Статья: Влияние однолетних сидеральных культур в смешанных посевах на агрофизические свойства пахотного горизонта почвы и урожайность картофеля

Влияние однолетних сидеральных культур в смешанных посевах на агрофизические свойства пахотного горизонта почвы и урожайность картофеля

Н.М. ШАЛАГИНА

Аннотация

Выявлено положительное влияние двухкомпонентных сидеральных смесей на агрофизические свойства почв Камчатки и урожайность картофеля. Применение рапса ярового в сочетании с овсом и викой яровой позволило повысить урожайность надземной массы и корневых и пожнивных остатков по сравнению с одновидовым посевом рапса в среднем на 70,20 %, или на 16,94 т/га по сравнению с одновидовым посевом рапса. Сочетание горчицы белой с редькой масличной способствовало увеличению биомассы по сравнению с одновидовым посевом горчицы белой на 14,82 т/га (46,9 %), общая биомасса составила 46,43 т/га. В целом смеси однолетних сидеральных культур в различных сочетаниях обеспечили накопление сырой биомассы в пахотном горизонте в объеме 33,67--57,58 т/га. Наиболее эффективной была смесь редьки масличной с викой яровой -- биомасса достигала 57,58 т/га. Выявлено, что содержание азота в двухкомпонентных сидеральных смесях было больше на 12,49 кг/га (10,6 %) -- 73,17 кг/га (118,5 %), чем в однокомпонентных. Наиболее высокое содержание азота отмечалась в сидеральных смесях с викой яровой. Количество фосфора в двухкомпонентных смесях было выше, чем в однокомпонентных одновидовых, на 23,89--72,84 кг/га, или на 22,42--68,36 %. Сидеральные двухкомпонентные смеси рапса ярового с овсом и викой яровой на фоне (NPK') в прямом действии существенно увеличили урожайность картофеля: прибавка по сравнению с одновидовым посевом рапса состав-ила 3,83 т/га (27,8 %) и 4,55 т/га (33,0 %). Двухкомпонентные сидеральные смеси улучшили физические свойства почвы (содержание макроагрегатов достигало 77,0-78,5 %, плотность -- 0,66 г/см2: произошло некоторое разрыхление пахотного слоя под влиянием корневой системы сидератов).

Ключевые слова: однолетние сидеральные культуры, одновидовые, двухкомпонентные, азот, фосфор, урожайность, картофель.

Annotation

Influence of annual green manure crops in mixed crops on agrophysical properties of soil plough-layer and potato yield. N.M. SHALAGINA (Kamchatka Scientific Research Institute of Agriculture, Kamchatsky Krai, Yelizovsky District, Sosnovka village).

The positive influence of two-component green manure mixtures on agrophysical soil properties in Kamchatka and on potato yield is revealed. Applying spring rape in combination with oat and spring vetch increased the productivity of aboveground mass and root-crop residues as compared to the one-species rape planting by 70.20 % on average or by 16.94 t/ha as compared to the one-species rape planting. A combination of a white mustard with an oilseed radish contributed to an increase in biomass compared to a single-wheat sowing of the white mustard by 14.82 t/ha (46.9 %), the total biomass made up 46.43 t/ha. Overall mix of annual green manure crops in various combinations provided an accumulation of raw biomass in the plough layer to 33.67--57.58 t/ha. The most effective was a mixture of an oilseed radish and a spring vetch - harvest biomass reached 57.58 t/ha. The analysis revealed that the nitrogen content in two- component green-manured mixtures was 12.49 kg/ha (10.6 %) -- 73.17 kg/ha (118.5 %) more than in one-component green-manured mixtures. The highest nitrogen content was observed in green manure mixtures with a spring vetch. The amount of phosphorus in two-component mixtures was higher than in single -- species crops by 23.89--72.84 kg/ha or by 22.42--68.36 %. Two-component green manure mixtures of a spring rape with an oat and a spring vetch in the background (NPK)^ in a direct influence significantly increased the yield of potatoes: the increase compared to a single-rape sowing amounted to 3.83 t/ha (27.8 %) and 4.55 t/ha (33.0 %). Two-component green manure mixtures improved the physical properties of the soil (the content of macroaggregates reached 77.0-78.5 % and the density -- 0.66 g/cm2 -- there was some loosening of the plow layer under the influence of the root system of green manure).

Key words: annual green manure crops, single-species, two-component, nitrogen, phosphorus, yield, potatoes.

Основная часть

картофель севооборот сидеральный смесь

Концепция современного земледелия предусматривает освоение мер по биологизации севооборотов, изучение биологических источников воспроизводства почвенного плодородия, использование зеленой массы многолетних и однолетних трав в качестве сидератов. При этом сидераты нужно рассматривать не только как источник биогенных элементов, но подчас в большей мере как способ, ограничивающий их непроизводительные потери из почвы и обеспечивающий более высокую усвояемость культурными растениями. Как установлено наукой и практикой, для пополнения количества органического вещества в почве наиболее эффективно применение сидеральных культур и их смесей. Необходимо создавать комплексы из разновидовых растений, обладающих в чистых посевах теми или иными достоинствами, нужен поиск альтернативных вариантов [2].

Важное значение в возмещении потерь органического вещества и накоплении его в почве принадлежит «зеленым удобрениям». Легкие охристые вулканические почвы Камчатки подвержены быстрому развитию эрозионных процессов на пашне с потерей гумуса до 40 %. Для сохранения почвенного плодородия необходимо использовать природные биологические средства с включением в севооборот сидеральных культур. Климатические условия Камчатки позволяют применять в качестве зеленого удобрения культуры, не имеющие распространения в сельскохозяйственном производстве (горчица белая, вика яровая, редька масличная, люпин узколистный, фацелия) [6, 7]. Рационально использовать сидеральные культуры не только в одновидовых посевах, но и в различных сочетаниях. Это позволяет избежать быстрой минерализации зеленой массы одних растений (капустных, бобовых) и, напротив, ускорить разложение других (соломистую часть злаковых), определить влияние сидеральных смесей на продуктивность культур севооборота и плодородие охристых вулканических почв.

Цель исследований - изучить однолетние сидеральные культуры в смешанных посевах для выявления эффективного метода улучшения и сохранения почвенного плодородия в короткоротационном севообороте и их влияние на урожайность картофеля.

Материалы и методы

Исследования проводили в 2017-2018 гг. в стационарных опытах в первом и втором полях севооборота (сидеральный пар - картофель - картофель), на легкой по гранулометрическому составу охристой вулканической почве со средним (38,0 мг/кг) содержанием нитратного, высоким (110,0 мг/кг) - аммонийного азота, средним (54,0 мг/кг) содержанием подвижного фосфора и высоким - обменного калия (205 мг/кг); рН (солевое) 6,0. Общий азот определяли по Кьельдалю, подвижный фосфор и обменный калий - по Кирсанову, кислотность почвенного раствора - потенциометрически. Почвенные и растительные анализы выполняли на базе лаборатории агрохимических анализов института с использованием пламенного фотометра, спектрофотометра, иономера, фотокалориметра.

Площадь посевной делянки на сидератах 151,2 м², на картофеле - 25,2 м², общая площадь опыта под каждой культурой 14 608 м². Исследования проводили в двух повторениях на сидератах и в трех повторениях на картофеле. Под сидераты и картофель вносилось удобрение из расчета (ИРК)₉₀ действующего вещества (в туках диаммофоска 270 кг/га, мочевина 127 кг/га). Полевые и лабораторно-аналитические исследования почв и растений выполняли согласно известным методикам [1, 3-5]. Схемы опытов представлены в табл. 1 и 2.

Урожайность однолетних сидеральных культур в первом поле севооборота (среднее по двум закладкам), т/га

Таблица 2

Содержание питательных веществ в корнепожнивных остатках сидеральных культур

Результаты исследований

Из данных табл. 1 видно, что сырая биомасса (надземная часть + корнепожнивные остатки) двухкомпонентных смесей «рапс яровой + овес» и «рапс яровой + вика яровая» превысила одновидовой посев рапса на 16,99 и 16,89 т/га (70,41 и 16,99 % соответственно). По содержанию сухого вещества увеличение составило 2,43 (38,76 %) и 0,79 т/га (12,59 %).

Двухкомпонентные смеси горчицы белой с овсом и викой яровой по урожайности сырой биомассы были эффективнее одновидового посева горчицы соответственно на 2,06 (6,52 %) и 3,25 т/га (10,28 %), сочетание горчицы белой с редькой масличной способствовало увеличению биомассы на 14,82 т/га (46,88 %). По содержанию сухого вещества превышение в биомассе данных смесей по сравнению с чистым посевом горчицы составило соответственно 0,53 т/га (7,33 %), 0,16 т/га (2,21 %) и 1,27 т/га (17,57 %). Применение двухкомпонентной смеси редьки масличной и вики яровой по урожайности биомассы было эффективней чистого посева редьки масличной на 8,85 т/га (18,14%), по количеству сухой массы прибавка составила 0,74 т/га (10,28 %). При анализе содержания питательных веществ в сидератах нами отмечено, что в почву с биомассой поступило азота больше с сидеральными смесями: рапс + овес и рапс + вика яровая соответственно на 31,19 и 55,70 кг/га, или на 42,84 и 76,51%, при 72,80 кг/га на рапсе яровом (табл. 2, 3). Сидераль- ные смеси горчицы белой с овсом и викой яровой по содержанию азота в биомассе также превысили одновидовой посев горчицы на 12, 49 кг/га (10,56 %) и 27,61 кг/га (23,34 %) соответственно. Наибольшее увеличение количества азота в наших исследованиях отмечалось в случае использования смеси редьки масличной с викой яровой - на 73,17 кг/га (118,47 %) выше, чем при чистом посеве редьки масличной. Наибольшее содержание азота выявлено в сидеральных смесях с викой яровой.

Таблица 3

Содержание питательных веществ в однолетних сидеральных культурах