Статья: Сидеральные пары степи Украины

Почвенные ресурсы и их рациональное использование

37

УДК 631.8:631.4

Одесский институт агропромышленного производства НААН Украины, г. Одесса, Украина

Сидеральные пары степи Украины

Н.А. Цандур, В.В. Друзьяк, С.И. Бурыкина

Summary

севооборот гумус навоз чернозем

Use of green steams (with crops winter vetch), provides for rotation of a crop rotation increase in the maintenance of a humus at 0,13% in comparison with black steam without manure and decrease in industrial expenses for 106 $/hectares, fuel - on 103,3 kg, labour - 7,7 people / hour, and level of profitability of manufacture of grain increases almost in 1,9 times.

Во все времена лихолетий и мира Украина была страной развитого зернового хозяйства. Изменялись лишь направления этого развития, но не изменялась сущность, которая выражена в глубокой народной пословице: хлеб - всему голова.

Одесский институт АПП является базовым научным учреждением Центра научного обеспечения агропромышленного производства Одесской области. Институт единственное научное учреждение в области, которое наиболее полно разрабатывает технологию выращивания полевых культур на базе разработки трех блоков стратегически приоритетных проблем. Первый из которых - наращивание и стабилизация производства зерна; второй - сохранение и восстановление плодородия почв и третий - повышение качества зерна. Проблемы решаются путем усовершенствования агротехнологий выращивания культур через разработку инновационных технологий. Этим и определяется направленность научной деятельности института как технологического сельскохозяйственного научного центра степного региона.

В зоне Степи урожай озимых культур, которые обеспечивают продовольственную безопасность страны, зависит, в первую очередь, от запасов влаги в почве. Поэтому для озимых культур ее содержание в почве после предшествующей культуры имеет решающее значение. Одним из предшественников, который в засушливых условиях Южной Степи Украины гарантирует ежегодно высокий и качественный урожай, является черный пар. Удержание почвы в чистом разрыхленном состоянии при достаточных запасах влаги содействует ее очищению от сорняков, усилению микробиологической деятельности, вследствие чего увеличивается концентрация питательных веществ в доступных для растений формах. Все это предопределяет получение стабильных урожаев пшеницы озимой с высокими параметрами качества зерна [3, 7].

Пары известные из давних времен. Запись о парах есть в Библии (Левит: 25,3,4): «шесть лет засевай поле твое ..., а в седьмой год ...поля твоего не засевай».

Чистые пары были известны в Древней Греции и в Риме. В европе они появились в 15-16 столетии, сохранились на больших площадях в засушливых областях многих стран (СшА, Канада, Аргентина, Австралия, Казахстан и прочие). В России пары применялись в отдельных хозяйствах с 16-ого столетия, на Украине - с 18ого, но использовались вначале примитивно, поскольку зарастали сорняками и на них выпасали скот. Условно их назвали зелеными парами или толочными. на таких парах накопления влаги не происходило и в засушливые годы на них не получали полноценных всходов озимых культур. Поэтому возникла необходимость отказаться от выпаса скота на парах и подвергнуть их механической обработке для уничтожения сорняков, сохранения влаги и накопления питательных веществ. Так земледельцы постепенно пришли к культурным парам [6].

Разновидностью пара есть занятый, когда поля рано освобождают от культурных (парозанимающих) растений, что дает возможность своевременно подготовить почву и создать благоприятные условия для последующих культур. если парозанимаемую культуру используют на зеленое удобрение, то пары называют сидеральными.

Известно, что выращивание растений сопровождается выносом питательных веществ, равноценное количество которых должно возвращаться в почву для ее устойчивого функционирования. но на современном этапе становления и развития независимости нашей страны, сельхозпроизводители ощущали острый недостаток финансовых, энергетических, материально-технических ресурсов, что обусловило снижение объемов использования минеральных и органических удобрений в десятки раз. Это привело к закономерному снижению плодородия почв Украины, вынос стал преобладать над поступлением и, как следствие - отрицательный баланс в земледелии, в частности в Одесской области: гумуса - 180 кг/га, азота - 30-40, фосфора - 15-20, калия 59-65 кг/га [1].

Сравнивая данные о содержании гумуса в 290 почвенных разрезах, помещенных 100 лет тому В.В. Докучаевым в книге «Русский чернозем», с нынешним его количеством, исследователи определили изменения в плодородном слое за эти годы. Итоги, к сожалению, не везде удовлетворительные. Так, если 0,4% гумуса в почвах Украины было утрачено за 80 лет, начиная 1882 г., то очередные 0,6% - всего лишь за 20 лет с 1962 до 1982 г. наиболее интенсивные потери гумуса начались с 1991 г., когда внесение органических удобрений уменьшилось почти в 70 раз. В 1999-2010 гг. темпы минерализации гумуса во всех регионах Южной Степи Украины немного снизились, что, возможно, объясняется относительным уменьшением концентрации мобильной его части (детрита).

Пути восстановления плодородия почв известны: научно-обоснованные системы севооборотов, системы обработки почв, удобрений, защиты растений, борьба с эрозией и прочее. Классический подход к компенсированию потерь гумуса - внесение органического вещества в виде навоза. В зависимости от степени деградации, компенсирующие дозы навоза находятся в интервале 7-14 тонн на гектар, что составляет примерно от 70 до 140 условных голов на 100 га, а при современном состоянии отрасли животноводства, очевидно, что указанные цифры недосягаемые.

Почвы как всякие буферные системы способные к саморегуляции, но это справедливо до момента когда степень влияния не превышает саморегуляционных возможностей, что выполняется при условии простого воспроизводства: количество отчужденного равно возвращению изъятых из почвы ресурсов (равновесный баланс). Основная задача и научных работников и сельхозпроизводителей - поддержать и смоделировать естественные пути восстановления плодородия почв:

„ использованием пожнивных остатков, в первую очередь - соломы;

„ применением сидератов;

„ увеличением площадей посевов многолетних трав;

„ минимализацией обработки почв;

„ стимуляцией развития почвенной микробиоты.

Методы и объекты исследований

В полном объеме методику исследований нет необходимости описывать, так как она подробно излагалась в других работах [5,7]. Отметим лишь несколько моментов. Экспериментальна часть выполнена в четырех севооборотах, которые отличались только первым полем: первый севооборот начинается черным паром, второй - сидеральным, третий - занятым (смесь гороха с овсом) и четвертый - непаровым предшественником (горох на зерно). Далее чередование культур было следующим: пшеница озимая, пшеница озимая, овес, ячмень озимый. Основная обработка почвы проводилась тремя способами: отвальная глубокая (25-27 см), безотвальная глубокая (25-27 см) и безотвальная мелкая (8-10 см).

Введение в севооборот гороха и сидерального пара в виде бобовой культуры позволяет компенсировать недостаток минерального азота удобрений за счет фиксации азота из атмосферы, чему способствует и использование биологических препаратов. Это весомый резерв ресурсосбережения, восстановления плодородия почвы, снижения затрат на производство зерна и увеличения прибыли.

Результаты и их обсуждение

Общеизвестно, что пшенице на формирование 50 ц/га необходимо около 150 кг азота. на сегодня, как правило, вносят при подкормке 30-50 кг/га азота, а в среднем по Одесской области - 20 кг действующего вещества. Почва истощается, поскольку недостающее количество элемента питания поступает за счет минерализации органического вещества, но азота для формирования качественного зерна все ж таки не хватает.

наиболее эффективным естественным средством восстановления плодородия почв есть использование приема сидерации (зеленое удобрение). Французский ученый Ж. Виль (Ville, 1824-1897) предложил термин «сидерация» для системы земледелия, в которой бобовые растения запахиваются в почву. Заделанные в почву сидераты повышают содержание не только органического вещества и азота, но и усиливают биологическую активность почвы: возрастает количество микроорганизмов, повышается их активность, увеличивается в пахотном слое количество подвижных форм фосфора и обменного калия (табл. 1).

Таблица 1 Выход элементов питания с 1 га посевов сидеральных культур, среднее за 3 года

При урожайности 150-200 ц/га зеленой массы это равнозначно внесению 20 т навоза, т. е. почти в 2 раза больше компенсационной дозы. но урожайность сидеральных культур может достигать в среднем 26-33 т/га.

Вика озимая в стационарных опытах Одесского института АПП выращивается на последействии разных вариантов систем удобрений (табл. 2) и систем обработки почвы. В конце мая в фазе развития конец бутонизации - начало цветения ее зеленая масса использовалась в качестве зеленого удобрения. При этом она не запахивалась, а после измельчения частично перемешивалась с верхним слоем почвы тяжелой дисковой бороной.

Таблица 2 урожай зеленой массы и пожнивных остатков вики озимой на последействии удобрений, т/га, 2010 г.

Осенью перед посевом пшеницы озимой в верхнем 0-20 см слое почвы накопилось от 182,4 до 427,2 кг/га минерального азота; для сравнения - перед посевом пшеницы озимой по предшественнику рапс озимый, вторичная продукция которого также задисковывалась, уровень накопления минерального азота колебался в интервале 98,4-239,0 кг/га, т. е. почти в два раза меньше.

Используются для сидерации и растения семейства капустных: горчица белая, редька, яровой и озимый рапс и прочие. Горчица имеет способность использовать труднодоступные для других растений малорастворимые формы питательных веществ, которые она подтягивает из более глубоких слоев почвы в пахотный. Примером, в стационарных опытах установлено, что под влиянием горчицы и рапса, содержание подвижных форм фосфора в слое 0-20 см увеличилось на 9 мг, в 21-40 см - на 6 мг на килограмм почвы.

При сидерации пахотный слой почвы обогащается доступными для растений элементами питания, улучшаются физические свойства почвы (структура, водопроницаемость, влагоемкость и др.), что обеспечивает более высокие урожаи последующих сельскохозяйственных культур. При этом повышается качество зерна и другой продукции.

Улучшение физических и агрохимических свойств черноземов возможно лишь при бездефицитном балансе в них гумуса. Анализ данных свидетельствует (табл. 3), что в слое почвы 0-25 разница в исходном содержание гумуса математически не существенна как по системам обработки почвы, так и по предшественникам.

По завершению ротации севооборота содержание гумуса увеличилось в слое почвы 0-25 см (табл. 4). Причем достоверный прирост отмечен на варианте сокращенной (мелкой) обработки почвы в сравнении с отвальной (контролем).

Результаты исследований Одесского института АПП соответствуют выводам других авторов, что для сокращения потерь гумуса следует уменьшить количество механических обработок почвы [3, 6]. Тенденция увеличения гумуса наблюдается после сидерального пара в слое 0-25 см, которая обуславливается накоплением органического вещества и азота.

Таблица 3. содержание гумуса в начале ротации севооборота в слое почвы 0-25 см,%, 2003-2004 гг., стационарный полевой опыт ОИ АПП