Сидераты для плодового сада
Основным условием получения максимальных генетически обусловленных урожаев плодовых культур и винограда является возврат в почву достаточного количества элементов питания. Последствия дефицита органического вещества в агроэкосистемах выражаются в недостатке элементов питания для последующих культур в недалеком будущем. Кроме того, значительно ухудшаются агрохимические, агрофизические, биологические и санитарные качества почвы. В настоящее время в Южной Осетии задачи интенсификации использования возобновляемых биоресурсов, поддерживающих механизмы саморегуляции и круговорот биофильных элементов в агроэкосистемах, приобретают все большую актуальность, а биомасса растительных остатков сельскохозяйственных культур составляет важную приходную часть баланса органического вещества почвы и обеспечивает устойчивость агробиоценозов. По результатам исследований сидерации междурядий плодового сада и виноградника, наибольшее количество органического вещества вносится в почву при запашке фацелии. Так, в течение трех лет в междурядья сада было заделано 6,3 т/га зеленых удобрений. С другими сидеральными культурами было внесено вполовину меньше растительной массы. При переходе от весеннего сезона к летнему выделение углекислоты из почвы по черному пару нарастает, а к осени постепенно снижается. В первой половине вегетационного периода концентрация СО2 в почве по бобовому сидерату более высокая, чем на вариантах с озимой рожью, а в конце периода вегетации заметно уменьшается и приближается к контролю. Это свидетельствует о быстрой минерализации растительной массы бобовых культур и накоплении нитратов в почве. По-другому складывается газовый режим на делянках с небобовыми сидеральными культурами. Разложение органической массы происходит замедленно и характеризуется стабильным выделением СО2 в течение всего года. Наиболее высокий урожай яблок и винограда был получен на делянках с фацелией и в среднем за годы исследований составил 18,2 и 9,7 т/га соответственно.
1. Карпова Д.В., Винокуров И.Ю., Батяхина Н.А, Чернов О.С., Волощук А.Т. Улучшенная технология эффективного, экологически безопасного использования различных видов и форм органических удобрений на серых лесных почвах Владимирского ополья. Методические рекомендации. Иваново, 2007. 28 с.
2. Лыков А.М. Органическое вещество почвы как важнейшее звено продукционного процесса в современных системах земледелия // Сборник докладов международной научно-практической конференции. М.: Россельхозакадемия, ГНУ ВНИПТИОУ, 2014. С. 23–32.
3. Хомяков Д.М. Почвенно-климатические аспекты обеспечения продовольственной безопасности России // Аграрий Плюс. Опыт. Инвестиции. Технологии. 2016. № 4 (17). С. 46–49.
4. Сычев В.Г., Ефремов Е.Н., Романенков В.А. Итоги и перспективы развития агрохимии // Проблемы агрохимии и экологии. 2013. № 4. С. 11–16.
5. Добровольский Г.В. Русский чернозем и его значение в науке и жизни России // Русский чернозем: материалы III всероссийской научно-практической конференции. М.: Изд. Русский дом, 2009. С. 16–21.
6. Зинченко С.И., Зинченко М.К. Формирование агрофизических свойств в агроэкосистемах на серой лесной почве // Новая наука: от идеи к результату. Международное научное периодическое издание по итогам Международной научно-практической конференции 22 марта 2017 г. Стерлитамак: АМИ, 2017. № 3–1. С. 217–221.
7. Тарханов О.В. Концепции питания растений и общество // Национальная безопасность и стратегическое планирование. 2014. № 3 (7). С. 41–56.
9. Кирюшин В.И. Теория адаптивно-ландшафтного земледелия и проектирование агроландшафтов. М.: КолосС, 2011. 443 с.
10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
12. Матвиенко А.И. Влияние азота на микроциркуляцию углерода в почвах под лиственницей сибирской и сосной обыкновенной: дис. … канд. биол. наук. Красноярск: СФУ ФНЦКНЦ СО РАН, 2017. 212 с.
13. Масютенко Н.П. Трансформация органического вещества в черноземных почвах ЦЧР и системы его воспроизводства. М.: Россельхозакадемия, 2012. 150 с.
14. Постников Д.А., Темирбекова С.К., Лошаков В.Г., Норов М.С., Курило А.А. Сравнительная агроэкологическая оценка применения традиционных и перспективных сидеральных культур в условиях Московской области // Достижения науки и техники АПК. 2014. № 8. С. 39–43.
При получении продукции садоводства из агроэкосистемы с урожаем плодовых культур изымается до 80 % всей созданной фотосинтезом биомассы, включая основную и побочную продукцию. По мнению многих исследователей, побочная продукция из отчуждаемой биомассы может и должна вернуться обратно в агроэкосистему в виде органических остатков [1, с. 4]. Именно тот факт, что из агрономических экосистем выносятся значительные количества элементов питания с полученной продукцией, отрицательно влияет на продуктивность всей системы в будущем [2, с. 24].
Получение любых уровней урожайности сельскохозяйственных культур и стремление к получению максимального, генетически обусловленного урожая, даже на высокоокультуренных почвах, возможно при соблюдении основного закона земледелия – закона возврата источников энергии и вещества, когда в полной мере удовлетворяется потребность растений в питательных веществах, при своевременном и качественном проведении агротехнических мероприятий для возделываемой культуры [3, с. 47].
Еще в начале века было определено, что для повышения адаптационного потенциала различных агроэкосистем необходимо разработать системы удобрений, включающие в себя максимально рациональное использование побочной продукции и пожнивно-корневых остатков [4, с. 15]. С биомассой разных культур, по данным Г.В. Добровольского и др., от общего количества в урожае в почву возвращается 27…60,5 % азота, 18,5…51,7 % фосфора, 16,7…48,1 % калия и 27,6…54 % кальция. С каждой тонной соломы в почву возвращается 8,5 кг азота, 3,8 кг фосфора, 13 кг калия, 4,2 кг кальция, 0,7 кг магния и ряд микроэлементов, которые накапливаются в соломе в большей степени, чем в зерне (железа от 10 до 30 г/т, марганца от 15 до 70 г/т, меди от 2 до 5 г/т, цинка от 20 до 50 г/т, молибдена от 0,2 до 0,4 г/т, бора от 2 до 5 г/т) [5, с. 20].
Дефицит органического вещества и ухудшение его качества способствует падению не только агрохимических и агрофизических, но и биологических свойств почвы, что в свою очередь ухудшает экологическое состояние и снижает почвенное плодородие [6, с. 220]. Биомасса органического вещества, поступающая в почву после той или иной культуры, влияет на процесс гумусообразования, фитосанитарное состояние почвы, а элементы питания, выделенные в процессе разложения растительных остатков, могут использоваться сельскохозяйственными культурами эффективнее, чем из минеральных удобрений [7, с. 37]. Д.Н. Прянишников в середине прошлого века писал о том, что от качества и количества растительного материала, энергии и характера его разложения зависят агрофизические свойства почв, но в большой мере изменяется режим минерального питания последующих культур [8, с. 278]. Эти положения подчеркивал В.И. Кирюшин [9, с. 297–298].
В настоящее время в Южной Осетии задачи интенсификации использования возобновляемых биоресурсов, поддерживающих механизмы саморегуляции и круговорот биофильных элементов в агроэкосистемах, приобретают все большую актуальность, а биомасса растительных остатков сельскохозяйственных культур составляет важную приходную часть баланса органического вещества почвы и обеспечивает устойчивость агробиоценозов.
Цели и задачи исследований
Оптимизация круговорота органоминеральных веществ в агроэкосистемах явилась движущим фактором проведения наших исследований с целью разработки системы сидерации в плодовом саду и винограднике как агротехнического приема. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) подобрать сидеральные культуры и систему сидеральных посевов для климатических условий Южной Осетии, агротехники плодовых садов и виноградников;
2) определить качественный и количественный состав зеленой массы выбранных сидеральных культур;
3) изучить последовательность разложения органической массы сидератов и накопление питательных веществ в почве в различные моменты вегетационного периода;
4) определить влияние сидератов на динамику биологической активности почвы;
5) определить влияние различных сидератов на урожайность, рост и развитие плодовых культур и винограда.
Место и условия проведения исследований
Опыты проводили в течение четырех лет в 2012–2015 гг. в условиях предгорной зоны Южной Осетии. Опытные участки яблоневого сада (0,6 га) и виноградника (0,3 га) прилегали друг к другу и находились в пос. Знаур на склоновых землях с уклонами менее 5 °. Яблоневый сад представлен 6–9-летними деревьями поздних сортов (Флорина, Орфей, Марго и Гранатовое), на участке виноградника возделывалось 2 сорта (Ркацители и Саперави Северный) такого же возраста.
Климат территории переходный от степного к умеренно влажному с жарким летом. Среднегодовая температура воздуха колеблется в пределах 9,5–10,3 °С. Наиболее высокая степень нарастания температур воздуха наблюдается в мае. Сумма активных температур колеблется в пределах 3500–3700 °С. Безморозный период свыше 250 дней, период с активными температурами составляет 185 дней. Годовая сумма осадков варьирует в пределах 481–600 мм с минимумами в декабре и августе, максимум осадков приходится на май и составляет 70–90 мм.
Почвы участков темно-коричневые лесные черноземовидные, мощность горизонта (А + В) составляла 0,6 м. Профиль до 1,5 м хорошо дифференцирован, структура зернисто-мелкокомковатая. Подстилающие породы – глинистые толщи и лессовидные суглинки, местами сильно обогащенные известью. Содержание гумуса 2,0…3,5 %. Общего азота 0,15…0,27 %, гидролизуемого азота 41–64 мг/100 г почвы. Содержание подвижных форм фосфора очень низкое (2…7 мг/100 г почвы), обеспеченность калием средняя (30 мг/100 г почвы К2О). Содержание поглощенного кальция составляет 44,5…52,0 мг-экв./100 г почвы, магния 5,1…7,8 мг-экв./100 г почвы. Соотношение Caк Mg > 9. Наличие высокого содержания кальция обеспечивает прочность структуры черноземовидных почв и благоприятные агрофизические свойства.
Гранулометрический (механический) состав почв участков глинистый, местами тяжело суглинистый. В целом почвы имеют благоприятный микроагрегатный и агрегатный состав, обладают положительными водно-воздушными свойствами, поскольку в них преобладают агрономически ценные частицы (менее 1 мм). Почва имеет высокие показатели скважности, водопроницаемости, достаточно аэрирована. Реакция среды в верхних горизонтах нейтральная (рН 7,0), в нижних – слабощелочная (рН 7,4).
Годы исследований по температурно-влажностным характеристикам распределялись следующим образом: 2012 – влажный (ГТК = 1,4); 2013 – засушливый (ГТК = 0,7); 2014 – слабозасушливый (ГТК = 1,0); 2015 – засушливый (ГТК = 0,7).
Методика проведения исследований
На основе имеющихся данных было отобрано для исследований 9 сидеральных культур, которые высевались в междурядьях сада и виноградника. Площадь учетной делянки составляла 200 м2, повторность трехкратная. Полевой опыт двухфакторный: 1 фактор – вид сидерата, 2 фактор – сроки высева и запашки сидератов (табл. 1). Контроль – чистый пар. На всех вариантах давался фоновый уровень расчетной дозой минеральных удобрений N90P110K40.
Изучаемые сидеральные культуры, сроки их посева и заделки в почву
Источник