48-1Неустойчивость урожаев и валовых сборов зерна озимой пшеницы прежде всего обуславливается частыми неблагоприятными почвенно-климатическими условиями, а также несовершенством применяемых технологий. Возделывание многолетних бобовых культур позволяет не только обогащать почву органическим веществом и предотвращать эрозию, но и получать стабильные урожаи озимой пшеницы, сопоставимые с урожаем по чистому пару. (Опубликовано в №2.2010г.)

Кулисный пар

Одним из наиболее эффективных способов задержания снега и борьбы с эрозией почвы является возделывание кулис. Кулисный пар – это чистый пар, на котором полосами (кулисами) высевают высокостебельные растения – одно из надежных средств повышения урожайности зерновых культур в засушливых районах, особенно в годы с суровыми зимами и недостаточным снежным покровом. Кулисы смягчают отрицательное действие суховеев, задерживают снег на полях, защищают почву от эрозии.
В кулисных парах целесообразно возделывать многолетние бобовые травы, в т.ч. и люцерну. Она засухоустойчива и способна в суровые малоснежные зимы выдерживать морозы до -30 °С. Корневая система люцерны извлекает из глубоких слоев почвы фосфор, кальций и другие элементы, которые, частично локализуясь в пахотном горизонте, впоследствии участвуют в образовании водопрочных структурных агрегатов почвы. Люцерна способствует рассолению почв, снижает испарение влаги с почвенной поверхности, замедляя тем самым поступление солей в пахотный слой. Это прекрасный азотонакопитель в почве и отличный предшественник озимых культур.
Расширение посевов люцерны в кулисномульчирующем пару позволит не только сократить потребность в минеральных удобрениях, но и ускорить окультуривание, повысить плодородие деградированных почв и валовые сборы зерна и кормов, усилить защиту почв от эрозии и снизить себестоимость растениеводческой продукции.
Бинарные посевы зерновых культур с люцерной полнее используют питательные вещества и воду разных горизонтов почвенного слоя. Это объясняется различным строением корневой системы. У злаков хорошо развита корневая система в верхних слоях почвы. Люцерна же имеет стержневой, глубоко уходящий в нижележащие слои почвы корень.
В результате этого бинарные посевы своими корнями охватывают больший объем почвы, чем культуры в отдельном посеве (монокультуре). Улучшается азотное питание злакового компонента за счет азота, накопленного люцерной (бобовым компонентом), бинарные посевы, как правило, меньше зарастают сорняками, чем одновидовые посевы злаковых или бобовых, за счет уплотнения посевов и повышения конкуренции за основные факторы жизни.

Исследования на степном черноземе

На полях Донского сортоиспытательного учебного центра Донского ГАУ и хозяйствах Южного федерального округа мы про водим исследования, целью которых является совершенствование технологии возделывания озимых зерновых культур в бинарном посеве с люцерной посевной по кулисно-мульчирующему пару.
Совершенствуем системы земледелия на ландшафтной основе, стараясь достичь экологической и экономической оптимизации деятельности сельхозпредприятий в современных условиях хозяйствования, наиболее полно используя биоклиматический потенциал зоны сухой степи при выращивании зерновых культур. Работы ведутся с 2001 года. Объектами исследований были чистый пар и кулисно-мульчирующий люцерновый пар, по которым высевались озимая пшеница и озимый ячмень. Почвы опытного участка представлены черноземом обыкновенным, который характеризуется следующими агрохимическими показателями: в слое 0-40 см содержится: N-NO3 – 44,9 мг/кг, Р2О5 – 25,0 мг/кг и К2О – 320 мг/кг.
Технология подготовки чистого пара и возделывания озимых культур – общепринятая для зоны проведения исследований, а при подготовке кулисного пара и возделывании озимой пшеницы и озимого ячменя по нему впервые применена новая технология (патент № 2260929), разработанная для хозяйств Ростовской области и Краснодарского края.
В бинарных посевах улучшается азотное питание злакового компонента за счет азота, накопленного компонентом

Люцерну высевали СУПН-8 под покров ярового ячменя. После уборки покровной культуры люцерна отрастает до 25-30 см, а междурядья культивируются пропашным культиватором. В таком виде люцерна уходит в зиму и выполняет все функции кулисного растения. Весной, по мере появления сорной растительности, проводятся междурядные обработки. В зависимости от цели использования люцерны и наличия в хозяйстве животноводства ее могут скашивать на зеленый корм (средняя урожайность надземной массы за 2001-2009 гг. составила 11,8 т/га) в первом укосе. Второй укос оставляют на семенные цели (средняя урожайность семян за годы исследований составила 2,06 т/га). После уборки на семена междурядья люцерны культивируются и поле поперек посева обрабатывается зубовыми боронами для выравнивания поверхности почвы и подготовки к посеву озимых зерновых культур. Если животноводство в хозяйстве не развито, люцерну скашивают с измельчением и разбрасывают по поверхности поля в качестве мульчирующего компонента. Второй укос – на семена.

47-1Люцерна в кулисно-мульчирующем пару перед уборкой на зеленый корм (сено)

Среднесуточное накопление биомассы и среднесуточный прирост в среднем за 2001-2009 гг. были 6,74 г/м2 и 11,4 мм соответственно. При уборке люцерны на зеленый корм и семена на поле остаются растительные остатки, которые являются энергетическим биоматериалом, обеспечивающим многие почвенные процессы, и источником образования гумуса. На долю корней в растительных остатках у люцерны приходится около 63%. С растительными остатками люцерны в почву поступает до 78 кг/ га азота, 11 кг/га фосфора и более 43 кг/га калия.

При выращивании люцерны в кулисном пару создаются благоприятные предпосылки для создания положительного баланса органического вещества и элементов питания в почве.

Азот в динамике

Результаты наших наблюдений за динамикой содержания нитратного азота в пахотном слое почвы позволяют сделать вывод, что нитраты подвержены колебаниям в период вегетации растений озимых культур.
С растительными остатками люцерны в почву поступает до 78 кг/га азота, 11 кг/га фосфора и более 43 кг/га калия
Перед посевом озимых культур как в чистом пару, так и в кулисно-мульчирующем содержание нитратного азота в пахотном слое почвы было максимальное и соответственно составляло 79 и 57 мг/кг. На варианте кулисно-мульчирующего пара нитрификационные процессы в период парования почвы протекали несколько слабее, так как запасы влаги здесь были меньше. В ранневесенний период пахотный слой почвы под озимыми культурами содержал значительно меньше подвижного азота, чем в осенний период, что связано с фильтрацией талых вод и вымыванием нитратов в более глубо кие слои почвы. При этом наиболее интенсивное снижение нитратного азота отмечено на чистом пару.

48-2
Так, весной в начале кущения озимых культур нитратного азота в пахотном слое почвы содержалось 43 мг/кг, что на 36 мг/кг, или на 45,6% меньше, чем перед посевом озимых. На вариантах кулисномульчирующего пара нами также отмечено снижение подвижного азота, но это снижение составляло всего 18,6-32,6%. Максимальное повышение нитратного азота отмечено в пахотном слое почвы по кулисно-мульчирующему пару к фазе колошения озимых культур, что объясняется более высокой микробиологической активностью почвы и симбиозом клубеньковых бактерий с корневой системой люцерны.
Перед уборкой зерновых культур в пахотном слое почвы содержание нитратного азота было одинаковым как в бинарных посевах, так и в одновидовом по чистому пару и составляло 23-25 мг/кг.

Эволюция питательных веществ

При анализе почвы на содержание подвижного фосфора нами установлено, что перед посевом на варианте чистого пара фосфатов по всем изучаемым слоям почвы было на 2,9, 2,6 и 2,1 мг/кг (по слоям 0-10, 10-20 и 20-30 см соответственно) больше, чем на варианте бинарного посева (20,7, 19,5 и 18,6 мг/кг) по кулисномульчирующему пару. При анализе весной и перед уборкой зерновой культуры содержание подвижного фосфора нивелировалось и различия составляли около 0,1-0,2 мг/кг почвы.
Если по всем слоям содержание обменного калия по чистому пару перед посевом было на 49 и 33 мг/кг (слои 0-10 и 10-20 см) больше бинарного посева, а в слое 20-30 см – меньше на 4 мг/кг, то во время весенней вегетации растений превышение содержания калия было в среднем в 1,16-1,30 раза больше одновидового посева (повышенное содержание). Перед уборкой озимой пшеницы и ячменя содержание калия по всем слоям на варианте бинарного посева также превышало показатели одновидового посева по чистому пару.
Анализируя данные по содержанию основных элементов питания в слоях почвы 0-10, 10-20 и 20-30 см, можно сделать вывод: несмотря на то, что количество питательных веществ к моменту посева озимых зерновых на варианте бинарного посева по кулисномульчирующему пару было ниже, чем по одновидовому посеву по чистому пару, весной и к моменту уборки их количество повышается и в некоторых случаях значительно. Данный факт объясняется активностью корневой системы люцерны.
Возделывание люцерны изменчивой в кулисно-мульчирующем пару на склоновых землях способствует не только обогащению почвы свежим органическим веществом и элементами питания, но и является надежным почвозащитным средством. Так, смыв почвы в летний период парования на кулисно-мульчирующем пару нами не отмечен, а на чистом пару суммарный смыв почвы составил в среднем 87,5 м3/га. Благодаря значительному сокращению поверхностного стока на кулисномульчирующем пару запас продуктивной влаги в верхнем слое почвы (0-20 см) перед посевом озимой пшеницы составил 22,8 мм, тогда как на чистом пару, он был на 2,9 мм меньше. Различный запас влаги перед посевом озимой пшеницы оказал заметное влияние на полевую всхожесть семян и получение полноценных всходов.

Товарное качество зерна

Необходимо отметить, что по всем изучаемым зерновым культурам, посеянным по кулисно-мульчирующему пару, полные всходы появляются в среднем за годы исследований на 2-3 дня раньше, чем по чистому пару (одновидовой посев).
В годы со снежными зимами кулисы люцерны выполняют функции снегозадержания, в результате чего перезимовка зерновых культур в бинарном посеве превышает показатели одновидового посева на 6-9%. В суровые зимы разница по уровню перезимовки еще больше. Так, после зимы 2002-2003 гг. сохранность растений озимого ячменя на варианте бинарного посева составила 72%, когда как в одновидовом посеве всего 48%. На вариантах озимой пшеницы эта разница была незначительная и составляла 9% в пользу кулисномульчирующего пара.
При анализе структуры урожая озимой пшеницы нами выявлено достоверное повышение числа зерен в колосе и массы 1000 зерен на варианте бинарного посева озимой пшеницы по сравнению с одновидовым на 1,89 шт. и 0,84 г.
Качество зерна характеризуется следующими показателями: натура, стекловидность, сырая клейковина, упругость клейковины. При анализе качества зерна озимой пшеницы нами отмечено повышение процента стекловидности на варианте бинарного посева на 7%, натуры – на 19 г/л и содержания сырой клейковины на 1,8%. Зерно озимой пшеницы в бинарном посеве за годы исследований имело показатели третьего товарного класса, а в 2007 году – второго. Данный факт объясняется значительным снижением повреждений колоса вредным клопом черепашкой. Во время и после спаривания самки и самцы находятся на растениях люцерны в зоне до 80 м от края поля. Своевременные химические обработки краев поля позволяют уберечь зерно от повреждения и снижения качества. Только на краевых обработках экономится в зависимости от размеров поля до 30-80% химических средств защиты растений, что положительно сказывается на энтомофауне агрофитоценозов озимых зерновых культур.

В бинарном посеве себестоимость продукции снижается, и рентабельность производства выше на 4,9-6,7%

Таким образом, возделывание озимой пшеницы в бинарных посевах с люцерной способствует оптимизации структуры урожая и получению продукции с высоким качеством, не уступающей при возделывании в одновидовом посеве по чистому пару.

50-1

Посев озимого рапса по озимой вике

Уборка при бинарных посевах

Необходимо отметить, что к моменту уборки зерновых культур люцерна находится в фенофазе бутонизация-цветение, ее надземная масса составляет 2,5-3,0 т/ га, или около 23% от всей уборочной массы. При уборке комбайнами с измельчителем солома зерновой культуры и люцерна вместе измельчаются и разбрасываются по полю, что при дальнейшей поверхностной обработке почвы не требует внесения азотных удобрений для разложения соломы – хозяйства экономят 15-20 кг д.в. на каждую тонну соломы зерновой культуры.
При возделывании озимого ячменя в бинарном посеве всю надземную массу можно скашивать для приготовления зерносенажа. При этом поле освобождается на 18-22 дней раньше, по сравнению с уборкой озимой пшеницы на зерно, и люцерна имеет лучше условия для отрастания и формирования урожая зеленой массы или семян. Так, в среднем за годы исследований урожайность зеленой массы люцерны после уборки озимого ячменя на зерносенаж составила 112 ц/га, что на 40 ц/га больше, чем после озимой пшеницы.
Урожайность семян люцерны после уборки озимого ячменя была в среднем 0,90 ц/га, что на 0,11 ц/га выше, чем после уборки озимой пшеницы (таблица).
Возделывание озимых зерновых культур на зерно в бинарном посеве с люцерной экономически более выгодно, чем в одновидовом по чистому пару. Так, несмотря на меньшую урожайность в бинарном посеве, прямые затраты ниже затрат на выращивание одновидового посева на 1080-1126 руб/га, себестоимость продукции ниже на 59-86 руб/т, в результате чего рентабельность производства выше на 4,9-6,7%.
Производственная проверка результатов наших исследований в хозяйствах ЮФО (ООО «Хлебное» Матвеево-Курганского района Ростовской области и в ФГУСП «Ленинградское» Ленинградского района Краснодарского края) показала высокую эффективность возделывания озимых зерновых культур в бинарном посеве с люцерной по кулисно-мульчирующему пару.
Для формирования высокопродуктивных агрофитоценозов необходимо высевать люцерну изменчивую с междурядьем 70 см под покров ярового ячменя нормой посева 3-5 кг/га с последующей междурядной культивацией на втором году жизни (кулисномульчирующий пар) и высевать озимые зерновые культуры в бинарном посеве по кулисномульчирующему пару.
В результате экологически обоснованного введения в современные севообороты бинарных посевов зерновых колосовых с люцерной экономия минеральных удобрений за счет биологической фиксации азота воздуха достигает 30-35%, повышается качество зерна озимых зерновых культур, солома злаково-бобовой смеси используется для кормления животных или как органическое удобрение.
Результаты работы по биологизации земледелия на ландшафтной основе способны давать положительный экономический и экологический эффекты во всех почвенно-климатических зонах России с учетом подбора и особенностей адаптационных свойств применяемых культур и сортов в бинарных посевах и в качестве парозанимающих культур.
Николай Зеленский, Евгений Луганцев, Алексей Авдеенко
Н.А. Зеленский,
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор

Е.П. Луганцев,
кандидат сельскохозяйственных наук,
профессор

А.П. Авдеенко,
кандидат сельскохозяйственных наук,
доцент