Важнейшим средством восстановления и поддержания плодородия почвы, борьбы с сорняками, возбудителями болезней (грибными, бактериальными) и вредителями является севооборот. В настоящее время в практике сложилось стойкое убеждение, что использование многовидовых севооборотов и средообразующих возможностей культивируемых растений характерно только для экстенсивного способа ведения сельского хозяйства. Между тем, в условиях сокращения видового разнообразия агроэкосистемы и перехода к монокультуре резко ухудшаются многие свойства почвы. В то время как севообороты способствуют улучшению биогенных и физико-химических свойств почвы; обогащению ее азотом за счет фиксации атмосферного азота; оказывают фитосанитарное действие на посевы [1, 2].
В связи с чем, целью наших исследований стало изучение влияния различных типов севооборотов на агроэкологическое состояние почвы и реализацию продуктивных качеств возделываемых культур.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследования по изучению влияния различных типов севооборотов на изменение плодородия почвы и продуктивность культур в севообороте проводили в полевых и специализированных севооборотах (таблица 1)
Таблица 1
Схемы севооборотов
| Наименование севооборотов | Чередование культур в севообороте |
| 1. 3-польный | Овес, пшеница, соя |
| 2. 5-польный с кукурузой | Кукуруза, соя, пшеница, соя, овес |
| 3. 5-польный с клевером | Клевер, соя, пшеница, соя, овес + клевер |
| 4. 5-польный кормовой | Пшеница, овес + мн. травы, мн. травы 1 г.п., мн. травы 2 г. п., соя |
| 5. 2-польный пропашной | Соя, кукуруза |
| 6. Бессменный | Кукуруза |
| Малопольные специализированные зерно-соевые севообороты | |
| 7. 3-польный | Овес, соя, овес |
| 8. 2-польный | Соя, овес |
| 9. 3-польный | Овес, соя, соя |
| 10. Бессменный | Овес |
| 11. Бессменный | Соя |
В севооборотах возделывались: яровая пшеница Хабаровчанка, овес Тигровый, кукуруза Бирсу и соя Марината.
Исследования по изучению влияния различных систем удобрений при длительном их применении на изменение содержания органического вещества в сезонно-мерзлотных почвах проводились в длительных стационарных опытах Географической сети РФ, заложенных в 1963 — 1965 гг. последовательно на трех полях полевого севооборота. За все годы исследований было внесено 220 т/га органических удобрений (120 т/га навоза и 100 т/га торфокомпоста), известь за первые четыре ротации 2,25 г.к., N2355P2550K1755. Схемы стационарных опытов идентичны для всех культур и представлены в таблице 3.
Наблюдения и исследования включали: фенологию растений; водный режим на протяжении вегетации культуры; пищевой режим по основным фазам развития; физико-химические показатели плодородия почвы.
Анализы в почвенных образцах проводили общепринятыми методами [Петербургский, 1963; Коптева, 1958; Агрохимические методы исследования почв, 1975]. В конце вегетации возделываемых культур в каждом варианте с двух несмежных повторностей отбирали почвенные образцы из пахотного слоя почвы для сухого и мокрого просеивания для определения водопрочных агрегатов.Математическая обработка урожайных данных проведена методами статистического анализа (дисперсионный, регрессионный и корреляционный анализ).
Многочисленные данные свидетельствуют о том, что виды растений с высокой средоулучшающей способностью улучшают физические и химические свойства почвы.Важным показателем физических свойств почвы является количество водопрочных агрегатов в пахотном слое.
В экспериментальных севооборотах при изучении влияния чередования культур в севооборотах на количество водопрочных агрегатов установили, что наиболее благоприятные условия для образования водопрочных агрегатов складывались в пятипольном севообороте под многолетними травами (таблица 2).
Таблица 2
Содержание водопрочных агрегатов (более 0,25 мм) в пахотном слое почвы в зависимости от типа севооборота и культуры
| Культура | Севооборот | Содержание агрегатов, % |
| Пшеница | 3-польный | 34,8 |
| 5-польный с кукурузой | 33,4 | |
| 5-польный с клевером | 35,9 | |
| Овес | 3-польный | 37,5 |
| 5-польный с кукурузой | 38,4 | |
| 5-польный с клевером | 36,0 | |
| Соя | 3-польный | 35,1 |
| 5-польный с кукурузой по кукурузе | 36,8 | |
| 5-польный с кукурузой по пшенице | 31,1 | |
| 5-польный с клевером по клеверу | 34,9 | |
| 5-польный с клевером по пшенице | 31,4 | |
| 2-польный | 35,0 | |
| Кукуруза | Постоянный участок | 28,1 |
| 5-польный | 36,4 | |
| 2-польный | 30,9 | |
| Клевер | 5-польный | 47,0 |
| Соя | 5-польный
Кормовой севооборот |
39,0 |
| Многол. травы 2-го г.п. | 50,8 | |
| Многол. травы 1-го г.п. | 49,6 | |
| Овес + мн. травы | 37,1 | |
| Овес | 39,0 |
При выращивании культур бессменно содержание водопрочных агрегатов заметно снижается. Так, в пахотном слое почвы при бессменном возделывании кукурузы их количество составило 28,1 %.
В специализированных зерно-соевых севооборотахпри бессменном возделывании овса и сои физические свойства почвы заметно ухудшались. (таблица 3). Количество водопрочных агрегатов снизилось под овсом на 9,3-11,9 %, под соей на 7,1-10,0 % в сравнении с зерно-соевыми звеньями севооборотов.
Таблица 3
Содержание водопрочных агрегатов (более 25 мм) в пахотном слое почвы в специализированных зерно-соевых оборотах
| Севооборот | Содержание водопрочных агрегатов по культурам, % | |
| овес | соя | |
| 3-польный по овсу | 38,3 | 35,5 |
| 3-польный по сое | 40,3 | 34,2 |
| 2-польный | 38,7 | 36,2 |
| 3-польный | 37,4 | 37,1 |
| Бессменный | 29,0 | 27,1 |
Химические свойства почвы также претерпевали заметные изменения под влиянием типа севооборота, особенно блок кислотно-щелочных свойств. Наиболее благоприятно они складывались при чередовании культур в 5-польном кормовом севообороте (таблица 4).
Таблица 4
Изменение агрохимических свойств лугово-бурой тяжелосуглинистой почвы под влиянием севооборота
| Тип севооборота | % | РН сол. | Мг/экв на 100 г почвы | %
V |
Мг/100 г почвы | |||
| гумус | N общ. | Нг | åCa +Mq | Р2 О5 | К2О | |||
| 1. 3-польный | 4,1 | 0,14 | 4,4 | 6,7 | 17,1 | 71,1 | 4,1 | 29,3 |
| 2. 5-польный с кукурузой | 4,0 | 0,15 | 4,5 | 6,4 | 17,6 | 74,0 | 3,5 | 25,0 |
| 3. 5-польный с клевером | 4,6 | 0,16 | 4,3 | 7,2 | 14,8 | 67,0 | 3,0 | 10,6 |
| 4. 5-польный кормовой | 4,9 | 0,24 | 5,2 | 4,4 | 17,2 | 80,0 | 3,2 | 25,6 |
| 5. 2-польный пропашной | 3,9 | 0,17 | 4,2 | 8,8 | 14,2 | 62,0 | 3,9 | 10,8 |
| 6. Кукуруза бессменно | 3,2 | 0,15 | 4,5 | 6,4 | 13,6 | 67,0 | 4,0 | 10,1 |
| Малопольные специализированные зерно-соевые севообороты | ||||||||
| 7. 3-польный | 4,0 | 0,20 | 4,8 | 3,6 | 17,8 | 83,5 | 4,9 | 31,3 |
| 8. 2-польный | 3,7 | 0,18 | 4,7 | 3,4 | 17,7 | 83,5 | 4,4 | 33,5 |
| 9. 3-польный | 3,6 | 0,18 | 4,7 | 3,3 | 17,4 | 84,0 | 4,0 | 36,0 |
| 10. Соя бессменно | 3,2 | 0,14 | 4,6 | 3,4 | 16,7 | 84,0 | 3,3 | 28,9 |
| 11. Овес бессменно | 3,4 | 0,17 | 4,6 | 3,5 | 15,8 | 82,0 | 3,8 | 35,1 |
Два поля многолетних трав в севообороте способствуют снижению кислотности почвенного раствора, снижению гидролитической кислотности почвы и повышению обеспеченности обменными основаниями почвенного поглощающего комплекса. Под их влиянием возрастает содержание гумуса и общего азота в пахотном горизонте почвы. Возделывание кукурузы бессменно и ее чередование с соей в 2-польном севообороте резко ухудшают качественные показатели почвы. Ухудшаются кислотно-щелочные свойства и обеспеченность почвенного поглощающего комплекса обменными основаниями. Возделывание кукурузы в севообороте снижает обеспеченность пахотного горизонта обменным калием до 101 — 108 кг/га.
В малопольных специализированных севооборотах агрохимические свойства почвы более стабильны. Несколько ухудшаются они при бессменных посевах овса и сои.
Возделывание культур в севообороте является профилактическим средством в системе мер борьбы с сорняками. В специализированных зерно-соевых севооборотах количество сорняков варьировало в широких пределах в зависимости от возделываемой культуры (таблица 5).Наиболее засоренными были посевы сои и овса при бессменном посеве.Несмотря на то, что в посевах сои количество сорняков было меньше, чем в посевах овса, сырая масса их была значительно выше. С увеличением насыщенности севооборота соей засоренность посевов и сырая масса сорняков увеличиваются. Максимальный вес сорняков – 948,0 г/м2 – отмечен в бессменных посевах сои.
Таблица 5
Засоренность культур в специализированных зерно-соевых севооборотах
| Севооборот | Чередование культур | Количество сорняков, шт./м2 | Сырая масса сорняков, г/м2 |
| 3-польный | Овес | 78,8 | 106,2 |
| Соя | 23,6 | 325,4 | |
| Овес | 105,3 | 136,2 | |
| В среднем на 1 м2 севооборотной площади | 69,2 | 189,3 | |
| 2-польный | Соя | 26,0 | 362,8 |
| Овес | 91,7 | 125,6 | |
| В среднем на 1 м2 севооборотной площади | 58,8 | 244,2 | |
| 3-польный | Овес | 76,0 | 121,6 |
| Соя | 28,8 | 381,0 | |
| Соя | 39,6 | 658,0 | |
| В среднем на 1 м2 севооборотной площади | 48,1 | 386,6 | |
| Соя бессменно | Соя | 52,4 | 948,0 |
| Овес бессменно | Овес | 157,5 | 221,2 |
В различных типах севооборотов под зерновыми культурам произрастало наибольшее количество сорняков, и резких различий от типа севооборота во все годы не прослеживалось (таблица 6).
При увеличении насыщенности севооборотов пропашными культурами возрастали как количество сорняков, так и их масса. Наибольшая масса сорняков в посевах сои отмечена в пропашном севообороте – 868 г/м2, на посевах кукурузы при этом сырая масса сорняков достигала 944,0 г/м2. Самый большой вред посевам кукурузы сорняки наносили при бессменном ее возделывании, здесь при 59 сорняках на 1 м2 их масса достигала 1758,0 г/м2.
Таблица 6
Засоренность культур в полевых севооборотах
| Севооборот | Чередование культур | Количество сорняков, шт./м2 | Сырая масса сорняков, г/м2 |
| 3-польный | Овес | 92,6 | 138,8 |
| Пшеница | 70,9 | 131,2 | |
| Соя | 22,8 | 379,2 | |
| В среднем на 1 м2 севооборотной площади | 62,1 | 216,4 | |
| 5-польный с кукурузой | Кукуруза | 31,6 | 562,8 |
| Соя | 28,4 | 483,4 | |
| Пшеница | 74,3 | 116,8 | |
| Соя | 28,2 | 466,8 | |
| Овес | 110,6 | 154,6 | |
| В среднем на 1 м2 севооборотной площади | 54,6 | 356,9 | |
| 5-польный с клевером | Клевер | 35,9 | 82,6 |
| Соя | 31,4 | 499,0 | |
| Пшеница | 68,4 | 138,0 | |
| Соя | 30,7 | 524,0 | |
| Овес | 100,6 | 139,4 | |
| В среднем на 1 м2 севооборотной площади | 53,4 | 276,6 | |
| 2-польный пропашной | Соя | 46,1 | 868 |
| Кукуруза | 40,0 | 944 | |
| В среднем на 1 м2 севооборотной площади | 43,0 | 906 | |
| 5-польный кормовой | Соя | 23,9 | 365,2 |
| Травы 2-го г.п. | 38,2 | 97,2 | |
| Травы 1-го г.п. | 33,7 | 94,8 | |
| Овес + травы | 85,7 | 123,6 | |
| Овес | 86,7 | 150,6 | |
| В среднем на 1 м2 севооборотной площади | 53,6 | 166,3 | |
| Кукуруза бессменно | Кукуруза | 59,0 | 1758,0 |
Улучшение показателей плодородия почв в севооборотах способствует росту их производительности. Продуктивность севооборотов определяется набором культур в них (таблица 7).
Самая низкая продуктивность получена в 3-польном зерно-соевом севообороте: средняя урожайность зерна возделываемых в нем культур составила 22,8 ц/га, а выход кормовых единиц с 1 га севооборотной площади не превысил 30,9 ц/га. Увеличение севооборотных полей до 5 и набора культур, возделываемых на полях, повысили сбор зерна в них на 4,3 — 7,6 ц/га и выход кормовых единиц с 1 га севооборотной площади на 1,5 — 6,4 ц/га.
Наиболее продуктивным был 5-польный кормовой севооборот с двумя полями многолетних трав. Урожай зерна составил 30,4 ц/га, а кормовых единиц – 32,4 ц/га с 1 га севооборотной площади.
Таблица 7
Влияние набора культур на продуктивность севооборотной площади
| Севооборот | С 1 га севооборотной площади, ц/га | |
| урожайность, | выход кормовых единиц | |
| Полевые севообороты | ||
| 1. 3-польный зерно-соевый | 22,8 | 26,0 |
| 2. 5-польный с кукурузой | 27,6 | 30,9 |
| 3. 5-польный с клевером | 27,1 | 27,5 |
| 4. 5-польный кормовой | 30,4 | 32,4 |
| 5. 2-польный пропашной | 27,7 | 30,2 |
| 6. Бессменно кукуруза | 31,9 (197,8 зел.м.) | 31,9 |
| Специализированные севообороты | ||
| 7. 3-польный, 33% сои | 24,0 | 26,3 |
| 8. 2-польный, 50% сои | 23,8 | 27,0 |
| 9. 3-польный, 66% сои | 19,4 | 23,0 |
| 10. Бессменно соя | 9,5 | 13,1 |
| 11. Бессменно овес | 19,6 | 19,6 |
Продуктивность малопольных специализированных севооборотов определяется долей в их структуре сои. С увеличением доли сои с 33 до 66 % снизилась урожайность зерна с севооборотной площади на 0,2-4,4 ц/га. В бессменных посевах сои урожайность зерна снижается на 14,5 ц/га, или на 152,6 %. С такой же фактически закономерностью уменьшается выход кормовых единиц с 1 га севооборотной площади. Неэффективны и бессменные посевы овса. Урожайность зерна в них с 1га севооборотной площади стабилизировалась на уровне 3-польного севооборота с 66 % содержанием сои. При этом выход кормовых единиц снизился на 3,4 ц/га.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Возделывание в севообороте пропашных культур и бессменные посевы сельскохозяйственных культур приводят к ухудшению физических и химических свойств тяжелосуглинистых почв Среднего Приамурья. Только возделывание многолетних трав в севооборотах позволяет сохранять и улучшать свойства почвы.
Размещение культур по полям севооборота с учетом почвенной разности, подбор более адаптированных сортов, введение в севообороты не менее 20 % многолетних трав и не более 50 % пропашных культур позволяют сохранить плодородие тяжелосуглинистых почв Среднего Приамурья в условиях их сезонного переувлажнения и повысить продуктивность возделываемых в севооборотах культур.
ЛИТЕРАТУРА
1. Жученко, А.А. Фундаментальные и прикладные научные приоритеты адаптивной интенсификации растениеводства в XXI веке/ А.А. Жученко. – Саратов, 2002. – 274с.
2. Кирюшин, В.И. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия – основа современной агротехнической политики России/ В.И. Кирюшин// Земледелие. – 2000. – №3. – С. 4-6.[schema type=»book» name=»ВЛИЯНИЕ СЕВООБОРОТА НА АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ТЯЖЕЛОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЫ СРЕДНЕГО ПРИАМУРЬЯ» description=»Проанализированы экспериментальные данные по изучению влияния полевых и малопольных специализированных севооборотов наизменение показателей агрохимических и агрофизических свойств лугово-бурой тяжелосуглинистой почвы Среднего Приамурья и продуктивность культур. » author=» Асеева Татьяна Александровна, Суняйкин Александр Андреевич, Хоменок Галина Петровна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-20″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.05.2015_05(14)» ebook=»yes» ]