ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СИДЕРАЛЬНЫХ КУЛЬТУР И ПРЕЦИЗИОННОГО ОРОШЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ

EFFECTIVENESS OF DIFFERENT TYPES OF LREEMAN CROPS AND PRECISION IRRIGATION IN THE CONDITIONS OF NORTHWEST RUSSIA

Petr Filippov

Junior researcher, department of physical and chemical reclamation and experimental work, Agrophysical Research Institute,

Russia, St. Petersburg

АННОТАЦИЯ

При текущем изменении погодно-климатических условий на территории Северо-Западного региона актуализируется проблема научного обоснования новых агрономических приемов, учитывающих потребность почв в поддержании высокого уровня плодородия. Одним из них является промежуточная пожнивная сидерация, предполагающая посев специальных культур с последующей их заделкой в почву  после уборки основной производственной культуры. Схема опыта включала в себя три фактора: уровень окультуренности почвы, уровень увлажнения почвы и вид пожнивного сидерата. В результате эксперимента было установлено, что биологические особенности культур, определяющие динамику продукционного процесса в условиях ограниченных тепловых ресурсов и многообразия почвенных режимов, играли ведущую роль  в формировапнии сидерального удобрительного потенциала посевов. Прецизионное орошение показало свою высокую эффективность как на стадии прорастания семян, так и в течение всей вегетации сидератов.

ABSTRACT

With the current changes in weather and climatic conditions in the North-West region, the problem of scientific substantiation of new agronomic techniques that take into account the need of soils to maintain a high level of fertility is becoming urgent. One of them is intermediate stubble green manure, which involves sowing special crops and then incorporating them into the soil after harvesting the main production crop. The experimental design included three factors: the level of soil cultivation, the level of soil moisture and the type of green manure. As a result of the experiment, it was established that the biological characteristics of crops, which determine the dynamics of the production process under conditions of limited thermal resources and diversity of soil regimes, played a leading role in the formation of the green manure fertilizing potential of crops. Precision irrigation has shown its high efficiency both at the stage of seed germination and throughout the growing season of green manure. 

Ключевые слова: Воспроизводство плодородия, дерново-подзолистые почвы, пожнивная сидерация, сидеральные культуры, окультуренность почв.

Keywords: reproduction of soil fertility, sod-podzolic soils, irrigation melioration, precision irrigation, sideral lupin, dates of sowing lupin.

За последние 25 лет на территории Северо-Западного региона (и в частности, Ленинградской области) зафиксировано повышение среднегодовой температуры воздуха и, соответственно, сумм эффективных и активных температур. В этих условиях необходимо изучать новые научно обоснованные севообороты с элементами биологизации земледелия, такими как промежуточная пожнивная сидерация. Высокую  долю в структуре посевных площадей региона занимают травы. Применение зеленых удобрений особенно перспективно при улучшении погодно-климатических условий на территории Северо-Запада. Длительное использование пожнивного сидерата позволяет поддерживать бездефицитный баланс гумуса [1, с 6], особенно в сочетании с минеральной системой удобрения [2, с 38].

Микрополевой эксперимент проводился  в Меньковском филиале Агрофизического института (д. Меньково Гатчинского района Ленинградской области). Изучение пожнивной сидерации при возделывании картофеля проводилось в системе полиэтиленовых сосудов без дна площадью 1м2 с искусственно сформированной верхней частью почвенного профиля.  Почва опыта дерново-слабоподзолистая, пылевато-крупнопесчаная супесь. Три её вида по степени окультуренности были сформированы предшествующим применением доломитовой муки, органических и минеральных удобрений. Их пахотный слой характеризуется рНKCl 5,12, 5,99 и 6,25, содержанием гумуса – 2,51, 3,48 и 4,46 %, подвижных соединений фосфора - 199, 325 и 364 мг/кг, подвижных соединений калия -  49, 162 и 274 мг/кг.

Схема опыта включала в себя три фактора: уровень окультуренности почвы; уровень увлажнения почвы и вид пожнивного сидерата. По фактору А для исследования выбраны доминирующие на сельскохозяйственных угодьях виды почв по окультуренности. По фактору Б, исходя из имеющейся статистки вероятности раннелетних и среднелетних засух выбраны два варианта управления водным режимом почвы, когда прецизионное орошение ведется только сидеральной культуры и основной вместе с сидеральной. По фактору В объектами исследования являются 6 видов потенциально наиболее ценных сидеральных культур. Это виды смесевых посевов овса с зернобобовыми культурами (викой посевной и горохом посевным), виды люпина (синий и белый) и два вида крестоцветных культур (горчица белая и редька масличная):

Фактор А – уровень окультуренности почвы:

1) Слабоокультуренная

2) Среднеокультуренная

3) Хорошо окультуренная

Фактор Б – уровень увлажнения

1) Контроль – естественное увлажнение

2) Прецизионное орошение на стадии прорастания семян (65-75 % НВ)

3) Прецизионное орошение в течение всей вегетации (65-75 % НВ)

Фактор В

1) Контроль – без сидерата

2) Овёс+вика

3) Овёс

4) Люпин узколистный

5) Люпин белый

6) Горчица белая

7) Редька масличная

Повторность в опыте 4-кратная. Размещение делянок (сосудов) систематическое. Общая площадь делянки 2 м2, учетная 1 м2. Повторность в опыте 4-кратная. Учет урожайности основной и побочной продукции по всем культурам проводили сплошным весовым методом. Основные результаты исследований обрабатывали методом дисперсионного анализа в программе «Stat».

В результате эксперимента была установлена высокая роль биологических особенностей сидеральных культур при формировании урожая зеленой массы. Так, наименьшей урожайностью и отзывчивостью на окультуривание почв обладал овёс и вико-овсяная смесь (рис. 1). Люпин узколистный и горчица белая проявили одинаковую отзывчивость на повышенный уровень питания, прибавки на почвах средней и высокой степени окультуренности сопоставимы (0,25 и 0,46 т/га для люпина и горчицы соответсвенно). Однако культуры люпин белый и редька масличная оказались сильно зависимы от почвенного питания. Так, прибавки массы люпина белого были зафиксированы 0,36 и 0,75 т/га на почвах средней и высокой степени окультуренности, соответственно. Редька масличная дала прибавку урожая на высокоокультуренной почве в 4-5 раз больше по сравнению с прибавкой на среднеокультуренной почве.

Рисунок 1. Зависимость урожайности зеленой массы различных видов сидеральных культур от уровня окультуренности почв

Редька масличная и люпин белый в среднем по опыту оказались наиболее продуктивными по выходу зеленой массы.

В среднем по вариантам опыта сформировался следующий возрастающий ряд продуктивности изученных сидеральных культур: овёс посевной (0,373 кг/м2) > овес посевной + вика посевная (0,559 кг/м2) > люпин белый (1,547 кг/м2) > люпин узколистный (1,658 кг/м2) > редька масличная (1,766 кг/м2) > горчица белая (2,063 кг/м2). Наибольшую пластичность к изученным в опыте почвенным условиям и режимам проявили горчица белая (коэффициент вариации урожайности надземной массы 20 %), люпин белый (23 %) и люпин узколистный (19 %). Напротив, в силу высокой отзывчивости на окультуривание почвы редька масличная отличилась минимальной пластичностью.

По отзывчивости на предварительное окультуривание дерново-подзолистой почвы, оцениваемой относительной прибавкой урожая, культуры сформировали такой убывающий ряд: овес посевной > редька масличная > люпин белый > овес посевной + вика посевная > горчица белая > люпин узколистный. Достоверно положительно реагировали на повышение окультуренности почвы со среднего до хорошего уровня только редька масличная, люпин белый и овёс. Уровень этой отзывчивости во многом зависел и от оптимизации водного режима почвы при орошении, заметно сокращаясь при этом. В среднем по вариантам опыта урожайность надземной биомассы сидератов составила на слабоокультуренной почве 1,086 кг/м2, на среднеокультуренной – 1,316 кг/м2, на хорошо окультуренной – 1,581 кг/м2, т.е. относительный уровень её прибавки достиг 17 и 46 % соответственно. При этом отзывчивость редьки масличной исчислялась в среднем 21 и 83 % соответственно.

По нуждаемости в орошении на стадии прорастания культуры сформировали следующий убывающий ряд: овёс посевной > горчица белая > редька масличная > люпин узколистный > люпин белый > овёс посевной + вика посевная. А относительно отзывчивости на регулярное прецизионное орошение такой ряд: горчица белая > овёс посевной > люпин узколистный ≥ люпин белый > редька масличная > овес посевной + вика посевная. В среднем по вариантам опыта продуктивность культур при естественных условиях увлажнения почвы составила 1,108 кг/м2, при однократном послепосевном поливе – 1,352 кг/м2, при регулярном (3 кратном) орошении, поддерживающем оптимальную влажность почвы – 1,525 кг/м2, т.е. прибавка продуктивности сидератов от орошения достигла 22 и 38 %. Это значит, что в погодно-климатических условиях 2022 года отдача от орошения при возделывании промежуточных сидератов в осенний период оказалась вполне сопоставимой с эффективностью комплекса окультуривающих мероприятий.

Таким образом, в ходе исследований показано, что приемлемыми для сидерации культурами являются горчица белая, редька масличная, люпин узколистный и люпин белый. Они обладают выраженной спецификой отзывчивости на окультуривание дерново-подзолистой почвы и оросительную мелиорацию. В целом биологические особенности культур, определяющие динамику продукционного процесса в условиях ограниченных тепловых ресурсов и многообразия почвенных режимов, играли ведущую роль  в формировании сидерального удобрительного потенциала посевов. Наименее перспективными в целях пожнивной сидерации были отмечены овес и вико-овсяная смесь. Прецизионное орошение показало свою высокую эффективность как на стадии прорастания семян, так и в течение всей вегетации сидератов.

Список литературы:

1. Лошаков В.Г., Иванов Ю.Д., Николаев В.А. Плодородие дерново-подзолистых почв и продуктивность зерновых севооборотов при длительном использовании пожнивной сидерации. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2004. №3. С. 3-14.
2. Синих Ю.Н. Длительное пожнивное зеленое удобрение и плодородие дерново-подзолистых почв. Вестник РУДН. 2010. №2. С. 36-42.