УДК 631.4
DOI 10.24411/2658-3569-2019-14059
ПРИМЕНЕНИЕ СМЕШАННЫХ АГРОСООБЩЕСТВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИСТОЩЕНИЯ ПОЧВЕННЫХ РЕСУРСОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ
THE USE OF MIXED AGRICULTURAL COMMUNITIES TO PREVENT THE DEPLETION OF SOIL RESOURCES OF AGRICULTURAL LAND
Гребенников Александр Михайлович, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, ФГБНУ «Почвенный институт им. В.В. Докучаева», г. Москва
Grebennikov A.M., gream1956@gmail.com
Аннотация: При освоении и использовании почвенных ресурсов в земледелии часто отмечается их истощение, выражающееся в ухудшении агрохимических свойств почв, определяющих плодородие. Причинами этого являются активизация деградационных процессов и недостаточное поступление удобрений в почву. Показано, что сидерация смешанными агросообществами и влияние в них агроценотического эффекта при правильном подборе культур в эти агросообщества приводят к улучшению агрохимических свойств почв, что может быть использовано в качестве метода предотвращения истощения почвенных ресурсов сельскохозяйственных земель. для восстановления агрохимических свойств почв целесообразно использовать сидеральные посевы экологически и аллелопатически совместимых культур.
Summary: When developing and using soil resources in agriculture, their depletion is often noted, which is expressed in the deterioration of the agrochemical properties of soils that determine fertility. The reasons for this are the activation of degradation processes and insufficient supply of fertilizers to the soil. It is shown that the regeneration of mixed agro-communities and the influence of agrocenotic effect in them with the correct selection of crops in these agrocommunities lead to improvement of agrochemical properties of soils, which can be used as a method to prevent the depletion of soil resources of agricultural lands. for the recovery of agrochemical properties of soils it is advisable to use green manure crops and allelopathic ecologically compatible crops.
Ключевые слова: почвенные ресурсы, сельскохозяйственные земли, гумус, подвижный фосфор, обменный калий, смешанные сидеральные агросообщества.
Keywords: soil resources, agricultural land, humus, mobile phosphorus, exchange potassium, mixed sideral agricultural communities.
В процессе освоения и использования почвенных ресурсов в земледелии в следствие агроэволюции, активизации деградационных процессов и недостаточного поступления удобрений часто происходит истощение почвенных ресурсов, сопровождающееся уменьшением содержания органического вещества и элементов питания растений в почвах пашни [1]. С другой стороны, известно, запахивание зеленой массы в почву является одним из приемов повышения в ней уровня органического вещества, что оказывает благотворное влияние на комплекс агрохимических свойств, определяющих уровень плодородия. Удобрительная ценность и средообразующая способность сидератов зависит от их биомассы и количества элементов питания, иммобилизированных в сбалансированных количествах органическим веществом зеленого удобрения [2]. В некоторых работах показано, что наиболее высокой продуктивности агроценозов можно добиться, если использовать не чистые, а смешанные посевы культур [3 — 5 и др.], что делает их перспективными для применения в качестве сидератов. Правильно подобронные компоненты в сидеральные смеси (в смысле их экологической и аллелопатической совместимости) в сравнении с чистыми посевами этих культур позволяют значительно увеличить продуктивность агроценозов, что сопровождается увеличением поступления органического вещества и элементов минерального питания в почву [6, 7 и др.]. Использование таких агросообществ, по сравнению с сидерацией чистых посевов культур, составляющих эти агроценозы, может быть более эффективным средством улучшения агрохимических свойств почв, определяющих их плодородие.
Целью исследований являлась оценка влияния фактора смешивания посевов (агроценотического эффекта) в сидеральных агросообществах на предотвращение истощения почвенных ресурсов сельскохозяйственных земель черноземной зоны путем улучшения агрохимических свойств (содержания гумуса, подвижного фосфора и обменного калия).
Определения содержания гумуса по Тюрину, подвижного фосфора и обменного калия по Чирикову [8] были выполнены для пахотного (0 – 25 см) и подпахотного (25 – 40 см) слоя в вариантах полевого опыта с чистыми посевами кукурузы сорта Бемо, сои сорта Октябрьская, подсолнечника сорта Енисей, пайзы сорта Удалая и их бинарными смесями. Опыты проводились в 2001 — 2005 гг. в 3-х повторениях на стационаре Петринского опорного пункта Почвенного института им. В.В. Докучаева (Курская обл.). На учетной площади каждой делянки, составляющей 280 м2 (5.6 х 50), сплошным методом определяли величину биологического урожая сидеральных культур и урожайность озимой и яровой пшеницы, которые по годам исследований чередовались с посевами сидератов. Почвы опытного участка были представлены тяжелосуглинистыми мощными типичными черноземами.
Для оценки влияния фактора смешивания посевов на изменение исследуемых показателей был разработан метод построения вариантов сравнения [9]. Суть этого метода состояла в расчетном построении для каждого смешанного агросообщества варианта сравнения из соответствующих чистых посевов таким образом, чтобы единственным различием между смешанным агросообществом и вариантом сравнения было наличие фактора смешивания в первом случае и отсутствие – во-втором. Удовлетворяющий этим условиям вариант сравнения выглядит следующим образом: Vs = (Sum Wi*(Рik — Рin)) / Sum Wi, где Vs — вариант сравнения,Sum – знак суммы,Wi – доля i-той культуры в смешанном посеве, определенная как количество семян этой культуры, отнесенных к норме высева, соответствующей нормальным по плотности посевам (Wi = Qi/Ni), Рin и Рik — соответственно начальное (до закладки опыта) и конечное (после его завершения) значение исследуемого показателя в чистых посевах i -той культуры. Если в процессе проведения опыта было получено одно значение исследуемого показателя только при завершении опыта Рi, то оно использовалось в приведенной формуле вместо разности Рik — Рin. Применение этого метода позволяло сопоставить исследуемые показатели в смешанных и чистых посевах культур при соблюдении принципа единственности различия. Для оценки значимости влияния фактора смешивания на свойства почв в зависимости от их типа распределения использовался t-критерий Стьюдента для случая неравных дисперсий сравниваемых последовательностей, F–критерий Фишера и непараметрический метод Краскела-Валлиса. В пахотном и подпахотном горизонтах черноземов отмечалась тенденция содержания гумуса и подвижного фосфора (табл. 1). Количество обменного калия преимущественно снижалось в слое почвы 0 – 25 см и увеличивалось в подпахотном горизонте.
Полученные результаты позволили построить варианты сравнения (ВС) и оценить агроценотический эффект (АЭ), представляющий разность между значениями исследуемых свойств почв под агросообществами (АС) и соответствующими значениями ВС (табл. 2). Статистически достоверные величины АЭ указаны в таблице 2 жирным курсивом.
Агроценотический эффект приводил к преимущественной тенденции улучшения рассматриваемых свойств в почвах под всеми агросообществами. Наиболее выраженным это было в почвах под агроценозами кукуруза + соя, соя + подсолнечник и подсолнечник + пайза.
В результате воздействия фактора смешивания значимое увеличение содержания гумуса в слое 0 – 25 см произошло под всеми агросообществами, в слое 25 – 40 см – под 4 из 5. Доля вклада агроценотического эффекта в общее увеличение содержания гумуса в пахотном горизонте под исследуемыми агросообществами оказалась равной 23 – 45%, в подпахотном горизонте под 4 агроценозами (за исключением варианта кукуруза + пайза) эти величины составляли 54 – 77%.
Влияние фактора смешивания привело к значимому увеличению содержания подвижного фосфора в пахотном и подпахотном горизонтах под агросообществами кукуруза + соя, соя + подсолнечник и подсолнечник + пайза на 1.2 – 1.4 и на 1.0 – 1.1 мг Р2О5 на 100 г почвы, что, согласно зонально-провинциальных нормативов [10], являлось эквивалентным внесению соответственно 150 – 175 и 125 – 138 кг/га Р2О5. Доля фактора смешивания в общем сидеральном эффекте в обоих почвенных горизонтах под этими агросообществами превышала 50%.
Влияние агроценотического эффекта приводило к значимому увеличению содержания обменного калия в слое почвы 0 — 25 см под агросообществами соя + подсолнечник и пайза + подсолнечник на 1.5 – 2.4 мг/100 г почвы. В подпахотном горизонте количество обменного калия значимо увеличилось под всеми агросообществами на 0.9 – 2.8 мг/100 г почвы. В соответствии с зонально-провинциальными нормативами для достижения этого эффекта необходимо, чтобы в пахотный горизонт поступило 450 — 720 кг/га К2О, в подпахотный — 270 — 780 кг/га К2О. Как следует из таблицы 2, величина увеличения К2О под влиянием агроценотического эффекта часто превышала значения общего сидерального эффекта, что могло быть лишь в том случае, когда при исключении фактора смешивания, результирующая остальных факторов, влияющих на содержание обменного калия в почве была отрицательной.
Исследуемые свойства почв были достаточно тесно связаны со средней продуктивностью агросообществ, урожайностью последующих зерновых культур и влиянием на эти показатели агроценотического эффекта (табл. 3)
Об этом свидетельствовали преимущественно высокие значения коэффициентов корреляции между показателями, представленными в таблице 3 и исследуемыми почвенными свойствами (табл. 4).
Таким образом, в рамках рассмотренного полевого опыта наиболее перспективными для восстановления плодородия типичных черноземов оказались сидеральные агросообщества кукуруза + соя, соя + подсолнечник и подсолнечник + пайза. Сидерация смешанными агросообществами и влияние в них агроценотического эффекта при правильном подборе культур в эти агросообщества приводят к улучшению агрохимических свойств почв, что может быть использовано в качестве метода предотвращения истощения почвенных ресурсов сельскохозяйственных земель.
Литература
1. Лебедева И.И., Королева И.Е., Гребенников А.М. Концепция эволюции черноземов в условиях агроэкосистем.// Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. Выпуск 71. М. 2013. С. 16 – 26.
2. Гребенников А.М. Обеспеченность культур элементами минерального питания в смешанных посевах.// Агрохимия. № 5. 2004. с. 26 — 35.
3. Гродзинский А.М., Миркин Б.М., Головко Э.А., Туганаев В.В. Перспективы функциональной агрофитоценологии.// Методологические проблемы аллелопатии. Киев. Наукова думка. 1989. С. 15 — 28.
4. Кузнецова О.Ю., Гребенников А.М. Рекультивация земель и улучшение качества ее проектирования. // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. № 1. 2009. С. 42 – 45.
5. Гребенников А.М. Влияние смешивания посевов на микробиологическую активность почв. // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. Выпуск 61. М. 2008. С. 75 — 82.
6. Гребенников А.М. Структура и продуктивность агроценозов при выращивании сельскохозяйственных культур в смешанных посевах.// Агрохимия, 2003, №4, с. 56 — 68.
7. Гребенников А.М. Методические аспекты оценки агроценотического эффекта в сидеральных агросообществах для воспроизводства плодородия типичных черноземов ЦЧЗ. // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2010. № 9. С. 79 – 89.
8.Практикум по агрохимии (ред. Минеев В.Г.). М. МГУ. 2001. 689 с.
9. Гребенников А.М. Оценка взаимовлияния культур в смешанных посевах.// Агрохимия, 2003, №1, с. 68 – 73.
10. Фрид А.С., Кузнецова И.В., Королева И.Е., Бондарев А.Г., Когут Б.М., Уткаева В.Ф., Азовцева Н.А. Зонально-провинциальные нормативы изменения агрохимических, физико-химических и физических показателей основных пахотных почв Европейской территории России при антропогенных воздействиях. М. Почвенный институт им. В.В. Докучаева. 2010. 176 с.