CC BY
62
ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АДАПТИВНЫХ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЦЧР
В.Н. Наумкин, В. А. Стебаков, А. М. Хлопяников, А. В. Наумкин
Аннотация В результате комплексных исследований, в основу которых положена интенсификация биологических факторов разработаны и предлагаются для производства высокопродуктивные, малозатратные дифференцированные технологии возделывания полевых кулыур.
Ключевые слова: адаптивные технологии, плодосменные севообороты, сидераты, солома, отава многолетних трав, энергосберегающие приемы обработки почвы, интегрированная система защиты растений.
В условиях интенсификации современного сельскохозяйственного производства и в перспективе при недостатке традиционных органических удобрений (навоз, компост) важным источником пополнения органического вещества почвы в биологизированных полевых и кормовых севооборотах должны стать солома, отава многолетних трав, зеленое удобрение пожнивных и поукосных культур, посев зернобобовых, однолетних и многолетних бобовых и бобово-злаковых травосмесей. В сочетании с энергосберегающими малозатратными способами обработки почвы и ухода за посевами, рациональными системами удобрений и средствами защиты растений они способны обеспечивать высокие и стабильные урожаи зерновых и кормовых культур, получение биологически полноценной и экологически безопасной продукции растениеводства [1].
Применение зеленых удобрений в сочетании с соломой, отавой однолетних и многолетних трав и навозом позволяет более эффективно использовать минеральные туки и энергетический потенциал полевых культур. Такое сочетание удобрений существенно может пополнить почву органическим веществом, азотом, фосфором и калием, уменьшить непроизводительные потери влаги и питательных веществ, засоренность посевов, активизировать биологическую активность почвы, улучшить ее агрофизические свойства, тем самым снизить отрицательное действие машин и механизмов, уменьшить эрозию и дефляцию за счет корневых систем многолетних трав и сидератов [2].
Использование различных приемов обработки почвы позволяет выявить наиболее эффективный из них для улучшения баланса гумуса, водного режима почвы, снижения засоренности посевов и повышения эффективности применяемых систем удобрений. В отдельные годы в лесостепи РФ наблюдается недостаток влаги, особенно в конце весны и начале лета. Поэтому борьба за влагу приобретает первостепенное значение. На этот процесс можно влиять приемами: основной обработкой почвы, а так же внесением органических удобрений (навоз, компост, сидераты, отава многолетних трав, солома).
В современном земледелии Центрально-Черно-земного региона использование пожнивных сидератов, соломы, отавы многолетних трав, посева зернобобовых культур, бобовых однолетних и многолетних трав, рациональных приемов обработки почвы в сочетании с природно-климатическими особенностями должны рассматриваться как важное звено энергосберегающих технологий возделывания полевых культур [3].
Для решения поставленной цели исследований нами на основе системного подхода полевой опыт был заложен на темно-серой лесной почве с содержанием гумуса (по Тюрину) в пахотном слое - 4,48 %, Р205 - 14,6 и К20 -14,8 мг/100 г почвы, pH солевой вытяжки - 5,8.
В 1994 году на опытном участке учхоза "Лавровский" Орловского ГАУ был проведен уравнительный
посев, а в 1995 году введен семипольный полевой севооборот со следующим чередованием культур: 1 - многолетние травы 1 г. п.; 2 - многолетние травы 2 г.п. с оставлением отавы - на зеленое удобрение; 3 - озимая пшеница с заделкой соломы в почву и посевом озимых сидератов; 4 - гречиха с заделкой соломы в почву; 5 -люпин на зерно с оставлением соломы на удобрение и посевом капустных на сидерат; 6 - кукуруза; 7 -ячмень с подсевом многолетних трав (клевер + тимофеевка). В данном севообороте изучались два приема обработки почвы:
1. Вспашка почвы под все культуры на глубину 20-22 см, а под кукурузу на 23 -25см.
2. Поверхностная обработка почвы на глубину 8-10 см, а вспашка под озимую пшеницу и гречиху на 20-22 см.
На фоне указанных приемов обработки почвы изучались шесть систем удобрений: 1) - без удобрений -контроль; 2) - N 90Р90К90 - кукуруза, озимая пшеница, НиРбо,К«о- ячмень. N4^45X45 - гречиха М30РзоК3о - многолетние травы, ]МцРпКп - люпин + микроудобрение -минеральная; 3)навоз 50 т/га + ^оРдоКдо + микроудобрения - органоминеральная традиционная; 4)- зеленое удобрение + солома + ЫдоРдОКдо + микроудобрения -органоминеральная нетрадиционная; 5) навоз 50 т/га + зеленое удобрение + солома + N45.60P45-60K45.60 + микроудобрения - переходная к биологической; 6) - навоз 50 т/га + зеленое удобрение + солома - биологическая.
Способы основной обработки почвы и системы удобрений изучаются на фоне трех интегрированных систем защиты растений: 1 -широкое использование пестицидов - традиционная, 2 -умеренное использование пестицидов - переходная к биологической, 3 - без применения пестицидов - биологическая.
Влияние отдельных приемов обработки, минеральных удобрений, навоза, соломы, сидерата. отавы, пестицидов на плодородие почвы, урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции изучались методом расщепленных делянок. В опыте предусмотрено воспроизводство плодородия почвы на основе максимального использования морфологических и биологических особенностей культур, природных условий (солнечной радиации, температурного и водного режимов). Опыт спланирован так, чтобы при решении одной из задач, можно было исключить ее из эксперимента не меняя его сути. Это позволяет внедрять в производство решенные промежуточные задачи и включать для исследований новые.
Наши исследования показали, что по степени био-логизации можно выделить экстенсивные, слабоинтенсивные, традиционные интенсивные, нетрадиционные интенсивные, переходные к биологическим и биологические технологии возделывания полевых культур. С позиции экологии установлены пороги безопасности технологических приёмов для окружающей среды. Так пожнивные капустные и озимые сидераты, зернобобовые культуры, многолетние травы позволяют экологически чистым путем, через их растительные остатки, богатые азотом, фосфором, калием, кальцием, магнием и другими питательными веществами поддерживать биологический круговорот на естественно сложившемся уровне для региона и обеспечивать бездефицитный баланс гумуса почвы, то есть его стабильной энергетической части. Этому же способствует и использование в биологизированных севооборотах растительных остатков и соломы.
Зеленые удобрения в виде промежуточных культур является эффективным биологически безопасным органическим удобрением. Как в чистом виде, так и в соче-
тании с соломой сидераты эквивалентны таким же дозам традиционных органических удобрений - навозу и обогащают почву органическим веществом и питательными элементами, оказывают положительное влияние на биоту и ее фитосанитарное состояние.
При таком подходе решаются два основных принципа биологизации: максимально возможная замкнутость круговорота органического вещества - вся солома, стерневые и корневые остатки возвращаются в почву, а посев сидератов ускоряет круговорот органики, в результате чего питательные минеральные элементы вовлекаются в биологический круговорот и процесс гуму-сообразования. Введение в севооборот чистых паров приводит к совершенно противоположным результатам.
Первый этап наших исследований показал, что на основании изученных шести дифференцированных технологий возделывания полевых культур можно дать их оценку с применяемыми в настоящее время в производстве.
Экстенсивная технология возделывания полевых культур. Отсутствуют научно-обоснованные севообороты, преобладают посевы преимущественно рыночных зерновых культур. В технологии не применяются органические, минеральные удобрения и пестициды. Проводится ограниченная основная и предпосевная обработка почвы, уход за посевами. В настоящее время такой вариант технологии ещё применяется в общественных и фермерских хозяйств с низким финансовым положением
Слабоинтенсивная технология возделывания полевых культур. Не соблюдаются севообороты, монокультурное использование рыночных полевых культур, преимущественно зерновых, применяются лишь минеральные удобрения - 60-90 кг/га д. в. Обработка почвы и уход за посевами слабоинтенсивный. При недостатке минеральных удобрений, особенно азотных, высокой их стоимости данная технология характерна для ограниченного числа предприятий.
Традиционная интенсивная технология возделывания полевых культур. Введены полевые и кормовые севообороты, используются традиционные органические удобрения: в основном навоз и компосты. а также минеральные туки. На гектар севооборотной площади вносят от 8 до 10 органики и не более 60 кг д. в. минеральных удобрений. Обработка почвы и уход за посевами в основном интенсивный в сочетании с пестицидами. Данная технология применяется в государственных предприятиях и фермерских (крестьянских) хозяйствах животноводческого направления с хорошим финансовым положением.
Интенсивная нетрадиционная технология возделывания полевых культур. Характеризуется наличием преимущественно полевых севооборотов, использованием нетрадиционных органических (зеленых) удобрений, соломы, пожнивных сидератов отавы многолетних трав до 8-10 т/га и 60-90 кг КРК на гектар севооборотной площади. Обработка почвы и уход за посевами в основном интенсивный с применением пестицидов. Такая технология характерна для сельскохозяйственных предприятий растениеводческого направления с хорошим финансовым положением.
Переходная к биологической технология. Характеризуется введением плодосменных севооборотов, использованием традиционных органических удобрений (навоз, компост), а так же соломы, пожнивных сидератов, отавы многолетних трав в сочетании с ограниченным применением минеральных туков и пестицидов. В среднем на гектар севооборотной площади вносится 12-15 г органики и 30-45 кг д. в. минеральных удобрений Пестициды также используются ограниченно. Переходная к биологической технология характерна для предприятий с высокой культурой земледелия и хорошим финансовым положением.
Биологическая технология. Обязательное введение биологических плодосменных севооборотов. Использова-
ние органических удобрений (навоз, солома, сидерат, отава многолетних трав) 12-15 т/га без минеральных туков и пестицидов в сочетании с энергосберегающими агротехническими приемами обработки почвы и биологическими средствами ухода за посевами. Биологическая система оправдана для предприятий занятых производством биологически полноценной, экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства, а также для заповедных зон.
В результате комплексных исследований, в основу которых положена интенсификация биологических факторов, разработаны и предлагаются для внедрения в производство переходные к биологическим (биологи-зированные) технологии возделывания полевых культур, обеспечивающие высокие и стабильные урожаи зерна озимой пшеницы 4,5-5,0 т/га, ячменя 4,0 - 4,5 т/га, гречихи 2,0-2,3 т/га, люпина узколистною 2,5-3,0 т/га, сухою вещества кукурузы 17,0 т/га, сена многолетних трав 10,0 т/га.
Исследованиями установлено, что максимальные урожаи сельскохозяйственных культур получены на вариантах переходных к биологическим технологиям с полным набором органических удобрений в сочетании с умеренными дозами минеральных туков и пестицидов. Интенсивные технологии также обеспечивали довольно высокую урожайность, но уступали по энергетическим и экономическим показателям.
Биологические технологии с использованием органических удобрений (навоз + солома + отава +сидерат) без применения средств химизации уступали по урожайности интенсивным и переходным к биологическим, но существенно превосходили экстенсивную технологию.
Анализ урожайности зерновых культур в зависимости от изучаемых факторов показал, что при научнообоснованном чередовании культур основная обработка почвы и рациональная система применения удобрений обеспечивает существенную прибавку. Наибольшие прибавки урожая в севообороте обеспечили озимая пшеница, ячмень и кукуруза на силос, наименьшую гречиха. На долю основной обработки почвы и системы удобрений приходится 70-80%, что характеризует их как важнейшие факторы повышения продуктивности зерновых и кормовых культур.
На первом этапе исследований экономически выгодными являются переходные к биологическим технологии по сравнению с интенсивными и биологическими Но в перспективе предпочтение за биологическими технологиями, так как они позволяют повысить биоэнергетический потенциал почвы и производить экологически чистую и мало затратную продукцию растениеводства.
Список использованных источников
1 Система биологизации земледелия Нечерноземной зоны России / В. Ф. Мальцев, М. К. Каюмов, Е. В. Просянников и др. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2002. - 544с.
2 Наумкин, В.Н. Адаптивное растениеводство (биологические и экологические основы) /В.Н. Наумкин. - Белгород: Изд-во БелГСХА, 2007. - 272с.
3 Наумкин, В.Н. Направление биологизации земледелия в Центральном регионе /В.Н. Наумкин, А.М. Хлопяников, А. В. Наумкин// Земледелие,- 2010. - №4 - С. 5-7.
Информация об авторах
Наумкин В.Н., доктор сельскохозяйственных наук, ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА».
Стебаков В.А., кандидат сельскохозяйственных наук, ФГБОУ ВПО «Орловский ГАУ».
Хлопяников А.М., доктор сельскохозяйственных наук, Брянский государственный университет.
Наумкин А.В., кандидат экономических наук, Брянский государственный университет.
