Влияние возраста люцерны на накопление общей и неотчуждаемой из почвы органической массы в зернокормовом севообороте

УДК 633.11:633.313:631.874

Влияние возраста люцерны на накопление общей и неотчуждаемой из почвы органической массы в зернокормовом севообороте

Гусейнов А. А.¹, кандидат сельскохозяйственных наук

Гасанов Г. Н.^{1, 2}, доктор сельскохозяйственных наук

Арсланов М. А.¹, доктор сельскохозяйственных наук

Мирзаева Х. М.¹

¹ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный аграрный университет им. М. М. Джамбулатова»

367032, Россия, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева, д. 180

²ФГБУН «Дагестанский государственный федеральный исследовательский центр РАН» (ДФИЦ РАН)

367032, Россия, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева, д. 45

E-mail: arsmurat@yandex.ru

Исследования проведены в 2013–2015 годах в ООО «Вымпел 2002» в Хасавюртовском районе Республики Дагестан. Почва экспериментального участка содержит в пахотном слое гумуса 2,77%, Р₂О₅ — 2,21 мг, К₂О — 32,8 мг/100 г почвы, плотность в пахотном слое — 1,24 г/см³, наименьшая влагоёмкость слоя 0–0,6 м — 29,2%. Целью наших исследований являлось выявление влияния возраста люцерны на накопление общей и неотчуждаемой из почвы органической массы в зернокормовом севообороте в условиях Западного Прикаспия. Рассмотрено два севооборота (с двухлетней и трёхлетней люцерной), по пласту и обороту пласта выращивали озимую пшеницу, после уборки которой в пожнивный период с помощью провокационного полива формировали пожнивный естественней фитоценоз (ПЕФ). Степень насыщения севооборотов люцерной составляла соответственно 50 и 60,0%, озимой пшеницей + ПЕФ — 60,0 и 40%. Установлено, что увеличение срока использования люцерны в зернотравяных севооборотах с 2 до 3 лет и доли её в структуре посевных площадей с 50 до 60% способствовало увеличению сборов сена с 1 га севооборотной площади на 2,57 т/га (на 19,0%), зерна озимой пшеницы по пласту — на 7,9%, по обороту пласта — на 6,5%, надземной массы ПЕФ — на 5,3 и 5,1% соответственно. Одновременно увеличивалось и количество накапливаемой растительной массы с 71,56 до 92,66 т/га севооборотной площади. Но в том случае, когда люцерна в севообороте использовалась 2 года, а доля озимой пшеницы с последующим использованием пожнивного периода под ПЕФ увеличивалась с 40 до 50% севооборотной площади, неотчуждаемой из почвы растительной массы накапливалось больше на 20,2%. Заслуживает уточнения в методическом плане вопрос об отнесении части урожая сена люцерны, произведённого в хозяйстве, к неотчуждаемой из почвы продукции подобно тому, как это делается в отношении соломы, только 60% которой считается экосистемной.

Ключевые слова: люцерна, продолжительность использования, пожнивный естественный фитоценоз (ПЕФ), озимая пшеница, пожнивные остатки, корневые остатки, накопление растительной массы, накопление экосистемной продукции.

В полевых севооборотах Западного Прикаспия люцерна является лучшим предшественником озимой пшеницы. Доля люцерны в 8–10-польных севооборотах составляет 20–30%, по два-три поля. Озимая пшеница занимает не менее 50%, остальная площадь отводится под пропашные культуры (кукурузу, подсолнечник). В исследованиях (Гасанов, 1998; 2008) было установлено, что после люцерны озимую пшеницу можно выращивать 3 года подряд, и при этом даже на третий год повторного посева можно получить больший урожая зерна, чем по другим, сравнительно неплохим предшественникам, таким как кукуруза и подсолнечник на силос. Е. Н. Пакина и соавторы (2021) вторым по эффективности предшественником озимой пшеницы в этом же регионе при орошении считают пожнивный естественный фитоценоз (ПЕФ) на зелёное удобрение. Это сорно-полевая растительность, формирование которой провоцируется с помощью полива почвы после уборки озимой пшеницы. Поэтому эти авторы допускают возможность иметь чисто зерновой севооборот, где озимая пшеница чередуется с ПЕФ ежегодно или через год. Авторы не рассматривают вариант сочетания этих двух лучших предшественников — люцерны и ПЕФ — в одном зернокормовом севообороте.

Целью наших исследований являлось выявление роли люцерны двух- и трёхлетнего возраста на накопление общей и неотчуждаемой из почвы органической массы в зернокормовом севообороте в условиях Западного Прикаспия.

Методика исследований. Исследования проведены в 2013–2015 годах в ООО «Вымпел 2002» в Хасавюртовском районе Республики Дагестан. Исследовали два севооборота — с двухлетней и трёхлетней люцерной, после которой озимую пшеницу + ПЕФ выращивали 2 года. Степень насыщения севооборотов люцерной составляла соответственно 50 и 60,0%, озимой пшеницей + ПЕФ — 60,0 и 40%.

Площадь учётной делянки — 100 м², повторность четырёхкратная.

Пласт люцерны под озимую пшеницу обрабатывали 10–15 сентября на глубину 20–22 см плугом ПЛН-4-35, поверхность почвы выравнивали выравнивателем МВ-6 и давали влагозарядковый полив для увлажнения почвы на глубину до 0,6 м вручную по полосам. Суперфосфат вносили под вспашку (Р₄₀) и при посеве (P₁₀), аммиачную селитру — под предпосевную культивацию (боронование) (N₃₀) и столько же — в подкормку в фазе кущения весной. Калийные удобрения не применяли, поскольку они не рекомендованы агроправилами из-за достаточного количества обменной формы калия в почвах. Предпосевная обработка почвы заключалась в бороновании тяжёлыми зубовыми боронами БЗСТ-1 после наступления в слое почвы 0–10 см физической спелости. Посев проводили в первой декаде октября (сорт Гром) нормой 5 млн всхожих семян на 1 га.

Почва экспериментального участка светло-каштановая, содержит в пахотном слое гумуса 2,77%, Р₂О₅ — 22,1, К₂О — 328 мг/кг почвы, плотность этого же слоя — 1,24 г/см³, наименьшая влагоёмкость слоя 0–0,6 м — 29,2%.

Агрохимические, агрофизические показатели плодородия почвы определяли по В. Г. Минееву (2001), И. П. Васильеву и др. (2005); фенологические наблюдения, учёты и анализ структуры урожая проводили по М. А. Федину (1985) и «Методическим указаниям по проведению полевых опытов с кормовыми культурами» (1985), статистическую обработку результатов исследований — по Б. А. Доспехову (1985) с использованием компьютерной программы Microsoft Exсel.

Результаты исследований. Люцерна в условиях Западного Прикаспия выращивается только в орошаемых районах. Она характеризуется высокой продуктивностью, и на второй и последующие годы жизни за пять укосов её урожайность может достигать 15–20 т/га сена (Гасанов, 1998; 2008). В исследованиях Г. Н. Гасанова (1998) урожайность озимой пшеницы по двухлетней люцерне составила 5,76 т/га, по обороту пласта — 5,92 т/га, на третий год после распашки — 4,43 т/га, а после четырёхлетней люцерны она повысилась соответственно до 6,17, 6,42 и 4,86 т/га. Причину более высокой урожайности озимой пшеницы после четырёхлетней люцерны автор объясняет большим количеством поукосных остатков и корней (16,53 т/га), которые остаются после неё в почве по сравнению с двухлетней люцерной (12,04 т/га).

Иное положение складывается в случае размещения после люцерны такого сочетания агроценозов, как озимая пшеница + ПЕФ. В данном случае, как показали исследования (Пакина, 2021; Гасанов, Арсланов, 2017), почва после зерновой культуры обогащается 6,0–6,5 т/га воздушно-сухой массы ПЕФ, 1,8–1,9 т/га поукосно-корневых остатков, которые способствуют поддержанию плодородия почвы на высоком уровне и повышению урожайности озимой пшеницы. В наших исследованиях увеличение продолжительности использования люцерны с двух до трёх лет, соответственно с 50 до 60% в структуре посевных площадей (при двух полях озимой пшеницы в обоих случаях), способствовало увеличению накапливаемой в севообороте фитомассы с 71,56 до 92,66 т/га, или на 29,5% (табл.). Главным образом это связано с более высокими сборами сена и поукосно-корневой массы люцерны при трёхлетнем сроке её использования по сравнению с двухлетним.

Урожайность культур в звеньях севооборотов с люцерной двух- и трёхлетнего возраста, т/га (2013–2015 гг.)

Примечание: * — отчуждается 60% соломы озимой пшеницы.

Но в том случае, когда в севообороте люцерна использовалась 2 года, а доля озимой пшеницы с последующим использованием пожнивного периода под ПЕФ увеличилась до 50% севооборотной площади, количество неотчуждаемой из почвы растительной массы в общей фитомассе, накапливаемой в севообороте при трёхлетнем сроке использования люцерны, наоборот, увеличилось до 31,62 т/га против 25,23 т/га при трёхлетнем сроке использования (рис.).

В данном случае следует указать на недостаточную разработанность в методическом плане вопроса об отнесении к неотчуждаемой части урожая сена люцерны. В настоящее время весь урожай относят к товарной части, полностью вывозимой с полей. Но этот урожай используется не на урбанизированных территориях, подобно урожаю озимой пшеницы, овощей, плодов и винограда, который полностью вывозится за пределы территории, где он производился, а на корм животным, отходы использования которого возвращаются обратно в почву в виде навоза или жидких органических удобрений. На наш взгляд, часть сена люцерны, произведённого в хозяйстве, следовало бы отнести к неотчуждаемой из почвы продукции, подобно тому, как это делается в отношении соломы, только 60% которой считается экосистемной (Кудеяров, 2019).

из почвы

Рис. Влияние возраста люцерны на формирование общей и неотчуждаемой из почвы фитомассы в севообороте (в среднем за 2013–2015 гг.)

Средняя урожайность люцерны при двухлетнем сроке использования (и жизни) в наших исследованиях составила 13,54 т/га, при трёхлетнем сроке — 16,11 т/га. Повышение урожайности при трёхлетнем сроке использования связано с более высокой продуктивностью на третьем году использования. Более высокой она была и у озимой пшеницы, что превышало показатели, полученные по двухлетней люцерне, на 7,9% по пласту и на 6,5% — по обороту пласта. Соответственно, повысилась она и по ПЕФ — на 5,3 и 5,1%. Положительное влияние трёхлетней люцерны на урожайность последующих культур безусловно связано с бŏльшим накоплением в почве богатой питательными элементами растительной массы, чем после двухлетней люцерны (Пакина, 2021; Гасанов, Арсланов 2017), а также с улучшением питательного режима, улучшением агрофизических и других показателей плодородия почвы (Гасанов, 1998; Пакина 2021).

Заключение. 1. Увеличение срока использования люцерны в зернотравяных севооборотах с 2 до 3 лет и доли её в структуре посевных площадей соответственно с 50 до 60% способствует увеличению сборов сена с 1 га севооборотной площади на 2,57 т/га (на 19,0%), зерна озимой пшеницы по пласту люцерны — на 7,9%, по обороту пласта — на 6,5%, по надземной массе ПЕФ — на 5,3 и 5,1% соответственно. Одновременно увеличивается и количество накапливаемой растительной массы с 71,56 до 92,66 т/га севооборотной площади.

2. При использовании люцерны в севообороте 2 года доля озимой пшеницы с последующим использованием пожнивного периода под ПЕФ увеличивается с 40 до 50% севооборотной площади, что способствует увеличению количества неотчуждаемой из почвы растительной массы на 20,2%.

3. Заслуживает уточнения в методическом плане вопрос об отнесении части урожая сена люцерны, произведённого в хозяйстве, к неотчуждаемой из почвы продукции, подобно тому, как это делается в отношении соломы зерновых культур, только 60% которой считается экосистемной. Это связано с тем, что урожай люцерны не отвозится на урбанизированные территории, основная часть её в виде отходов животноводства возвращается обратно в почву.

Литература

1. Практикум по земледелию / И. П. Васильев, А. М. Туликов, Г. И. Баздырев и др. — М.: КолосС, 2005. — 424 с.

2. Гасанов Г. Н. Роль полевых культур и севооборотов в формировании почвенного плодородия / Г. Н. Гасанов // Почвенные ресурсы Дагестана, их охрана и рациональное использование. — Махачкала, 1998. — 164 с.

3. Гасанов Г. Н. Системы земледелия: учебное пособие для сельскохозяйственных учебных заведений / Г. Н. Гасанов. — Махачкала: Дагестанская госсельхозакадемия, 2008. — 155 с.

4. Гасанов Г. Н. О системах содержания почв в ирригационных агроландшафтах и их классификации / Г. Н. Гасанов, М. А. Арсланов // Земледелие. — 2017. — № 1. — С.21–24.

5. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. — М.: Колос, 1985. — 416 с.

6. Кудеяров Н. В. Почвенно-биогеохимические аспекты состояния земледелия в Российской Федерации / Н. В. Кудеяров // Почвоведение. — 2019. — № 1. — С.109–121.

7. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. — М.: ВНИИК, 1987. — 198 с.

8. Пожнивный фитоценоз как предшественник озимой пшеницы в районах орошаемого земледелия Дагестана / Е. Н. Пакина, Г. Н. Гасанов, Т. А. Асварова, К. М. Гаджиев, Р. Р. Баширов // Проблемы развития АПК региона. — 2021. — № 4 (44). — С.30–36.

9. Практикум по агрохимии / под ред. В. Г. Минеева. — 2-е изд. — М.: МГУ, 2001. — 689 с.

10. Федин М. А. Методика государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур / М. А. Федин. — М.: Колос, 1985. — 239 с.

The effect of alfalfa age on the accumulation of total and soil organic matter when rotating grain crops

Guseynov A. A.¹, PhD Agr. Sc.

Gasanov G. N.^{, 2}, Dr. Agr. Sc.

Arslanov M. A.¹, Dr. Agr. Sc.

Mirzaeva Kh. M.¹

¹Dagestan State Agrarian University n. a. M. M. Dzhambulatov

367032, Russia, Makhachkala, M. Gadzhieva str., 180

²Dagestan State Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

367032, Russia, Makhachkala, M. Gadzhieva str., 45

E-mail: arsmurat@yandex.ru

The investigation took place at the OOO “Vympel 2002” in the Khasavyurt district of the Republic of Dagestan in 2013–2015. Soil of the trial field contained 2.77% of humus, Р₂О₅ — 2.21 mg, К₂О — 32.8 mg/100 g of soil, layer density — 1.24 g/cm³, the lowest moisture content of the 0–0.6 m layer — 29.2%. The aim was to test the effect of alfalfa age on the accumulation of total and soil organic mass in grain crop rotation in the Western Caspian region. Two crop rotations were studied (two- and three-year old alfalfa). After harvesting winter wheat the plot was irrigated to form post-harvest natural phytocenosis. Alfalfa proportion amounted to 50 and 60%, winter wheat + post-harvest natural phytocenosis — 60 and 40%. Cultivation of alfalfa for 3 years instead of 2 and increase in its proportion from 50 to 60% improved hay yield by 2.57 t ha^-1 (19%), wheat grain yield — by 7.9 and 6.5%, top mass of post-harvest natural phytocenosis — by 5.3 and 5.1%, respectively. Plant mass increased from 71.56 to 92.66 t ha^-1. When alfalfa was cultivated for 2 years and winter wheat proportion raised from 40 to 50%, accumulation of soil organic matter improved by 20.2%. Attributing part of alfalfa hay to soil organic matter was performed the same way as for straw, only 60% of which belonged to an ecosystem.

Keywords: alfalfa, cultivation period, post-harvest natural phytocenosis, winter wheat, crop residue, root residue, plant mass growth, ecosystem product increase.

References

1. Praktikum po zemledeliyu / I. P. Vasilev, A. M. Tulikov, G. I. Bazdyrev et al. — Moscow: KolosS, 2005. — 424 p.

2. Gasanov G. N. Rol polevykh kultur i sevooborotov v formirovanii pochvennogo plodorodiya / G. N. Gasanov // Pochvennye resursy Dagestana, ikh okhrana i ratsionalnoe ispolzovanie. — Makhachkala, 1998. — 164 p.

3. Gasanov G. N. Sistemy zemledeliya: uchebnoe posobie dlya selskokhozyaystvennykh uchebnykh zavedeniy / G. N. Gasanov. — Makhachkala: Dagestanskaya gosselkhozakademiya, 2008. — 155 p.

4. Gasanov G. N. O sistemakh soderzhaniya pochv v irrigatsionnykh agrolandshaftakh i ikh klassifikatsii / G. N. Gasanov, M. A. Arslanov // Zemledelie. — 2017. — No. 1. — P.21–24.

5. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta / B. A. Dospekhov. — Moscow: Kolos, 1985. — 416 p.

6. Kudeyarov N. V. Pochvenno-biogeokhimicheskie aspekty sostoyaniya zemledeliya v Rossiyskoy Federatsii / N. V. Kudeyarov // Pochvovedenie. — 2019. — No. 1. — P.109–121.

7. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu polevykh opytov s kormovymi kulturami. — Moscow: VNIIK, 1987. — 198 p.

8. Pozhnivnyy fitotsenoz kak predshestvennik ozimoy pshenitsy v rayonakh oroshaemogo zemledeliya Dagestana / E. N. Pakina, G. N. Gasanov, T. A. Asvarova, K. M. Gadzhiev, R. R. Bashirov // Problemy razvitiya APK regiona. — 2021. — No. 4 (44). — P.30–36.

9. Praktikum po agrokhimii / pod red. V. G. Mineeva. — 2^nd Ed. — Moscow: MGU, 2001. — 689 p.

10. Fedin M. A. Metodika gosudarstvennoy komissii po sortoispytaniyu selskokhozyaystvennykh kultur / M. A. Fedin. — Moscow: Kolos, 1985. — 239 p.