Сівообіг як фактор організаційно-технологічної основи раціонального використання землі та відтворення родючості ґрунту. Системи землеробства. Як пов'язаний сівозміна з родючістю грунту

05.02.2021

Сівообіг

Тривале обробіток тієї чи іншої садово-городньої культури на одній і тій же площі незмінно призводить до зниження фізико-хімічних якостей ґрунту, його збіднення та виснаження, появи збудників захворювань та комах-шкідників. Це, своєю чергою, призводить до погіршення умов, у яких розвиваються рослини.

Деякі культури при тривалому вирощуванні на тому самому місці здатні викликати суттєві якісні зміни грунту. Так, постійна висадка капусти на той чи інший майданчик викликає підвищення рівня кислотності ґрунту. А на ділянці, де завжди росте цибуля, багаторазово зростає ризик появи нематод. Крім того, деякі рослини активізують винесення поживних речовин із ґрунту.

Тривале вирощування будь-якої певної садово-городньої культури на тому самому ділянці може бути виправданим лише за умови, що це не призводить до збільшення кількості колоній шкідників та мікроорганізмів, що є збудниками хвороб рослин. Для того, щоб запобігти цьому, краще скористатися особливим методом обробітку овочевих та квіткових видів – сівозміною, або щорічним чергуванням культур.

Як відомо, коренева система рослин не тільки живить їх надземні частини, але й бере активну участь у ґрунтоутворювальних процесах, покращуючи мікрофлору ґрунту, його структуру та фізико-хімічні параметри. Таким чином, між ґрунтом та рослиною існує прямий зв'язок, що полягає в обміні поживними речовинами за сприяння вологи, світла та тепла. Коріння має здатність виділяти в грунт органічні компоненти, серед яких слід назвати кислоти органічного походження, фенольні сполуки, гормони, цукри, вітаміни та ферменти.

Тривалий обробіток на тому самому ділянці рослини певного виду призводить до накопичення в ґрунті колінів, які погіршують структуру та знижують рівень родючості ґрунту. У більшості випадків основною причиною збіднення ґрунту та зниження врожайності культури стає накопичення токсичних речовин, що виділяються самими рослинами при тривалому вирощуванні їх на постійному майданчику.

До городніх видів, що відрізняється підвищеною чутливістю до токсинів, що виділяються ними, відносяться буряк і шпинат. Меншим ступенем чутливості володіють цибуля, бобові і кукурудза. Велику кількість токсичних колінів виділяють солодкий перець, капуста, помідори, морква та огірки.

Ще однією причиною, з якої слід використовувати метод сівозміни, є заселення майданчиків з садово-городньої культурою, що постійно висаджується, комахами-шкідниками і збудниками захворювань. Особливо поширеними хворобами, що виникають внаслідок обробітку одного виду рослини на постійній ділянці, вважаються ті, що викликані цибульною та морквяною мухою, листовою та кореневою нематодою, а також збудників кореневої гнилі та кореневої кіли. Найбільш ефективним способомБоротьба з ними вважається сівозміною.

Зазвичай шкідники та збудники хвороб вражають представників певної родини городньої культури. У зв'язку з цим не потрібно, наприклад, висаджувати турнепс, редьку та редис на ті грядки, де раніше росла капуста. У разі виникнення кіли капусту рекомендується висаджувати на колишнє місце не раніше ніж через 6 років після року зараження. На такій ділянці можна обробляти такі види, що становлять інше сімейство.

Сівообіг дозволяє захистити грунт від збіднення та виродження, а рослини від шкідників та хвороб. Крім того, такий метод землеробства сприяє запобіганню виносу з ґрунту поживних компонентів. При цьому необхідно знати, які культури здатні максимально покращувати якість ґрунту.

Відомо, що підвищувати родючість ґрунту можуть рослини, що мають добре розвинену кореневу систему, за якою корисні речовини надходять із глибинних ґрунтових горизонтів у поверхневі. Крім того, вони роблять грунт більш пухким. Це особливо важливо для важких суглинистих та глинистих ґрунтів.

При виборі садово-городніх культур задля забезпечення сівозміни дільниці можна скористатися табл. 12.

У традиційному землеробстві вирішення проблеми збереження родючості ґрунту є актуальним завданням. В умовах різкого зниження інвестицій, що спрямовуються на підвищення родючості грунту, першорядне значення набувають прийоми інтенсифікації біологічних факторів, що передбачають використання органічних добрив, запашку соломи, насичення сівозмін багаторічними травами, заміну чистих парів зайнятими і сидеральними, посів проміжних культур і т.п. Ефективно вирішити ці питання можна лише за умов тривалих стаціонарних дослідів з урахуванням польових сівозмін. У статті викладено рекомендації щодо вдосконалення сівозмін як основного елемента адаптивно-ландшафтних систем землеробства. Дано порівняльну оцінку ефективності використання в різних видах польових сівозмін біологічних методів відтворення родючості ґрунту та показано їх продуктивність на чорноземі вилуженої лісостепової зони Середнього Поволжя. Тривале вивчення різних видів польових сівозмін дозволило зробити висновок про можливість стабілізації родючості грунту та підвищення продуктивності сівозмін шляхом насичення їх проміжною сидерацією, сидеральною парою і багаторічними травами.

продуктивність

баланс гумусу

родючість

сівозміна

Багаторічний стаціонарний польовий досвід

1. Ворніков Д.В., Баздирєв Г.І., Павліков А.А. Оцінка родючості та продуктивності сівозмін у степовій зоні Середнього Поволжя // Вісті Тимірязівської сільськогосподарської академії. - 2009. - № 2. - С. 39-46.

2. Голомолзін Р.С. Продуктивність зернових сівозмін та накопичення біогенних ресурсів родючості чорнозему в агроекосистемах лісостепу Поволжя: автореф. дис. на соіскан ... канд. с-г. наук. - Кінель, 2003. - 22 с.

3. Зеленський Н.А., Луганцев Є.П., Авдєєнко А.П. Парозанімаючі та сидеральні культури на еродованих чорноземах. ФГОУ ВПО «Донською ДАУ». - Ростов н / Д: Видавничий дім "Птах", 2005. - 176 с.

4. Козаков Г.І., Мілюткіна В.А. Екологізація та енергозбереження у землеробстві Середнього Поволжя: монографія. - Самара: РІЦ СДСГА, 2010. - 245 с.

5. Лагуткіна Н.В. Розумне землеробство. - Пенза, 2013. - 116 с.

6. Орєшкін М.В. Агротехнологічні засади адаптивного землеробства в умовах басейну річки Сіверський Донець: дис... док. с.-г. наук. - Рамонь, 2012. - 291 с.

7. Орлов А.М., Ткачук О.А., Павлікова О.В. Ефективність ланок польової сівозміни з чистими та зайнятими парами в лісостепу Середнього Поволжя // Родючість. - 2010. - № 2. - С. 44-45.

В даний час, внаслідок всесвітньої екологічної кризи, кардинально змінюється система підходів та наукових уявлень про подальші шляхи розвитку та ведення традиційного землеробства у світі. Інтенсивне землеробство, яке здійснюється у країнах Заходу, та екстенсивне його ведення у країнах з менш розвиненим сільськогосподарським виробництвом призводять до практично однакових наслідків: деградації ґрунтів, забруднення агрофітоценозів речовинами-токсикантами, зниження ефективності землеробства, руйнування ландшафтного середовища. Зрештою відбувається знищення самої можливості ведення традиційного землеробства звичними методами та засобами. Вихід із ситуації бачиться у переході від інтенсифікації до сталого, екологічно зваженого - адаптивного землеробства.

Для досягнення цієї мети важливе місце у системах землеробства відводиться науково обґрунтованим сівозмінам, що забезпечують зниження виробничих витрат, підвищення родючості ґрунту та охорону навколишнього середовища.

У цьому вивчення на чорноземі вилуженому лісостеповій зони Середнього Поволжя вплив різних видів сівозмін на родючість грунту та його продуктивність є актуальним і перспективним напрямом у землеробстві.

Дослідження проводились у 2003-2013 роках. у багаторічному стаціонарному польовому досвіді кафедри загального землеробства та землеустрою ФДБОУ ВПО «Пензенська ДСГА».

Грунт дослідної ділянки представлений чорноземом вилуженим, важкосуглинистим по гранулометричному складу. Перед закладкою досвіду (2003 р.) ґрунт дослідної ділянки характеризувався такими показниками: вміст гумусу в орному шарі 7,96-8,09 %, рНсол.5,03-5,04, легкогідролізованого азоту 169-191 мг/кг, рухомого фосфору 73-93 мг/кг, обмінного калію 117-146 мг/кг. Станом на 2013 р. вміст гумусу в середньому за досвідом становив 6,5%, реакція середовища кисла (рНсол 4,8-4,9), забезпеченість азотом висока, фосфором та калієм – середня.

За період досліджень (2003-2013 рр.) у досвіді використовувалися районовані у Пензенській області сорти сільськогосподарських культур: озима пшениця – Безенчукська 380; ячмінь – Харківський 99, Волгар; картопля - Удача; яра пшениця – Л-503, Тулайківська 10, кукурудза – Бемо 181 СВ; вико-овес - суміш вика Орловська (35%) + овес Алюр (65%); буркун волосистий - Сонечко, гірчиця - Рапсодія.

У 2003-2005 роках. у багаторічному стаціонарному польовому досвіді дослідження велися у восьмипольному зернопаропропашному сівозміні з наступним чергуванням культур: чиста пара - озима пшениця - картопля - яра пшениця - вико-овес - озима пшениця - кукурудза - ячмінь.

З 2006 по 2013 роки. сівозміна була видозмінена на зернопаротрав'яній з наступним чергуванням культур: чиста пара - озима пшениця - яра пшениця - вико-овес + буркун - буркун 1 р. п. - буркун 2 р. п. - озима пшениця - яра пшениця. З 2011 року наявна зернопаротрав'яна сівозміна була насичена проміжною сидерацією. У 2013 році з метою вивчення впливу видів пари в сівозміну було введено варіант із сидеральною парою.

Збирання зернових культур проводили з одночасним подрібненням та розкиданням соломи. Площа сівозміни – 4,8 га. Площа одного поля – 0,6 га.

Основною ланкою біологічного землеробства є науково обґрунтовані сівозміни. У зональних системах землеробства є провідною організуючою ланкою, основою ефективного застосування систем обробки ґрунту, добрив, захисту рослин, насінництва, меліоративних та інших заходів.

Сівообіги дозволяють підвищити ефективність родючості ґрунту, регулювання харчового, водного та повітряного режимів ґрунту, придушення бур'янів, збудників хвороб та шкідників рослин, при цьому не вимагаючи додаткових матеріальних витрат, що дуже важливо для отримання екологічно чистої рослинницької продукції та зниження її собівартості.

Науково обґрунтоване розміщення культур у сівозмінах забезпечує такі середні надбавки врожайності: озимої пшениці – 9,7; ярої пшениці – 7,1; кукурудзи – 32; цукрових буряків - та 100; соняшника - 8 ц/га.

В даний час у всіх країнах світу вчені і практики землеробства стурбовані дедалі більшим зниженням вмісту гумусу в орних грунтах. Тому необхідно негайно призупинити процес зниження вмісту гумусу в ґрунтах та підтримати його бездефіцитний баланс надалі. Без цього не можна ефективно використовувати у час всі засоби інтенсифікації землеробства. Тому сівозмінам, їх розробці та освоєнню як основі стабілізації та продуктивності ріллі необхідно приділяти невідкладну та головну увагу.

Одним із етапів у вирішенні задач з оптимізації режиму органічної речовини є прогнозування гумусового балансу.

В умовах інтенсифікації землеробства мінералізація гумусу значно зростає і становить залежно від типу сівозміни 0,5-2,0 т/га на рік. Це означає, що спад гумусу в грунті за 15-20 років може досягти 1,0 %. За даними ВНДІ землеробства та захисту ґрунтів від ерозії, за існуючої технології обробки чорноземи за 30-40 років втрачають 0,8-1,2 % гумусу в орному шарі, а на схилових землях – понад 3,5 %. Залежно від ступеня інтенсифікації землеробства (питома вага просапних, зернових, бобових трав у сівозміні, наявність чистої пари, застосування мінеральних добрив, зрошення і т.д.) і типу ґрунту вміст гумусу в ґрунті може щорічно зменшуватися в середньому на 0,5-1,0 т/га.

Результати розрахунків з обґрунтування мінералізації та освіченого гумусу в досліджуваних нами сівозмінах показали, що найбільший негативний баланс гумусу склався в зернопаропропашній сівозміні (2003-2005 рр.) і склав -6545,2 кг/га (таблиця).

Сильне вплив на ґрунт надають багаторічні трави (буркун, конюшина, еспарцет). У зернопаротрав'яній сівозміні (2006-2010 рр.) за рахунок введення в структуру посівних площ багаторічних трав (буркун) баланс гумусу помітно знизився і склав 1717,6 кг/га. Це пов'язано з тим, що трави збагачують ґрунт органічною масою за рахунок надходження кореневих та пожнивних залишків, які сприяють накопиченню елементів живлення у орному горизонті ґрунту та додатково стимулюють активність азотфіксуючих мікроорганізмів. За даними відділу землеробства Тамбовського НДІСГ, урожайність сівозміни з двома полями багаторічних трав забезпечує позитивний баланс гумусу. За ротацію (10 років) його вміст у орному шарі (0-30 см) збільшився з 6,85 до 7,20%.

Таблиця - Прогнозований баланс гумусу залежно від виду сівозміни

Вид сівозміни	Мінералізується гумусу, кг/га	Кількість знову освіченого гумусу, кг/га	гумусу, кг/га
Зернопаропропашний сівозміна (2003-2005 рр.)
Зернопаротрав'яний сівозміна (2006-2010 рр.)
Зернопаротрав'яний сівозміна (2011-2013 рр.)
Сидеральний (2012-2013 рр.)

У 2011-2013 роках. у зернопаротрав'яну сівозміну було введено після озимих культур пожнивну сидерацію (гірчицю), яка забезпечила зниження дефіциту органічної речовини, та баланс гумусу становив -1223,8 кг/га. За даними Н.В. Лагуткіна (2013) за короткий вегетаційний період гірчиця накопичує високий урожай зеленої маси. У середньому за роки досліджень (20 років) він становив 22,5 т/га та 90 % кореневої системи. У перекладі суху речовину - 7,5 т/га. При заоранні в ґрунт сидерату, загалом, у ґрунт надходить: азоту – 116 кг, фосфору – 40 кг і калію 171 кг – це еквівалентно внесенню 30 т/га гною.

Науковими установами Середнього Заволжя було виявлено вплив сидерації на врожайність та ґрунтову родючість. У дослідах Оренбурзького НДІСГ баланс гумусу в сидеральних парах був позитивним, а вміст гумусу збільшувалося на 0,5-0,7%. У наших дослідженнях заміна чистої пари у зернопаротрав'яній сівозміні на сидеральний (2010-2013 рр.) забезпечила отримання позитивного балансу гумусу +1703,2 кг/га.

Оцінка відтворення родючості ґрунту тісно пов'язана з агрономічною та агроекологічною оцінкою сівозмін. Оцінка сівозмін має проводитися в порівнянних одиницях по виходу продукції на одиницю сівозмінної площі вираженої в зернових, кормових, грошових, енергетичних одиницях.

Результати оцінки сівозмін за продуктивністю представлені на малюнку.

№1 - Зернопаропропашна сівозміна (2003-2005 рр.)

№2 - Зернопаротрав'яна сівозміна (2006-2010 рр.)

№3 - Зернопаротрав'яна сівозміна (2011-2013 рр.)

№4 - Сидеральна сівозміна (2012-2013 рр.)

Рисунок - Продуктивність видів сівозмін у зернових одиницях, т/га

У зернопаропропашному сівозміні (2003-2005 рр.) за рахунок насичення культурами інтенсивного типу (картопля, кукурудза) продуктивність була найбільшою та становила 3,40 т зернових одиниць з гектара. У 2006 році після виведення зі структури посівних площ просапних культур продуктивність зернопаротрав'яної сівозміни знизилася та становила 2,18 т зернових одиниць з гектара. Надалі для збільшення продуктивності (2,55 т зернових одиниць з гектара) зернопаротрав'яної сівозміни (2011-2013 рр.) вона була насичена багаторічними травами та проміжною сидерацією. Введення в існуючу сівозміну варіанта з сидеральною парою дозволило збільшити продуктивність сівозміни до 2,78 т зернових одиниць з гектара.

Тривале вивчення (більше 10 років) різних видів польових сівозмін дозволило зробити висновок про можливість стабілізації родючості грунту та підвищення продуктивності сівозмін шляхом насичення їх проміжною сидерацією, сидеральною парою і багаторічними травами.

Рецензенти:

Смирнов О.О., д.с.-г.н., професор, директор ДНУ Пензенський НДІСГ Россільгоспакадемії, м. Пенза.

Сьоміна С.А., д.с.-г.н., професор кафедри «Переробка сільськогосподарської продукції» ФДБОУ ВПО «Пензенська ДСГА», м. Пенза.

Бібліографічне посилання

Павлікова О.В., Ткачук О.О. ОЦІНКА ВПЛИВУ ПОЛЬОВИХ СЕВООБОРОТІВ НА ПЛОДОРОДІ ҐРУНТУ ТА ЇХ ПРОДУКТИВНІСТЬ У ЛІСОСТІВНІЙ ЗОНІ СЕРЕДНЬОГО ПОВОЛЖЯ // Сучасні проблеминауки та освіти. - 2014. - № 3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=13080 (дата звернення: 01.02.2020). Пропонуємо до вашої уваги журнали, що видаються у видавництві «Академія Природознавства»

Ключові слова

СЕВООБІР / ПЛОДОРОДДЯ ГРУНТУ / ПОЖНИВНІ КУЛЬТУРИ/ ГУМУС / СОЛОМА / Багаторічні трави/ CROP ROTATION / SOIL FERTILITY / CROP CULTURE / HUMUS / STRAW / PERENNIAL GRASSES

Анотація наукової статті з сільського господарства, лісового господарства, рибного господарства, автор наукової роботи - Нікончик Петро Іванович

У статті викладено результати 30-річного стаціонарного досвіду щодо вивчення впливу різних типів та видів сівозмін на основні показники. родючості ґрунту. Показано роль рослин (зернових, зернобобових, багаторічних та однорічних трав, просапних) у відтворенні родючості. Кількісно відображена загальна біомаса рослин, що відчужується з урожаєм і надходить у ґрунт у вигляді кореневих і пожнивних залишків, а також запаси основних елементів живлення, що містяться в цих частинах біомаси та частка повернення їх у ґрунт при вирощуванні культур в основних та проміжних посівах (всього ). Ці ж визначення виконані в різних видах сівозмін: зернотрав'янопропашному, зернотрав'яному, зернопропашному, просапному. Подано баланс гумусу в ґрунті в названих видах сівозмін при гною-мінеральній та мінеральній системах добрив. Показано вплив заорання соломи та пожнивних культурпри використанні на корм та зелене добриво на баланс гумусу у ґрунті. Викладено розрахунки можливих джерел поповнення органічної речовини у ґрунті.

Схожі теми наукових праць з сільського господарства, лісового господарства, рибного господарства, автор наукової роботи - Нікончик Петро Іванович

Наукові засади Зернової спеціалізації сівозмін у центральних областях Нечорноземної зони Росії
2006 / Лошаков В. Г.
Родючість дерново-підзолистих ґрунтів та продуктивність зернових сівозмін при тривалому використанні пожнивної сидерації.
2004/ Лошаков В.Г., Іванов Ю.Д., Миколаїв В.А.
Лабільна органічна речовина грунтів та прийоми її регулювання
2017 / Дідов Анатолій Володимирович, Несмеянова Марина Анатоліївна
Вплив польових сівозмін на баланс азоту в грунті
2013 / Замятін Сергій Анатолійович, Ізместьев Володимир Михайлович
Зелене добриво у підтаїжній зоні Сибіру
2012 / Сорокін І. Б., Титова Е. В., Сиротіна Є. А., Петрова Л. В.
Досвід використання рослинних залишків у ґрунтах Нечорноземної зони Росії (огляд)
2017 / Мудрих Н.М., Самофалова І.О.
Плідосмінна сівозміна - основний фактор збереження та підвищення родючості ґрунту в Білгородській області
2014 / Тютюнов С.І., Соловиченко В.Д., Логвінов І.В.
Тривале пожнивне зелене добриво та родючість дерново-підзолистих ґрунтів
2010 / Синіх Юрій Миколайович
Відтворення родючості ґрунту в зерновій сівозміні
2013 / Лошаков В. Г.
Вплив систем добрива на гумусовий стан сірих лісових ґрунтів
2010 / Окорков В. В., Окоркова Л. А., Фенова О. А.

Матеріали досліджують результати 30-річного дослідницького випробування на вивченні ефектів різних типів і статей з заліза ротацій на основних indicadors soil fertility . Роль plants (cereals, legumes, perennial and annual grasses, row crops) в maintenance of soil fertility is shown. Загальна biomass plants obtaining at harvest time and entering into soil as root and aftermath residues as well as the biomass of reservas of basic nutrition elements containing in those parts of biomass and proportion of their return to soil at cultivation of Основні і взаємні кроки (у всіх 30 видах) є quantitatively refl ected. Ті ж самі definitions є suitable для різних квітів з crop rotations: grain-grass-row, grain-grass, grain-row, and row. Balance of humus in soil in above-mentioned crop rotations using manure і mineral fertilizing і тільки mineral fertilizing systems is presentd. Діяльність straw ploughing and postharvest crops used for fodder and green manure on the balance of humus in soil is shown. Визначення можливих джерел replenishment organic matter in soil in agriculture Belarus are given.

Текст наукової роботи на тему «Сівообіг та відтворення родючості ґрунту. Результати 30-річного стаціонарного досвіду»

УДК 631.582:631.452

СЕВООБІР І ВІДТВОРЕННЯ ПЛОДОРОДІЯ ҐРУНТУ. РЕЗУЛЬТАТИ 30-РІЧНОГО СТАЦІОНАРНОГО ДОСВІДУ

П.І. НІКОНЧИК

(Науково-практичний центр НАН Білорусі із землеробства, м. Жодіно)

У статті викладено результати 30-річного стаціонарного досвіду щодо вивчення впливу різних типів та видів сівозмін на основні показники родючості ґрунту. Показано роль рослин (зернових, зернобобових, багаторічних та однорічних трав, просапних) у відтворенні родючості. Кількісно відображена загальна біомаса рослин, що відчужується з урожаєм і надходить у ґрунт у вигляді кореневих і пожнивних залишків, а також запаси основних елементів живлення, що містяться в цих частинах біомаси та частка повернення їх у ґрунт при вирощуванні культур в основних та проміжних посівах (всього ). Ці ж визначення виконані в різних видах сівозмін: зернотрав'янопропашному, зернотрав'яному, зернопропашному, просапному. Подано баланс гумусу в ґрунті в названих видах сівозмін при гною-мінеральній та мінеральній системах добрив. Показано вплив заорання соломи та пожнивних культур при використанні на корм та зелене добриво на баланс гумусу у ґрунті. Викладено розрахунки можливих джерел поповнення органічної речовини у ґрунті.

Ключові слова: сівозміна, родючість ґрунту, пожнивні культури, гумус, солома, багаторічні трави.

CROP ROTATION AND SOIL FERTILITY IMPROVEMENT. RESULTS OF 30-YEAR LONG-TERM EXPERIMENT

(Scientific and Practical Center of NAS of Belarus on agriculture)

Матеріали зображені результатами 30-річного дослідницького випробування на вивченні результатів різних типів і статей повторюваності на основних indicadors soil fertility. Роль plants (cereals, legumes, perennial and annual grasses, row crops) в maintenance of soil fertility is shown. Загальні biomass plants obtaining at harvest time and entering into soil as root and aftermath residues as well as the biomass of reservas of basic nutrition elements containing in thos parts of biomass and proportion of their return to soil at cultivation Основні і розбиті кроки (в усіх 30 видах) є значно відображені. Ті ж самі definitions є suitable для різних квітів з crop rotations: grain-grass-row, grain-grass, grain-row, and row. Balance of humus in soil in above-mentioned crop rotations using manure і mineral fertilizing і тільки mineral fertilizing systems is presentd. Діяльність straw ploughing and postharvest crops used for fodder and green manure on the balance of humus in soil is shown. Визначення можливих джерел replenishment organic matter in soil in agriculture Belarus are given.

Key words: crop rotation, soil fertility, crop culture, humus, straw, perennial grasses.

Загальновідомо, що родючість ґрунту та його відтворення є основою наукового землеробства. З родючістю завжди пов'язували придатність ґрунту для обробітку культурних рослин, задоволення їх потреби у земних факторах життя: воді, поживних речовинах та здатності забезпечувати отримання високого врожаю. Найважливішими показниками родючості ґрунту є вміст гумусу та доступних поживних речовин. Донедавна в Республіці Білорусь баланс органічної речовини та вміст гумусу підтримувалися за рахунок широкого застосування торфу для добрива. У 1970-1980 рр. частка його сухою речовиною становила понад 50% від усіх видів органічних добрив. В даний час у зв'язку з різким зменшенням використання торфу заготівля та застосування органічних добрив скоротилися з 80 до 40 млн т, а в перерахунку на підстилковий гній - з 60 до 30 млн т, або з 12 до 6 т на 1 га ріллі. У цих умовах різко зростає роль рослин та структури посівних площ у сівозмінах у регулюванні балансу органічної речовини.

Відчуження поживних елементів з урожаєм та повернення їх у ґрунт із рослинними залишками займає важливе місце в біологічному кругообігу речовин, зміна якого має велике значення для вдосконалення та розробки найбільш ефективних систем землеробства. Визначення кількісних величин накопичення органічної маси за рахунок кореневих та пожнивних залишків та укладених у них поживних елементів, а також винесення цих елементів з урожаєм має велике практичне значення для обґрунтування заходів, пов'язаних із підвищенням родючості ґрунту, ефективним використанням добрив, структурою посівних площ, розміщенням культур за попередниками та іншими елементами системи землеробства.

Роль с.-г. сівозміни у підтримці балансу органічної речовини у ґрунті зростає в умовах спеціалізації та концентрації с.-г. виробництва. Створення великих ферм та комплексів сприяє нерівномірності розподілу гною по території та зосередженню його у великих кількостях поблизу цих ферм. При безпідстилковому вмісті худоби отриманий рідкий і напіврідкий гній малопридатний як органічні добрива. У таких умовах регулювання балансу органічної речовини у ґрунті за рахунок раціонального поєднання культур у сівозмінах має особливо важливе значення.

Спеціалізація землеробства потребує зосередження однотипних культур у сівозмінах. Насичення їх культурами з малопотужною кореневою системою знижує можливість надходження органічної речовини у ґрунт за рахунок рослинних решток. Тому в умовах спеціалізації землеробства зростає необхідність знання особливостей кожної культури у накопиченні органічної маси у вигляді кореневих та пожнивних залишків та вмісту в них елементів живлення. Не менше значення має визначення балансу гумусу в різних видах сівозмін з різною структурою посівів.

Методика

Дослідження з вивчення впливу різних типів та видів сівозмін на родючість ґрунту проводяться у стаціонарному досвіді, закладеному в 1978 р. на експериментальній базі «Жодіно» Науково-практичного центру НАН Білорусі із землеробства. Повну схему досвіду визначено у 1980 р. У 2010 р. виповнилося 30 років від початку отримання інформації.

Грунт дослідної ділянки дерново-підзолистий, середньопідзолений, що розвивається на легкому піщано-пиловатом суглинку, що підстилається з глибини 50-70 см мореним суглинком.

Усього вивчається 20 схем сівозмін, різною мірою насичених різними зерновими та кормовими культурами, а також проміжними з використанням їх на корм та зелене добриво. Насичення зерновими становить від 33 до 75%, багаторічними травами – від 12 до 100%, просапними – від 12 до 100%, проміжними – від 12 до 37%. За видами сівозміни, що вивчаються, відносяться до зернотрав'янопропашних (повний плодосмін), зернотрав'яних, зернопропашних, зернових, просапних. За тривалістю ротації: два сівозміни - 9-польові, дев'ять - 8-польові, один - 6-польний, два - 5-польові, чотири - 4-польові, один - 3-польний, один - 2-польний.

Досліджувані сівозміни вивчаються при різних системах та рівнях добрив: 1) гній соломистий – 11 т/га + №К; 2) гній 22 т/га + 1/2 №К; 3) гній 22 т/га; 4) КРК. Застосовуються такі дози мінеральних добрив: під зернові - К80Р60К100, просапні - К120Р90К150, конюшина - Р90К150, конюшина + злаки 2-го р.п. - К90Р90К150, злакові трави - К180Р90К150. У зерновій сівозміні протягом 30 років вивчається використання соломи як органічного добрива. Запашка її проводиться у чистому вигляді, а також у поєднанні з хрестоцвітими пожнивними культурами при використанні на корм та зелене добриво.

Як проміжні культури в сівозмінах вивчаються: озиме жито на зелену масу, після збирання якого в поукосних посівах обробляються однорічні бобові культури; підсівний однорічний райграс під люпин та горохо-овсяну суміш; пожнивні хрестоцвіті культури (редька олійна, гірчиця біла, ріпак озимий). Пожнивні культури вивчаються з використанням на корм та зелене добриво у чистому вигляді та у поєднанні з соломою.

Результати та їх обговорення

В результаті 30-річних досліджень у комплексному стаціонарному досвіді з вивчення різних типів і видів сівозмін при різних системах добрив отримано великий експериментальний матеріал, що має важливе значення для подальшого вдосконалення систем землеробства в Білорусі.

Вплив різних типів та видів сівозмін на основні показники родючості ґрунту (баланс органічної речовини, біологічний кругообіг основних елементів живлення, господарський та ґрунтовий баланс азоту, фосфору та калію, фізичні властивості та біологічну активність ґрунту). Для встановлення ролі сівозмін у родючості грунту визначено загальну біомасу рослин (надземна + коріння), що відчужується з урожаєм і надходить у ґрунт у вигляді пожнивних та кормових залишків, а також запаси основних елементів живлення, що містяться в цих частинах біомаси та частка повернення обробітку основних польових культур: зернових, зернобобових, однорічних та багаторічних трав, просапних – всього у 30 культур. Ці ж визначення виконані в різних видах сівозмін: зернотрав'янопропашному, зернотрав'яному, зернопропашному, зерновому, просапному, що вивчаються при різних системах і рівнях добрив, на ґрунтах різного ступеня окультуреності (середньо- і добре окультуреної). Такі ж дослідження проведені і при вивченні проміжних культур (озиме жито на зелений корм, підсівне сераделла, підсівний багаторічний гіркий та кормовий люпин, пожнивні хрестоцвіті - редька олійна, гірчиця біла, ріпак озимий), а також сіво-

оборотів, різною мірою насичених різними проміжними культурами з використанням на корм та зелене добриво.

Накопичення біомаси, споживання та повернення в ґрунт елементів живлення основними польовими культурами. Дослідження показали, що найбільша біомаса коренів та пожнивних залишків накопичувалася у багаторічних трав (конюшина, конюшина + злаки, люцерна), що склала 50,4-62,9 ц сухої речовини на 1 га, потім слідували зернові колосові (26,2-32, 3 ц/га), люпин кормовий (28,1 ц/га), інші бобові (горох, кормові боби, віка, пелюшка, сераделла) - 11,2-16,0 ц/га, просапні силосні (кукурудза, соняшник) - 19,9-25,2 ц/га, коренеклубнеплоди (кормовий та цукровий буряк, бруква, морква, картопля) - 6,9-11,7 ц/га, проміжні культури - 20,8-27,3 ц/га . Питома вага рослинних залишків (пожнивні + коріння) по відношенню до загальної біомаси (надземна + коріння) у багаторічних трав становила 40,7-44,5%, у зернових колосових та кормового люпину – 30,2-36,3, інших однорічних бобових. культур - 11,2-16,0, кукурудзи - 35,1, соняшнику - 17,5, коренеклубнеплодів - 7,8-14,0, проміжних культур - 43,8-56,5%, а до відчужуваного врожаю відповідно 52 5-80,2%, 43,3-54,5; 20,8-46,1; 54,2; 21,2; 8,4-16,2; 78-130%.

Накопичення біомаси у сівозмінах залежно від структури посівів. Вивчення накопичення в грунті органічної речовини в різних видах сівозмін виявило, що найбільша кількість органічної маси за рахунок кореневих і пожнивних залишків надходить у грунт у сівозмінах з багаторічними бобовими та бобово-злаковими травами при використанні їх не більше двох років (табл. 1).

Таблиця 1

Щорічне надходження у ґрунт органічної речовини за рахунок гною та рослинних залишків у сівозмінах, ц/га

№ сівозміни в досвіді Структура посівів, % Заорано в ґрунт абсолютно сухої органічної маси, ц/га У % за рахунок

зернові однорічні трави багаторічні трави пропашні проміжні загалом у т.ч. наво- за кореневих і пожнивних залишків

% у сівозміні вид і тривалість використання, років на- за кореневих і пожнивних залишків

1 50 12,5 25 КТ2 12,5 25 57,7 22,4 35,1 39,0 61,0

9 50 12,5 25 Кл1 (2п) 12,5 - 57,7 22,4 35,3 38,8 61,2

9а 50 12,5 25 Кл1(2п) 12,5 25 64,2 22,4 41,8 34,9 65,1

6 55,6 11,1 33,3 Кл1, КТ2 - 25 63,0 22,4 40,6 36,5 63,5

7 37,6 12,5 50 КЗ4 - - 48,3 22,4 25,9 46,3 53,7

12 62,5 12,5 12,5 Кл1 12,5 25 57,7 22,4 35,4 38,7 61,3

13 75 - 25 Кл1(2п) - - 57,8 22,4 35,4 38,7 61,3

13а 75 - 25 Кл1(2п) - 25 63,8 22,4 41,4 35,1 64,9

2 50 - - - 50 - 45,4 22,4 23,0 49,3 50,7

15 - - - - 100 - 37,0 22,4 14,6 60,5 39,5

П р і м е ч а н н е. Кл1 - конюшина 1-го г.п., КТ2 - конюшина + тимофіївка 2-го г.п., КЗ4 - конюшина + злаки 4-го г.п.

Максимальна їх кількість накопичувалася у 8-пільному зернотрав'янопропашному сівозміні з двома полями конюшини однорічного користування та обробітком у двох полях проміжних культур – 41,8 ц/га (півн. 9а). Близькою до цієї сівозміни була зернотрав'яна з поєднанням конюшини однорічного користування та конюшинно-тимофейної суміші дворічного користування - 40,6 ц/га (півн. 6), а також спеціалізована зернова сівозміна без просапних культур з двома полями конюшини однорічного користування /га (півн. 13а). У зернотрав'янопропашному (9а) та зерновому (13а) сівозмінах за рахунок основних культур надходило до ґрунту 35,3-35,4 ц/га рослинних залишків та за рахунок проміжних - 6,0-6,5 ц/га. У загальній кількості органічної маси, що надійшла, питома вага проміжних склала 14,5-15,5%.

У сівозміні з дворічним використанням конюшинно-тимофейної суміші (сів. 1) у ґрунт заорювалося менше рослинних залишків (35,1 ц/га), ніж у сівозміні з такою ж питомою вагою багаторічних трав (сів. 9а), при однорічному обробітку конюшини двох полях (41,8 ц/га). Подовження терміну користування багаторічними травами (конюшина + злаки) до чотирьох років призвело до зниження маси рослинних залишків, що закриваються, до 25,9 ц/га, незважаючи на те, що в цій сівозміні (пів. 7) питома вага багаторічних трав була вдвічі більша (50% замість 25%), ніж у сівозмінах з однорічним та дворічним використанням конюшини (півн. 9 та пн. 1).

Значно менше, ніж у сівозмінах з багаторічними бобовими травами (півн. 1 і 9) надходило у ґрунт кореневих та пожнивних залишків у зернопропашній сівозміні (півн. 2) – 23,0 ц/га і ще менше – у просапній сівозміні зі 100% пропашних культур (півн. 15) – 14,6 ц/га.

Зміст гумусу в ґрунті в залежності від виду сівозміни та систем добрив. Узагальнюючим показником при оцінці ролі сівозмін в накопиченні органічної речовини є вивчення їх впливу на баланс гумусу в ґрунті. Тут знаходить відбиток як надходження у грунт свіжої органічної маси, а й ступінь її розкладання, значною мірою залежить від технології обробітку кожної культури. У наших дослідженнях вивчався баланс гумусу в ґрунті в різних видах сівозмін: зернотрав'янопропашному (повний плодосмін), зернотрав'яному, зернопропашному та просапному. Дослідження проводилися при мінеральній та гнойово-мінеральній системах добрив, що дало змогу вичленувати вплив культур та добрив. Отримані результати показали, що перевагу у накопиченні гумусу мали сівозміни з багаторічними травами (табл. 2). Показово, що у цих сівозмінах позитивний баланс складався як при гною-мінеральній, а й за мінеральної системі добрив, що має значення за умов зменшення застосування органічних добрив у зв'язку з різким скороченням використання гною і торфу сільському господарстві.

У досліджуваному 8-пільному зернотрав'янопропашному сівозміні (пів. 9) багаторічні трави оброблялися у двох полях на розриві у вигляді конюшини однорічного користування, у зернотрав'яному (сів. 6) - у вигляді конюшини однорічного користування (одне поле) і на розриві - у вигляді -тимофейної суміші дворічного користування Серед цих сівозмін за інтенсивністю гумусонакопичення деяка перевага мала зернотрав'яна сівозміна без просапних культур. За 26-річний період збільшення вмісту гумусу в ґрунті тут склало 0,24% при гноємінеральній системі добрив та 0,04% при мінеральній системі; у зернотрав'янопропашній сівозміні - 0,20 та 0,01% відповідно. У цих сівозмінах баланс можна охарактеризувати як позитивний при гною-мінеральній си-

№ сіво- Вид Структура посівів, % Система добрив Зміст гумусу, % Зміни (+/-), т/га

обороту в досвіді сівозміни зернових однорічних трав багаторічних трав пропашних вихідне через 26 років за 26 років у середньому за рік

9 Зерно-трав'яно-просапний 50 12,5 25 12,5 ЫРК Гній + ЫРК 2,26 2,27 2,27 2,47 +0,3 +6,0 +0,01 +0,23

6 Зерно-трав'яний 55,6 11,1 33,3 - ІРК Гній + ІРК 2.31 2.31 2,35 2,55 +0,9 +7,2 +0,03 +0,28

2 Зерно-просапний 50 - - 50 ЫРК Гній + ЫРК 2,25 2,40 2,04 2,35 ,3 ,5 6, 1, - -0,24 -0,06

15 Пропашний - - - 100 ЫРК Гній + ЫРК 2,22 2,40 1,93 2,31 ,7 ,7 00 сі -- -0,34 -0,11

П р і м е ч а н е. Доза гною 11,2 т на 1 га ріллі.

стемі добрив та бездефіцитний, або врівноважений, при мінеральній системі добрив.

У зернопропашному і просапному сівозмінах баланс гумусу складався негативно як при мінеральній, так і при гнойово-мінеральній системах добрив. Особливо різко негативним він був за мінеральної системи, де за 26-річний період його зменшення становило 0,21 і 0,29%, у той час як при гною-мінеральній системі - 0,05 і 0,09%. Доза органічних добрив 11,2 т на 1 га ріллі в цих сівозмінах виявилася недостатньою для створення бездефіцитного балансу гумусу. Негативно складався баланс гумусу і при беззмінному обробітку кукурудзи на фоні з гною-мінеральною системою добрив. За 26-річний період вміст його у шарі ґрунту 0-20 см зменшився з 2,44 до 2,28%.

Зміст гумусу в ґрунті в залежності від питомої вагита режиму використання багаторічних трав у сівозміні. У сільськогосподарських організаціях республіки все ще велику питому вагу на орних землях займають злакові трави. Як правило, це старі травостої. У зв'язку з цим цікавить простежити за динамікою вмісту гумусу в грунті залежно від концентрації трав у сівозміні та тривалості їх використання. Результати досліджень показали (табл. 3), що збільшення питомої ваги багаторічних трав (травостій злаковий) від 33 до 83% за рахунок подовження терміну їх використання від трьох до семи років не призводило до збільшення вмісту гумусу в ґрунті, а навпаки, спостерігалася тенденція до зниження його змісту. Така ж тенденція відзначена й у беззмінних посівах багаторічних трав. На наш погляд, це можна пояснити тим, що новоутворення гумусу за рахунок щорічного відмирання частини кореневої системи не повністю компенсує убуток його в грунті за рахунок процесу мінералізації. Повної компенсації та збільшення накопичення можна досягти при залученні до біоло-

Вплив насичення сівозмін багаторічними травами на вміст гумусу в грунті (0-20 см)

Показник % багаторічних трав у сівозміні

Тривалість використання трав, років 3 4 6 7 Беззмінно 26 років

гічний процес усієї кореневої маси, що досягається при перезалуженні багаторічних трав і чергуванні їх з однорічними культурами в сівозміні.

Отже, позитивна роль багаторічних трав на накопичення гумусу в грунті залежить не тільки від їхньої питомої ваги у структурі посівних площ, а й від режиму використання у сівозміні. Найбільше вплив трав виявляється при обробітку конюшини з однорічним використанням або конюшинної суміші з використанням не більше двох років. При однаковій їх частці у структурі сівозміни перевага зберігається за конюшиною при однорічному його використанні.

Таким чином, удосконалення системи використання багаторічних трав на ріллі, оптимізація їх структури із заміною злакових травостоїв бобовими та бобово-злаковими та зміна режиму використання у сівозмінах сприятиме не лише підвищенню економічної ефективностітрав'яного поля, а й відтворення родючості грунту і, насамперед, поліпшення балансу органічної речовини у землеробстві.

Вплив заорювання соломи та пожнивних культур на утримання гумусу у ґрунті. В умовах республіки Білорусь у результаті сільськогосподарської діяльності щорічно накопичується понад 5,0 млн т малоцінної для кормовиробництва соломи (жита, пшениці, тритикале, гречки, ріпаку). Частина її використовується для підстилки тварин, а значна – заорюється після збирання культур. У зв'язку з цим постає питання оцінки соломи, що запахується, як органічного добрива, впливу її на родючість грунту і, насамперед, на відтворення органічної речовини. У наших дослідженнях заорювання соломи двічі за 8-річну ротацію - під просапні (картопля, кукурудза) і під ярі зернові культури (ячмінь, овес), - що проводиться як у чистому вигляді, так і в поєднанні з пожнивною хрестоцвітною культурою (редька олійна) з використанням на корм та зелене добриво не мала істотного впливу на вміст гумусу (табл. 4).

Наведені дані показують, що за 26-річний період у випадках із заоранням соломи була лише тенденція збільшення накопичення гумусу в грунті. Приріст у варіанті з пожнивними культурами на корм без заорювання соломи склав 0,07%, із заоранням соломи - 0,08%, а в поєднанні з пожнивним зеленим добривом відповідно 0,02 і 0,05%. Таким чином, отримані дані дозволяють зробити висновок, що запашка соломи не призводить до суттєвого підвищення вмісту гумусу в ґрунті, а лише стабілізує його запаси.

Слабкий вплив соломи на процес гумусонакопичення пояснюється хімічною природою її органічної речовини, несприятливим співвідношенням вуглецю (С) до азоту (К) – 60-100:1.

Система добрив Наявність та спосіб використання пожнивної культури Зміст гумусу, % Зміна, +

вихідне, 1977 р. кінець 3-ї ротації, 2003 р. за 26 років у середньому за рік

ІРК - 2,35 2,38 +0,03 +0,001

Н+ИРК – 2,29 2,45+0,16+0,006

ІРК з/к 2,36 2,43 +0,07 +0,003

ІРК з/в 2,24 2,26 +0,02 +0,0008

Н+ИРК з/к 2,21 2,40+0,19+0,007

Н+ИРК з/в 2,25 2,38+0,13+0,005

ІРК+солома з/к 2,21 2,29 +0,08 +0,003

ІРК+солома з/в 2,23 2,28 +0,05 +0,002

П р і м е ч а н е. Н - гній соломистий, з/к - зелений корм, з/в - зелене добриво.

Застосування гною забезпечило значне накопичення гумусу. За 26-річний період збільшення склало 0,19% у варіанті з пожнивними на корм і 0,13% у варіанті з пожнивними на зелене добриво, що відповідно у 6 та 4 рази більше, ніж від заорювання соломи. Одні мінеральні добрива без застосування органічних забезпечили лише бездефіцитний (урівноважений) баланс гумусу із позитивним значенням 0,03% за період досліджень.

Вивчення впливу пожнивних культур (редька олійна, гірчиця біла) з використанням їх на корм та зелене добриво на баланс гумусу в ґрунті показало, що обробіток їх у двох полях 8-польного сівозміни після озимого жита на зерно, перед картоплею та перед ярою зерновою культурою ( овес, ячмінь) вплинуло на вміст гумусу в грунті. За 26-річний період на фоні КРК збільшення становило від 0,03 до 0,07%, а на фоні гній + №К – від 0,16 до 0,19%.

При заоранні пожнивних хрестоцвітих культур на зелене добриво підвищувалася біологічна активність грунту, але позитивного впливу вміст гумусу не виявлялося. Навпаки, у випадках сівозміни із зеленим добривом мало місце зниження його вмісту з 0,07 до 0,02% на тлі КРК за 26-річний період та з 0,19 до 0,13% на тлі гній + №К, що пов'язано з повним розкладанням до мінеральних речовин, крім процесу накопичення гумусу.

Роль польових культур у біологічному кругообігу азоту, фосфору та калію. Завдяки сільськогосподарським рослинам споживається із ґрунту та відчужується з урожаєм велика кількість елементів живлення. Частина спожитих поживних речовин повертається в ґрунт разом із кореневими та пожнивними залишками. Відчуження поживних елементів з урожаєм і повернення їх у ґрунт із рослинними залишками займають важливе місце у біологічному кругообігу речовин, вивчення якого має велике значення для вдосконалення та розробки ефективних систем землеробства. Дослідження показали, що ці показники великою мірою залежать від виду рослин і значно змінюються від фону добрив. Найбільше азоту залучалося в біологічний кругообіг люцерною, конюшиною, кормовим люпином, сераделлою (227397 кг/га), та якщо з небобових культур - картоплею, морквою, бруквою, цукровою

буряком (113-159 кг/га). Горох, боби, вика, пелюшка за кількістю азоту, що втягується в біологічний кругообіг, поступалися люцерні, конюшині, люпину і сераделле через меншу їх продуктивність (92,2-150,0 кг/га). Найменшою кількістю азоту в біомасі рослин характеризувались зернові культури, та якщо з кормових - кукурудза і кормовий буряк (71,1-109,0 кг/га).

Кількість фосфору, що залучається до біологічного кругообігу, у всіх досліджуваних культур було значно менше, ніж азоту. Найменше виражені також розбіжності у змісті цього елемента між культурами. Великим його накопиченням у загальній біомасі рослин відрізнялися люцерна, конюшина та конюшина-тимофейкова суміш (58,8-90,7 кг/га) та меншим - горох, кукурудза, гречка (24,5-31,9 кг/га). Інші культури займали проміжне положення (35,751,1 кг/га).

За кількістю калію, що втягувався в біологічний кругообіг, серед польових культур різко виділялися люцерна і конюшина (326-371 кг/га). Велику кількість його споживали також коренеплодні культури, картопля та соняшник (190-298 кг/га). Багато калію, хоч і менше, ніж у названих культурах, містилося в біомасі однорічних бобових культур на зелену масу та кукурудзи (119-155 кг/га). Найменшим споживанням калію характеризувались зернові та зернобобові культури (45,7-91,6 кг/га). У всіх культурах калій різко переважав над фосфором, особливо в коренеклубнеплодах та культурах на зелену масу. У біомасі всіх небобових кормових культур на зелену масу та коренеклубнеплодів калій значною мірою переважав також над азотом.

З усієї кількості спожитих рослинами поживних елементів більшість їх відчужується з урожаєм і вилучається з біологічного круговороту. По всіх культурах, що вивчаються, винос азоту склав 59,9-91,9%, фосфору - 52,893,8 і калію - 72,2-96,6% від загальної їх кількості, що залучається в біологічний кругообіг. З урожаєм відчужувалося 43,5-287 кг азоту, 91,1-58,4 кг фосфору та 38,9290 кг калію з 1 га. З пожнивними та кореневими залишками у ґрунт повертається менша частина засвоєних рослинами поживних елементів. За даними наших досліджень, з рослинними залишками поверталося в ґрунт наступну кількість елементів живлення в кг/га: зернові колосові – N – 26-32, Р2О5 – 7-9, К2О – 16-21; люпин кормовий - N - 52, Р2О5 - 9, К2О - 31; горох, боби, вика яра - N - 22-30, Р2О5 - 5-7, К2О - 12-20; кукурудза – N – 24, Р2О5 – 8, К2О – 35; конюшина, люцерна - N - 100-110, Р2О5 - 27-33, К2О - 74-84; конюшина + тимофіївка 2-го р. п. - N - 79, Р2О5 - 23, К2О - 68; коренеклубнеплоди – N – 12-17, Р2О5 – 3-6, К2О – 11-24.

Цікавим є показник відношення поживних елементів, що залишаються у ґрунті з рослинними залишками до їх винесення з урожаєм (ступінь повернення), яка характеризує, яка частина від господарського виносу елементів живлення залишається у ґрунті після збирання культури з кореневими та пожнивними залишками. Дослідження показали, що між культурами спостерігаються великі відмінності у ступені повернення елементів живлення у ґрунт. По відношенню до виносу з урожаєм цей показник (з інтервалом від мінімального до максимального) склав: у зернових та зернобобових культур з азоту – 27-48%, фосфору – 22-37, калію – 19-42%; у культур на зелену масу (однолітніх та багаторічних): по азоту – 17-67%, фосфору – 15-68, калію – 11-32%; у коренеклубнеплодів: по азоту – 11-15%, фосфору – 6-12, калію – 4-11%.

Проміжні культури (озиме жито на зелену масу; пожнивні - редька олійна, гірчиця біла, озимий ріпак; підсівна сераделла) характеризувались

більш високою питомою вагою повертаються у ґрунт поживних елементів стосовно їх виносу з урожаєм, ніж культури основних посівів. Цей показник становив: по азоту - 40-82%, фосфору - 51-95, калію - 26-82%, що пояснюється іншим розподілом сухої речовини біомаси вроздріб та органам рослин, тобто. маса коренів та пожнивних залишків переважає над масою відчужуваного врожаю. Так, у пожнивних хрестоцвітих культур маса кореневих і пожнивних залишків була більшою, ніж відземна маса, що відчужується, в 1,5-1,8 рази. Тільки в озимого жита на зелений корм рослинні залишки по масі були меншими від врожаю, що відчужується. Однак якщо при використанні на зерно вони становили 43%, то при використанні на зелений корм - 78% від відчужуваного врожаю.

1. За кількістю органічної речовини, що поставляється в грунт, за рахунок рослинних залишків культури розрізняються в 8-10 разів. Найбільша їхня маса надходить від багаторічних трав (50,4-62,9 ц/га) і найменша - від коренеклубнеплодів (6,9-11,7 ц/га). Зернові колосові займають середнє становище (26,2-32,3 ц/га). Великі відмінності між видами сівозмін. В оптимальному зернотрав'яному, зернотрав'янопропашному та зерновому з конюшиною рослинних залишків накопичувалося 35,1-41,8 ц/га, а в просапному та зернопропашному - 14,6-23,0 ц/га. У зернотрав'яній сівозміні з 50% багаторічних трав із чотирирічним їх використанням рослинних залишків заорювалося у ґрунт у 1,6 рази менше (25,9 ц/га), ніж у сівозміні з 33,3% трав при одно-дворічному використанні (40,6 ц/га).

2. У зернотрав'янопропашній та зернотрав'яній сівозмінах з 25 і 33,3% багаторічних трав (конюшина 1-го р. п., конюшина + злаки 2-го р. п.) баланс гумусу складався позитивно не тільки при гнойово-мінеральній системі (за 26 років + 0,20-0,24%), але й за мінеральної системи добрив (+0,01-0,04%). У просапній та зернопропашній сівозмінах баланс негативний як при мінеральній (-0,21-0,29%), так і гнойово-мінеральній системі добрив (-0,05-0,09%). Збільшення питомої ваги багаторічних трав у сівозміні з 33 до 83% за рахунок подовження терміну користування з трьох до семи років та беззмінне обробіток злакових трав (30 років) не призвело до збільшення накопичення гумусу в ґрунті, навпаки, мала місце тенденція до зниження його вмісту. з 2,32 до 2,29%.

3. Використання проміжних культур у сівозмінах на кормові цілі позитивно впливає на вміст гумусу в грунті. За 26-річний період відзначено тенденцію до підвищення його вмісту з 0,16 до 0,19% на гною-мінеральному фоні та з 0,03 до 0,07% - на мінеральному фоні добрив. Заорювання пожнивних культур на зелене добриво сприяло підвищенню біологічної активності ґрунту, але не призводило до збільшення вмісту гумусу в ґрунті через несприятливе для гумусутворення співвідношення вуглецю та азоту.

4. При заоранні соломи не відбувається як зниження вмісту гумусу в ґрунті, так і його суттєвого підвищення. Запаси гумусу залишалися на початковому рівні. Приріст за 26-річний період становив лише 0,02-0,03%. Вплив заорання соломи можна охарактеризувати як слабопозитивний, а баланс гумусу врівноваженим. У той самий час від соломистого гною забезпечено значний приріст накопичення гумусу. За той же період збільшення склало 0,19%, що у 6 разів більше, ніж від заорювання соломи.

5. При оптимальній структурі посівних площ та освоєнні рекомендованих сівозмін у орні ґрунти республіки щорічно може надходити 13900 тис. т абсолютно сухої органічної маси за рахунок кореневих та пожнивних залишків с.-г. культур та 8744 тис. т - за рахунок органічних добрив. На 1 га орних земель можливе надходження становитиме 3,0 т за рахунок культурних рослин та 1,9 т за рахунок органічних добрив, що еквівалентно відповідно 12,0 та 7,6 т підстилкового гною. У загальній кількості органічної маси, що поставляється в ґрунт, частка рослинних залишків (кореневих і пожнивних) складе близько 62% і органічних добрив 38%.

1. Агрохімічна характеристика ґрунтів сільськогосподарських земель Республіки Білорусь / За ред. І.М. Богдевича. Мінськ: РУП Інститут ґрунтознавства та агрохімії НАН Білорусі, 2006. 287 с.

2. Кулаковська Т.М. Ґрунтово-агрохімічні основи одержання високих урожаїв. Мінськ: Урожай, 1978. 270 с.

3. Баздирєв Г.І. Землеробство. Підручник для вузів/Г.І. Баздирєв, В.Г. Лошаков та ін. М.: Колос, 2000. С. 43-83.

Никончик Петро Іванович – д. с.-г. н., проф., член-кореспондент НАН Білорусі, гол. наук. зітр. Науково-практичний центр НАН Білорусі із землеробства; e-mail: [email protected] by

Інформація про autor

Nikonchik Peter Ivanovich - доктор сільськогосподарських , медичних, відповідальних членів NAS of Belarus, Chief Researcher, Scientific and Practical Center of NAS of Belarus on agriculture; tel. 8375177532203, e-mail: izis@tut. by

Основою будь-якої системи землеробства є сівозміна. Перше наукове обґрунтування сівозміни оформилося як теорії плодосмена на початку ХІХ століття. Альбрехт Теєр (1752-1828) обґрунтував його доцільність, виходячи з гумусної (перегнійної) теорії харчування рослин. Відповідно до теорії, необхідність чергування культур виникала через існування рослин виснажують і збагачують грунт гумусом. До середини століття необхідність сівозмін розглядалася з позицій теорії мінерального живлення рослин Юстуса Лібіха (1803-1873).

У Росії її зниження родючості грунту при монокультурі зернових П.А. Костичів (1845-1895) та В.Р. Вільямс (1863-1939) пов'язували із погіршенням її фізичних властивостей, особливо з руйнуванням агрономічно цінної структури. На цій основі було зроблено висновок про необхідність чергування культур шляхом введення у сівозміну суміші бобових та злакових багаторічних трав, здатних відновлювати фізичні властивості та структуру ґрунту.

Сучасні уявлення про сівозміну пов'язують із явищем ґрунтовтомлення. Найбільш суттєві причини ґрунтовтомлення такі:

– одностороннє винесення поживних речовин, нестача мікроелементів;

- Порушення сольового балансу грунту, яке може наступити при високих дозах внесення добрив;

– порушення фізичних та фізико-хімічних властивостей ґрунту, особливо при тривалому обробітку просапних культур;

- розвиток патогенної мікрофлори та одностороннє переважання одних груп мікроорганізмів над іншими;

- Посилене розмноження шкідників;

- надмірне розмноження злісних бур'янів;

– зсув рН у несприятливий для рослин бік;

– накопичення фітотоксичних речовин у ґрунті (колінів).

Грунтовтому необхідно розглядати як результат порушення екологічної рівноваги в екосистемі «ґрунт-рослина», внаслідок одностороннього впливу на ґрунт культурних рослин. Визначальний фактор – перегрупування мікроорганізмів та збільшення шкідливої мікрофлори. Як правило, це природна реакція мікроорганізмів ґрунту на одноякісність рослинних залишків, що поступають щороку в ґрунт.

Найбільше токсичних видів знайдено серед грибів – Penicilium, Aspergillus, Fusarium; серед бактерій – Pseudomonas. З актиноміцетів найбільшою токсичністю відрізняються культури із сірим повітряним міцелієм. Сьогодні відомо понад 240 видів різних цвілевих грибів, які продукують близько 100 токсичних сполук. Організація контролю вмісту мікотоксинів у ґрунті є дуже складною проблемою.

Фітотоксичні властивості на певних стадіях розкладання мають залишки практично всіх сільськогосподарських культур. Наприклад, залишки бобових культур токсичні недовго, а зернові колосові зберігають токсичність тривалий час. Так, вплив рослинних залишків пшениці при їх розкладанні у ґрунті на розвиток мікрофлори значно відрізняється від впливу рослинної маси бобових та хрестоцвітих рослин. Кількість бактерій через 30 діб після внесення першої становила 64 млн., люпину – 118 млн./г ґрунту. При цьому відношення бактеріальної та грибної флори склало відповідно 1:0,003; 1: 0,0002; 1:0,0005. Виявлено, що у процесі мікробіологічного розкладання пожнивних залишків пшениці у ґрунті накопичуються речовини фенольної природи. Вивчено динаміку накопичення фенолкарбонових кислот, серед яких ванілінова, n-кумарова та ферулова кислоти особливо токсичні для рослин [Картвелішвілі, 1984].

В даний час без сівозмін неможливо подолати грунтовтому через накопичення специфічних речовин колінів (від лат. collide - зіштовхувати вороже) - похідних фенолів, хінонів, нафтизину, поліпептидів та інших сполук. В сучасних умовахце єдина причина ґрунтовтоми, яку неможливо усунути іншими способами, крім як чергуванням культур. Активність водорозчинних колінів характеризує токсичність ґрунту в умовних кумаринових одиницях (УКЕ). Як тест використовують реакцію проростків високочутливих рослин, як правило, хрестоцвітих (кресс-салат, редис, горох та ін).

З екологічних позицій ґрунтовтома це механізм, за допомогою якого система «ґрунт-рослина» звільняється від одностороннього впливу штучної рослинної спільноти. Внаслідок цього створюються умови для заміни культурних рослин природним співтовариством. Тому в монокультурі великий розвиток набувають бур'янистих рослин.

Грунтовтома супроводжується розвитком хвороб та шкідників: зернових – кореневими гнилями, картоплі – різоктоніозом, льону – фузаріозом тощо. У тих випадках, коли накопичуються шкідники та хвороби, різко зростають витрати виробництва через застосування пестицидів та екологічні ризики.

На основі усереднених даних вважаються можливими такі екологічно допустимі концентрації культур у сівозмінах: зернові культури – 60-80%; цукровий буряк – 20-25%; кукурудза – 50-60%; коноплі – 50%; картопля – 30-50%; соняшник та льон – 14-16%. Ці межі можуть дещо вагатися.

Озиме жито на дерново-підзолистому грунті дає однаковий урожай по конюшинній парі і після ячменю та вівса, мало знижується врожай жита при беззмінній культурі на тлі добрив. Високі врожаї кукурудзи та картоплі можна отримувати за будь-яким попередником, а також при беззмінних посівах.

Особлива роль у подоланні ґрунтовтоми належить хрестоцвітим рослинам з їх унікальною здатністю очищення ґрунту від інфекції – ріпак, сурепіця та ін.

Багаторічні трави як попередники для зернових культур незамінні. Вони оструктурують ґрунт, збагачують рослинними залишками, знижують ерозію, витягують нітратний азот із глибоких шарів ґрунту, запобігаючи його потраплянню в ґрунтові води.

Безумовно, сівозміна є складовою та необхідною складовою будь-якої системи землеробства. Однак використання сівозмін у сучасному землеробстві пов'язане з низкою організаційних та економічних проблем, Справа в тому, що товаровиробник, дотримуючись сівозмін, змушений займатися відразу багатьма культурами, розвивати рослинництво, тваринництво та інші галузі. У разі ринкового господарювання це знижує рентабельність підприємства у цілому, оскільки кожна група культур потребує свого комплексу технічних засобівдля обробітку, зберігання та переробки продукції, різнопланової технології та спеціалістів. У цьому М.М. Тулайков (1875-1938) стосовно зерновому господарству писав (1963): «в основі спеціалізованого господарства є одне становище – це поставити основні рослини у найкращі умови існування і, якщо можливо, – зробити це за умов монокультури». «Вводяться в сівозміну (крім чистої пари) додаткові до основного (пшениці) рослини мають у найкращій формі забезпечити високі врожаї цієї головної рослини».

Протиріччя між плодосменом та спеціалізацією землеробства існувало завжди і існує до теперішнього часу. Очевидно, в сучасних умовах воно навіть загострене. Повністю вирішити суперечність поки неможливо, але значною мірою його можна згладити, слідуючи шляхом інтенсифікації виробництва.

Система сівозмін, структура посівних площ у господарстві визначаються спеціалізацією сільськогосподарського виробництва. З одного боку, вони повинні враховувати суспільні потреби (ринок, держзамовлення), з іншого – агроекологічні особливості землі як основного засобу виробництва. Відповідність агроекологічних особливостей земель агробіологічним вимогам сільськогосподарських культур (сортів) – неодмінна умова оптимального землеробства.

У зв'язку з динамікою ринку, тимчасової мінливістю метеорологічних умов (за роками), змін у фінансовому забезпеченні господарства сівозміни та структуру посівних площ не можна вважати непорушними на тривалий період. Вони повинні бути гнучкими, і відповідно до економічної та екологічної динаміки, передбачати можливість для коригування стосовно агровиробничих груп земель.

Контрольні питання

1. Поняття «сівозміна», «структура посівних площ».

2. Типи та види сівозмін.

3. Принципи формування сівозмін.

4. Причини ґрунтовтомлення.

5. Екологічно допустимі концентрації сільськогосподарських культур у сівозміні.

6. Протиріччя між вимогою дотримання сівозмін і спеціалізацією землеробства.

Тема 2.4. НАУКОВІ ОСНОВИ ОБРОБКИ ґрунтів(лекція)

Під родючістю ґрунту слід розуміти здатність ґрунту служити культурним рослинам довкіллям, джерелом і посередником у забезпеченні земними факторами життя і виконувати екологічну функцію. Родючий ґрунт повинен відповідати наступним вимогам:

забезпечувати оптимальні умови водно-повітряного та теплового режимів;

трансформувати поживні речовини ґрунтових запасів та вносяться ззовні та накопичувати їх;

мати сильно виражений фітосанітарний ефект, що виявляється в усуненні фітотоксичних речовин і мікроорганізмів, фітопатогенів та встановленні рівноваги між корисною та шкідливою ентомофауною у міжвегетаційні періоди, бути відносно чистою від насіння та вегетативних органів розмноження бур'янів;

бути стійкою до різних факторів руйнування та придатною для застосування сучасних технологійобробітку сільськогосподарських культур.

Відтворення родючості грунту буває просте та розширене. Повернення грунтової родючості до початкового стану означає просте відтворення. Створення ґрунтової родючості вище вихідного рівня - це розширене відтворення родючості. Просте відтворення застосовується для ґрунтів з оптимальним рівнем родючості. Розширене відтворення реалізується для ґрунтів із низьким природним рівнем родючості, не здатним забезпечити достатню ефективність факторів інтенсифікації землеробства.

Відтворення родючості ґрунту в сучасному землеробстві здійснюють двома способами: речовим та технологічним. Перший передбачає застосування добрив, меліорантів, пестицидів і т. д., другий - сівозміни, проміжних культур, різних прийомів обробітку ґрунту та способів посіву та ін. Ці шляхи спрямовані на досягнення єдиної мети хоча механізм дії їх різний.

Для відтворення родючості ґрунту в сівозміні № 1 необхідно внесення органічних добрив у кількості 4,9 т/га, а в сівозміні № 2 3,3 т/га. Також необхідно внесення мінеральних добрив, дотримання сівозмін, заорювання зелених добрив (ріпак, конюшина та ін.), вапнування ґрунту для зниження кислотності, захист ґрунту від вітрової та водної ерозії. Всі ці заходи сприяють утворенню гумусу, покращенню структури ґрунту.

При землеробському використанні ґрунту його родючість знижується, оскільки для відтворення рослинницької продукції витрачається органічна речовина та елементи живлення, погіршуються умови водно-повітряного режиму, фітосанітарний стан тощо.

Таблиця 14

	Культура		Урожайність, ц/га	Винос N урожаєм кг/га	Мінералізація	Освіта гумусу, ц/га	Баланс гумусу, ц (+,-)
		накопичення залишків	освіта

Сівообіг №1

	яр.рапс(з/в)
	Кукурудза
	Кукурудза

	Ячмінь + конюшина
Норг = -2342,4 / 960 = 2,44 порг = 2,44 / 0,5 = 4,9 Т / га. -2342,4
Сівообіг №2
	Одн. трави
	Оз. Жито + гірчиця біла




Норг = - 1045,8/630 = 1,66 порг = 1,66 / 0,5 = 3,3 т/га. -1045.8

Розрахунок балансу гумусу у сівозміні.

Бібліографічне посилання

Анотація наукової статті з сільського господарства, лісового господарства, рибного господарства, автор наукової роботи - Нікончик Петро Іванович

Схожі теми наукових праць з сільського господарства, лісового господарства, рибного господарства, автор наукової роботи - Нікончик Петро Іванович

Текст наукової роботи на тему «Сівообіг та відтворення родючості ґрунту. Результати 30-річного стаціонарного досвіду»

Цікавістатті

Цікавістатті