LEGUMINOUS CROP ROTATION COMPONENT AS A FACTOR OF REPRODUCTION OF SOIL FERTILITY

Турусов В.И.¹, Гармашов В.М.², Абанина О.А.³, Михина Т.И.⁴, Дронова Н.В.⁵

¹Член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, директор ФГБНУ «НИИСХ ЦЧП», ²кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий отделом адаптивно-ландшафтных систем земледелия,³кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории эколого-ландшафтных севооборотов, ⁴научный сотрудник лаборатории эколого-ландшафтных севооборотов,⁵младший научный сотрудник лаборатории эколого-ландшафтных севооборотов ФГБНУ «НИИСХ ЦЧП».

БОБОВЫЙ КОМПОНЕНТ СЕВООБОРОТА КАК ФАКТОР ВОСПРОИЗВОДСТВА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ

Аннотация

В статье изложены итоги исследований по влиянию эспарцета разных лет пользования на общие физические свойства, ферментативную активность почвы и продуктивность культур севооборота.

Ключевые слова: севооборот, эспарцет, физические свойства, ферментативная активность.

Turusov V.I.¹, Garmashov V.M.², Abanina O.A.³, Mihina T.Y.⁴, Dronova N.V.⁵

¹Corresponding Member of RAS, Doctor of Agricultural Sciences, Director of the FGBNU SRAI СCHZ, ² PhD of Agricultural Sciences, Head of the Department of adaptive-landscape systems of agriculture, ³ PhD of Agricultural Sciences, Senior Researcher, Laboratory of Ecological and landscape rotations, ⁴ Researcher, Laboratory of Ecological and landscape rotations, ⁵ junior researcher at the Laboratory of Ecological and landscape rotations FGBNU SRAI СCHZ.

LEGUMINOUS CROP ROTATION COMPONENT AS A FACTOR OF REPRODUCTION OF SOIL FERTILITY

Abstract

The paper presents the results of studies sainfoin different years of use effect on agrophysical properties, enzymatic activity and soil fertility in different types of rotations.

Keywords: crop rotation, sainfoin, agrophysical properties, enzymatic activity.

В настоящее время теория севооборотов базируется на признании важной роли всех без исключения причин чередования культур, выделяя, тем не менее, все возрастающее значение бобовых культур, как биологического фактора – надежного средства воспроизводства плодородия почвы, усиления ее биологической активности, поддержания благоприятной фитосанитарной ситуации в почве и посевах[1].

Исследования проводились в стационарном опыте в 5 севооборотах с различным набором и чередованием культур: 10-польный зернопаропропашной: черный пар – озимая пшеница – подсолнечник – ячмень - горох – озимая пшеница – кукуруза на зерно – ячмень – гречиха – яровая пшеница; 6-польный зернопаротравянопропашной с 1 полем эспарцета: черный пар – озимая пшеница – ячмень + эспарцет – эспарцет – озимая пшеница – подсолнечник; 7-польный зернопаротравянопропашной с 2 полями эспарцета: черный пар – озимая пшеница – ячмень + эспарцет – эспарцет – эспарцет – озимая пшеница – подсолнечник; 6-польный зернотравяной с 1 полем эспарцета: горох – озимая пшеница – ячмень + эспарцет – эспарцет – озимая пшеница – ячмень; 8-польный зернотравяной с 2 полями эспарцета: горох – озимая пшеница – ячмень + эспарцет – эспарцет – эспарцет – озимая пшеница – яровая пшеница – ячмень.

В изучаемых севооборотах (табл. 1) отчетливо проявилось преимущество эспарцета над горохом в отношении образования и содержания в слое почвы 0-40 см ценных в агрономическом отношении структурных агрегатов. Влияние эспарцета на структуру почвы мало зависело от продолжительности его жизни. Двухгодичное пользование приводило к существенному изменению количества агрегатов макроструктуры в сравнении с горохом в зернопаротравянопропашном севообороте в слое 0-40 см на 4% и зернотравяном на 5,5% при НСР_0,95=3,9. Эта же тенденция сохранилась и на последующей культуре.

Увеличение числа чередующихся культур в севообороте с различными агроэкологическими требованиями к условиям произрастания приводило к более экономному расходованию влаги. В среднем за годы исследований коэффициент расхода воды на тонну продукции был ниже в зернопаропропашном севообороте. В севооборотах с многолетними травами этот показатель колебался от 1873 до 2144 м³/т.

Выделение СО₂ из почвы под посевами эспарцета было максимальным в зернопаротравянопропашном и зернотравяном севооборотах с одногодичным использованием эспарцета. Интенсивность дыхания почвы в среднем составила 142 мг/м²в сутки. В отличие от севооборотов с многолетним бобовым компонентом биологическая активность в зернопаропропашном севообороте под горохом была невысокой и составила всего 113±1,2 мг/м² СО₂ в сутки.

Отмечается устойчивая тенденция снижения токсичности почвы в зернопаротравянопропашных и зернотравяных севооборотах под эспарцетом в сравнении с горохом, размещаемым в зернопаропропашном севообороте на 9,58%-9,21% и 13,26%-11,71% соответственно. Такая же закономерность прослеживается и на последующей культуре – озимой пшенице.

 

Таблица 1- Показатели плодородия почвы в различных чередованиях и видах севооборотов

Для установления направленности процессов формирования плодородия почв в последнее время все шире используются биологические показатели и, в частности ферментативная активность. Активность почвенных ферментов во многом определяется видами выращиваемых культур в севообороте, предшественниками и водно-физическими свойствами почвы.

По мере окультуренности почвы и повышения ее плодородия ферментативная активность, как правило, повышается.

Введение в севообороты многолетних бобовых трав, наряду с улучшением водно-физических свойств почвы обеспечивает увеличение поступления в почву растительных остатков богатыми азотосодержащими веществами – белками, углеводами, что обусловлено и более высокой ферментативной активностью почвы.

По результатам исследований наибольшая активность ферментов каталаза и уреаза отмечалась в почве под озимой пшеницей идущей после эспарцета первого года пользования, где содержание этих ферментов было выше на 12 и 18% по сравнению с чередованиями с другими предшественниками – черным паром и горохом (табл. 2).

 

Таблица 2 – Ферментативная активность почвы в ризосфере озимой пшеницы в зависимости от предшественников

Севооборот	Предшественник	Каталаза, мл О2 за 3 мин	Уреаза, мг NH3	Инвертаза, мг глюкозы
7-польный зернопаропропашной	Черный пар	10,0	116,7	3934
10-польный зернопаропропашной	Горох	10,0	115,7	3838
Зернопаротравя-нопропашной с 1 полем эспарцета	Эспарцет 1г	11,2	137,7	3880
Зернопаротравя-нопропашной с 2 полями эспарцета	Эспарцет 2г	9,8	104,7	4176

 

Активность данных ферментов несколько снижается в почве после эспарцета двухгодичного пользования, но при этом по сравнению с другими предшественниками возрастает активность инвертазы за счет нарастания биохимических процессов превращения углеводов при отмирании корневой массы.

Таким образом, включение в севообороты многолетних бобовых трав обеспечивает сохранение и воспроизводство плодородия почвы. Улучшается структурно-агрегатное состояние черноземов, оптимизируется плотность сложения, повышается биологическая активность и снижается токсичность почвы.

Литература

1. Воробьев С.А. Севообороты интенсивного земледелия/ С.А. Воробьев. – М.: Колос, 1979. – 367 с.

References

1. Vorob'ev S.A. Sevooboroty intensivnogo zemledelija/ S.A. Vorob'ev. – M.: Kolos, 1979. – 367 s.