Продуктивность зернопаропропашного севооборота на чернозёмах в Приенисейской Сибири

Введение . В островных лесостепях Приени-сейской Сибири бугристо-западинный рельеф обуславливает формирование парагенетиче-ских рядов почв и значительную пестроту почвенного покрова. Площадь элементарных почвенных ареалов составляет от нескольких квадратных метров до десятков и реже сотен. В почвенном покрове широко распространены пятнистости чернозёмов. Выделенные на карте почвенные контуры объединяют два-три подтипа и три вида почвы. До 35 % площади приходится на комплексные почвы, границы которых в принятом для хозяйств масштабе карт не обозначаются. Свойства их не учитываются реализуемыми технологиями возделывания культур. При средних величинах качественных оценок агрохимических свойств почвы массивов площадью 4–6 гектаров внутри них вычленяются значит е л ьные площади иного достоинства [1].

Цель исследований. Дать сравнительную оценку продуктивности парового и пропашного звена севооборота на чернозёмных комплексах лесостепи Приенисейской Сибири.

Объекты и методы исследований. Стационарный опыт заложен на пятнистости чернозёма выщелоченного с чернозёмом обыкновен-н ы м в трёх повторениях. Гранулометрический состав почв тяжелосуглинистый. Содержание гумуса варьирует в пределах 6,2–7,3 %, Р 2 О 5 (по Чирикову) – 19–26, К 2 О (по Масловой) – 21– 30 мг/100 г почвы. Явная потребность зерновых культур в фосфорных удобрениях прогнозируется на почвах с содержанием фосфатов 1– 3 классов. По стандартной шкале это распространяется на почвы с содержанием < 10 мг Р 2 О 5 на 100 г почвы [2]. Схема севооборота: пар

– пшеница – пшеница (ячмень) – кукуруза – пшеница – пшеница (овёс). С третьей ротации вторая пшеница в паровом звене заменена ячменём, в кукурузном звене – овсом. В пятой ротации кукуруза заменена горохо-овсяной смесью. За 5 ротаций севооборота на удобряемых вариантах опыта в почву внесено (в кг действующего вещества на гектар): азота 1300, фосфора 970, калия 790; навоза 200 тонн.

Содержание гумуса определи по методу Тюрина, подвижные фосфаты по методу Чирикова, обменный калий – по методу Масловой [3].

Площадь экспериментальных делянок составляет 300 м2. Повторность вариантов систем удобрений четырёхкратная. Агротехника в опытах общепринятая для лесостепной зоны. Математическая обработка результатов работы проводилась с помощью пакета прикладных программ О.Д. Сорокина [4].

Результаты исследований и их обсуждение. В течение пяти ротаций севооборота среднегодовые осадки варьировали в пределах 256– 548 мм при средних значениях за ротацию севооборота 376–423 мм. Коэффициенты варьирования осадков близкие 19–22 %. Можно заключить об относительно высокой устойчивости режима выпадения осадков в среднем за год. Иначе выглядит характеристика режима осадков в наиболее ответственные периоды вегетации зерновых культур – в июне и июле. Размах варьирования по 10-летним периодам составляет 64–205, 25–159, 71–193 мм. Средние значения осадков за два месяца соответственно 121, 106, 133 мм. В двух периодах коэффициент вариации составляет 38–40 %, что в два раза выше варьирования среднегодовых осадков. На июнь и июль приходится критический период зерновых культур по отношению к влаге, и, естественно, стабильность урожайности существенно понижается, несмотря на достаточно высокие значения среднегодовых осадков.

При общем в изучаемом периоде тренде роста годовых сумм осадков выявляются ритмически перемежающиеся контрастные периоды. Их продолжительность в среднем около 11 лет. Размах крайних значений годового количества осадков в смежных периодах весьма значительный. Такой характер динамики осадков совпадает по времени с короткопериодичными изменениями солнечной активности, которые проявляются в 11–22-летних циклах солнечных пятен. Роль пара как накопителя влаги при сложившихся условиях обеспеченности осадками незначительная. Она существенно нивелируется качественными агротехническими мерами борьбы с сорняками [1].

Принципиальное значение имеет оценка продуктивности парового и пропашного звеньев севооборота (табл. 1). В паровом звене средняя урожайность пшеницы без применения удобрений за 5 ротаций севооборота на 2,5 ц/га зерновых единиц (з.е.) выше, чем в пропашном звене. Однако по удобренному фону продуктивность зерновых культур в пропашном звене превышает паровое звено на 2,9 ц/га з.е. Это обусловлено высокой отзывчивостью овса на внесение удобрений. При этом без удобрений пропашное звено обеспечило получение дополнительно 66,3, а при применении удобрений 102,5 ц/га з.е.

Таблица 1

Урожайность зерновых культур в звеньях севооборота, ц/га зерновых единиц

Ротация	Звено
	паровое		пропашное
	без NPK	по NPK	без NPK	по NPK
1	16,1	19,9	12,8	21,2
2	18,8	26,4	14,2	27,2
3	14,6	16,5	13,6	28,4
4	23,7	33,9	20,3	31,2
5	24,9	33,3	24,4	36,5

Примечание. В 1–4-й ротации схема: пар – пшеница – пшеница – кукуруза – пшеница – овёс; в 5-й ротации кукуруза заменена горохоовсяной смесью.

Без применения удобрений средняя продуктивность севооборота составляет 24,4 ц/га зерновых единиц (см. табл. 1). Эта величина может служить оценкой производительной способности чернозёмов с чётко фиксированными параметрами почвенного плодородия. По смежным полям средняя урожайность пшеницы по пару составляла 23,5 ц/га – от 18,9 до 28,9 ц/га. Этот диапазон отражает взаимодействие варьирования почвенного плодородия в пространстве и изменчивость погоды во времени. Одноимённые поля трёх временных закладок охватывают различные режимы погоды.

Из 12 изученных систем удобрения только одна система – одностороннее азотное удобрение – обеспечивает рентабельную величину окупаемости единицы действующего вещества удобрений. Она характеризуется деформированным паритетом цен между удобрениями и энергоносителями, с одной стороны, и растениеводческой продукцией – с другой.

По изучаемым вариантам систем минеральных удобрений получены высокие прибавки урожайности пшеницы при размещении её по зяби. В основном прирост урожайности обусловливается азотными удобрениями. Фосфорные же сказываются на урожайности пшеницы только в случае их рядкового применения. Действие калийных удобрений не зафиксировано.

В варианте органической системы удобрений навоз вносился в паровое поле и под кукурузу по 30 т/га. Достоверное повышение урожайности кукурузы фиксировалось ежегодно. Повышение же урожайности пшеницы по пару отмечено за 30 лет только дважды. Последействие навоза на вторую пшеницу после пара, на пшеницу по кукурузе и на вторую пшеницу после кукурузы проявилось также только дважды.

В варианте внесения навоза в сочетании с минеральными удобрениями только дважды урожайность пшеницы по кукурузе превышала вариант полного минерального удобрения. Во все остальные годы прирост урожайности кукурузы, пшеницы и ячменя в обоих звеньях севооборота не выходил за пределы наименьшей существенности различий. Полученные показатели отражают естественную изменчивость, которая предопределена условиями почвообразования. В значительной мере это связано с характером микро- и нанорельефа.

По завершении пятой ротации севооборота на трёх вариантах произведён отбор с каждого поля по 50 индивидуальных почвенных проб (табл. 2).

Таблица 2

Поле севооборота	Внесено, ц/га			Гумус, %		Р 2 О 5		К 2 О
	N	P 2 O 5	K 2 O	А*	В**	А*	В**	А*	В**
1	-	-	-	6,5	6,2	24,1	22,2	26,0	21,6
2	13	9,7	7,9	6,5	6,2	23,0	25,8	27,0	25,7
3	13	9,7	7,9	6,2	6,3	19,1	20,0	28,5	22,9
4	-	-	-	6,9	6,7	21,6	23,0	30,0	21,4
5	13	9,7	7,9	7,3	6,5	23,7	24,3	30,0	23,6
6	13	9,7	7,9	6,7	7,2	22,0	20,4	32,0	20,3

Примечание: А* - год закладки опыта; В** - год завершения 5-й ротации; на 3-м и 6-м полях севооборота за 5 ротаций севооборота внесено по 200 т/га навоза.

Агрохимические показатели почвы в опытном севообороте

Привлечены к исследованию контрольный вариант, минеральная и органоминеральная система удобрений. В минеральной системе удобрений за 5 ротаций севооборота внесено на гектар пашни (в кг действующего вещества): азота 1300, фосфатов 970, калия 790. В среднем за год это составляет 109 кг/га при соотно- шении N:Р:К = 1:0,7:0,6. Это весьма высокий уровень применения удобрений. Он соответствует интенсивности применения удобрений в отдельных хозяйствах Назаровского и Ужурско-го районов.

Среднее содержание гумуса в пахотном слое всего стационарного опыта составляет 7,1%. В

Сельскохозяйственные науки партии ста отобранных индивидуальных образцов экстремумы представлены значениями 4,9 и 9,4 %, охватывая почвенные группы градации: очень низкое и высокое содержание. В массиве данных по 100 индивидуальным почвенным пробам размах варьирования среднего содержания гумуса по вариантам опыта составляет 0,53 % (6,03–6,56). Вариационно-статистический анализ позволяет вынести суждение о равновесном состоянии гумусированности почвы и отсутствии изменений в 30-летнем опытном периоде.

Обеспеченность легкорастворимыми фосфатами массива в целом составляет 30,3 мг Р 2 О 5 на 100 г почвы (по Чирикову). Это выходит далеко за пределы 6-го класса обеспеченности, границы которого определены градациями в 20 мг на 100 г почвы. Размах варьирования выражается показателями от 19,2 до 54,8 мг. Не оказалось проб с содержанием фосфатов ниже 5-го класса высокой обеспеченности.

Дисперсионным анализом показателей содержания Р 2 О 5 (по Труогу) установлено достоверное различие между вариантами стационарного опыта с высоким уровнем значимости (см. табл. 2). Однако высокая степень варьирования и различный характер фиксируемых изменений в содержании фосфатов за 30-летний период по разным полям одного и того же варианта не дают оснований вынести суждение о количественных показателях. Они замаскированы природной пространственной изменчивостью. Коэффициент варьирования колеблется в пределах 6,9–16,0 %. Диапазон различий по 6 массивам данных, каждый из которых получен по 50 повторениям, составляет 10,1–18,0 мг Р 2 О 5 на 100 г почвы. Только на одном поле варианта минеральной системы удобрения изменения за 30-летний период выходят из этих рамок. Они составили 22,8 мг на 100 г почвы. Однако на смежном поле того же варианта величина изменений составила всего 0,6 мг Р 2 О 5 на 100 г почвы. Исходное же содержание фосфатов на этих полях практически равное: 23,0 и 23,7 мг Р 2 О 5 на 100 г почвы.

Между исследуемыми вариантами стационарного опыта установлены статистически обоснованные различия на высоком уровне значимости (0,99) содержания обменного калия в почве (по Масловой). На контрольных вариан- тах опыта исследуемые поля отличаются на 0,2 мг К20 на 100 г почвы (21,6 и 21,8 мг). Величины изменений в содержании К2О за 30 лет ограничены диапазоном максимального и минимального содержания обменного калия по массивам объёмом в 50 почвенных образцов. Среднее содержание К2О в почве по исследуемым полям в год закладки опыта составило 28,9, а после 5 ротаций севооборота 22,5 мг на 100 г почвы. Разница в 6,4 мг соотносится с величиной разрешающей способности метода анализа.

Выводы. Уровень плодородия чернозёмов и обеспеченности осадками обусловливает целесообразность внедрения в систему земледелия Приенисейской Сибири зернопропашных севооборотов.