Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Воспроизводство плодородия дерново-подзолистых почв при использовании пожнивной горчицы и соломы в полевых севооборотах Центрального Нечерноземья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Воспроизводство плодородия дерново-подзолистых почв при использовании пожнивной горчицы и соломы в полевых севооборотах Центрального Нечерноземья"

На правах рукописи

/^СССие, ^

СИНИХ Юрий Николаевич

ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПОЖНИВНОЙ ГОРЧИЦЫ и соломы В ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ

Специальность 06.01.01 — «Общее земледелие»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

2 С ЯНЗ 2012

Москва 2012

005007934

Диссертация в виде монографии подготовлена в Московском научно-исследовательском институте сельского хозяйства «Немчиновка»

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Политыко Петр Михайлович; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кузнецов Николай Петрович; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Афанасьев Рафаил Александрович.

Ведущая организация: Российский университет Дружбы Народов

Защита состоится «14» февраля 2012 г. в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 006.049.01 при Московском научно-исследовательском институте сельского хозяйства «Немчиновка»

Адрес: 143026, Московская обл., Одинцовский район, п. Немчиновка-1, ул. Калинина, 1.

С диссертацией в виде монографии можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «12» января 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета (цЦо и.. А.С. Мерзликин

аЛсгр* ^ А С

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Приоритетной задачей сельского хозяйства Центрального Нечерноземья России является увеличение производства зерна для обеспечения потребности населения в хлебопродуктах и животноводства кормами.

Это возможно при зерновой специализации севооборотов с использованием повторных посевов зерновых культур на высоком агротехническом фоне. В первую очередь следует обеспечить поддержание и воспроизводство плодородия почв, как основного источника роста урожая зерновых и других сельскохозяйственных культур, что возможно при углублении специализации и интенсификации производства. Ключевым звеном современных систем земледелия по-прежнему остаются севообороты, которые в большей мере решают комплекс задач рационального использования земли, воспроизводства плодородия почв, защиты их от эрозии, охраны окружающей среды. В разные периоды этими вопросами занимались: С.А. Воробьев, A.M. Лыков, В.Г. Минеев, В.И. Кирюшин, Г.И. Баз-дырев, В.Г. Лошаков, Б.А. Борисов, Н.С. Матюк, Г.В. Благовещенский, К.И. Саранин, Е.В. Дудинцев, С.С. Сдобников, В.Ф. Кирдин, В.Н. Федо-рищев, H.A. Полев, П.М. Политыко, A.M. Берзин, Г.А. Дебелый, В.В. Ко-нончук, В.Д. Штырхунов и др.).

Важное значение здесь имеет рациональное применение минеральных и органических удобрений.

В связи с резким сокращением в стране поголовья крупного рогатого скота снизился выход основного органического удобрения - навоза, а вместе с этим и возможность возобновления почвенного гумуса, как одного из главных показателей плодородия почв. Поэтому возникла необходимость изыскания альтернативных источников его пополнения в почвенной среде путем использования сидеральных культур, в том числе пожнивных посевов горчицы белой и запашки соломы в качестве органических удобрений. Они встраиваются в полевые севообороты с максимальным насыщением зерновыми культурами, ориентированные на воспроизводство плодородия почв с высоким выходом зерновой продукции.

Реализации этой важной народно хозяйственной проблемы и посвящена данная работа.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является изучение и научное обоснование приемов воспроизводства плодородия почвы и достижение максимальной продуктивности зерновых культур при длительном их возделывании в полевых севооборотах с пожнивной горчицей и соломой на удобрение.

Для ее достижения решались следующие задачи:

1. Выявить возможность получения высокой урожайности пожнивной горчицы белой в полевом севообороте в зависимости от агроклиматических ресурсов пожнивного периода.

2. Установить влияние длительного применения пожнивных посевов горчицы белой на сидерацию в чистом виде и в сочетании с соломой на состояние и воспроизводство дерново-подзолистой почвы.

3. Рассчитать баланс гумуса и основных питательных элементов в почве при длительном возделывании сельскохозяйственных культур.

4. Изучить влияние зерновой специализации севооборота и длительного применения пожнивной горчицы белой на агрофизические свойства почвы.

5. Определить эффективность длительного применения пожнивной сидерации и удобрения соломой в оптимизации биологических показателей почвы (активность почвенной микрофлоры, наличие дождевых червей) в полевом севообороте и при бессменном посеве зерновых культур.

6. Установить влияние рационального чередования зерновых культур, применения пожнивной сидерации и соломы на их урожайность и общую продуктивность севооборотов зерновой специализации.

7. Дать энергетическую и экономическую оценку длительного применения пожнивной сидерации горчицы белой в полевом севообороте и при бессменных посевах зерновых культур.

Научная новизна. В условиях Центрального Нечерноземья научно обоснована эффективность использования шестипольных севооборотов с высоким насыщением зерновыми культурами (до 83 %). Выявлено многостороннее положительное действие длительного использования зеленой массы пожнивной горчицы в качестве зеленого удобрения в чистом виде и совместно с соломой на показатели плодородия дерново-подзолистой почвы, урожайность возделываемых культур и продуктивность изучаемых севооборотов.

Проведены расчеты баланса гумуса и основных элементов питания, обоснована возможность поддержания воспроизводства плодородия дерново-подзолистой почвы при зерновой специализации севооборота с учетом агроклиматического потенциала пожнивного периода возделывания горчицы белой.

Установлены агроэкологические функции горчицы белой, которые проявляются в снижении засоренности посевов, меньшей восприимчивости к грибковым и другим заболеваниям зерновых культур севооборота. Применение пожнивной сидерации этой культурой является одним из элементов интегрированной системы защиты растений, снижающей пес-тицидную нагрузку на агроценозы.

Положения, выносимые на защиту:

1. Агроклиматические ресурсы пожнивного периода и изменение урожайности пожнивной горчицы белой в полевом севообороте.

2. Состояние и воспроизводство плодородия дерново-подзолистой почвы под влиянием пожнивной сидерации горчицей белой и удобрения соломой.

3. Роль пожнивной горчицы и соломы в повышении урожайности зерновых культур и продуктивности пашни

4. Энергетическая и экономическая оценка применения пожнивной сидерации и удобрения соломой.

Практическая значимость результатов исследований. Длительное использование в полевых севооборотах пожнивной сидеральной культуры горчицы белой, в том числе и совместно с удобрением соломой позволяет поддерживать потенциальное плодородие дерново-подзолистой почвы на достаточно высоком уровне.

Использование пожнивной горчицы и соломы обеспечивает повышение выхода зерновой продукции севооборота относительно контроля (плодосменный севооборот) на 68-75 %, урожайности ячменя и овса - на 9 и 8 %, озимой пшеницы и ржи — на 9 и 7 %, при сочетании с удобрением соломой на 10, 7, 12 и 13 % соответственно. Включение в севооборот пожнивной горчицы в чистом виде обеспечивают увеличение производства зерна и рентабельности на 13-47 %, а совместно с соломой на 51 %.

Результаты исследований прошли производственную проверку и были внедрены в учхозе «Михайловское» ТСХА, «Щапово», совхозе Вороново Подольского района Московской области. Установленные положения и выявленные закономерности могут быть использованы в практике при построении полевых севооборотов для хозяйств любой формы собственности, разного уровня их интенсификации и специализации в условиях Центрального Нечерноземья.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Международной конференции «Стабильность сельскохозяйственного производства - залог надежного обеспечения населения продовольствием» (МСХА, 2000); Международной научно-практической конференции «Аграрная реформа: противоречия и пути их решения» (МСХА, 2006); Международной научно-практической конференции «Агроэкологические проблемы использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства (Владимир, 2006); в материалах V Всероссийского съезда общества почвоведов им. В.В. Докучаева «Сохраним почвы России» (Ростов-на-Дону, 2008), материалах III Международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающее земледелие на рубеже XXI века (РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева, 2009), научно-техническом совете Технологического центра Московского НИИСХ

«Немчиновка».

Публикации. По материалам диссертации автором опубликовано 34 печатных работ, в том числе 20 в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ для изложения основных результатов исследований по диссертационной работе.

Объем и структура работы. Изложена на 208 страницах, состоит из введения, 8 разделов, заключения, списка литературы из 357 наименований, в том числе 31 на иностранных языках, приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Условия и методика исследований

Монография подготовлена на основании обобщения результатов исследований проведенных в 1980-2009 гг.

Исследования проведены в длительном полевом многофакторном опыте, заложенном в 1980 г. на опытном поле экспериментальной базы ТСХА «Михайловское» Подольского района Московской области

Почва опытного участка - дерново-подзолистая среднесуглинистая, средней степени окультуренности. Содержание гумуса в пахотном слое (0-20 см) почвы перед закладкой опыта составляло 1,94 %, подвижного фосфора и калия по Кирсанову - 131 и 164 мг/кг почвы, рН 5,7. Закладка полевого опыта проведена в соответствии с существующими методическими указаниями по постановке полевых опытов в земледелии.

Рассматривались следующие варианты севооборотов:

1-50 % зерновых на фоне КГРК (контроль): многолетние травы 1-го года пользования (г.п.) - многолетние травы 2-го г.п. - озимая пшеница -кукуруза на силос - овёс - ячмень с подсевом трав.

II - 83 % зерновых на фоне №К: викоовсяная смесь (на зелёный корм) - озимая пшеница - овёс - ячмень - озимая рожь - ячмень.

III - 83 % зерновых на фоне 1ЧРК с пожнивной горчицей (ПГ) на зелёное удобрение: викоовсяная смесь (на зелёный корм) - озимая пшеница + пожнивное зелёное удобрение (ПГ) - овёс - ячмень - озимая рожь + пожнивное зелёное удобрение (ПГ) - ячмень + пожнивное зелёное удобрение (ПГ).

IV - 83 % зерновых на фоне с пожнивной горчицей (ПГ) и соломой (С) на удобрение: викоовсяная смесь (на зелёный корм) -озимая пшеница + пожнивное зелёное удобрение (ПГ) + солома (С) на удобрение - овёс - ячмень -озимая рожь + пожнивное зелёное удобрение (ПГ) + солома (С) на удобрение - ячмень + пожнивное зелёное удобрение (ПГ) + солома (С) на удобрение (в дальнейшем тексте в сокращениях пожнивная горчица на зелёное удобрение - ПГ, солома (С) на удобрение.

Севообороты развёрнуты во времени и пространстве на делянках с рен-домизированным размещением в системе блоков. Размер делянки - 80 м2 (16 м х 5 м), повторность - 4-кратная, размещение блоков - 4-ярусное.

Кроме того, в опыте изучали бессменные посевы ячменя: без удобрений (контроль), фон ИРК, фон №К + ПГ, фон №К + ПГ + С и овёс: без удобрений и на фоне ЫРК.

Минеральные удобрения вносили под планируемый урожай ячменя и овса (4,0 т/га) - ^6Р12оК1()4, под озимую рожь и озимую пшеницу (5,0 т/га) - N520-200^160*420' П°Д викоовсяную смесь (30,0 т/га зеленой массы) - КддР^оКэд. Фосфорные и калийные удобрения вносили под зяблевую вспашку. Под озимую пшеницу и озимую рожь азотные удобрения давали дробно в 3 срока: 25 % при посеве, 50 % в подкормку весной и 25 % - в фазу колошения. Под пожнивную горчицу вносили азотные удобрения из расчета 50 кг/га по действующему веществу за счет последующей культуры. Возделывали сорта, районированные в Московской области. Горчицу белую сорта Лунинская высевали пожнивно после уборки озимой пшеницы, озимой ржи и ячменя. Вслед за уборкой зерновых культур вносили азотные удобрения 50 кг/га и измельченную солому по фактическому урожаю на соответствующих делянках. Обрабатывали поля дисковым лущильником и комбинированным агрегатом РВК-3,6. Высевали горчицу белую сеялкой СН-16 с нормой 40 кг/га всхожих семян. Запахивали зеленую массу пожнивной горчицы и солому на глубину пахотного слоя (0-20 см).

Погодные условия в годы проведения исследований существенно отличались от среднемноголетних значений. За 24 года исследований только десять вегетационных периодов характеризовались умеренным температурным режимом и количеством осадков в пределах нормы (1981, 1982, 1984, 1985, 1994, 1997, 2000, 2001, 2003, 2004 гг.), шесть перодов были увлажненными (1986, 1987, 1990, 1993, 1996, 1998 гг.), восемь - засушливыми (1983, 1988, 1989, 1991, 1992, 1995, 1999, 2002 гг.).

В проведении опытов и при обработке результатов использовали методические руководства Б.А. Доспехова (1985), А.Б. Вадюниной и З.А. Корчагиной (1986), Г.И. Баздырева и др. (1991). Инструкции и нормативы по определению экономической и энергетической эффективности применения удобрений (ЦИНАО, 1987) и др., методику расчетного определения баланса гумуса почвы в интенсивном земледелии (Лыков, 1979); баланс элементов минерального питания в севообороте на дерново-подзолистой почве (Шатилов и др., 1980), руководство по экономической эффективности применения удобрений (Мерзликин, 1989). Экономическую оценку севооборотов производили согласно Методическим указаниям (М., Мин-сельхоз РФ, 2003).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Агроклиматические ресурсы и урожайность пожнивной горчицы

В Нечерноземной зоне большинство сельскохозяйственных культур для пожнивных посевов не пригодно. Они или гибнут в середине сентября от ранних осенних заморозков, или очень медленно растут из-за недостатка тепла и не успевают дать достаточно высокий урожай, оправдывающий затраты на их возделывание. По-иному ведут себя при пожнивном посеве культуры из семейства крестоцветных: горчица белая, яровой и озимый рапс, турнепс, редька масличная, сурепица озимая. При посеве в начале августа они дают дружные всходы, быстро растут, хорошо переносят осенние заморозки и до наступления устойчивого похолодания успевают дать 15-30 т/га зеленой массы (Прянишников, 1965; Воробьев, 1976; Лошаков, 1981 и др.).

Исследования, выполненные в длительном полевом опыте показали большую изменчивость продуктивности пожнивных посевов горчицы белой в изучаемых севооборотах от погодных условий и предшественников — зерновых культур, которые имеют разные сроки уборки, определяющие и сроки сева пожнивной культуры, а значит, и возможности использования агроклиматических ресурсов пожнивного периода. Во все годы исследований лучшими предшественниками пожнивной горчицы были озимая пшеница и рожь.

Примечание: по I и II ротациям использованы данные С.Ф. Ивановой, Ю.Д Иванова и др.

Рис. 1. Средняя урожайность пожнивной горчицы (ПГ) по зерновым предшественникам в 6-польном севообороте

Из рисунка 1 видно, что высокая урожайность пожнивной горчицы получена в первую и вторую ротации севооборота. Она составила по предшественнику озимая пшеница от 18,5 до 28,8 т/га зеленой или 2,3-4,0 т/га сухой массы; по озимой ржи - соответственно 20,6-21,5 и 2,5-2,7 т/га. Значительно ниже она была после ярового ячменя - от 10,5 до 13,9 т/га зеленой или 1,5-1,6 т/га сухой массы.

В среднем урожайность зеленой и сухой массы пожнивной горчицы по озимым предшественникам в севообороте в третью и четвертую ротации была ниже на 25-50 %, ячменю - на 47-56 % в сравнении с предыдущими периодами. При позднем сроке уборки ячменя пожнивной период сокращался на 10-12 дней, особенно ценных для продолжительности вегетации пожнивной горчицы. Поэтому ее урожайность после ячменя во всех четырех ротациях зернового севооборота была в 2-3 раза ниже, чем после озимых зерновых культур.

При бессменном посеве ячменя урожайность пожнивной горчицы в среднем за первые 12 лет составила 11-13 т/га по зеленой и 1,3-1,5 т/га -сухой массе. В последующие годы она была ниже в 2,5-4,5 раза.

30

«

.и 1- 20 >г

10

Предшественник - оз. пшеница

У= -16,3х2+59,7х-31,7; 11=0,82

зо

«

и

¡- 20 >г

10

1ЧРК+ПГ

ГТК 0

У= -10,4х2+42,1х-21,7; К=(),8(

/

№К+ПГ+С

2,0 2,5 3,0 0,5 1,0 1,5

Предшественник - оз. рожь

2,5

ГТК

н 30

У= -12,0х2+47,4х-25г3; 11=0,85 | У=-11,5хг+43,7х-23,1; Я=0,78

ГСРК+ПГ

>> 20 -

ю -

ГТК

о

^к+пг+с

ГТК

2,0 2,5 3,0 " - 0,5 1,0 1,5

Предшественник - ячмень

н

>Г 20

У= -12,9х2+48,8х-29,5; Я=0,83

н

~ 20 Н >>

1ЧРК+ПГ

ГТК

У= -14,3х +514 х-29,4; 11=0,78

№К+ПГ+С

ГТК

Рис. 2. Зависимость урожайности зеленой массы горчицы белой (У, т/га) от (X, ГТК) пожнивного периода (август-сентябрь), в ср. за 1981-2004 гг.

Сравнительный анализ агроклиматических условий пожнивного периода выращивания горчицы белой в севообороте (август-сентябрь) за 24 года наблюдений показал, что урожайность её зеленой массы (У, т/га) находилась в тесной зависимости от гидротермического коэффициента (ГТК, X), в котором интегрировано совместное влияние атмосферных осадков и суммы биологически активных температур (рис.2). Эта связь по разным зерновым предшественникам описывается уравнениями регрессии параболы второго порядка с коэффициентами корреляции 11=0,82-0,85 на фоне №К и непосредственно с зеленым удобрением и 11=0,78-0,81 - совместно с соломой. В бессменных посевах ячменя получены аналогичные закономерности: в варианте ЫРК+ПГ - У= -19,Зх2+70,1х-44,0 (К= 0,77); ЫРК+ПГ+С - У= -16,9х2+61,0Х-38,1 (11= 0,79).

Полученные зависимости, подтверждают, что высокую урожайность горчицы белой (20-28 т/га) после уборки озимых зерновых культур в осенний пожнивной период (август-сентябрь) можно получить в интервале ГТК 1,5-2,0, ячменя (15-20 т/га) в севообороте - 1,5-1,8.

СОСТОЯНИЕ И ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ почвы

Гумусовое состояние почвы в полевых севооборотах

При сельскохозяйственном использовании пашни содержание гумуса может существенно измениться даже за короткий период. Мониторинг его содержания в полевом опыте показал, что в разные периоды исследований происходило постепенное снижение содержания гумуса в пахотном слое почвы на 0,08-0,21 %, а его запасов - на 2,4-6,3 т/га (табл. 1). Наиболее значимый показатель снижения к концу четвертой ротации отмечен в севообороте с 83 % насыщения зерновыми культурами (0,29 %), а в севооборотах с многолетними травами, пожнивной горчицей падение составило 0,17 %. Применение пожнивной горчицы в комплексе с соломой на удобрение в период с 1987 по 1998 гг. способствовало стабилизации и некоторому росту содержания гумуса в почве. Прирост к концу третьей ротации составил 0,09 %.

При бессменных посевах ячменя содержание гумуса в почве в основном зависело от количества вносимых удобрений. Самое низкое его содержание на 24 год исследований отмечено в контроле (без удобрений) - 1,33 %, где запас гумуса в почве уменьшился на 38 % от исходного. Применение только минеральных удобрений увеличило его содержание до 1,44 %, а дефицит гумуса снизился до 20 %. Наибольший прирост гумуса обеспечило использование пожнивной горчицы как в чистом виде, так совместно с соломой - 0,47-0,49 % к контролю.

Таблица 1

Содержание гумуса в пахотном слое почвы в севооборотах и бессменных посевах ячменя, %.

Севооборот, % зерновых Удобрение До закладки опыта (1980 г.) В среднем за период

19811986 гг. 19871992 гг. 19931998 гг. 19992004 гг.

1-50 ЫРК 2,00 1,89 1,97 1,93 1,83

Н-83 ЫРК 1,91 1,81 1,80 1,72 1,62

111-83 КРК + ПГ 1,90 1,82 1,85 1,89 1,72

1У-83 №К + ПГ+С 1,92 1,88 1,96 2,01 1,75

НСР„ 0,1 0,1 0,2 0,1 0,1

Ячмень бессменно Без удобрений 1,86 1,70 1,73 1,67 1,33

ЫРК 1,82 1,79 1,87 1,83 1,44

№К + ПГ 2,15 1,91 2,00 1,96 1,82

№К + ПГ + С 1,95 1,94 2,04 1,94 1,80

НСР„5 0,2 0,2 0,2 0,1 0,2

Примечание: данные за 1980-1986-1992 гг. использованы из отчетов кафедры земледелия и методики опытного дела.

Корреляционно-регрессионный анализ выявил следующую закономерность между количеством запахиваемой в сумме за ротацию воздушно-сухой массы пожнивной горчицы и содержанием гумуса в почве (рис. 3).

I ротация Ц ротация Ш ротация IV ротация (1981-1986 гт.) (1987-1992гг.)(1993-1998гт.) (1993-1998 гг.)

ВН Урожай сухой массы горчицы в сумме за

ротацию, ц/га Содержание гумуса, %

Рис. 3. Зависимость между количеством внесенной в почву сухой массы горчицы за ротацию севооборота (У, т/га) и содер-

Вариабельность содержания гумуса (X %) по ротациям севооборота от суммарной сухой массы пожнивной горчицы (У, т/га), запахиваемой под посев яровых зерновых культур, описывается уравнением параболы второго порядка с коэффициентом корреляции Я = 0,95.

Из полученных данных следует, чтобы поддерживать содержание гумуса в дерново-подзолистой почве на уровне 2 %, ежегодное внесение пожнивной горчицы (сухой массы) должно составлять 4-5 т/га.

Основным источником возобновления органического вещества в почве являются пожнивно-корневые остатки (ПКО) растений. Установлено (табл. 2), что в севообороте с 50 % насыщением зерновыми культурами за счёт многолетних трав и большой фитомассы остальных культур среднее ежегодное поступление растительных остатков в почву составило 4,1 т/га сухого вещества. Показатель при насыщении севооборота зерновыми культурами до 83 % составил 3,5 т/га.

Таблица2

Поступление растительных остатков в пахотный слой почвы в севооборотах, т/га сухого вещества (в среднем за 1987-1998 гг.)

Севооборот и % зерновых Удобрение Растительные остатки за год, т/га

пожнивные корневые всего

1-50 1ЧРК 1,31 2,79 4,10

II-83 ИРК 1,35 2,16 3,51

III - 83 ЫРК+ПГ 2,31 2,50 4,81

IV- 83 МРК+ПГ+С 4,59 2,75 7,34

в т.ч. ПГ 1,31 - 1,31

солома 2,25 - 2,25

нсро5 2,42 0,63 2,46

В севообороте с длительным применением зеленого удобрения поступление органического вещества на гектар севооборотной площади за счёт пожнивной горчицы увеличилось на 1,3 т/га или 37 % в сравнении с севооборотом, где было 83 % зерновых кулыур на фоне минеральных удобрений. При совместной запашке пожнивной горчицы и соломы поступление растительных остатков в пахотный слой почвы увеличилось до 7,3 т/га севооборотной площади, в том числе за счёт пожнивной горчицы на 1,3 т/га, соломы - 2,3 т/га.

Прогноз гумусового баланса. На фоне систематического применения минеральных удобрений и сидерации (горчица, солома) в севооборотах проведен балансовый расчет гумуса. Приходную статью оценивали по среднегодовому поступлению в почву послеуборочных растительных ос-

татков (ПКО), о расходе судили по изменению его содержания в пахотном слое почвы за три ротации севооборота.

Результаты исследований показали (табл. 3), что применение минеральных удобрений, на запланированный урожай для каждой культуры севооборота, в сочетании с запашкой горчицы белой и соломой на удобрение для дерново-подзолистой почвы является действенным приемом управления гумусовым состоянием. В севообороте с ПГ этот агротехнический прием обеспечил к концу третьей ротации уравновешенный баланс гумуса с небольшим дефицитом (0,05 т/га), а совместное применение пожнивной горчицы с соломой на удобрение способствовало компенсации минерализации гумуса, обеспечивая бездефицитный его баланс (+ 0,5 т/га).

Таблица 3

Баланс гумуса в пахотном слое почвы в полевых севооборотах(1981-1998 гг.)

Севооборот, % зерновых Удобрение Содержание гумуса, % Потери гумуса от минерализации, т/га ежегодно Ежегодное возобновление гумуса за счет ПКО, т/га Нетто баланс гумуса, т/га

доза-кладки опыта через 18 лет отклонение (+,-)

1-50 №К 2,00 1,93 -0,07 1,44 1,11 -0,33

II-83 1,91 1,72 -0,19 1,02 0,88 -0,14

III-83 №>К + ПГ 1,90 1,89 -0,01 1,08 1,03 -0,05

IV-83 №К + ПГ +С 1,92 2,01 + 0,09 1,14 1,64 + 0,50

Признавая важность всех компонентов органического вещества для почвенного плодородия, следует подчеркнуть особую роль его лабильной части, характеризующейся реальной возможностью регулирования (Лыков, 1985; Жуков, 1990), которую определяли по содержанию водорастворимого углерода.

Из рисунка 4 видно, что при увеличении доли зерновых в севообороте с 50 до 83 % содержание лабильного гумуса в пахотном слое почвы снизилось.

Однако при включении в специализированный зерновой севооборот пожнивного зеленого удобрения наблюдается тенденция его увеличения, особенно при запашке сидерата с соломой. Аналогичная тенденция увеличения лабильного гумуса получена и при длительных бессменных посевах ячменя (рис. 5).

IV - 83 (1УРК)

+ ПГ+С III - 83 (№К)

+ ПГ II - 83 (№РК)

1 - 50 (NPK)

Ш 543

Э 477

И 423

И 521

0 200 400 600

Лабильный углерод (Св)

Рис. 4. Содержание лабильного углерода (Св) в пахотном слое почвы в севооборотах (II ротация), мг/кг

отк + пг+с

пг

Без удобрений (контроль)

И 604

II 582

3 445

И 385

0 200 400 600 800 Лабильный углерод (Св), мг/кг

Рис. 5. Содержание лабильного углерода (Св) в пахотном слое почвы бессменных посевов ячменя (ср. за 12 лет),

Таким образом, в полевом севообороте в годы 2 ротации установлена выраженная тенденция к накоплению гумуса в вариантах с длительным применением пожнивной горчицы совместно с соломой, что обусловлено их аккумулирующим эффектом.

Влияние пожнивной горчицы и соломы на пищевой режим почвы

Азотный режим. Установлено, что за годы первой ротации севооборотов за счет припахивания малогумусного подпахотного слоя почвы с 20 до 25 см произошло некоторое разбавление запасов общего азота в пахотном горизонте. При насыщении севооборотов зерновыми до 83 % на фоне

отмечается тенденция к снижению общего содержания азота: в первую ротацию - на 0,002 %, во вторую - 0,011 %, третью - 0,010 %, четвер-

тую - 0,024 % (табл. 4). Использование сидерата и его сочетание с запашкой соломы в специализированном зерновом севообороте стабилизировало накопление общего азота в почве. В сравнении с контролем прирост составил соответственно по ротациям 0,003, 0,005, 0,011 и 0,023 %. В четвертой ротации севооборота содержание общего азота в этих вариантах носило накопительный характер, что подтверждается данными по содержанию гумуса. В бессменных посевах ячменя также отмечена тенденция к увеличению запасов общего азота в почве. Особенно она выражена от применения пожнивного зеленого удобрения и соломы в течение длительного периода времени.

фосфатный режим. В начале интенсивного окультуривания почвы с помощью пожнивного сидерата (I ротация севооборота) наблюдалась стабилизация содержания подвижного фосфора в пахотном слое почвы (табл. 5). За годы второй ротации севооборотов тенденция к увеличению запасов подвижного фосфора по всем вариантам опытов сохранилась. За годы второй ротации севооборотов (1987-1992 гг.) отмечена тенденция к увеличению запасов подвижного фосфора по всем вариантам опыта. В севообороте с 50 % насыщением зерновыми культурами и в зерновом с 83 % насыщением включение пожнивного сидерата и удобрения соломой повышало его содержание P2Os в среднем на 16 мг/кг почвы относительно исходного содержания (1980).

Таблица 4

Содержание общего азота в пахотном слое почвы в севооборотах и бессменных посевах ячменя, %.

Севооборот, % зерновых Удобрение До закладки опыта (1980г.)* В среднем за период

19811986 гг.* 19871992 гг.* 19931998 гг. 19992004 гг.

1-50 NPK 0,094 0,085 0,108 0,115 0,136

II-83 NPK 0,099 0,083 0,097 0,105 0,112

III-83 NPK + ПГ 0,099 0,086 0,102 0,115 0,132

IV-83 NPK + ПГ +С 0,094 0,082 0,102 0,117 0,138

HCPos 0,003 0,002 0,006 0,031 0,009

Ячмень бессменно Без удобрений 0,096 0,085 0,095 0,117 0,103

NPK 0,105 0,091 0,105 0,108 0,123

NPK + ПГ 0,104 0,093 0,108 0,118 0,126

NPK + ПГ + С 0,092 0,098 0,107 0,120 0,128

НСР„, 0,006 0,006 0,004 0,004 0,017

* из отчетов кафедры земледелия и методики опытного дела

Таблица 5

Содержание подвижного фосфора в пахотном слое почвы в севооборотах и бессменных посевах ячменя, Р205 мг/кг

Севооборот, % зерновых Удобрение До закладки опыта (1980 г.)* В среднем за период

19811986 гг.* 19871992 гг.* 19931998 гг. 19992004 гг.

1-50 NPK 147 141 163 178 166

11-83 NPK 136 144 137 163 144

III-83 NPK + ПГ 133 145 135 170 160

IV-83 NPK + ПГ + С 142 144 158 177 165

НСР„5 8 2 15 12 12

Ячмень бессменно Без удобрений 109 96 91 97 102

ЫРК 104 123 143 163 198

ЫРК + ПГ 111 133 145 175 204

№К + ПГ + С 110 139 154 189 195

HCPos 26 18 26 29 24

* из отчетов кафедры земледелия и методики опытного дела

Способность крестоцветных культур мобилизовать труднодоступные запасы почвенных фосфатов при постоянной заделке сидерата в почву, обеспечила в третьей ротации дальнейшее увеличение содержания подвижного фосфора, а прирост по вариантам и севооборотам варьировал в пределах 27-37 мг Р205/кг почвы. При бессменном возделывании ячменя также отмечается тенденция к увеличению подвижного фосфора в вариантах опыта. Длительная и систематическая запашка пожнивной горчицы и соломы на удобрение способствовало улучшению фосфатного режима почвы, который из группы среднеобеспеченного содержания перешел в группу с высокой обеспеченностью подвижным фосфором.

Калийный режим. Что применение в опыте калийных удобрений на запланированный урожай и комплекс изучаемых агротехнических мероприятий в конкретных почвенно-климатических условиях приводит к динамическому равновесию между различными формами калия в почве, что в основном способствует поддержанию его содержания на уровне, близком к оптимальным показателям (150-200 мг К2О кг почвы) та протяжении всего периода исследований (табл. 6). Учитывая, что калий, в отличие от азота и фосфора, в большей мере ассимилируется в вегетативных органах растений, возделывание многолетних трав и кукурузы в плодосменном севообороте в годы первой ротации (1981-1986 гг.) приводило к его снижению на 5 мг на 1 кг почвы. Однако в годы второй и третьей ротаций наблюдалась тенденция к увеличению количества подвижного калия. В среднем за вторую ротацию севооборота прирост К20 составил 12 мг, а третью - 23 мг/кг почвы.

Таблица 6

Содержание подвижного калия в пахотном слое почвы в севооборотах и бессменных посевах ячменя, К20 мг/кг

Севооборот, % зерновых Удобрения До закладки опыта (1980 г.)* В среднем за период

19811986 гг.* 19871992 гг.* 19931998 гг. 19992004 гг.

1-50 NPK 169 164 175 167 148

II-83 NPK 168 176 177 190 169

III-83 NPK + ПГ 160 186 188 196 173

IV-83 NPK + ПГ + С 158 177 196 204 181

НСРм 9 15 15 20 13

Ячмень бессменно Без удобрений 149 150 155 133 129

ЫРК 150 180 195 202 193

ЫРК + ПГ 152 183 198 207 195

ЫРК + ПГ + с 157 185 203 227 210

НСР05 5 32 26 45 43

• из отчетов кафедры земледелия и методики опытного дела

Включение в севооборот пожнивного зеленого удобрения обеспечило дальнейший рост количества подвижного калия в вариантах опыта. Его содержание в среднем за первую ротацию севооборота повысилось на 10, вторую - на 11, третью - на 6 мг в сравнении с ЫРК и составило 190 мг К20/кг почвы. При совместном использовании пожнивного зеленого удобрения в сочетании с соломой за годы второй и третьей ротаций количество подвижного калия возросло до 196-204 мг/кг почвы.

Длительное применение пожнивной горчицы в севообороте с 83 % насыщения зерновыми культурами и совместное ее использование с соломой не только обеспечило стабилизацию калийного режима почвы, но и его улучшило, что выразилось в повышении обеспеченности подвижными формами калия на 13-23 мг/кг почвы. В плодосменном севообороте при более высокой урожайности полевых культур произошло снижение К20 на 20 мг/кг в сравнении с исходным содержанием.

В длительных бессменных посевах ячменя применение калия на запланированный урожай в составе полного минерального удобрения длительное время обеспечивало повышение содержания его подвижных форм в пахотном слое почвы (табл. 6). В среднем за первые 6 лет прирост К20 составил 30, 12 лет - 45, 18 лет - 52 мг К20 /кг почвы. Применение пожнивной горчицы в посевах ячменя способствовало увеличению подвижного калия в сравнении с исходным его содержанием соответственно на 31, 46 и 55 мг/кг почвы, а при совместном применении пожнивной горчицы и соломы на 28, 46 и 70 мг/кг соответственно. Количество необменно и об-

меннопоглощенного калия в почвенно-поглощающем комплексе в сравнении с контролем за 12 лет увеличилось в 1,3, а за 18 лет в 1,7 раза.

Несмотря на отмечаемую в последние 6 лет тенденцию к снижению содержания подвижного калия в почве во всех вариантах опыта при бессменном посеве ячменя, применение минеральных удобрений, пожнивной горчицы и соломы способствовали улучшению калийного режима. Содержание подвижных форм калия находилось в пределах 175-210 мг К20/кг почвы, а уровень обеспеченности почвы этим элементом в сравнении с исходным увеличился на 43 мг/кг почвы.

Агрофизические параметры дерново-подзолистой почвы

Наиболее существенными показателями агрофизических свойств почвы являются плотность сложения, пористость, количество агрономически ценных агрегатов и их водопрочность. Одним из основных средств регулирования агрофизических свойств является обработка почвы, возделывание сельскохозяйственных культур, в том числе сидеральных. В свою очередь сложение и строение пахотного слоя в значительной мере зависит от гранулометрического состава, плотности твердой фазы, содержания органического вещества и биологических особенностей возделываемых культур.

Результаты исследований показали, что насыщение полевых севооборотов зерновыми культурами с 50 до 83 % севооборотной площади, а также бессменные посевы ячменя обуславливали снижение содержания в пахотном слое водопрочных агрегатов (табл. 7).

Таблица 7

Агрофизические свойства почвы в полевых севооборотах и бессменных посевах ячменя (в среднем за 2006-2009 гг.)

Севооборот и % зерновых Удобрение Фазы определения

кущение восковая спелость

плотность, г/см^ сумма водопрочных агрегатов от 10 до 0,25 мм, % плотность, г/см сумма водопрочных агрегатов от 10 до 0,25 мм, %

1-50 NPK 1,34 43 1,34 42

11-83 NPK 1,20 23 1,25 21

111-83 NPK+ПГ 1,16 24 1,22 25

IV-83 NPK+ПГ+С 1,14 33 1,18 26

Бессменные посевы ячменя Без удобрений 1,31 21 1,27 22

NPK 1,26 22 1,25 24

NPK+ПГ 1,24 24 1,24 25

NPK+ПГ+С 1,23 25 1,20 26

Однако, возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы, как в чистом виде, так и в сочетании с соломой заметно улучшили эти показатели. При бессменных посевах ячменя также наблюдался положительный эффект от этих агроприемов, причем в меньшей степени, чем в севообороте из-за более низкой урожайности пожнивного сидерата.

Кроме того, по запаханному сидерату увеличилась некапиллярная пористость почвы. Если в слое 0-20 см этот показатель по сидерату был выше контроля на 70-80 %, то на глубине 20-30 см - выше в 2 раза. Под влиянием сидерации в пахотном, и особенно в подпахотном слоях, значительно повысилась аэрация.

Из вышесказанного следует, что применение пожнивной сидерации влечет за собой позитивные изменения водно-физических свойств дерново-подзолистой почвы. Положительное действие сидерата в качестве промежуточной культуры на структуру почвы не ограничивается одним годом, а проявляется в последствии.

Пожнивная горчица, используемая на зеленое удобрение, способствует повышению пористости, особенно на средне и тяжелосуглинистых, по гранулометрическому составу почвах. Это положительно сказывается на важнейших агрофизических свойствах почвы, таких как влагоемкость, водопроницаемость, водоподъемная способность, что, в свою очередь, изменяет направление и интенсивность биохимических процессов.

Биологические показатели плодородия почвы при длительной сидерации и удобрением соломой

Исследования, проведенные в 2006-2009 гг., показали, что в сравнении с севооборотом с 50 % зерновых культур, где степень разложения льняных полотен в среднем находилась на уровне 63 %, увеличение доли зерновых культур до 83 % в севообороте приводило к снижению биологической активности до 54 %. Длительное использование пожнивной горчицы и соломы в севообороте усиливало биологическую активность дерново-подзолистой почвы до 68 %.

Аналогичная картина наблюдается и в бессменных посевах ячменя в зависимости от фона удобрений.

Самый низкий % разложения полотен отмечен при бессменном посеве ячменя на неудобренном фоне, где он составил 43 %. Применение только минеральных удобрений способствовало разложению льняного полотна до 50 %. Однако самые высокие показатели разложения полотна отмечены при использовании пожнивного зеленого удобрения как раздельно, так и в сочетании с соломой, где оно составило 54 и 60 % соответственно (табл. 8).

Таблица 8

Степень разложения льняных полотен в пахотном слое почвы, (в среднем, за 2006-2009 гг.)

Севооборот, % зерновых Культура Удобрение Разложение полотна, %

1-50 озимая пшеница №К 63

II-83 вико-овес ЫРК 54

III-83 вико-овес ИРК+ПГ 56

IV-83 вико-овес ЫРК+ПГ+С 68

Бессменные посевы ячменя Без удобрений 43

ЫРК 50

№К+ПГ 54

ИРК+ПГ+С 60

НСР05 6,4

Одним из важных показателей улучшения фитосанитарного состояния почвы за счет использования пожнивной сидерации служат результаты учета количества дождевых червей (табл. 9). Установлено, что длительное использование пожнивной сидерации, как в севооборотах, так и при бессменных посевах ячменя на фоне минеральных удобрений способствует увеличению количества дождевых червей в пахотном слое дерново-подзолистой почвы в 1,5-2 раза. Особенно заметное увеличение их количества отмечалось при использовании пожнивной сидерации в сочетании с удобрением соломой к концу вегетации ячменя. Здесь на 1 м их обнаружено на 67 % больше, чем в контроле с превышением по биомассе - на 75 %.

Таблица 9

Количество и биомасса дождевых червей в пахотном слое почвы под ячменем (в среднем за 2006-2009 гг.)

Севооборот и % зерновых Вариант Весной до посева После уборки

количество, шт./м2 биомасса, г/м2 количество, шт./м2 биомасса, г/м2

1-50 ЫРК 37 16,5 27 17,1

II-83 №К 23 12,1 21 14,7

III- -83 КРК+ПГ 27 12,7 23 20,2

IV-83 ЫРК+ПГ+С 23 12,3 35 25,7

Без удобрений 12 7,7 13 7,9

Бессменные ИРК 28 13,1 29 13,3

посевы ячменя ЫРК+ПГ 33 14,2 27 17,8

ЫРК+ПГ+С 29 14,3 53 40,5

НСР05 10,5 3,6 24,5 20,9

При бессменных посевах перед уборкой ячменя самое малое количество дождевых червей наблюдалось на фоне без применения удобрений, где оно составило 13 шт./м2. Применение только минеральных удобрений их увеличило их количество до 29 шт./м2. Однако, больше всего дождевых червей (53 шт./м2) отмечено при совместном длительном использовании пожнивной сидерации с соломой на удобрение.

Фитосанитарное состояние агроценозов

Фитосанитарное состояние почвы характеризуется наличием в ней семян и вегетативных органов размножения сорных растений, вредителей, фитопатогенов, а также токсических веществ, выделяемых растениями, ризосферной микрофлорой и продуктами разложения. Все виды вредных организмов и фитотоксичные вещества - обязательные компоненты агро-биоценоза. Исключение их количества до безвредного уровня является одной из важных проблем современного адаптивного земледелия.

Изучение развития корневых гнилей в посевах ячменя и озимой пшеницы в течение 4-х лет в опытных севооборотах показало (табл. 10), что уровень распространения и вредоносности данного заболевания на обеих культурах достаточно высокий - более 50 %. При этом прослеживается зависимость степени развития корневых гнилей на ячмене от насыщения полевого севооборота зерновыми колосовыми культурами. Пожнивная горчица в чистом виде и при совместной запашке с соломой снижала развитие данного заболевания в посевах ячменя и озимой пшеницы в полевых севооборотах на 6-8 %.

Таблица 10

Развитие корневых гнилей (%) на зерновых культурах в полевых севооборотах, в среднем за 2006-2009 гг.

Севооборот, % зерновых Удобрение Ячмень Озимая пшеница

больные растения развитие болезни больные растения развитие болезни

1-50 ЫРК 48,3 18,8 51,6 22,1

II-83 МРК 54,7 23,2 56,5 25,9

III - 83 №К+ПГ 38,7 15,3 41,1 17,3

IV-83 ИРК+ПГ+С 40,6 16,9 40,5 18,2

НСР05 4,1 2,6 4,1 2,9

В бессменных посевах ячменя развитие корневых гнилей было сильнее выражено, чем в севооборотах. Причем, положительный эффект от действия запашки одного сидерата и в сочетании с соломой на снижение развития данного заболевания был несущественным. Это связано с более

низкими урожаями зеленой массы пожнивной горчицы в бессменных посевах ячменя, чем после озимой пшеницы и ржи в севооборотах, где высевается ячмень.

Возделывание в сельскохозяйственном производстве различных культурных растений, как правило, сопровождается появлением в их посевах сорных растений. Обилие сорняков в различных агрофитоцинозах определяется конкурентной способностью возделываемых культур (высокая, средняя, низкая), уровнем агротехнологии и эффективностью применяемых гербицидов.

Количество сорняков в посевах озимой пшеницы в среднем за 4 года весной до обработки гербицидами в плодосменном севообороте составило 56,3 шт./м2, а в полевом с 83 % зерновых - 37,0 шт./м2; перед уборкой соответственно - 35,3 и 27,7 шт./м , т.е. засоренность в последнем случае снизилась на 34 и 22 % (табл. 11).

Таблица 11

Засорённость посевов озимой пшеницы в севооборотах (в среднем за 2006-2009 гг.)

Севообороты, % зерновых Весной, до обработки гербицидами Перед уборкой культуры

Удобрение количество, шт./м2 количество, шт/м2 сухая масса, г/м2

всего сорняков многолетних всего сорняков многолетних всего сорняков многолетних

1-50 ЫРК 56,3 3,9 35,3 9,8 36,8 18,9

И-83 ЫРК 37,0 0,5 27,7 1,3 24,1 1,9

Ш-83 ЫРК+ПГ 31,2 0,4 18,1 0,5 19,0 1,2

1У-83 ^'РК+ПГ+С 35,3 0,7 23,1 1,9 22,9 1,5

НСРо, 16,4 2,5 9,3 6,4 11,1 13,0

Возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы в полевом севообороте с 83 % площади зерновых снизило засоренность посевов озимой пшеницы весной и к периоду уборки соответственно на 45 и 49 % в сравнении с контролем (плодосменный севооборот).

Таким образом, при использовании пожнивной сидерации как раздельно, так и в сочетании с соломой проявляется агроэкологическая роль, которая заключается в усилении процессов биологизации дерново-подзолистой почвы в Центральных районах Нечерноземной зоны. Промежуточные сидераты являются одним из важных профилактических и действующих средств для защиты растений в севооборотах с узкой специализацией и концентрацией сельскохозяйственного производства.

Урожайность возделываемых культур и баланс питательных элементов

Использование минеральных удобрений в условиях систематического и длительного применения в севооборотах - одно из эффективных средств земледелия. Из таблицы 12 следует, что при насыщении зерновыми культурами севооборота с 50 до 83 % площади среднегодовая урожайность зерновых за 24 летний период (1981-2004 гг.) снижалась: ячменя -на 12 %, овса - 4,5, озимой пшеницы - 8, ржи - 13 %.

Таблица 12

Урожайность зерновых культур в полевых севооборотах (в среднем за ротацию), т/га

Севооборот, % зерновых Удобрение Период ротации севообо зота В среднем за 24 года

19811986 гг.* 19871992 гг. * 19931998 гг. 19992004 гг.

Ячмень

1-50 3,39 3,92 3,63 1,98 3,23

Н-83 КРК 2,94 3,25 2,95 1,86 2,84

Ш-83 ОТК+ПГ 3,29 3,62 3,33 2,24 3,08

1У-83 №К+ПГ+С 3,34 3,65 3,25 2,19 3,13

НСРп5 0,15 0,31 0,24 0,13

Овес

1-50 ЫРК 2,99 3,01 3,87 2,57 3,11

Н-83 МРК 3,11 2,83 3,39 2,55 J 2,97

Ш-83 ,ЧРК+ПГ 3,19 3,15 3,64 2,86 3,21

1У-83 КРК+ПГ+С 3,16 3,12 3,63 2,85 3,19

НСР„5 0,08 0,12 0,16 0,22

Озимая пшеница

1-50 МРК 3,90 5,25 3,04 2,77 3,74

Н-83 ЫРК " 3,39 4,28 2,99 3,06 3,43

Ш-83 №>к+пг 3,62 4,72 3,42 3,16 3,73

1У-83 ЫРК+ПГ+С 3,92 4,66 3,75 3,07 3,85

НСРп< 0,12 0,34 0,38 0,29

Озимая рожь

И-83 ЫРК 4,15 3,79 3,04 2,90 3,47

Ш-83 ЫРК+ПГ 4,27 4,15 3,10 3,24 3,69

1У-83 КРК+ПГ+С 4,43 4,41 3,51 3,37 3,93

НСРМ 0,19 0,42 0,47 0,35

* из отчетов кафедры земледелия и методики опытного дела

Возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы в полевом севообороте с насыщением зерновыми 83 % площади повысило урожайность ячменя и овса - на 8,5 % и 8,1 % соответственно, а озимой пшеницы и ржи на 8,7 и 6,3 %. При сочетании с удобрением соломой - соответственно на 10,2, 7,4, 12,2 и 13,3 %. Благодаря этим агроприемам удалось предотвратить снижение урожайности зерновых культур в полевом севообороте и получить ее на уровне плодосменного.

Изучение бессменных посевов зернофуражных культур показало, что урожайность ячменя при систематическом внесении минеральных удобрений (ЫРК) в сравнении с возделыванием его в севообороте при такой же удобренности была ниже в среднем за 24 года на 10 %, а овса - на 7 % Возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы белой в чистом виде (ПГ) или совместно с соломой (ПГ+С) не оказало существенного влияния на рост урожайности ячменя в бессменных его посевах, где во всех вариантах опыта она была одинаковой и составила 2,6-2,7 т/га.

Применение минеральных удобрений существенно влияет на содержание биофильных элементов в основной и побочной продукции возделываемых культур в изучаемых севооборотах, особенно на фоне повышенных их доз.

Таблица 13

Содержание и вынос питательных элементов культурами севооборотов (в среднем за 1987-1998 гг.)

Культура N | Р205 | К20 Вынос, кг/га

% на сухое вещество N Р205 к2о

основ. побоч. основ. побоч. основ. побоч.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Севооборот I - 50 %

Мн. травы 1 г.п. 2,51 - 0,59 - 2,17 — 264,5 62,2 228,7

Мн. травы 2. г. п. 2,41 - 0,80 - 2,04 - 146,9 48,7 124,2

Озимая пшеница 2,29 0,67 0,90 0,32 0,47 1,12 131,2 54,7 80,0

Кукуруза 2,45 - 0,66 - 1,91 - 214,7 57,8 167,3

Овес 2,18 0,60 0,86 0,39 0,50 1,80 99,8 45,7 91,5

Ячмень + травы 2,07 0,60 0,70 0,38 0,56 1,39 102,9 42,2 78,8

Всего: 960 311 770

Севооборот II - 83 %

Викоовсяная смесь 2,59 - 0,81 - 2,18 - 98,5 30,8 82,8

Озимая пшеница 2,25 0,66 0,81 0,36 0,48 1,16 113,1 46,5 72,4

Овес 2,15 0,60 0,85 0,42 0,50 1,85 89,3 42,1 84,6

Ячмень 2,02 0,66 0,67 0,37 0,62 1,55 85,1 33,4 72,0

Озимая рожь 2,11 0,71 0,90 0,38 0,49 1,35 111,0 51,6 90,6

Ячмень 2,06 0,63 0,66 0,36 0,62 1,60 82,1 31,5 71,0

Всего: 579 236 473

Продолжение таблицы 13

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10

Севооборот III- 83%

Викоовсяная смесь 2,54 - 0,84 - 2,17 - 111,0 36,7 94,8

Озимая пшеница 2,22 0,66 0,83 0,35 0,52 1,18 125,3 52,3 83,6

Овес 2,12 0,58 0,84 0,43 0,49 1,83 95,8 46,1 91,4

Ячмень 2,01 0,68 0,87 0,36 0,50 1,56 95,9 44,1 77,1

Озимая рожь 2,05 0,73 0,87 0,38 0,49 1,32 116,8 53,7 94,5

Ячмень 2,00 0,67 0,65 0,36 0,58 1,43 91,7 35,1 72,2

Горчица на зеленое удобрение 2,62* - 0,91 - 2,49 - -

2,72** 0,92 2,36

231*** 0,84 2,21

Всего: 637 | 268 | 514

Севооборот ГУ - 83 %

Викоовсяная смесь 2,51 - 0,84 - 2,17 - 106,2 35,5 91,8

Озимая пшеница 2,27 0,64 0,83 0,35 0,51 1,19 95,6 34,9 21,5

Овес 2,12 0,55 0,85 0,42 0,49 1,88 94,0 45,8 92,9

Ячмень 2,01 0,68 0,64 0,36 0,60 1,36 95,1 35,8 72,4

Озимая рожь 2,05 0,69 0,83 0,39 0,51 1,36 81,2 32,9 20,2

Ячмень 2,07 0,66 0,69 0,39 0,58 1,36 62,9 21,0 17,6

Горчица на зеленое удобрение 2,64* - 0,90 - 2,55 - -

2,77** 0,92 2,50

2Д7*** 0,63 2,61

Всего: 535 | 206 | 316

* предшественник- озимая пшеница; ** озимая рожь; *** ячмень

Данные таблицы 13 показывают, что содержание азота в среднем за ротацию в урожае многолетних трав I и II года пользования составило 2,4 %, кукурузы и викоовсяной смеси - 2,5 %. Накопление общего азота в урожае пожнивной горчицы в полевом севообороте после уборки озимых зерновых предшественников, было равнозначным, а по ячменю, вследствие укорачивания пожнивного периода, - имело меньшие значения.

Содержание фосфора в основной и побочной продукции культур, возделываемых в севооборотах с различным насыщением зерновыми, отмечалось небольшим снижением в зерне озимой пшеницы и ячменя, по остальным зерновым культурам изменения в количестве фосфора в урожае были несущественными. В полевом севообороте (83 % зерновых) с запашкой пожнивной горчицы получено зерно ячменя с содержанием фосфора на 4,5 % выше, чем в севообороте с 50 % насыщением.

Накопление калия с основной и побочной продукции культур в изучаемых севооборотах практически не изменялось. В соломе зернофуражных культур его содержание было в 2,4-3,8 раза выше, чем в зерне.

Вынос элементов питания из почвы урожаем обусловлен биологическими потребностями растений. В севообороте с 50 % насыщения зерновы-

ми больше всего вынесли питательных элементов многолетние травы и кукуруза. В среднем за ротацию отчуждение составило соответственно 265 и 215 кг/га азота, 62 и 58 - фосфора, 229 и 167 кг/га - калия.

В полевых севооборотах превалировал вынос №К однолетними травами (вико-овсом) - 98-111 кг 14/га, 31-36 кг Р/га, 83-95 кг К/га, и с учетом побочной продукции, озимой рожью -111-117, 52-54, 91-95 кг/га соответственно. Озимая пшеница с зерном и соломой в севообороте вынесла с гектара 113-125 кг азота, 47-52 кг фосфора, 72-84 кг калия. Вынос элементов питания зернофуражными культурами был несколько ниже: ячменем - на уровне 80 кг/га по азоту, 30 - фосфору и 70 кг/га - калию, овсом -90, 40 и 90 кг/га соответственно.

Баланс питательных элементов в севооборотах. Более объективно оценить применение минеральных удобрений, пожнивной горчицы и соломы можно с использованием баланса биофильных элементов. В приходной части баланса по азоту учитывали его поступление в почву с удобрениями, осадками, семенами, за счет азотфиксации клубеньковыми бактериями и микроорганизмами из растительных остатков, симбиотической фиксации азота в растительных остатках. Потери азота характеризовались выносом его урожаем основной и побочной продукции культур севооборота, газообразными потерями из удобрений, с инфильтрационными водами и поверхностным стоком.

Как показали расчеты (табл. 14), баланс азота по второй ротации (1987-1998 гг.) при внесении азотных удобрений был положительным во всех севооборотах.

Таблица 14

Баланс питательных веществ в полевых севооборотах за ротацию (1987-1998 гг.), кг/га

N р2о5 К20

интен интен интен

Сево- сив- сив- сив-

оборот, % зерновых Удобрение вынос баланс ность баланса, % вынос баланс ность баланса, % вынос баланс ность баланса, %

1-50 NPK 1212 +36 103 316 +412 230 805 -125 84

II-83 NPK 805 +92 111 241 +573 338 507 +173 134

III - 83 NPK+ПГ 863 +98 111 273 +541 298 547 +133 124

IV-83 NPK+ПГ +С 762 +251 133 211 +603 386 350 +330 194

Высокий положительный баланс азота в полевых севооборотах с зерновым насыщением достигался в результате внесения полного минерального удобрения на запланированный урожай (+92 кг/га), а также в результате ежегодного возделывания пожнивной горчицы на зелёное удобрение (+98 кг/га) и запашки соломы совместно с пожнивным сидератом на 50 % севооборотной площади (+251 кг/га). В последних двух случаях усиливались процессы симбиотической фиксации азота растительными остатками и микроорганизмами за счет органического вещества.

В севообороте с многолетними травами положительный баланс азота (+36 кг/га) с интенсивностью 103 % определялся, главным образом, за счет повышенных доз удобрений, а также в значительной мере от поступления биологического азота за счет азотфиксации клубеньковыми бактериями. Это позволило компенсировать достаточно большой вынос его надземной массой кукурузы, достигающей в отдельные годы 750-800 кг/га, и трехкратной уборкой многолетних трав 1 г.п.

Применение высоких доз фосфора в составе полного минерального удобрения (120-180 кг Р205/га) в изучаемых севооборотах обеспечивало достижение положительного баланса в пределах +412 ...+603 кг/га за цикл ротации, или +69 ... +100 кг/га ежегодно. Неиспользованный растениями фосфор удобряя пополнял запасы в почве подвижных фосфатов.

Из трёх изучаемых элементов питания в первом минимуме в течение всей ротация находился калий. Баланс этого элемента в среднем за ротацию в I севообороте с многолетними травами и кукурузой (50 % зерновых) сложился отрицательным. Дефицит в сумме за ротацию составил 125 кг/га, или 21 кг в год на 1 га севооборотной площади, т.е. применение калийного удобрения компенсировало потребление калия растениями севооборота на 84 %. Это связано с большим выносом калия урожаем основной и побочной продукцией многолетних трав и кукурузы. В полевых севооборотах с зерновым насыщением применение повышенных доз калия в составе полного минерального удобрения (100-120 кг К20/га) обеспечило положительный баланс в пределе + 133 ... + 330 кг/га за ротацию, +22 ... +55 кг/га ежегодно.

Продуктивность культур в севооборотах с разным насыщением зерновыми

По общей продуктивности изучаемых севооборотов, продукция которых определяется в кормовых единицах, преимущество остается за плодосменным севооборотом (50 % насыщения зерновыми культурами). С повышением доли зерновых с 50 до 83 % общая продуктивность культур в среднем за год снизилась с 5 до 4 т/га к.е. (табл. 15). Многолетнее использование пожнивной горчицы раздельно и в сочетании с удобрением содо-

мой в зерновом севообороте приблизило получение кормовых единиц сельхозпродукции к уровню плодосменного севооборота.

В наших исследованиях при насыщении полевого севооборота с 50 до 83 % суммарный сбор зерна за ротацию возрастал на 56 %. В севооборотах с многолетним применением пожнивной горчицы и сочетанием её запашки с соломой суммарный выход зерна за ротацию севооборота возрастал на 75-80 % в сравнении с севооборотом с -50 %. Ежегодный дополнительный выход зерна с севооборотной площади составил 2,7-2,8 т/га. Комплексное использование пожнивной горчицы и удобрения соломой в севообороте обеспечило прибавку сбора зерна за ротацию на 44 % выше, чем в севообороте без применения этих агротехнических приемов.

Таблица 15

Урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборотов, т/га (в среднем за 1981-2004 гг.)

Севооборот и % зерновых Культура Урожайность Выход зерна с севооборота Разница с контролем Общая продуктивность, к.е.

Мн. тр. 1г.п. 6,06

Мн. тр. 2г.п. 3,66

1-50 (контроль) Оз. пшеница 3,74

Кукуруза на з/м 10,88 1,58 - 5,3

Овес 2,49

Ячмень с подсевом мн. трав 3,23

Викоовсяная смесь 2,48

Озимая пшеница 3,43

11-83 Овес 2,38 2,46 0,88 43

Ячмень 2,84

Оз. рожь 3,47

Ячмень 2,65

Викоовсяная смесь 2,82

Озимая пшеница 3,73

Ш-83 +ПГ Овес 3,21 2,76 1,18 4,9

Ячмень 3,08

Озимая рожь 3,69

Ячмень 2,84

Викоовсяная смесь 28,9

Озимая пшеница 38,5

IV-83 +ПГ Овес 31,9 2,85 1,27 4,8

+С Ячмень 31,3

Озимая рожь 39,3

Ячмень 29,8

Энергетическая эффективность применения пожнивной горчицы и соломы на удобрение

Основным критерием в энергетической оценке является коэффициент энергетической эффективности (Кээ), который определяется отношением количества энергии, полученной с прибавкой основной продукции или общей биомассы и энергозатратами на применение удобрений.

Определение КЭэ (табл. 16) свидетельствует о том, что минимальный показатель Кээ получен в плодосменном севообороте с 50 % зерновых культур, где он составил 2,3.

Таблица 16

Энергетическая оценка возделывания зерновых культур в полевых севооборотах (в среднем за 1981-2004 гг.)

Севооборот, % зерновых Удобрение Сбор зерна за ротацию, т/га з.е. Энергия, ГДж/га Нетто-энергия, ГДж/га Кээ

аккумулированная в зерне затраченная

1-50 NPK 9,46 155,6 66,5 89,1 2,3

II-83 NPK 14,77 243,0 86,0 157,0 2,8

III - 83 NPK+ПГ 16,55 272,2 100,3 171,9 2,7

IV-83 NPK+ПГ+С 17,08 280,9 113,1 167,8 2,5

При насыщении полевого севооборота зерновыми культурами с 50 до 83 % коэффициент энергетической эффективности увеличивается до 2,8 ед. Это объясняется большим количеством аккумулированной энергией в зерне культур севооборота - в 1,5 раза в сравнении с контролем.

Следует отметить, что при анализе энергии, аккумулированной в зерне, превосходство имеют севообороты с насыщением 83 % зерновых культур с применением пожнивной горчицы как раздельно, так и в сочетании с соломой энергия составляет соответственно - 272 и 281 ГДж/га. По выходу нетто энергии в ГДж/га самый высокий показатель наблюдался в варианте с пожнивной горчицей.

Энергетическая оценка возделывания ярового ячменя в бессменных посевах (табл. 17) показывает, что применение пожнивной горчицы как раздельно, так и в сочетании с удобрением соломой увеличивает энергию, накопленную в основной продукции (зерне) с 21 на фоне №>К до 22-24 ГДж/га соответственно. Коэффициент энергетической эффективности (Кээ) в изучаемых вариантах отмечается близкой величиной.

Таблица 17

Энергетическая оценка возделывания ярового ячменя в бессменных посевах (в среднем за 1981-2004 гг.)

Вариант Прибавка урожая, т/га Энергия, ГДж/га Кээ

накопленная в зерне затраченная

Без удобрений - - —

№К 1,27 20,9 18,7 1,12

ЫРК+ПГ 1,32 21,7 20,3 1,07

№К + ПГ + С 1,42 23,6 22,6 1,04

Экономическая эффективность применения пожнивной горчицы и соломы на удобрение

Экономические расчеты выполнены по технологическим картам на возделываемые культуры в сельскохозяйственных предприятиях Московской области. Аналитическая сопоставимость среднемноголетних показателей экономической эффективности пожнивных сидеральных культур достигалась применением сопоставимых цен в расчетных данных.

Наименьшая рентабельность отмечается в плодосменном севообороте (13 %), что связано с насыщенностью его кукурузой и многолетними травами (2 поля) (табл. 18). В сравнении с ним включение в специализированный зерновой севооборот длительного пожнивного зеленого удобрения в чистом виде увеличивало стоимость продукции с 1 га севооборота на 6,6 тыс. руб. (75 %), а при совместном использовании с удобрением соломой на 7,1 тыс. руб. (80 %).

Таблица 18

Экономическая эффективность применения пожнивной горчицы и соломы на удобрение в севооборотах (в среднем за 1981-2004 гг.)

Севооборот и % зерновых Удобрения Суммарный сбор зерна с севооборотной площади, т/газ.е. Стоимость продукции, руб. Сумма затрат на производство продукции, руб. Условный чистый доход, руб. Рен-табель ность, %

1-50 ИРК 9,46 8829 7781 1048 13

II-83 ЫРК 14,77 13785 9579 4206 44

III - 83 ЫРК + ПГ 16,55 15447 10482 4965 47

IV-83 №К + ПГ + С 17,08 15941 10564 5377 51

За счет увеличения сбора зерна с 1 га севооборотной площади при включении в зерновой севооборот пожнивного зеленого удобрения в чистом виде повышается условный чистый доход с 1 га посева на 3,9 тыс. руб., а при совместном использовании с соломой - на 4,3 тыс. руб. Включение в севооборот пожнивного зеленого удобрения в чистом виде обеспечило повышение рентабельности до 47 %. Самое высокое значение отмечено при длительном совместном использовании пожнивной горчицы с удобрением соломой на фоне применения минеральных удобрений - 51 %.

Применение минеральных удобрений в бессменных посевах ячменя (табл. 19) способствовало увеличению стоимости продукции с 1 га на 6 тыс. руб. или в 1,8 раза с условным чистым доходом 1756 руб.; от пожнивной сидерации на фоне минеральных удобрений и соломы стоимость продукции с 1 га возрастала до 7-8 тыс. руб. или в 2 раза, а условный чистый доход получен в размере 2-2,5 тыс. руб,/га.

Таблица 19

Экономическая эффективность пожнивного сидерата и соломы в бессменных посевах ячменя (в среднем за 1981-2004 гг.)

Вариант Сбор зерна, т/га Прибавка к контролю Стоимость прибавки продукции, рубУга Сумма затрат на прибавку, руб./га Условный чистый доход, рубУга

Без удобрений 1,28 - - - -

1ЯРК 2,35 1,07 5992 4236 1756

ЫРК + ПГ 2,60 1,32 7392 5319 2073

ОТК + ПГ + С 2,70 1,42 7952 5418 2534

Таким образом, широкое использование зеленого удобрения в качестве промежуточных культур в полях севооборота будет способствовать лучшему использованию земли, получению с единицы площади более высокого урожая и чистого дохода с окупаемостью затрат за 2-2,5 года.

ВЫВОДЫ

1. В Центральном Нечерноземье на дерново-подзолистой почве посев горчицы белой в полевом севообороте после уборки озимых зерновых культур (пшеница, рожь) в начале августа до наступления осенних холодов обеспечивает получение 18-30 т/га зеленой массы горчицы в интервале агроклиматического показателя ГТК - 1,5-2,0, после ячменя - 15-20 т/га. Установлены корреляции высокой степени достоверности (11=0,78-0,85). Зависимости

между ГТК и урожайностью пожнивной горчицы по разным зерновым предшественникам выражаются уравнениями регрессии параболами второго порядка; по озимой пшенице у = -16,3х2+59,7х-31,7; озимой ржи у = -12х2+47,4х-25,3; ячменю у = -12,9х2+48,8х-29,5.

2. От запашки 1 тонны сухой органической массы пожнивной горчицы белой на зеленое удобрение в почву поступало 27 кг азота, 9 кг Р205 и 25 кг К20. Зеленая масса этой культуры богата азотом, что обеспечивает узкое соотношение С:И - в пределах 7-10:1.

3. Насыщение полевого севооборота зерновыми культурами с 50 до 83 % приводит к снижению поступления растительных остатков в пахотный слой почвы с 4,1 до 3,5 т/га или на 15 %. Длительное использование пожнивной горчицы в сочетании с соломой увеличивает поступление растительных остатков в пахотный слой почвы до 7,3 т/га или на 70 %.

4. При насыщении полевого севооборота зерновыми культурами с 50 % до 83 % в разные периоды исследований происходило уменьшение содержания гумуса в пахотном слое почвы на 0,08-0,21 %, или его запасов на 2,46,3 т/га. Включение в севооборот пожнивного зеленого удобрения на фоне применения минеральных удобрений увеличило содержание гумуса в почве к концу 3-й и 4-й ротаций на 0,04-0,11 % (1,2-3,3 т/га) в сравнении с данными плодосменного севооборота с двумя полями многолетних трав. Применение пожнивной горчицы в комплексе с соломой на удобрение к концу третьей ротации (1998 г.) способствовало стабилизации и некоторому росту содержания гумуса в почве (на 0,09 %).

5. Включение в зерновой севооборот пожнивного зеленого удобрения способствовало увеличению содержания лабильного гумуса до 477 мг/кг почвы, а запашка сидерата с соломой повысило его количество до 543 мг/кг почвы. В этом случае наблюдалось и повышение общего азота в почве.

6. Для поддержания уровня гумуса в дерново-подзолистой почве на уровне 1,9 % в севообороте с пожнивной горчицей в качестве промежуточной культуры, прогнозируемое ежегодное внесение ее сухой массы в почву при запашке должно быть на уровне 4-5 т/га.

7. Размещение в полевом севообороте пожнивной горчицы, как промежуточной культуры, обеспечило к концу третьей ротации уравновешенный баланс гумуса с небольшим дефицитом (- 0,05 т/га), а совместное применение пожнивного сидерата с соломой на удобрение способствовало компенсации минерализации гумуса с получением бездефицитного его баланса (+ 0,5 т/га).

8. Длительное возделывание и запашка пожнивной горчицы в сочетании с соломой, на фоне применения фосфорных удобрений под запланированный урожай, способствовало повышению содержания подвижных фосфатов к концу второй ротации в севообороте с 83 % зерновых на 16 мг Р2О5/КГ почвы, к концу третьей - 36 мг Р205/кг относительно исходного со-

держания. При бессменном возделывании ячменя от ежегодной запашки пожнивной горчицы и соломы на удобрение произошло смещение фосфатного уровня почвы в группу с высокой обеспеченностью подвижными фосфатами (более 200 мг Р2О5/КГ почвы). Применение пожнивной горчицы в севообороте с 83 % насыщения зерновыми и совместное её использование с соломой повысило обеспеченность подвижным калием на 13-23 мг К20/кг почвы.

9. Использование промежуточных посевов горчицы белой как в чистом виде, так и в сочетании с соломой под последующий посев ячменя в звене 5 ротации севооборотов (2006-2009 гг.) улучшило агрофизические свойства почвы (сумма водопрочных агрегатов, плотность). Из-за более низкой урожайности пожнивной горчицы в бессменных посевах ячменя эффект отмечается в меньшей степени, чем в севообороте.

10. Включение в севооборот зеленого удобрения снижает поражение ячменя и озимой пшеницы в зерновом севообороте корневыми гнилями на 6-8 % в сравнении их возделыванием в плодосменном севообороте. Активизацию почвенной биоты подтверждает увеличение количества дождевых червей в пахотном слое дерново-подзолистой почв в 1,5-2 раза. Возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы в севообороте с 83 % насыщением зерновыми культурами снизили засоренность посевов озимой пшеницы весной и к периоду уборки зерновых на 45 и 49 % соответственно.

11. При насыщении зерновыми культурами севооборота с 50 до 83 % среднегодовая урожайность зерновых за 24 летний период (1981-2004 гг.) снижалась: ячменя - на 12, овса - 4 %, озимой пшеницы - 8 % и ржи - 13 %. Возделывание и запашка пожнивного сидерата горчицы в севообороте (83 % зерновых) - повысило урожайность ячменя и овса - на 8 %, озимой пшеницы и ржи - на 9 и 6 % к контролю, а при сочетании с удобрением соломой - соответственно на 10,7, 12 и 13 %.

12. Вынос элементов питания определялся структурой посева культур в севообороте и их урожайностью. Наибольший суммарный вынос за ротацию азота, фосфора и калия получен в плодосменном севообороте - 960 кг К/га, 311 кг Р205/га, 770 кг К20/га. Меньше азота, фосфора и калия в сравнении с плодосменным севооборотом вынесли культуры, размещаемые в севообороте с 83 % насыщения зерновыми. Использование пожнивной горчицы в качестве промежуточной культуры, обеспечивая рост урожайности зерновых культур, способствовало и большему выносу ИРК. Вследствие возврата в почву соломы озимой пшеницы, озимой ржи и ячменя в севообороте IV - 83 %, вынос элементов питания определялся зерном этих культур и в суммарном выражении отмечался более низкими величинами.

13. Хозяйственный баланс азота в севооборотах складывался положительным: в плодосменом - 36 кг/га, с насыщением зерновыми культурами при длительном использовании пожнивной горчицы и соломы на удобрения

-98 и 251 кг/га с интенсивностью 103, 111 и 133 % соответственно. Баланс фосфора отмечается положительным во всех севооборотах: в контроле (плодосменный севооборот) - 412 кг/га, с пожнивной горчицей и соломой - 603 кг/га с интенсивностью баланса 230 и 386 %. Баланс калия складывался дефицитным в плодосменном севообороте (-125 кг/га). Применение пожнивной горчицы в севообороте с зерновым 83 % на фоне повышенных доз минеральных удобрений обеспечил его положительный баланс - 133 кг/га, а совместно с соломой - 330 кг/га с интенсивностью баланса 124 и 194 %.

14. Повышение доли зерновых с 50 до 83 % снижает общую продуктивность культур в среднем за год с 5 до 4 т/га к.е. Применение пожнивной горчицы в севообороте (83 % зерновых) обеспечило его продуктивность на уровне плодосменного севооборота. При насыщении полевого севооборота с 50 до 83 % суммарный сбор зерна за ротацию увеличился на 56 %. Длительное применение пожнивной горчицы и сочетание её запашкой и соломы повысило суммарный выход зерна за ротацию севооборота на 75-80 % в сравнении с плодосменом, ежегодный дополнительный выход зерна с севооборотной площади составил 2,7-2,8 т/га

15. В сравнении с плодосменным севооборотом севооборот с 83 % насыщением зерновыми по энергосбережению более предпочтителен, где коэффициент энергетической эффективности получен выше - 2,7-2,8 ед. против 2,3 в контроле. Превосходство имеют севообороты с 83 % зерновых культур с применением пожнивной горчицы как раздельно, так и в сочетании с соломой, где она составляет соответственно - 272 и 281 ГДж/га. Длительное использование пожнивной горчицы увеличивает коэффициент энергетической эффективности на 0,5 единиц в сравнении с плодосменным севооборотом.

16. При включении в севооборот с 83 % насыщением зерновыми культурами пожнивного зеленого удобрения в чистом виде за счет увеличения сбора зерна с 1 га севооборотной площади условный чистый доход повышается на 1 га посева на 759 руб. или на 18 %, а совместно с удобрением соломой - на 1171 руб. или на 27,8 %. Рентабельность производства увеличивалась до 44 и 47 %, а при длительном совместном использовании пожнивной горчицы с соломой до - 51 %.

Предложения производству

1. При зерновой специализации земледелия в условиях Центрального Нечерноземья рекомендуется севооборот с предельным (до 83 %) насыщением зерновыми культурами со следующим чередованием: 1) вико-овсяная смесь, 2) озимая пшеница, 3) овёс, 4) ячмень, 5) озимая рожь, 6) ячмень.

2. Перспективной и экономически выгодной формой органического удобрения являются пожнивные посевы сидеральной культуры - горчицы белой. После уборки озимых зерновых (пшеница, рожь) в начале августа (первая декада) до наступления осенних холодов (60-70 дней от ее посева) можно получить в среднем с 1 гектара 18,0-30,0 тонн зеленой массы высокой удобрительной ценности. Применение пожнивной горчицы как промежуточной культуры при 83 % насыщении севооборота зерновыми культурами снижает засоренность посевов сорной растительностью на 50 %.

3. Обработку почвы следует осуществлять агрегатом «БтагакЬ), для предпосевной обработки почвы используют РВК-7,2; ВИП-5,6 и др., позволяющих совмещать операции по подготовке почвы. Посев горчицы белой проводят зерновыми сеялками типа «Конкорд», СТ-3,б, «Атаэопе» и др. с нормой высева - 40 кг/га всхожих семян и глубиной заделки 2-3 см с последующим прикатыванием. Запашку измельченной КИР-1,5 зеленой массы пожнивной горчицы проводят в период начала цветения на глубину пахотного слоя почвы.

4. Для повышения продуктивности полевых севооборотов с 83 % насыщением зерновыми культурами рекомендуется вносить в почву измельченную солому зерновых по фактическому урожаю и использовать совместно с зеленой массой пожнивной горчицы. В целях лучшего разложения к соломе добавляют 10 кг/га д.в. минерального азота.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК для публикации основных результатов диссертации

1. Синих Ю.Н. Элльмер Франк, Иванова С.Ф. Изменение некоторых показателей плодородия дерново-подзолистой почвы в специализированных зерновых севооборотах и при бессменном возделывании зернофуражных культур. /Лошаков В.Г., Элльмер Франк, Иванова С.Ф. // Изв. ТСХА. - 1995.-Вып. 1.-С. 3-15.

2. Синих Ю.Н. Баланс питательных веществ в специализированных зерновых севооборотах и при бессменном возделывании зернофуражных культур. / Лошаков В.Г. Элльмер Франк, Иванова С.Ф. // Изв. ТСХА. -1996.-Вып. 1.-С. 41-56.

3. Синих Ю.Н. Накопление органического вещества в почвах при бессменном возделывании зернофуражных культур и в зерновых специализированных севооборотах. // Лошаков В.Г., Элльмер Франк //Изв. ТСХА. - 1997. - Вып. 2. - С. 18-26.

4. Синих Ю.Н. Продуктивность зерновых севооборотов при использовании пожнивного зеленого удобрения. / Лошаков В.Г., Иванов Ю.Д. // Изв. ТСХА. -1997. - Вып. 3. - С. 3-10.

5. Синих Ю.Н. Плодородие почвы, урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность полевых севооборотов при длительном использовании зеленого удобрения. / Лошаков В.Г., Элльмер Франк, Иванов Ю.Д. // Изв. ТСХА. - 1998. - Вып. 2. - С. 26-37.

6. Синих Ю.Н. Плодородие супесчаной почвы и эффективность систем земледелия в зависимости от интенсивности использования пашни. / Кирюшин Б.Д., Элльмер Франк, Крюк С. // Изв. ТСХА. - 1998. - Вып. 3. -С. 24-36.

7. Синих Ю.Н. Методы определения численности и биомассы дождевых червей в почве. / Крюк С., Элльмер Франк, Кирюшин Б.Д. // Изв. ТСХА. - 1999. - Вып. 3. - С. 5-8.

8. Синих Ю.Н. Влияние длительного использования пожнивного зеленого удобрения на урожайность зерновых культур в севооборотах и бессменных посевах. / Лошаков В.Г. // Изв. ТСХА. - 1999. - Вып. 3. - С. 3438.

9. Синих Ю.Н. О роли промежуточных культур в зерновых севооборотах. / Лошаков В.Г., Элльмер Франк, Бегеулов М.Ш. // Зерновые культуры. - 2000. - №4. - С.20-21.

10. Синих Ю.Н. Влияние различных систем удобрения в зернопро-пашном севообороте на агрофизические свойства выщелоченного чернозема и урожайность сельскохозяйственных культур. / Берзин A.M., Полосина В.А. // Изв. ТСХА. - 2000. - Вып. 1. - С. 23-25.

11. Синих Ю.Н. Влияние различных систем удобрения в зернопро-пашном севообороте на пищевой режим выщелоченного чернозема Красноярской лесостепи. /Берзин A.M., Полосина В.А. // Вестник КГАУ. -2002.- Вып.8. - С. 107-115.

12. Синих Ю.Н. Влияние длительного использования пожнивных си-дератов на динамику корневых гнилей и засоренность посевов. // Зерновое хозяйство. - 2006.- №4. - С. 31-33.

13. Синих Ю.Н. Длительная пожнивная сидерация и фитосанитарное состояние почвы. // Земледелие. - 2008.- № 6. - С. 27-28.

14. Синих Ю.Н. Плодородие дерново-подзолистых почв при длительном использовании пожнивной сидерации. // Аграрная Россия. - 2009.

- № 4. - С. 13-17.

15. Синих Ю.Н. Промежуточные культуры - фактор экологически безопасного земледелия. // Проблемы агрохимии и экологии. - 2010. - №3.

- С. 33-37.

16. Синих Ю.Н. Динамика влажности почвы под посевами зернофуражных культур при длительном использовании пожнивного зеленого удобрения. // Земледелие. - 2010,- № 8. - С. 21-22.

17. Синих Ю.Н. Длительное пожнивное зеленое удобрение и плодородие дерново-подзолистых почв. // Вестник РУДН. - 2010. - Вып. 2,-С.36-42.

18. Синих Ю.Н. Накопление тяжелых металлов в дерново-подзолистых почвах Центрального Нечерноземья специализирующегося на производстве зерна. // Arpo XXI век. - 2010. - Вып.4-6. - С. 19-20.

19. Синих Ю.Н. Пути биологизации и экологизации севооборотов в современном земледелии Центральной Нечерноземной зоны России. // Аграрная наука. - 2010. - Вып. 9. -С. 19-21.

20. Синих Ю.Н. Севооборот и биологизация земледелия. // Аграрная Россия. - 2010. - № 6. - С. 5-8.

Статьи в научных бюллетенях, материалах конференций, симпозиумов

21. Синих Ю.Н. Влияние многолетнего пожнивного зеленого удобрения и соломы на плодородие дерново-подзолистой почвы и урожайность сельскохозяйственных культур в специализированных зерновых севооборотах. // Сборник материалов научной конференции молодых ученых «Актуальные проблемы развития сельского хозяйства». - М.: МСХА, 1993.-С.46-47.

22. Синих Ю.Н. Влияние многолетнего пожнивного зеленого удобрения и соломы на плодородие дерново-подзолистой почвы и урожайность сельскохозяйственных культур в специализированных зерновых севооборотах. // Депонир. рукопись. - М.: НИИТЭИагропром. - 1993. - С. 5.

23. Синих Ю.Н. Влияние предшественников и системы обработки почвы на показатели плодородия глинисто-песчаной почвы. /Элльмер Франк // Докл. ТСХА. - 1995. - Вып. 266. - С. 27-33.

24. Синих Ю.Н. Влияние зеленого удобрения на плодородие почвы в зерновых севооборотах Нечерноземной зоны. Лошаков В.Г., Элльмер Франк, Иванов, Ю.Д. Иванова С.Ф.// Докл. ТСХА. - 1997. - Вып. 268. - С. 28-33.

25. Синих Ю.Н. Влияние промежуточных культур на плодородие почвы, урожайность и продуктивность специализированных зерновых севооборотов. / Щеглов A.B. // Сборник студенческих научных работ. - М.: МСХА, 1999. - Вып. 3. - С. 38-45.

26. Синих Ю.Н. Влияние севооборота и промежуточной сидеральной культуры на некоторые показатели плодородия почвы и урожайность зер-

новых культур. / Чистов М.В., Лошаков В.Г. // Сборник студенческих научных работ. - М.: МСХА. - 1999. - Вып. 4.-С. 35-40.

27. Синих Ю.Н. Влияние длительного использования пожнивного зеленого удобрения на динамику развития корневых гнилей и засоренность посевов сельскохозяйственных культур. / Грыцив Ю.Р., Чуев Д.В., Лошаков В .Г. // Сборник студенческих научных работ. - М.: МСХА. - 1999. -Вып. 5. - С. 68-72.

28. Синих Ю.Н. Результаты совместных исследований по изучению динамики содержания гумуса и питательных веществ в дерново-подзолистых и плейстоценовых почвах севооборотов. /Элльмер Франк // Сборник докладов Российско-Германской научной конференции. - М : Изд. МСХА. - 2000.- С. 83-93.

29. Синих Ю.Н. Влияние зеленого удобрения на поражаемость растений корневыми гнилями и засоренность посевов зерновых культур. / Лошаков В.Г. // Докл. ТСХА. - 2000. - Вып. 271. - С. 21-25.

30. Синих Ю.Н. Урожайность зерновых культур и некоторые показатели плодородия почвы в специализированных зерновых севооборотах и при бессменном возделывании зернофуражных культур с длительным использованием пожнивного сидерата и соломы в качестве удобрения. // ВНИИТЭИагропром. - М.: Вып. 2.1. - 2000. - С.17.

31. Синих Ю.Н. Влияние органоминеральных удобрений в зернопро-пашном севообороте на пищевой режим выщелоченного чернозема Красноярской лесостепи. /Берзин А.М., Полосина В.А. // Сб. докл. Международной науч.-практ. конф. - М.: Россельхозакадемия, ГНУ ВНИПТИОУ. -2006. - С.275-285.

32. Синих Ю.Н. Влияние длительного использования пожнивного зеленого удобрения на динамику развития корневых гнилей и засоренность посевов сельскохозяйственных культур. // Материалы международной научно-практической конференции «Аграрная реформа: противоречия и пути их решения». - М.: Изд. ООО «МИК». - 2006. - С. 26-28.

33. Синих Ю.Н. Влияние зеленого удобрения на биоту дерново-подзолистых почв. /Лошаков В.Г. // Материалы Всероссийского съезда общества почвоведов на Дону. - 2008. - С. 117.

34. Синих Ю.Н. Пожнивная сидерация как фактор биологизации земледелия. / Лошаков В.Г., Солдатова С.А. // Материалы III Международной научно-практической конференции. - М.: 2009. - С. 138-144.

Работа по изданию выполнена в редакционно-издательском отделе ВНИИА Лицензия на издательскую деятельность ЛР 040919 от 07.10.98 Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД № 53-468 от 13.08.99 Подписано в печать: 10.01.2012 Формат 60x84/16 Бум. писч. бел. Печать офсетная Усл. печ. л.2,4 Заказ № 1 Тираж 100 экз.

127550, Москва, ул. Прянишникова, 31 А Тел. (499) 976-25-01, e-mail: pl@vniia-pr.ru