20 июня 2017 г.
В настоящий момент к системе земледелия предъявляются три основные требования: эффективность, ресурсосбережение и экологическая безопасность. их выполнение возможно лишь при грамотном использовании на определенной (выделенной) территории биологических ресурсов растений, почвы и животных, направленном на ежегодное получение запланированного урожая, прибыли и оказывающем благоприятное средообразующее влияние.
Ни техногенная, ни биологическая системы земледелия в чистом виде не могут быть взяты на вооружение производственниками. Техногенная - слишком ресурсозатратна и опасна экологически. Чисто биологическая не в состоянии в полной мере обеспечить потребности в продовольствии. Решение проблемы - в грамотном их сочетании с учетом того, что биологизация - это «фундамент», а грамотное, щадящее применение современных био-минеральных удобрений (хелатные) и современных средств защиты растений - это «надстройка». соотношение и размеры «фундамента» и «надстройки» на разных этапах биологизации земледелия могут меняться в масштабах (объемах), дополняться и взаимозаменяться.
Одним из основных критериев оценки биологизации является степень участия в урожае биологического азота. Здесь наиболее доступным является увеличение доли бобовых в структуре посевов и широкое использование сидерации. Это ведет к сокращению применения минеральных, прежде всего, азотных (наиболее дорогих и экологически небезопасных) удобрений, удешевляет урожай, корма и, соответственно, животноводческую продукцию, поддерживает плодородие почвы на требуемом уровне.
Плодородие почвы - один из ключевых и центральных аспектов системы земледелия в производстве растениеводческой продукции. При биологизации земледелия мобилизация ресурсов почвенного плодородия и его воспроизводство осуществляется за счет возврата нужного количества и качества свежего органического вещества, основной пищи для почвенной биоты. Живые организмы, принимающие участие в превращении органического вещества, могут достигать до десятка тонн на гектаре. среди них наиболее активны бактерии, водоросли, грибы и актиномицеты. особую ценность имеют бактерии азотофиксаторы, а также дождевые черви, моллюски и членистоногие. они не только участвуют в превращениях органического вещества, но и улучшают агрофизическое состояние почвы через улучшение структуры. Чем активнее протекают биологические процессы, тем интенсивнее накапливаются элементы плодородия почвы.
Вот эти идеи были положены в основу биологизации земледелия в ООО «Агрофирма «Слава картофелю».
ООО «Агрофирма «Слава картофелю» специализируется на производстве растениеводческой продукции и, прежде всего, на крупнотоварном производстве картофеля и зерна.
Производство картофеля относится к ущербной специализации, ведущей к повышенной минерализации гумуса и выносу элементов минерального питания. В зависимости от гранулометрического состава почвы и величины урожая картофеля, частоты механической обработки почвы ежегодные потери гумуса составляют от 1,5 до 2,5 т и более на каждом гектаре. Кроме того, технология возделывания картофеля без необходимой органики ухудшает агрофизические параметры плодородия почвы и водный режим. Поэтому высокая концентрация картофеля в структуре посевов требует постоянного возврата органического вещества в количестве, превышающем его потери. Масштабы потери гумуса примерно таковы. В 2016 году картофель возделывался на площади 754 га. Урожайность в среднем составила 32,7 т/га. Технология для получения такого урожая минерализует примерно 2,5 т/га гумуса в год. Таким образом, общие потери гумуса на всей площади возделывания картофеля составляют не менее 1885 т.
Для компенсации этих потерь потребовалось бы внесение 31 тыс. т навоза и 2580 рейсов самосвалов КАМАЗ.
Поэтому для продолжения успешного и эффективного производства картофеля и зерна и для прекращения деградации почвы и ее плодородия, с 2013 года агрофирма начала интенсивную биологизацию земледелия путем введения грамотных севооборотов, масштабного использования соломы и стерни зерновых культур, сидерации пашни бобовой и капустной культурами (донником желтым и редькой масличной).
Севообороты
Одним из ведущих элементов биологизации является грамотно построенная система севооборотов. В агрофирме вся пашня разделена на две категории: первая - наиболее соответствующая по уровню плодородия, рельефу, транспортной доступности для интенсивного производства картофеля, вторая - для производства зерна и другой продукции. В первой категории пашни освоены короткоротационные плодосменные севообороты с сидеральным паром и концентрацией картофеля от 25 до 33%.
Чередование культур в севооборотах:
- Сидеральный пар (донниковый);
- Озимая пшеница;
- Картофель;
- Яровые зерновые + донник.
- Сидеральный пар;
- Картофель;
- Яровые зерновые + донник.Каждое поле имеет свое чередование культур по той или иной вышеуказанной схеме.
Во второй категории пашни, где не возделывается картофель, с 2015 года введены севообороты с сидеральным паром со следующим чередованием культур:
Сидеральный пар (донниковый);
- Озимая пшеница;
- Яровые зерновые.
В 2016 году введен зерновой севооборот с сидеральным паром с возделыванием гороха:Горох;
- Яровая пшеница + донник;
- Сидеральный пар;
- Озимая пшеница.
Целью всех полевых севооборотов, как с возделыванием картофеля, так и без него, является ускорение активизации биологических процессов в почве и на этой основе улучшение всех ее биологических, агрохимических и агрофизических свойств; получение расширенного воспроизводства эффективного плодородия почвы, дающего возможность постепенно сокращать материальные, трудовые и финансовые издержки, уменьшать применение минеральных удобрений и пестицидов, обеспечить экологическую устойчивость всей территории хозяйства.
В основу же состава сельскохозяйственных культур во всех полевых севооборотах мы заложили культуры-почвоулучшатели: донник желтый для сидерации, редька масличная для повторной сидерации и горох. Их доля в структуре севооборотов составляет от 25 до 33%. Кроме того, на выводных полях хозяйства возделывается люцерна, занимающая около 9% пашни. В целом же в земледелии агрофирмы бобовые культуры занимают более 38% пашни. Такой метод земледелия является одним из самых интенсивных, способствующих ускоренному лечению деградированной пашни. Здесь почвоулучшающий эффект достигается самим составом культур в севооборотах, чередованием, но главный результат создается количеством и качеством поступающего свежего органического вещества.
Измельченная солома зерновых как органическое удобрение
Другой важный элемент биологизации - удобрение соломой зерновых культур. этот прием является одним из дешевых и эффективных, он увеличивает биологическую активность почвы за счет поступающего углерода. При этом пашня обогащается детритом, гумусовыми веществами, которые во взаимодействии с кальцием оструктуривают почву, улучшают водный, воздушный режимы и режим питания.
В агрофирме солома измельчается и поверхностно заделывается лишь после озимой пшеницы. Ежегодно измельченная солома зерновых остается в поле на 8085% площади их посевов. В 2016 году солома измельчалась на площади 1778 га (Таблица 1).
На площади выращивания зерновых и гороха соломой в почву возвращено 36,6 кг азота, 16 кг фосфора и около 66 кг калия в среднем на каждый гектар.
Сидерация
В период расцвета так называемых «интенсивных» технологий (последние 40-60 лет) из-за чрезвычайной распаханности, одностороннего увлечения применением минеральных удобрений и пестицидов, наличия в севооборотах чистых паров и недостатка в структуре посевов многолетних трав произошли колоссальные негативные явления: рост эрозионных процессов, падение содержания гумуса и биологической активности почвы, подкисление, ухудшение водного и пищевого режимов. Устранить это в настоящее время техногенными высокозатратными методами невозможно. Более того, техногенные интенсивные методы ведения земледелия еще глубже загоняют многие проблемы сохранения самой почвы и ее плодородия.
Лечение деградирующих почв возможно только внесением достаточного количества свежего высококачественного органического вещества в виде навоза, сидерата, соломы, растительных остатков и посевов многолетних трав. Доступным и дешевым источником органического вещества является сидеральное удобрение.
В подборе сидеральной культуры особое внимание мы обращали еще на ряд особенностей: наличие мощной стержнекорневой системы, способной разрыхлять переуплотненные подпахотные слои; устойчивость к часто наблюдающейся весенне-летней - засухе; возможность ежегодно накапливать большую вегетативную и корневую массу; способность азотонакопления; устойчивость урожайности семян по годам; способность подавлять сорняки и ряд вредителей; технологичность. С учетом этих требований мы остановились на таких универсальных культурах как донник и редька масличная.
Первые посевы донника в хозяйстве разместили на площади 460 га в 2013 году и в течение 4-х лет увеличили в 2,3-2,8 раза. Последние 2 года донник размещается более чем на 1000 га (Таблица 2).
Из них в пределах 100 га отводится под семенники. Агрофирма полностью обеспечена собственными семенами донника, производя ежегодно более 100 т семян. Кроме того, значительная часть семян - 70-75 т - реализуется в другие хозяйства республики.
Таким образом, в 2016 году на каждый гектар сидерации с донником желтым поступило около 50 т сырой массы (эквивалентно примерно 50 т навоза), 7,65 т сухого вещества, 303 кг азота, 30,5 кг фосфора, 235 кг калия и 141 кг окиси кальция, т.е. каждый гектар получил:
азот, эквивалентный 8,8 ц аммиачной селитры,
- фосфор, эквивалентный
- ц суперфосфата простого,
- калий, эквивалентный
- ц хлористого калия (Таблица 4).
Количество азота, фосфора и калия, поступившее с сидераль- ной массой донника желтого в 2016 году в агрофирме на 1200 га эквивалентно:
по азоту - 1055 т аммиачной селитры,
- по фосфору - 194 т суперфосфата простого,
- по калию - 470 т хлористого калия.
Таковы возможности донника желтого как сидерата по регулированию пищевого режима почвы. У него же большой потенциал по регулированию биологических процессов и водно-физических свойств плодородия.
Для ускорения темпов биологизации земледелия, повышения и потенциального, и эффективного плодородия почвы, для уменьшения материальных и финансовых издержек с 2015 года начали внедрять повторную сидерацию. В качестве повторной сидеральной культуры решили использовать редьку масличную из семейства капустных. Сочетание измельченной соломы зерновых, бобовой сидеральной культуры донника и повторной сидерации редькой масличной с различным химическим составом и соотношением C:N дает возможность весьма успешно регулировать поступление в почву углерода, азота, фосфора, калия, кальция и влиять на процессы минерализации, гумификации, структурообразования и общего экологического оздоровления почвы.
Редька масличная на повторную сидерацию после заделки в почву органики донника в 2016 году высевалась в начале третьей декады июня на площади 429,6 га. Вегетация шла два месяца, и к началу заделки массы органики в почву (вторая декада августа) растения редьки имели по 20-28 стручков и продолжали цвести (Таблица 5).
Интенсивная биологизация земледелия через поступление в почву соломы и растительных остатков зерновых культур и зеленого удобрения донника желтого и редьки масличной решает комплекс вопросов биологических и агрофизических параметров плодородия, обеспечивает баланс органического вещества в почве и элементов минерального питания растений (Таблица 6).
Благодаря использованию соломы и широкого внедрения сидерации в земледелии агрофирмы достигнут положительный баланс по азоту и калию. При этом доля биологического азота в балансе составила 76,3%, а минерального лишь 23,7%, соответственно, фосфора 42,6% и калия 68,0%. Система земледелия считается биологизированной, если доля биологического азота в урожае превышает 70%.
Пока еще наблюдается некоторый отрицательный баланс фосфора (-5,4 кг/га). Нет сомнений, что через 2-3 года и по фосфору сформируется положительный баланс за счет нарастания биологической активности почвы, способствующей переводу труд- норазлагаемой формы фосфора в доступную. Об этом свидетельствуют наши наблюдения за динамикой агрохимических параметров плодородия почвы.
В агрофирме для постоянного мониторинга динамики плодородия почвы выделено поле- полигон (поле 1«и») с площадью 82,1 га. Ежегодный отбор почвенных образцов осуществляется в конце сентября и начале октября в 5 фиксированных секторах поля по горизонтам 0-25 и 25-40 см и анализируются в ФГБУ «Государственный центр агрохимической службы «Чувашский» (Таблица 7).
Мониторинг агрохимических свойств почвы показывает, что при внесении свежего органического вещества в верхний слой почвы (2013 г. - измельченная солома яровых зерновых, 2014 г. - донниковый сидерат, 2015 г. - картофель, 2016 г. - вновь солома яровых зерновых) в севообороте с картофелем (33%) наблюдается увеличение содержания гумуса с 7,02 до 7,64%. В слое же почвы 25-40 см этого не наблюдается. При поступлении в почву соломы и бобового сидерата за счет усиления биологических процессов значительно, в 2 и более раз, возросло содержание подвижного фосфора и обменного калия.
В динамике аммонийного и нитратного азота пока еще не наблюдается четкой закономерности. Эти соединения очень динамичны и в значительно большей степени, чем фосфор и калий, зависят от ряда почвенных процессов. Наблюдается некоторое раскисление почвы, особенно в слое 25-40 см. Так, с осени 2014 к осени 2016 года обменная кислотность уменьшилась, т.е. рНк1 возросла с 5,44 до 5,62.
Во что обходится биологизация земледелия?
Длительные исследования эффективности зеленого удобрения (один из главных факторов биологизации) в Волго-Вятской зоне показали, что энергоемкость сидеральных паров в 2,3 раза ниже энергоемкости унавоженного чистого пара (40 т/га навоза). Этим и определяется огромное энерго- и ресурсосберегающее значение сидерации. Однако наиболее сильной стороной сидерации является ее средообразующий, почвоулучшающий эффект.
В 2016 году производство сидеральной массы донника с урожайностью около 50 т/га обошлось агрофирме в 1778 рублей в расчете на гектар посевов при себестоимости 35,8 руб. за тонну органической массы. При этом в общих издержках доля семенного материала донника составила 56%, а доля заделки сидеральной массы в почву - около 38%. Для сравнения: себестоимость навоза в Чувашии составляет примерно 300 руб./т при примерно равной эффективности 1 т. навоза и 1 т. сидерата.
Дороже обходится повторная сидерация, т.к. увеличивается число технологических приемов, связанных с посевом как отдельным приемом, дискованием, прикатыванием и др. В ушедшем году каждый гектар повторной сидерации обошелся хозяйству в 2083 рубля при себестоимости 1 т. сидеральной массы в интервале от 85 до 225 рублей в зависимости от поля и урожайности органической массы. В структуре затрат семена редьки масличной занимают около 58%, а технологические приемы 42%.
Таким образом, донниковый сидерат агрофирме обошелся примерно в 8 раз, а повторный сидерат в виде редьки масличной в 1,3-3,5 раза дешевле, чем полуперепревший навоз.
На что еще следовало бы обратить внимание. на 3-4 год использования донникового сидерата в результате улучшения комплекса показателей плодородия:
увеличилась урожайность зерновых культур до 3,76 т/га. Раньше она не превышала 2,7 т/га;
- значительно уменьшилась повреждаемость клубней картофеля проволочником;
- уменьшилась зараженность растений и клубней ризоктониозом;
- улучшились условия комбайновой уборки картофеля в период осенних осадков за счет повышенной фильтрации воды по следам, капиллярам, создающимся мощной стержневой корневой системой донника;
- появились условия для уменьшения применения минеральных удобрений, особенно азотных.
В целом биологизация путем использования грамотных севооборотов, применения органических удобрений (соломы зерновых культур, сидератов) создает условия значительной корректировки технологии возделывания практически всех полевых культур в сторону уменьшения материальных и финансовых затрат (сокращения закупок минеральных удобрений, пестицидов) и закладывает основу для расширенного воспроизводства плодородия почвы.