя, где потери, составили до 400— 500 кг/га в год. ■4

Внесение навоза в количестве 30 т/га под картофель в зер-нопропашном лпропашном звеньях способствовало созданию близкого к бездефицитному, балансу органического вещества.

Убыль азота почвы и удобрений' в вариантах чередования озимой -пшеницы с ячменем и овсом, в бессменных посевах озимой пшеницы и ячменя составила от 50 до 120 кг/га *в год.

Вместе с тем, в этих вариантах значительно ухудшалось качественное состояние органического'вещества.. Количество водорастворимого углерода уменьшалось на 30%, снижалась величина коэффициента цветности и возрастало содержание угле' рода в щелочной вытяжке по сравнению -с плодосменным севооборотом. * ■ ' ■

Итак, выращивание озимой пшеницы и ячменя в зерновых ^ звеньях севооборота и бессменных посевах и условиях применения высоких норм минеральных удобрений приводит к снижению содержания органического вещества почвы и, в первую очередь, его лабильной фракции.

Наряду с изменением содержания органического вещества и его качественного состояния произошло изменение кислотности почвы. Она уменьшилась в плодосменном севообороте, увеличилась в вариантах озимая пшеница—ячмень, озимая пшеница—овес, озимая пшеница бессменно п осталась на прежнем уровне в почве бессменных посевов ячменя и картофеля, пропашном и зернопропашном звеньях севооборота.

Соответствующим образом изменялись и другие фнзлко-химические показатели плодородия почвы.

Различия в кислотности почвы по .вариантам опыта связаны с биологией возделываемых культур и применением минеральных удобрений. Так, тгри бессменном выращивании озимой -пшеницы за 10 лет было внесено в 1,7 раза больше аммиачной селитры, чем в плодосменном севообороте. Изменение кислотности почвы вызывает глубокие нарушения микробного ценоза, приводящие к увеличению количества грибов в нлх, которые, в свою очередь, поставляют в почву .кислые продукты М. Б. Петренко, 1974; О. Л. Берестецкнй, Ю. М, Возняковская, Ж. П. Попова, 1981).

За период с 1975 по 1981 годы содержание подвижных форм фосфора и калия в почве увеличилось во всех вариантах чередования. Исключение составляло, звено, севооборота картофель—кукуруза, где содержание калия осталось на уровне 1975 года. Это объясняется тем, что картофель и кукуруза характеризуются повышенным выносом калия из почвы. Увеличение содержания в почве Рг05 и КгО л этом опыте было характерно и для второй ротации севооборота (1971—1975 гг.).

Наибольшее увеличение доступных форм фосфора л калия произошло в почве бессменных посевов озимой пшеницы и кар-

тофеля. На повышение содержания РаОз и КгО при бессменном воздельшашш полевых культур указывают С. В. Кудрявцева (1970), Б, А. Доспехов, Б. Д. Кирюїшін (1979), С. А. Воробье» (1979).

Создание положительного баланса ло фосфору и калию, особенно в бессменных посевах,■ связ&но с тем, что фактические урожаи полевых культур были ниже планируемых. Поэтому вынос этих элементов питання с урожаем оказался значительно меньше расчетного.

ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЫ В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ СЕВООБОРОТАХ

Протеазная активность почвы достигает максимальных значений под ячменем и озимой пшеницей в плодосменном севообороте и звене картофель—ячмень (табл. 2). Это связано с

Таблица 2

Влияние чередования культур на ферментативную активность пахотного слоя почвы, мг на 10 г почвы

(Среднее за 1980—1981 гг.)

Варианты

я) л

и ™

.5-І:

и« ■

3

5-Е1

И

□ -

25?

3 5 3 с-е-с

а* <4

К £ ■

Сі о

С Й

пурпургал-лип

Озимая пшеница

13,3 10,Э 13,0 9,0

Ячмень

26,2 23,4 24.0 22,0

7,3 4.6 5.0 4,0

17,5 13,2 12,0 11.4

14,0 33,3

14,1 14.5 13,0

33.6 36,2 33.0

Плодосменный севооборот , Озимая пшеница — овес . Озимая пш&нииа—'ячмень Бессменный посев . , ,

Плодосменный севооборот . Озимая пшеница — ячмень Картофель — ячмень . . Бессменный посев . . .

разложением пожнивных и корневых остатков клевера н навоза,-которые содержат'больше-азота в органической форме, чем только растительные остатки зерновых культур.

Активность протеазы в бессменных* посевах этих -культур уменьшилась на 27—32% относительного контрольного варианта. .

• IV 25,5 8,3 16,0 12,6 27,4'

9.3 24,4 0,5 14,4 12,9 25.2

12,8 25,9 6,4 N,4 14,6 26.4

8.0 23,7 4.1 12,6 11.4 25.2

Запашка:пожнивной горчицы раздельно и совместно с соломой способствовала, повышению ; акт ив ноет и' протеолетиче-скнх. ферментов .в специализированных зерновых севооборотах (табл.3). ' ■ 1.....

Т а блица 3

Влияние специализированных зерновых севооборотов .на' ферментативную 1 активность пахотного слоя почеы.'мг на-(0 г почвы {Среднее за 1930—1981 гг.)

Варианты гг> »ВТ п ¿3 С х 5 5*-Е.Е о —гезп и £ РЗ 5 , А. Г* 1 ¡Г ^ л = 29 в 2 1 (_, г—» ' ч * 1— г; {С £ йИ Чзм ЕЯ нал ¡ш — -е-о и О , РЗ -о С я с М К

о}'рпургаллин ..

П—Я~Р—ВО . П—Я—Р-О ...... П+пс—Я—Р+пс— О . . . П+пс+с—Я—Р+пс+с-О Озим; 9,4 8,9 8.8 10,0 1Я пше 21,0 20,8 24,2 23£ шша 4.6 6.7 5,7 12,4 12,6 13,0 12.& 13,8 13,6 16.4 15,6 -34,2 32.8 33,335.9

Ячмень

П—Я—Р—ВО . . . ■ . „ П—Я-Р-О . . . к , . П+пс—Я—Р+пс—О . . . П+лс+с—Я—Р+пс+с—О

Более слабый эффект запашки пожнивной горчицы'по сравнению с вариантом совместного внесения соломы и ендера-та объясняется быстрой минерализацией зеленой массы горчицы в почве из-за высокого содержания углеводов н небольшого количества сухого вещества.

Активность нитратредуктазы. Процесс восстановления нитратов до аммиака происходит с участием ферментов нитрат-, нитрит- и гидроксалэ шш ред у кга з. Иитратредуктэза катализирует восстановление нитратов до нитритов. Максимальная .активность этого фермента отмечена в плодосменном севообороте. В зерновых же звеньях под озимой пшеницей .11 в бессменном посеве в среднем за вегетацию наблюдалось снижение активности нитратредуктазы. Более заметное падение активности этого фермента было в начале весенней вегетации.

■ Каталитическое действие нитратредуктазы под'ячменем по вариантам чередования было одинаковым.' ,

Активность.нитритредуктазы; Превращение нитритов в гйд-

)

9,0 20,7 3.2 10,8 13,3 25.8

6.3 20.6 4,2 11,2 12,9 - 26,2

8,8 24,8 6,9 17,4 15.2 . 25,1

ид 24,9 6,9 16,9 -14,9 , 23,4

роксиламнн катализирует митритредуктаза, активность которой под озимой пшеницей и ячменем в зерновых звеньях и бессменных пос&вах резко падала^ по-сравнению с плодосменным севооборотом .Это указывает на то, что восстановление нитритов идет по пути образования окиси, закиси и молекулярного азота, тем самым способствуя увеличению газообразных потерь азота. Это подтверждается данными, полученными . П. М. Смирновым, В. В. Кидиным, Л. Л. Иванниковой (1977).

Одной из причин увеличения газообразных потерь азота в почве зерновых звеньев л бессменных посевов является недостаток лабильного органического вещества, служащего , источником водорода в реакциях восстановления нитратов до аммиака при ассимиляционной денитрифнкацин. Внесение в почву зеленой массы пожнивной горчицы и соломы способстпо-вало значительной активизации ннтритредуктазы. . Активность гидрокснламинредуктазы. Дальнейшее восстановление гидрокснламина до аммиака происходит под действием гидрокснламинредуктазы, активность которой под озимой пшеницей л ячменем снижалась в тех же вариантах, что и активность ннтритредуктазы. ¡В фазу кущення уровень активности фермента -был почти в 2 раза ниже, .чем в контрольном варианте. Это полностью согласуется с активностью н-итрит-•редуктазы и еще раз подтверждает факт большого влияния чередования культур на процессы накопления минерального азота и эффективность его использования.

Вырашиваиие пожнивной горчицы на сидерит и внесение соломы'в зерновом севообороте приводило к увеличению активности гидрокснламинредуктазы в среднем за вегетацию на 57—61%.

Активность полифенолоксидазы, В зерновых звеньях севооборота активность полифенолоксидазы, участвующей в превращении органических веществ почвы, поддерживалась на уровне плодосменного севооборота. В варианте озимая пшеница бессменно активность ее в фазу кущения уменьшалась на 13%, а в период выхода в трубку на 21% относительно контроля.

В специализированных зерновых севооборотах при 100%* / насыщении зерновыми полифенолоксидазная активность почвы мало отличалась от контроля, В то же время использование пожнивной горчицы на сндерат и внесение соломы увеличивало активность этого фермента на 13—19%.

В течение вегетаини почва под картофелем характеризовалась более высокой активностью полифенолоксидазы, чем под озимой пшеницей и ячменем вследствие внесения навоза. По вариантам чередования активность фермента отличалась незначительно, за исключением бессменного возделывания, где наблюдалось снижение поднфенолоксидазшй активности, 8

' Активность пероксндазы. Некоторое увеличение активно-,сти. пероксндазы почвы отметалось в вариантах ознмал пшеница—ячмень, озимая пшеница бессменно (табл. 2), что может быть вызвано повышением кнслоглости почвенного раствора, так как наивысшая а«т.ншюсть этого фермента проявляете« при рН —4,2 (Л. М. Сгефанькина, 1976).

В плодосменном севообороте под ячменем почва имела более высокую активность пероксндазы, чем н севооборотных звеньях н бессменном посеве. Это связало с количеством окисляемого субстрата в почве.

Зеленая масса горчицы и солома не оказалл значительного влияния на лерокендазную активность почвы.

Таким образом, ферментатинная активность почвы изменяется под действием чередования культур л отражает интенсивность л направленность соответствующих биохимических процессов.

ДЕЙСТВИЕ ЧЕРЕДОВАНИЯ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР НА РЕЖИМ МИНЕРАЛЬНОГО АЗОТА ПОЧВЫ

Наиболее благоприятные уелопля для накопления минерального азота складываются под озимой пшеницей и ячменем

Таблииа 4

Влияние севооборотных звеньев и специализированных зерно вы к севооборотов на динамику минерального азота в пахотном слое почвы, мг/кг. (Среднее за 1050—1981 гг.).

Озимая пшеница Ячмень

Варианты ¿1 ёа и * я И з ц х а « -3 РЗ 1- Ш ь» ¡¿'а Р « К ¿Г 3 и р £ >. X к в 1 ** о а и а К Л сз ^ §8 п с* а 5 у и. 3 м 5

Опыт 1

Плодосменный севооборот Озимая пшеница — овес . Озимая пшеница—ячмень Картофель— ячмень . . Бессменные посеви 82,6 80.4 71,3 63.5 36,1 33.8 26.9 29.4 39,6 20,5 30,4 29,4 54,3 50,6 44,0 41,0 47,0 403 46.5 35.8 32.4 4-М 47.5 28,8 2Си2 Ш) 33.2 9.0 38,3 30,5 37.8 26.9

Опыт 2

П—Я—Р—ВО . . . . П— Я-Р-0 ...... П+пс—Я— Р+пе—О . . ПЧ-ис+с—Я—Р+ +пс4-с—О..... 63,8 61,0 60,2 6&8 17,4 15,8 24,0 16,7 41.2 24,6 38,1 27,а 36,1 32,6 37,4 33.3 50.4 30,4 47,1 46,1 59,3 53,7 34.0 49,9 20,3 2М 25,8 16,1 41,8 38,4 33,7 34,7

* — среднее »а вегетацию по л яти срокам определения.

. О

в плодосменном севообороте, звене картофель—ячмень л озимая пшеница—овес (табл. 4).

В бессменных посевах озимой пшеницы н ячменя II при их чередовании процессы накопления минерального азота затор-'-можены, что приводит к. уменьшению-его содержания в среднем за "вегетацию на 17—29% по сравнению с контролем. Наибольшее снижение содержания нитратного и. аммиачного азота происходит в фазы кущения и выхода в трубку.

Обеспеченность растений картофеля минеральным» формами азота в пропашном звене севооборота и бессменном посеве мало отличалось от плодосменного севооборота.

■В специализированном севообороте при 100% насыщении зерновыми наметилась тенденция к торможению активности процесса, накопления минеральных форм азота как под ячменем, так и под озимой пшеницей.

Запашка пожнивного ел дера та и соломы приводила к снижению количества минерального азота в пахотном слое почвы за счет его иммобилизации в среднем-за вегетацию на 17%, Последействие этого приема проявлялось .в восстановлении количества доступного азота до уровня контрольного варианта.

В начальные периоды весенней вегетации нитратный азот преобладал над .аммиачным. .В пахотном слое почвы нитратного азота было в 2 раза: больше, чем в подпахотном. В последующие" фазы развития растений соотношение минеральных форм изменялось в основном вследствие большей подвижности нитратов.

Динамика аммиачного азота в течение вегетации имеет более выравненный характер, обусловленный закреплением иона аммония почвой.

Снижение интенсивности накопления минерального азота в почве может служить одной из причин депрессии урожая в зерновых звеньях севооборота л бессменных посевах. Это обстоятельство нашло подтверждение *.в вегетационном опыте, в котором дополнительное внесение азотных удобрений способствовало выравниванию урожаев ячменя,' полученных на почве бессменного варианта и севооборота.

Ф^ОТОКСИЧНОСТЬ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ

ПОЧВЫ, В ЗЕРНОВЫХ ЗВЕНЬЯХ И БЕССМЕННЫХ

ПОСЕВАХ;

, . -Изучение ВЛИЯНИЯ: ВОДНОЙ ВЫТЯЖКИ 113 почвы на .всхожесть семян показало, что наибольшей токсичностью обладала почва иод бессменными посевами озимой -пшеницы в фазу, весеннего кущения и под ячменем в фазу кущения и выхода в труб? ку. Количество всхожих семян в этих .вариантах снижалось на ' 20% по отношению к контролю. • . ;

ЛО

Определение густоты стояния растений озимой пшешшы и ячменя в бессменных -посевах, полевого опыта подтвердило результаты лабораторного опыта. Полевая всхожесть озимой пшеницы и ячменя лри бессменном выращивании была-на 13— 14% ниже, чем в севообороте. Угнетение, растений п бессменных посевах в начале 'Вегетации отражалось соответствующим образом на динамике накопления растительной массы.

Следовательно, начальный период вегетации растений связан с наибольшей напряженностью почвенных процессов и является определяющим в формировании уровня эффективного плодородия почвы. . . ....

Наиболее вероятной группой веществ, вызывающих токсичность почвы в бессменных посевах, считаются фенольиые соединения (Д. Джумалиева, 1980). Данные наших исследований показывают,* что содержание водорастворимых фенольных соединений под полевыми культурами -значительно изменялось в течение легегашш, что связано с активностью процес-■сов жизнедеятельности растении и микроорганизмов. Уровень содержания этих веществ под разными культурами в течение вегетации был 'Неодинаковым, Найдена положительная связь между поднфенолоксндазной активностью, почвы и количеством этих веществ.

Учитывая большую сопряженность н зависимость этого показателя от комплекса условий, можно говорить не только об ннгибирующем действии водорастворимых фенольных соединений, но к об интенсивности превращения органических остатков, поступающих в почву.

В бессменных посевах зерновых культур в период интенсивного роста растений в расчете на единицу органического вещества почвы приходится больше фенольных соединений, чем в плодосменном севообороте, однако токсический эффект водорастворимых фенольных ■соединений определяется не только общим содержанием, но и их качественным составом.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТОВ РАЗЛИЧНОЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ

Урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборота. Урожайность озимой пшеницы была одинаковой при ее размещении по клеверу как при 50%, так и 67% насыщении севооборота зерновыми культурами (табл. 5).

В зерновых звеньях севооборота продуктивность озимой пшенииы была различной. В варианте чередования с ячменем -она снизилась на 33,7%, тогда как при посеве по овсу ее урожайность приближалась к уровню плодосменного севооборота. Положительное влияние овса на урожайность озимой пшеницы объясняется его флтосаннтарными свойствами. •

П

Т а б л и а а 5

Урожайность полевых культур в специализированных звеньях ' севооборота,.ц/га. (Среднее за 1976—1981 гг.)

Варианты р- и Я з 4 а Озимая пшеница Ячмень Картофель

ц/га а/га % ц/га

Плодосменный севооборот 50,0 35,9 100,0 24 2 100,0 187,8 100,0

Озимая пшеница — яч-

мень—клевер . ь . . 67.0 35.8 99,7 22,8 94,2 —

Озимая пшеница—овес . 100,0 34,6 96,4 —. * —, — _

Озимая пшеница—ячмень 100.0 23,8 66.3 22 2 31„7 _ ..

Картофель — ячмень . , 50,0 — і— 25$ 103,3 159,3 84,8

Картофель — кукуруза . — — — . -— — 167,3 89,1

Бессменные посевы . . 100,0' 18,0 50,1 20.7 85,5 127,0 67,6

НСРМ , . . — 65 — 5,0 — ■ 64,4 —

В бессменном посеве урожайность, озимой пшеницы снизилась на 50%,

Ячмень меньше реагировал на предшественники. Практически во всех вариантах чередования его урожайность была близка к уровню плодосменного севооборота,.

Возделывание картофеля в пропашном и зериопропашпом звеньях севооборота не приводило к .существенному снижению урожайности по сравнению с контролем. В бессменных посевах урожайность картофеля уменьшалась и в среднем за 6 лет составила 67,6% от плодосменного севооборота. Это обусловлено ухудшением фитосаннтарного состояния посевов.

Применение в зерновом севообороте пожнивной горчицы на ендерат и соломы позволило несколько увеличить урожайность озимой пшеницы и ячменя относительно севооборота с занятым парам (табл. 6). В варианте со 100% насыщенном севооборота зерновыми как для озимой пшеницы, так и ячменя наметилась тенденция к снижению урожайности.

Максимальное .количество продукции в зерновых и кормовых единицах было получено в вариантах чередования: ози-.мая пшеница—ячмень—клевер, озимая пшеница—овес, картофель—ячмень, картофель—.кукуруза, что определяет их практическую ценность для включения в севообороты различной специализации.

Экономическая эффективность. Наиболее экономически обоснованным оказалось возделывание озимой пшеницы по клеверу в плодосменном севообороте и трехполье озимая пшеница—ячмень—.клевер, а также в зерновом звене озимая пшеница—овес, где чистый доход был в 2,5 раза,, а рентабельность в 2 раза выше, чем в звене озимая пшеница—ячмень.

•Таблица*»

Урожайность озимой пшеницы и ячменя в специализированных зерновых-севооборотах, в и/га. (Среднее за 1979—1981 гг)

Варианты % зерновых О3(1 мая пшеница Ячмень

ц/га % и/га %

П Я Р ВО..... 32,0 100,0 17,0 100,0

П—я—Р-О...... 100,0 30,8 96 2 16,0 . 94,1,

П+пс—Я—Р-Ьпс—О . . 100,0- . 31,5 98,4 18,8 и 0,6

П+пс+с—Я—Р+

4-пс+с—О .... . 100,0 33,3 104,1 18,4 108,2

НСР« . . . — 8.8 — 2,7 —

Низкими экономическими показателям» характеризуется бессменное -выращивание.озимой пшеницы.

■Экономическая эффективность выращивания ячменя в различных чередованиях отличалась незначительно. Однако экономические показатели были выше в плодосменном севообороте, трехполье озимая пшеница—ячмень—клевер, звене картофель—ячметь, чем в других вариантах.

Относительно высокая эффективность возделывания ячменя в зерновом звене озимая пшеница—ячмень. Некоторое снижение показателей экономической эффективности ячменя в бессменных посевах относительно плодосменного севооборота не отрицает его кратковременных повторных посево».

Наилучшие экономические показатели при возделывании картофеля получены в плодосменном севообороте, где он занимает 25% площади. При 50% насыщение в звене картофель— ячмень, картофель—кукуруза себестоимость продукции увеличивается всего на 60—80 коп., а уровень рентабельности снижается на 20—30%.

Бессменное возделывание картофеля приводит к снижению чистого дохода более,,чам в 2 раза ло сравнению с плодосменным севооборотом.

Экономически целесообразно при 100% насыщении севооборота зерновыми культурами возделывать пожнивную горчицу и вносить солому.

Выводы

1. В условиях специализации и концентрации сельскохозяйственного производства севооборот остается важным фактором получения стабильных и высоких урожаев полевых культур, воспроизводства плодородия дер ново-подзолистой почвы, эффективного использования средств интенсификации земледелия. .

2. Возделывание зерновых .культур в бессменных посевах и

\

зерновых'звеньях севооборота на фоне минеральных удобрений не обеспечивает простого воспроизводства органического вещества почвы. Ежегодные потерн углерода в этих вариантах составили 400—500 кг/га, азота почвы и удобрений 50— 120 кг/га. Совместное применение, минеральных удобрений п 30 т наиЪза под картофель в зернопропашлом и пропашном звеньях севооборота позволило создать близкий к бездефицитному, а в -бессменном посеве »картофеля' положительный баланс органического вещёстна почвы. - .

3. Насыщение севооборота зерновыми культурами на фоне минеральных удобрений:приводит к ухудшению*качественного состояния органического -вещества (уменьшению содержания водорастворимого углерода, коэффициента цветности, увеличению количества углерода в щелочной вытяжке), а концентрация картофеля .в севообороте в условиях совместного внесения навоза н .минеральных удобрений способствует улучшению этнх показателей.

4. Активность почвенных ферментов, связанных с превращением органических веществ почвы, восстановлением нитратного азота до аммиака уменьшается в зерновых сепооборогах н бессменных посевах. Так, актшшоегь нитритредуктазы ихлд-р о кс и л а м и н ре дукта з ы с насыщением севооборота зерновыми культурами снижалась в 2 раза. Зто указывает на уменьшение эффективности использования минерального азога вследствие увеличения газообразных потерь. '

5. Использование пожнивной горчицы па ендерат раздельно и совместно с соломой п зерновых севооборотах позволяет в .1,5—2 раза, увеличить ферментативную активность; способствуя тем самым расширенному - воспроизводству биологических факторов плодородия дерново-подзолистой почвы.

6. В зерновых звеньях севооборота и бессменных посевах озимой пшеницы и ячменя, несмотря на внесение азотных удобрений, происходит снижение содержания минеральных форм азота в 1,2—1,3 раза по сравнению с плодосменным севооборотом, что является одной из причин депрессии роста растений в этнх вариантах.

7. Применение расчетных норм удобрений на запланированный урожай полевых культур обеспечивает ¿положительный баланс фосфора и калия в севооборотных звеньях и бессменных посевах. Длительное возделывание озимой пшеницы бессмен-.но и в зерновых звеньях: озимая пшеница—ячмень, озимая пшеница—овес на фоне высоких норм минеральных удобрений

• приводит к ухудшению фнзико-хнмнчсских свойств почвы.

8. -Почва бессменных посевов озимой пшеницы и ячлтеня обладала наибольшей токсичностью в начале весенней вегетации, о чем свидетельствует ингнбнрование процесса прорастания семян на-водной.почвенной вытяжке эглх 'вариантов.

.П

9: Получение высоких и устойчивых урожаев полевых культур с наилучшими экономическими показателями обеспечивает севооборот С 6?!% зерновых, в том числе с 33% озимой пшеницы на фоне применения минеральных удобрений и гербицидов, Дополнительное внесение зеленых удобрений и соломы позволяет увеличить насыщение севооборота зерновыми культурами до 100% без заметного снижения урожайности в первую ротацию!

10; Ячмень меньше реагирует на чередование культур, чем озимая пшеница, что позволяет использовать его повторные посевы в специализированных зерновых севооборотах.

Продуктивность озимой пшеницы при ее размещении по овсу была на 31,2% выше, чем при размещении по ячменю.

■Экономически лыгодно'выращивать картофель на фоне внесения навоза и .минеральных удобрений в зернонронашных и пропашных севооборотах, -насыщенных до 50% картофелем.

Предложения производству

1, Выращивание зерновых культур на фоне применения минеральных удобрений возможно в севообороте с 67% зерновых в том числе 33% озимой пшеницы при ее размещении по клеверу одногодичного использования. Использование в севообороте зернового звена овес—озимая пшеница или ячмень—озимая пшеница и повторно (не более 2 лет подряд ) посева ячменя должно сопровождаться интенсивным применением органических и минеральных удобрений, а также средств защиты растений.

2. Возделывание товарного картофеля возможно в специализированных зерно-пропашных или пропашных севооборотах до 50% его насыщения с .включением двухгодичных повторных посевов на фоне внесения не .менее 30 т/га навоза и МтРшК^о и применении интегрированных средств защиты растений.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Лыков Л. М., Сафонов Л, Ф., Лапочкнн В. М. Влияние бессменного возделывания ячменя на содержание нитратного и аммиачного азота в почве и его урожай. — Доклады ТСХЛ, 1980, вып. 264, с. 57— СО.

2. Лыков Л. М., Сафонов Л. Ф., Лапочкнн В. М. Урожайность полевых культур и содержание азота в почве бессменных посевов. — В кн.; Изменение плодородия почв о условиях интенсивного ^пользования. М„ 1981, с. 50—52,

■ ■ 3. Лыков А. М„ Макаров И. П., Сафонов Л. Ф., Лапочкнн В. М, Ферментативная активность и фнтотокснчность почвы в специализированных звеньях севооборота.— Известия ТСХЛ, 1981, вып. 3, с. 29—37.

Л 102698 23/ХИ—82 г.

Объем 1 л. л.

Заказ 2892. Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. Л. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44