ОЦЕНКА РАЗНОВИДОВЫХ СИДЕРАТОВ КАК ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ В СЕВООБОРОТАХ О. САХАЛИН

ОЦЕНКА РАЗНОВИДОВЫХ СИДЕРАТОВ КАК ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ В СЕВООБОРОТАХ О. САХАЛИН

Научная статья

Самутенко Л.В.^1, *, Миловских Т.А.²

¹ ORCID 0000-0002-3083-7958,

¹ Сахалинский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Южно-Сахалинск, Россия;

² Государственный Центр Агрохимической Службы «Сахалинский», Южно-Сахалинск, Россия

* Корреспондирующий автор (lyubiva_1953[аt]mail.ru)

Аннотация

Установлено действие и последействие на урожайность сельскохозяйственных растений моно- и поликомпонентных посевов разновидовых сидеральных культур как предшественников. Действие ни одного из вариантов не превысило показатели чистого пара, ставшего лучшим предшественником. После него выход зелёной массы рапса и овса оказался в 1,4-2,8 раза выше, чем после всех сидератов. На урожайности рапса благоприятнo сказалось действие смесей с горчицей и рапса с викой, на урожайности овса – монопосевов редьки масличной, люпина однолетнего и редьки масличной в смеси с овсом и викой. Влияние смесей люпина однолетнего с небобовыми сидератами менее эффективно.

Ключевые слова: сидераты, предшественники, действие, сельскохозяйственные культуры, продуктивность.

EVALUATION OF VARIOUS GREEN MANURE AS PREDECESSORS IN CROP ROTATIONS OF SAKHALIN

Research article

Samutenko L.V.^1, *, Milovskikh T.A.²

¹ ORCID 0000-0002-3083-7958,

¹ Sakhalin Research Institute of Agriculture, Yuzhno-Sakhalinsk, Russia;

² Sakhalin State Agrochemical Service Center, Yuzhno-Sakhalinsk, Russia

* Corresponding author (lyubiva_1953[аt]mail.ru)

Abstract

The effect and aftereffect on the productivity of agricultural plants of mono- and multi-component crops of various green manure as predecessors is established. The effect of none of the options exceeded the performance of pure steam, which became the best predecessor. After it, the yield of green mass of rapeseed and oats was 1.4-2.8 times higher than after all green manure. The rapeseed yield was favorably affected by the mixtures with mustard and rapeseed with vetch; the yield of oats, in turn, was influenced by mono-crops of oilseed radish, annual lupine and oilseed radish mixed with oats and vetch. The effect of mixtures of annual lupine with non-grass green manure is less influential.

Keywords: green manure, predecessors, action, crops, productivity.

Известно, что зеленое удобрение, или сидерация, является важным средством повышения плодородия почвы. Его эффективность зависит от ряда факторов, среди которых правильный подбор культур, место в севообороте, установление срока запашки, глубины и способа заделки растительной массы [1, С. 22].

В большинстве случаев оценка действия сидератов как предшественников на урожайность и качество культур, следующих за ними в севооборотах, положительна [2, С. 17], [3, С. 31]. Об этом свидетельствуют результаты исследований, проведенных в разных регионах РФ и посвященных, в основном, влиянию зеленых удобрений на продуктивность зерновых культур [4, С. 21], [5, С. 38], [6, С. 30]. В меньшей степени в научных источниках представлено действие сидератов на другие культуры. Исследования показали, что в среднем в почву с растительной массой сидератов может поступать более 220 кг азота, 60 кг фосфора, свыше 130 кг калия на 1 га [5, С. 39]. Другие авторы [7, С. 5] со ссылкой на исследования [8, С. 5-7] говорят о 100 кг азота, накапливаемых однолетними бобовыми культурами и 300 кг – многолетними. При этом 1/3 часть его остается в почве после уборки урожая.

В то же время роль сидератов в повышении плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных растений трактуется неодинаково [4, С. 4], [9, С. 8]. Даже одни авторы на разных этапах обобщения результатов несколько неоднозначно оценивают достоверность действия и последействия сидерального удобрения [10, С. 27], [11, С. 15]. По мнению [12, С. 15-16], небобовые сидераты хорошо действуют только при внесении под следующую за ними культуру высоких норм азота. По наблюдениям, последействие запаханных в почву растительных остатков без применения удобрений мало сказывается на урожайности культур [13, С. 9].

Основная цель проведенных исследований – установить степень влияния разновидовых сидератов и их смесей как биологического средства воспроизводства плодородия на агрохимические свойства почвы.

К числу приоритетных задач исследований, помимо определения ассортимента сидеральных культур, объёмов пополнения почвы растительным органическим веществом и элементами питания, было отнесено установление степени влияния сидератов как предшественников культур, следующих за ними в севооборотах, на формирование величины и качества урожая.

Условия и методика проведения исследований

Опыты по изучению эффективности сидеральных культур в качестве удобрения, предшественников в севооборотах и их последействия были заложены на землях СахНИИСХ. Они имели два повторения в пространстве и во времени.

Для лугово-дерновой почвы опытов была характерна значительная неоднородность. На момент посева сидеральных культур показатели кислотности изменялись в пределах очень кислой (рН 3,4) – среднекислой (рН 4,8) категорий. Содержание гумуса составляло 3,2-4,8%. Количество минерального азота (N-NО₃ + N-NН₄) было низким – 15,8-18,1 мг/кг. Почва характеризовалась очень высоким содержанием подвижных форм фосфора – 354,0-385,0 мг/кг, средним и повышенным – 114,0-130,0 мг/кг – обменного калия. В растительных образцах определяли содержание NРКСа, золы клетчатки, сахаров. Все определения выполнены в соответствии с общепринятыми методиками.

Состав сидеральных культур и их комбинации приведены в таблицах.

Посев сидератов и запашку в почву осуществляли в два срока: посев – в первой декаде июня и первой декаде августа, запашку – в первой декаде августа и третьей декаде октября на две глубины: 15-18 и 25-27 см. Под посев и посадку культур применяли стартовую дозу диаммофоски в количестве 300 кг/га.

Эффективность действия зелёного удобрения в год запашки определяли в посевах рапса и овса; последействие – в посадках картофеля в течение трёх следующих лет в опыте 1 и одного года в опыте 2. Посевы рапса и овса имели двоякую направленность: как индикаторы непосредственного влияния в год запахивания основной группы сидератов на их продуктивность и как сидеральные культуры при пожнивном посеве для получения дополнительной биомассы.

Погодные условия в годы наблюдений были благоприятны для полноценной вегетации возделываемых растений. Согласно многолетним данным, на юге острова сумма активных (выше 5^о С) температур с начала августа составляет ~ 900^о. Осадков в этот период выпадает не менее 100 мм. Таким образом, температурно-влажностные ресурсы обеспечивали формирование биомассы посевов рапса и овса, проведенные после летней запашки сидератов.

Основные результаты, характеризующие использованные в наших опытах сидеральные культуры с позиций накопления биомассы и NРК, приведены в других источниках [14, С. 226-227], однако, влияние зеленых удобрений как предшественников на продукционный процесс следующих за ними культур было представлено фрагментарно, поэтому в предлагаемой статье более детально описывается участие сидератов в этом процессе. Здесь будет рассмотрено действие сидератов на урожайность рапса и овса.

Результаты исследований

Урожайность рапса при позднем посеве отличалась довольно скромными результатами. В её формирование, учитывая в целом благоприятные погодные условия, скорее всего, вмешалась агрохимическая составляющая, поскольку данная капустная культура предъявляет высокие требования к почвенному фону. Нельзя отвергать и предположение о недостаточности температурного режима. Однако главная цель – оценка влияния разновидовых сидератов на урожайность рапса – достигнута. Действие ни одного из них не только не превысило, но даже не приблизилось к показателям контрольного парового варианта, ставшего лучшим предшественником. В нём выход зелёной массы рапса оказался в 1,4-2,6 раза выше, чем после всех сидератов (таблица 1).

 

Таблица 1 – Влияние сидеральных предшественников (действие) на урожайность рапса и накопление его биомассой основных элементов питания растений

Из сидератов-предшественников по эффективности воздействия выделились смеси с горчицей и самого рапса с викой. В почву под рапс после этих комплексов поступило соответственно 85,2 и 73,5 мг азота, в то время как в других вариантах его поступление не превышало 50,0 мг. В почве парового участка содержание азота находилось также в пределах 50,0 мг, но это количество не было затрачено на формирование урожая растений. Все определяемые параметры (содержание СВ, NРКСа) соответствовали размерам полученного урожая. Таким образом, наибольшее дополнительное количество питательных элементов к уже имеющемуся фонду почва получила в паровом поле при осенней запашке рапса уже как сидерата. К этому уровню приблизилось поступление элементов с массой рапса после смеси горчицы с викой (меньше всего на 1,3-4,9 кг NРК), но на 30 кг превысило накопление кальция.

Овес в тех же условиях оказался более урожайной культурой, однако, тенденция во влиянии предшественников сохранилась. Выход зеленой массы овса после пара превышал показатели других вариантов в 1,7-2,8 раза (таблица 2).

 

Таблица 2 – Влияние сидеральных предшественников (действие) на урожайность овса и накопление его биомассой основных элементов питания растений

Меньшим по сравнению с паром (содержание в почве N равно 45,3 мг), но более благоприятным по сравнению с другими предшественниками, оказалось действие монопосевов редьки масличной, люпина однолетнего и редьки масличной в смеси с овсом и викой (поступление азота 99,6-90,3 мг). Влияние на урожайность овса смесей люпина однолетнего с небобовыми сидератами менее эффективно: действие комплексов с его включением заметно уступало действию поликомпонентных смесей с викой. Ситуация с накоплением питательных элементов аналогична ситуации с рапсом, однако различия имели место во влиянии предшественников на этот процесс. Практически после всех сидератов накопленное массой овса количество NРКСа было в 2-3 раза меньшим, чем после пара.

Объяснением лидерства парового предшественника может послужить, в первую очередь, сохранение в почве большего количества минерального азота за счет отсутствия потребления его растениями и конкурентных отношений за этот элемент между растениями и микроорганизмами. Рассчитывать на азотфиксирующую активность микроорганизмов и накопление азота бобовыми культурами при высокой кислотности островных почв проблематично. По мнению А.А. Мушинского [15], на численность клубеньков оказывает влияние состояние почвы, возраст растения, глубина залегания корневой системы и ее структура. Количество клубеньков на корнях, по наблюдениям этого автора, всегда бывает ограниченным (5-7). К моменту оптимальной активности они окрашены в ярко-розовый цвет. В задачи нашего опыта не входило определение азотфиксирующей активности бобовых. Однако к свидетельству отсутствия азотфиксации можно отнести серовато-зеленоватый цвет клубеньков, отмеченный при осмотре корневой системы клевера. При этом корни достаточно обильно были заселены клубеньками.

Полученные результаты обусловливают необходимость небольшого обсуждения роли чистого пара как предшественника культур в островном земледелии. Масштабное зерновое производство на острове отсутствует, муссонный климат характеризуется избыточным увлажнением, вследствие чего необходимости в чистом паре в системе плодосмена не возникало. Даже при очевидности благоприятно складывающихся почвенных условий он вряд ли найдёт широкое применение в островном сельхозпроизводстве, хотя при незначительности площадей, занимаемых зерновыми культурами для кормовых целей, пар может быть использован достаточно целесообразно и без экономических потерь. Учитывая, что питание растений существует ещё при внешнем дефиците минеральных веществ, создание определенного почвенного азотного фонда должно оцениваться положительно.

Заключение

Действие сидеральных культур и их комбинаций на урожайность рапса и овса оказалось менее эффективным по сравнению с действием черного пара, ставшего лучшим предшественником. После него выход зелёной массы рапса оказался в 1,4-2,6, овса – в 1,7-2,8 раза выше, чем после всех сидератов. Почва получила в паровом поле при осенней запашке рапса и овса уже как сидератов наибольшее дополнительное количество питательных элементов: 44,7-90,9 кг N, 10,6-19,4 кг Р, 64,6-189,1 кг К, 16,6-17,9 кг/га Са

При низкой доле площадей, занимаемых в островном земледелии зерновыми культурами для кормовых целей, пар может быть использован как их предшественник без существенных экономических потерь.

Из предшественников-сидератов положительно оценено влияние на продуктивность рапса смесей с включением горчицы и рапса с викой, на продуктивность овса – монопосевов редьки масличной, люпина однолетнего и редьки масличной в смеси с овсом и викой. Влияние смесей люпина однолетнего с небобовыми сидератами уступало действию поликомпонентных смесей с викой. Повышение эффективности сидеральных удобрений в качестве предшественников должно быть обеспечено оптимизацией почвенных условий.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

 Список литературы / References

1. Максютов Н. А. Плодородие почв и основные приемы его сохранения и повышения / Н. А. Максютов, В.М. Жданов // Земледелие, 2011. – № 8. – С. 22-23.
2. Платонычева Ю. Н. Эффективность сидератов на темно- серой лесной почве / Ю. Н. Платонычева, Н.В. Полякова, М. А. Нарчев и др. // Земледелие, 2011, – № 7. – С. 17-19.
3. Гусев Г. С. Эффективность предшественников озимой ржи на дерново-подзолистой слабоглееватой почве / Г. С. Гусев, А. А. Смоленкова // Земледелие, 2013, – № 2. – С. 31-33.
4. Скорочкин Ю. П. Сидеральный пар и солома – элементы биологизации земледелия в условиях Северо-Восточной части ЦЧР / Ю. П. Скорочкин, З. Я. Брюхова // Земледелие, 2011. – № 3. – С. 20-21.
5. Зеленин И. Н. Эффективность смесей бобово-капустных культур в звене сидеральный пар – озимая пшеница / И. Н. Зеленин, А. В. Чернышов // Земледелие, 2011, – № 8. – С. 38-40.
6. Постов П. А. Оценка предшественников под яровую пшеницу / П. А. Постов, В. В. Попова // Земледелие, 2013. – № 1. – С. 28-30.
7. Никитин В. В. Влияние севооборотов, способов обработки почв и удобрений на изменение содержания гумуса в черноземе типичном / В. В. Никитин, В. Д. Соловиченко, А. Н. Воронин и др. // Аграрная наука, 2015. - №3. – С. 5-7.
8. Азаров Б. В. Симбиотический азот в земледелии Центрально-Черноземной зоны Российской Федерации: Дисс…. д-ра с.-х. наук. – М., 1995. – 440 с.
9. Борисова Е. Е. Влияние предшественников на пищевой режим почв и урожайность яровой пшеницы / Е. Е. Борисова // Аграрная наука, 2014. – №10. – С. 8-10.
10. Новоселов С. И. Эффективность сидеральных удобрений в севообороте / С. И. Новоселов, Е. С. Новоселова, С. А. Горохов и др. // Плодородие, 2012. – № 5. – С. 27-28.
11. Новоселов С. И. Влияние минеральных удобрений на продуктивность севооборотов с различными видами паров / С. И. Новоселов, Н. И. Толмачев, А. В. Муржинова // Плодородие, 2014. – № 5. – С. 14-15.
12. Системы интенсивного культивирования растений / Под ред. Е. И. Ермакова. – Л.: Агропромиздат, Ленинградское отделение, 1987. – 255 с.
13. Назарюк В. М. Баланс макроэлементов в серой лесной почве при длительном использовании удобрений и растительных остатков / В. М. Назарюк, Ф. Р. Калимуллина // Плодородие, 2013. – №6. – С. 9-10.
14. Миловских Т. А. Использование сидеральных культур в сохранении плодородия лугово-дерновых почв Сахалина // Т. А. Миловских, Л. В.Самутенко // Сб. материалов. Результаты научных исследований Географической сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами // Бюл. ВИУА. – М., 2003. – № 117. – С. 226-227.
15. Мушинский А. А. Способ обогащение почвы азотом / А. А. Мушинский // Земледелие, 2005. - №1. – С. 9.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Maksyutov N. A. Plodorodie pochv i osnovnye priemy ego sokhranniya [Soil fertility and the main methods of its conservation and improvement] / N. A. Maksyutov, V. M. Zhdanov // Zemledelie [Agriculture], 2011. – № 8. – Р. 22-23. [in Russian]
2. Platonуcheva Yu. N. Effektivnost^' sideratov na temno-seroi lesnoi pochve [Efficiency of green fertilizers on dark gray forest soil] / Yu. N. Platonуcheva, N. V. Polyakova, M. A. Narev and others // Zemledelie [Agriculture], 2011. – № 7. – P. 17-19. [in Russian]
3. Gusev G. S. Effektivnost^' predshestvennikov ozimoi rzhi na dernovo-podzolistoi slaboglееvatoi pochve [The effectiveness of the predecessors of winter rye on sod-podzolic weak-glue soil] / G. S. Gusev, A. A. Smolenkova // Zemledelie [Agriculture], 2013. – № 2. – Р. 31-33. [in Russian]
4. Skorochkin Yu. P. Sideral^'nyi par i soloma – element biologizacii zemledeliya v usloviyakh Severo-Vostochnoi chasti CCHR [Sideral steam and straw are elements of the biologicalization of agriculture in the conditions of the Northeast part of the Central Black Earth Region] / Yu. P. Skorochkin, Z. Ya. Bryukhova // Zemledelie [Agriculture], 2011. – № 3. – Р. 20-21. [in Russian]
5. Zelenin I. N. Effektivnost^' smesei bobovo-kapustnykh kul^'tur v zvene sideral^'nyi par – ozimaya pshenica [The effectiveness of legume-cabbage mixtures in link the sideral steam - winter wheat] / I. N. Zelenin, A. V. Chernyshov // Zemledelie [Agriculture], 2011. – № 8. – Р. 38-40. [in Russian]
6. Postov P. A. Ocenka predshestvennikov pod yarovuyu pshenicu [Assessment of predecessors for spring wheat ] / P. A. Postov // Zemledelie [Agriculture], 2013. – № 1. – Р. 28-30. [in Russian]
7. Nikitin V. V. Vliyanie sevooborotov, sposobov obrabotki pochv i udobrenii na izmenenie soderzhaniya gumusa v chernozeme tipichnom [The influence of crop rotation, methods of soil treatment and fertilizers on the change in the content of humus in typical chernozem] / V. V. Nikitin, V. D., Solovchenko, A. N. Voronin and others // Agrarnaya nauka [Agrarian Science], 2015. – №3. – P. 5-7. [in Russian]
8. Azarov B. V. Simbioticheskii azot v zemledelii Central^'no-Chernozemnoi zony Rossiiskoi Federacii [Symbiotic nitrogen in agriculture of the Central Chernozemes Zone of the Russian Federation] / B. V. Azarov: Diss ... dr. S.-H. sciences. – M., 1995. – 440 p. [in Russian]
9. Borisova E. E. Vliyanie predshestvennikov na pishevoi rezhim i urozhainost^' yarovoi pshenicy [The influence of predecessors on the food regime of soils and the yield of spring wheat] / E. E. Borisova // Agrarnaya nauka [Agrarian Science], 2014. – №10. – P. 8-10. [in Russian]
10. Novoselov S. I. Effektivnost^' sideral^'nykh udobrenii v sevooborote [The effectiveness of green fertilizers in the crop rotation] / S. I. Novoselov, E. S. Novoselova, S. A. Gorokhov and others // Plodorodie [Fertility], 2012. – № 5. – P. 27-28. [in Russian]
11. Novoselov S. I. Vliyanie mineral^'nykh udobrenii na produktivnost^' sevooborotov s razlichnymi vidami parov [The influence of mineral fertilizers on the productivity of crop rotations with different types of vapors] / S. I. Novoselov, N. I. Tolmachev, A. V. Murzhinova // Plodorodie [Fertility], 2014. – № 5. – P. 14-15. [in Russian]
12. Sistemy intensivnogo kul^'tivirovaniya rastenii / Pod red. E.I. Ermakova [The system of intensive cultivation of plants /Еd. by E. I. Ermakova] – L.: Agropromizdat, Leningradskoe otdelenie [L.: Agropromizdat, Leningrad branch, 1987. – 255 p.] [in Russian]
13. Nazaryuk V. M. Balans makroelementov v seroi lesnoi pochve pri dlitel^'nom ispol^'zovanii udobrenii i rastitel^'nykh ostatkov [The balance of macronutrients in the gray forest soil with long-term use of fertilizers and plant residues] / V. M. Nazaryuk, F. R. Kalimullina // Plodorodie [Fertility], 2013. – №6. – P. 9-10. [in Russian]
14. Milovskikh T. A. Ispol^'zovanie sideral^'nykh kul^'tur v sokhranenii plodorodiya lugovo-dernovykh pochv Sakhalina / Sb. materialov. Rezul^'taty nauchnykh issledovanii Geograficheskoi seti opytov s udobreniyami i drugimi agrokhimicheskimi sredstvami [Use of green fertilizers in preserving the fertility of Sakhalin meadow-turf soils] / T. A. Milovskikh, L. V. Samutenko // Sb. materials. Results of scientific research of the geographical network of experiments with fertilizers and other agrochemical means // Byul. VIUA. – M., 2003. – № 117. – P. 226-227. [in Russian]
15. Mushinskyi A. A. Sposob obogasheniya pochvy azotom[The method of enrichment of soil with nitrogen] / A. A. Mushinskyi // Agriculture, 2005. – №1. – P. 9. [in Russian]