Использование приемов биологизации для сохранения плодородия черноземных почв Западной Сибири

В современном земледелии важное значение приобретает развитие агротехнологий возделывания сельскохозяйственных культур, ориентированных на биологизацию систем земледелия, которые не требуют полного отказа от минеральных удобрений, а предусматривают разумное сочетание экологически безопасных приемов агротехники с агрохимическими и биологическими средствами [1–3].

Биологизация интенсификационных процессов в земледелии предусматривает освоение севооборотов с насыщением многолетними бобовыми травами и их смесями с мятликовыми, использование органических удобрений.

Исследования с целью установить эффективность воздействия альтернативных приемов возделывания сельскохозяйственных культур на плодородие почвы и продуктивность культур проводились в длительном стационарном опыте на основе шестипольного зернотравяного севооборота: многолетние травы (люцерна) 3 лет использования – пшеница – пшеница – овес.

Почва опытного участка – чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусовый тяжелосуглинистый с содержанием гумуса 6,68–6,75% (по Тюрину), подвижного фосфора и обменного калия (по Чирикову) 101–120 мг/кг и 250–320 мг/кг почвы соответственно, рН kcl почвенного раствора – 6,4–6,7.

Установлено влияние длительного возделывания люцерны в севообороте на запасы продуктивной влаги в метровом слое (табл. 1). По паровому предшественнику на неудобренном фоне и на фоне соломы это 144 и 164 мм, в то время как по предшественнику люцерна – 170 и 174 мм, что на 6 и 18% выше, чем по чистому пару. Установлено, что применение минеральных удобрений, как отдельно, так и на фоне соломы, увеличивает запасы продуктивной влаги в диагностическом слое почвы на 6–13 мм в сравнении с вариантом без удобрений. Использование соломы в качестве органического удобрения положительно влияло на влагозапасы в почве, увеличивая их.

Определение содержания лабильного (легкоразлагаемого) органического вещества в почве, принимающего непосредственное участие в питании растений, показало, что запасы мортмассы (свежих и полуразложившихся растительных и животных остатков) перед посевом пшеницы по пласту люцерны в неудобренном варианте и в варианте с соломой на 47% и 34% выше, чем перед пшеницей, высеваемой по чистому пару.

Существенным фактором, влияющим на накопление мортмассы в почве, являлось применение минеральных удобрений. В зависимости от дозы удобрений запасы мортмассы увеличились на 25–33% в сравнении с вариантом без удобрений. Внесение соломы отдельно и на фоне минеральных удобрений повышало запасы мортмассы в почве на 1,10–4,40 т/га по отношению к неудобренному фону. Наибольшее количество мортмассы (13,5 т/га) наблюдалось на фоне комплексного применения минеральных удобрений и соломы (N 15 P 23 + солома), что на 48% выше, чем в варианте без удобрений .

Таблица 1

Содержание минерального азота, мортмассы и запасы продуктивной влаги перед посевом яровой пшеницы (в среднем за 2009–2011 гг.)

Использование в качестве предшественника люцерны летнего срока распашки позволило накопить хорошие запасы N–NО 3 в почве. В среднем за годы исследований перед посевом пшеницы по пласту многолетних трав содержание N–NО 3 в варианте без удобрений в слое почвы 0–40 см составило 19,5 мг/кг, в то время как при возделывании этой же культуры по пару – 16,3 мг/кг.

При внесении минеральных удобрений в возрастающих дозах наблюдалась дифференциация фонов по содержанию N–NO 3 в почве. Обеспеченность растений этим биогенным элементом на удобренных делянках увеличилась на 7–24%. Внесение измельченной соломы в зернотравяном севообороте не оказало существенного влияния на обеспеченность растений нитратным азотом.

Улучшение условий питания азотом сельскохозяйственных растений объясняется, прежде всего, тем, что бобовые травы обогащают почву легкоразлагаемым органическим веществом, богатым азотом.

Благоприятный питательный режим почвы после люцерны способствовал росту и развитию культуры (табл. 2).

В среднем за годы исследований урожайность пшеницы в контрольном варианте составила 2,99 т/га зерна, превалируя над паровым предшественником на 15%. Применение минеральных удобрений в дозах N 10–15 P 17–23 на гектар севооборотной площади повышало урожайность яровой пшеницы на 0,44–0,64 т/га зерна. Внесение соломы, как в чистом виде, так и на фоне минеральных удобрений, не привело к существенному увеличению урожайности пшеницы. Несмотря на то, что применение соломы не повысило урожайность данной культуры, ее использование улучшает водно-физические свойства почвы, увеличивает запасы органического вещества, решает экологическую проблему и снижает производственные затраты.

Таблица 2

Урожайность зерна яровой пшеницы по пласту многолетних трав в зависимости от средств химизации и соломы (2009–2011)

Таким образом, возделывание многолетних бобовых трав в севообороте, применение соломы в сочетании с рациональным использованием средств химизации позволяют сохранить почвенное плодородие и повысить продуктивность сельскохозяйственных культур.