Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Современное состояние изученности вопроса по использованию зеленых удобрений 8
1.1 Необходимость применения сидератов 8
1.2 Обзор использования сидеральных культур в России 12
1.3 Изученность применения сидеральных культур в условиях Иркутской области 25
ГЛАВА 2 Условия и методика исследований
2.1 Почвенно-климатические условия лесостепной зоны 28
2.2 Гидротермические условия в годы исследований 33
2.3 Методика проведения исследований 38
ГЛАВА 3 Изменение агрофизических и агрохимических свойств почвы под влиянием сидератов
3.1 Агрофизические свойства 40
3.2 Агрохимические свойства
3.2.1 Содержание нитратного азота 46
3.2.2 Содержание подвижного фосфора 54
3.2.3 Содержание обменного калия 61
ГЛАВА 4 Влажность почвы в севооборотах с разными видами паров
4.1 Запасы продуктивной влаги под разными видами паров 68
4.2 Запасы продуктивной влаги под яровой пшеницей по разным паровым предшественникам 71
4.3 Запасы продуктивной влаги под овсом 74
ГЛАВА 5 Засоренность посевов зерновых культур в севооборотах с разными видами паров 77
5.1 Засоренность посевов яровой пшеницы 79
5.2 Засоренность посевов овса 82
ГЛАВА 6 Урожайность культур и продуктивность зернопаровых севооборотов 86
Глава 7 Экономическая и биоэнергетическая оценка зернопаровых севооборотов с разными видами паров 91
7.1 Экономическая оценка зернопаровых севооборотов 91
7.2 Биоэнергетическая оценка зернопаровых севооборотов 98
Заключение 102
Выводы 102
Рекомендации производству 105
Список литературы .
- Обзор использования сидеральных культур в России
- Гидротермические условия в годы исследований
- Содержание нитратного азота
- Засоренность посевов овса
Введение к работе
Актуальность темы. Методы управления плодородием почв в
современном земледелии продолжают оставаться одной из важнейших задач.
Сокращение применения объемов и доз технических удобрений вызывает
необходимость управления плодородием почвы за счет самих возделываемых
сельскохозяйственных культур, которые являются возобновляемым
биоресурсом и не требуют каких-либо дополнительных финансовых и других средств.
К основным биологическим приемам регулирования плодородия почв в земледелии относятся такие как: оптимизация структуры использования пашни и посевов с увеличением доли однолетних и многолетних бобовых культур, введение биологизированных плодосменных и травопольных севооборотов, сидерация, использование на удобрение соломы, корне-пожнивных остатков.
По данным МСХ Иркутской области в условиях региона 44.1 % пашни оставлен в залежь и не используется, а пашня, находящаяся в обработке, используется весьма интенсивно и, преимущественно, по типу зернопаровой системы земледелия. Так, на 2015 год в структуре использования пашни, удельный вес чистых паров составил по региону 28.4 %, а зерновых – 53.2 %, т.е. по совокупности чистый пар и зерновые занимают 81.6 %. Доля многолетних трав (преимущественно злаковых и старовозрастных) составляет 9-10 %. При такой структуре использования пашни идет интенсивная минерализация органического вещества и истощение почв (Солодун, 2015).
Выход основного органического удобрения - навоза, из-за резкого сокращения поголовья животных существенно уменьшился, а внесение навоза стало невыгодным, особенно для отдаленных полей. В связи с этим одним из основных и доступных способов поддержания плодородия почв остается сидерация. Основная сидеральная культура региона – донник, на кислых серых лесных почвах малоприемлема, поэтому возникла необходимость проведения комплексных исследований по сравнительному изучению более адаптивных и в то же время широко распространенных культур в качестве сидеральных для серых лесных почв: горох+овес, рапс, клевер.
Длительное время основным способом заделки сидератов в регионе является их запашка на глубину пахотного слоя. Другие способы заделки сидератов до настоящего времени не изучались.
Цель исследований: установить влияние различных сидератов, способов их заделки в почву на характер изменения основных параметров плодородия серых лесных почв и урожайность зерновых культур в короткоротационных зернопаровых севооборотах.
Задачи исследований:
- изучить влияние сидеральных паров и способов заделки сидератов на
основные показатели почвенного плодородия, урожайность зерновых культур и
продуктивность зернопаровых севооборотов;
- установить наиболее адаптивную сидеральную культуру для серых лесных
почв лесостепной зоны;
- определить более эффективный способ заделки сидератов;
- дать сравнительную оценку возделывания зерновых культур по чистым и
сидеральным парам.
Научная новизна.
Впервые в условиях Иркутской области изучены разные сидеральные культуры и способы их заделки в сравнении с чистыми парами на серых лесных почвах. Установлено действие и последействие сидеральных паров в сравнении с чистыми на урожайность пшеницы и овса в зернопаровых севооборотах. Определена экономическая эффективность применения сидеральных паров в зернопаровых севооборотах.
Положения, выносимые на защиту:
сидеральные клеверные пары оптимизируют плотность, улучшают структурно-агрегатный состав почвы, повышают содержание нитратного азота и урожайность зерновых культур;
использование клевера красного в качестве сидерата на серой лесной почве при его дискаторной заделке в поверхностный слой почвы (8-10 см) является более эффективным приемом, чем запашка плугом на глубину 20-22 см;
применение сидеральных паров с клевером при дискаторной обработке по агротехнической, экономической и биоэнергетической эффективности превосходит чистые неудобренные пары, а также сидеральные пары с рапсом и горохо-овсом.
Методы и методология. Научная методология основывается на
системном подходе к изучаемой проблеме. В исследованиях использовались
методы: эмпирические (наблюдение, описание, измерение и др.),
аналитические. Полевые и лабораторные опыты проводились по
общепринятым методикам.
Практическая значимость. Разработана и обоснована технология
использования клеверного сидерального пара, обеспечивающая
воспроизводство плодородия слабокислых серых лесных почв и рост урожайности зерновых в лесостепи Предбайкалья. Основные положения работы отражены в агротехнических рекомендациях АПК Иркутской области, используются в учебном процессе Иркутского ГАУ имени А.А. Ежевского, внедрены в АО «Сибирская Нива» Иркутской области.
Работа выполняется в соответствии с координационным планом Российской академии сельскохозяйственных наук, заданием 02.04.01.01.03.Н1 «Усовершенствовать теоретические основы и разработать методы управления плодородием почв и продуктивностью агроценозов в лесостепной зоне Прибайкалья при использовании органических удобрений и возобновляемых биоресурсов, способов их заделки и приемов обработки почвы при возделывании зерновых культур».
Апробация работы. Материалы исследований доложены на
региональных конференциях - «Экологическая безопасность и перспективы развития аграрного производства Евразии» (Иркутск, 2013), «Современные
проблемы и перспективы развития АПК» (Иркутск, 2014), на международных научно-практических конференциях – «Климат, экология, сельское хозяйство Евразии» (Иркутск, 2014), «Почвы степных и лесостепных экосистем Внутренней Азии и проблемы их рационального использования» (Улан-Удэ, 2015), «Научные исследования и разработки к внедрению в АПК» (Иркутск, 2015), «Агроэкологические функции удобрений в современном земледелии» (Москва, 2015).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 12 статей, в том числе 4 статьи - в изданиях из перечня ВАК.
Личный вклад соискателя. Научные исследования выполнены лично
автором (результаты в главах - 3, 4, 6) и совместно с сотрудниками
лаборатории земледелия ФГБНУ Иркутского НИИСХ и ФГБОУ ВО
Иркутского ГАУ имени А.А. Ежевского (в главах - 5, 7 результаты получены в
соавторстве с к.с-х.н, доцентом кафедры земледелия и растениеводства
Зайцевым Александром Михайловичем и с к.с-х.н, доцентом кафедры земледелия и растениеводства Горбуновой Марией Семеновной). Автору принадлежит проведение всех этапов по разработке программ и методик опытов, проведение экспериментальных полевых и аналитических работ, обобщение и обоснование результатов исследований, написание текста диссертации.
Структура и объем работы. Диссертация представляет собой рукопись объемом 177 страниц компьютерного текста, содержит 38 таблиц, 8 рисунков, 21 приложение и библиографию из 293 наименований, из которых 14 иностранных авторов. Она состоит из 7-и глав, выводов и рекомендаций производству.
Обзор использования сидеральных культур в России
Почвенно-климатические условия нашей страны позволяют широко применять на зеленое удобрение различные сельскохозяйственные культуры. В зависимости от количества тепла, осадков, условий местности, гранулометрического состава почвы, наличия удобрений и семян на сидераты можно высевать следующие культуры: бобовые – люпин многолетний и однолетний, донник белый и желтый, сераделлу, вику озимую и яровую, пелюшку, горох и др.; злаковые – озимую рожь, райграс, а также подсевные злаковые и бобовые многолетние травы, используя первый укос на корм скоту, а отаву – на удобрение. И всеже при наличии азотных удобрений перспективно использование для сидеральных целей крестоцветных культур (рапса озимого и ярового, сурепицы озимой и яровой, редьки масличной, горчицы белой, перко), водолистниковых (фацелии) и других быстрорастущих культур и смесей (Довбан, 2009).
Среди многообразных форм сидерации большое значение имеет подсевная форма, при которой сидераты подсевают под основную продовольственную культуру (овс или ячмень). Такой способ возделывания сидератов предпочтителен в районах, где период между уборкой предшественника сидерата и посевом последующей удобряемой культуры слишком короткий для того, чтобы вырастить количество зелной массы, достаточное для удобрения. Применяют подсевную культуру сидератов и в том случае, когда климатические условия неблагоприятны для развития сидерата в начале вегетации (Беляк, 2005; Зеленин, 2012).
При оценке качества запахиваемой зеленой массы на удобрение наибольшее значение имеют два признака — содержание в ней питательных элементов и способность ее к быстрому или медленному разложению (Алексеев, 1959; Морковкин, 2009). На скорость разложения биомассы культур влияет их химический состав (Лыков, 1985; Колсанов, 2005).
Коэффициент размножения бобовых значительно ниже, чем крестоцветных, а, следовательно, и стоимость семян бобовых выше. Но нужно учитывать, что под бобовые сидераты азот вносить не следует, поскольку они его сами накапливают, а вот под крестоцветные и злаковые необходимо вносить не менее 60-90 кг/га д. в. минерального азота. В результате себестоимость одной тонны зеленой массы как бобовых, так и крестоцветных и злаковых культур может выровняться. Поэтому в каждом хозяйстве необходимо иметь семена и бобовых и злаковых культур для высева на сидерацию (Довбан, 2009). Введение рапса в зерновой севооборот повышает продуктивность пашни и урожайность последующих культур. Заделывание растительных остатков ярового рапса в почву после уборки его на семена эквивалентно внесению 10 – 12 т/га навоза (Нурылгаянов, 2011). Механизм влияния сидерации при возделывании однолетних культур и многолетних трав внешне одинаковый. Возделывание как однолетних, так и многолетних трав на сидеральные цели обогащает почву свежим органическим веществом. Главное же отличие в том, что под пологом многолетних трав замедлены процессы трансформации органического вещества, в т.ч. его минерализация. Поэтому баланс органического вещества под пологом многолетних трав всегда положительный, а однолетних культур отрицательный (Хуснидинов, Кудрявцева, 2008).
Эффективность зеленого удобрения зависит от урожая сидерата (Кант, 1982; Ряховская и др., 2012; Шубин, 1933). Чем он выше и чем большая масса запахана в почву, тем сильнее действие и последействие этого удобрения. Сидеральные культуры (Бабич, 2007) дали следующие результаты: наиболее высокий процент сухого вещества наблюдался у люпина белого и клевера красного.
В Центральном черноземье культурами сидерального пара могут быть три группы растений: многолетние бобовые (донник, эспарцет и др.), озимые (вика, рапс), яровые (бобовые мелкосемянные, капустные культуры, райграс). В опытах В.В. Верзилина, Н.Н Королева и С.И. Коржова (2005) испытывались донник белый, эспарцет песчаный, озимая вика, озимый рапс, горчица сарептская и белая, редька масличная, яровой рапс, тригонелла, райграс однолетний, амарант, викоовсяная смесь. С позиции санитарной роли в севообороте и энергосбережения наиболее ценны бобовые и капустные культуры. Из бобовых наибольший интерес представляют тригонелла (пажитник) и белый однолетний донник. Капустные (горчица сарептская и белая, редька масличная, рапс яровой) характеризуются высоким коэффициентом размножения. Из злаковых культур представляет интерес райграс, который, формируя мощную мочковатую корневую систему, хорошо оструктуривает почву.
В Нечерноземье в качестве сидеральных промежуточных культур хорошо себя зарекомендовали сравнительно новые культуры из семейства капустовых -рапс, горчица белая, редька масличная, сурепица, а также фацелия, амарант и некоторые другие. Из всех культур семейства капустных белая горчица оказалась наиболее устойчивой к неблагоприятным условиям, которые бывают в отдельные годы в центральных областях Нечерноземья (Лошаков, 2004, 2012).
По данным Е.Е. Борисовой (2011) и Ю. А. Малышевой (2009), использование в качестве зеленого удобрения основного урожая клевера способствовало стабилизации содержания гумуса, а отавы клевера на сидерацию вело к снижению содержания гумуса в почве под яровой пшеницей после клевера. В варианте, где запахивали клевер на сидерацию, во всех случаях наблюдался положительный баланс в почве азота, фосфора и калия.
В Калининградской области М.И. Малышевым (2007) на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве фитопотагенные обследования посевов культур показали, что озимая рожь, размещенная после люпинового и клеверного паров, была поражена корневыми гнилями в пределах 3-4 %, а по пласту многолетних трав двух лет пользования – на 7-8 %. При возделывании ячменя после кормовых бобов и озимого рапса, как сидерата, корневыми гнилями было поражено 6 %, по озимой ржи - 11 %, а по ячменю – 19 % стеблестоя, что, в конечном счете, отрицательно сказывалось на урожайности культуры.
Исследования проводившиеся Г.Н. Гасановым, А.А. Римихановым и С.А. Салиховым (2012) в агрофирме «Согратль» Гунибского района Дагестана и в учхозе Дагестанской сельскохозяйственной академии в 2007-2009 гг. показали, что полное минеральное удобрение способствовало увеличению засоренности посевов озимой пшеницы по сравнению с контролем на 32.5 %. Внесение 20 т/га навоза способствовало увеличению количества сорняков на 82.8 %, их массы на 55.7 %. Наиболее эффективным способом снижения засоренности оказалось выращивание в пожнивной период гороха с последующей запашкой его зеленой массы на удобрение.
Гидротермические условия в годы исследований
В условиях Восточной Сибири немаловажная роль в снабжении полевых культур элементами питания принадлежит азоту. Наличие в почвах азота и его органических соединений указывает на их потенциальное плодородие. В земледелии Предбайкалья с его суровыми и климатическими условиями азот был и остается основным лимитирующим фактором в питании растений (Мальцев, 2001).
Изучением и решением азотного питания растений занимались А.Н. Угаров (1962, 1965), В.Е. Шевчук (1979), А.Н. Рынкс (1959), В.Т. Мальцев (1966, 2001), Э.В. Пятникова (1972), Л.В. Помазкина (1985).
Нитратный азот наиболее лабильная форма почвенного азота, которая является критерием уровня обеспеченности растений азотным питанием. В.А. Шелковников (2003), В.Т. Мальцев (2001), А.Е. Кочергин (1965, 1968) считали, что уровень содержания нитратного азота весной перед посевом полевых культур и осенью перед уходом в зиму является диагностическим показателем обеспеченности растений в этом важном элементе питания.
В почвах Иркутской области складывается своеобразный азотный режим, в котором помимо основных лимитирующих факторов, участвующих в образовании и усвоении азота растениями (глубокое промерзание почвы до 200 см, более раннее промерзание почвы осенью и позднее оттаивание в весенне-летний период, засуха в июне), большое влияние на азотный фонд оказывают биологические особенности сельскохозяйственных культур и система обработки почвы. Это вызывает необходимость дать качественную оценку полевым культурам, как предшественникам по их влиянию на накопление в почве легкоусвояемых подвижных форм азотных соединений. В таблицах, расположенных ниже, приведены данные по содержанию нитратного азота по слоям почвы 0-20, 20-40 и 0-40 см под посевами яровой пшеницы (табл. , 4, 5,6, прилож. В, Е) и овса (табл. 7, 8, прилож. Г, Ж).
Из данных таблицы 4 следует, что в мае под пшеницей в слое 0-20 см наибольшее содержание нитратного азота было в варианте с чистым паром (N45P45K45) при дискаторной заделке. Значение нитратного азота соответствовало 50 мг/кг почвы. Это на 21 мг/кг больше азота, чем в посевах после клеверного сидерального пара при вспашке. На контроле значение нитратного азота составляло - 28 мг/кг почвы при дисковании и 22 мг/кг при вспашке. Наименьшее содержание N-NO3 замечено после рапсового сидерального пара, что на 11 мг/кг почвы меньше, чем на контроле при вспашке и на 17 мг/кг меньше при дисковании. В целом, при дисковании содержание нитратного азота возрастает от 6 (по контролю) до 19 (чистый пар + N45P45K45) мг/кг почвы по сравнению с вспашкой. Исключение составили пар с навозом и клеверный сидеральный пар.
В июне, когда активно шло прорастание всходов пшеницы, максимальное количество нитратного азота наблюдалось в чистых парах с минеральными удобрениями, с максимумом по дискованию – 42 мг/кг.
Далее в порядке убывания по содержанию азота был чистый пар с навозом и клеверный сидеральный пар, где количество N-NO3 при дисковании было выше вспашки в среднем в 2.5 раза. Наименьше азота в июне отмечено в пару после горох+ овес при вспашке – 3.7 мг/кг.
В июле, когда формировался урожай яровой пшеницы, наибольшее содержание азота было в варианте после чистого пара с минеральными удобрениями при дискаторной обработке – 19 мг/кг. И по всем остальным вариантам при дисковании азота содержалось примерно в 3.1 мг/кг почвы больше, чем по вспашке. Исключение составил контроль.
В августе перед уборкой, когда растениями из почвы изъято необходимое для их роста и урожая количество азота, наибольшее содержание его было также как и по всем предыдущим месяцам вегетационного периода в варианте после чистого пара при дисковании – 19 мг/кг. Дальше в ряду убывания расположились предшествующие пары по дисковой заделке – после навоза 30 т/га и клевера.
Таким образом, в слое почвы 0-20 см под пшеницей наибольшее содержание нитратного азота по всем месяцам вегетационного периода отмечалось после чистого пара с минеральными удобрениями и клеверного сидерального пара при дисковании.
В таблице 5 в слое 20-40 см под пшеницей отмечено наибольшее содержание нитратного азота в порядке убывания при вспашке после пара с минеральными удобрениями (42 мг/кг), с навозом (33 мг/кг) и клевера (27 мг/кг). При дисковании содержание азота по этим парам было меньше на 12; 6 и 5 мг/кг почвы. Наименьшее количество азота после горохо-овса - при вспашке, значение которого при дискаторной заделке возросло в 2 раза. Рапс при дисковании оказался на уровне клеверного сидерата - 22 мг/кг, а при вспашке меньше на 11 мг/кг.
Содержание нитратного азота
Водный режим почв - совокупность процессов поступления, передвижения и расхода влаги в почве.
Основной источник почвенной влаги —атмосферные осадки, количество и распределение которых во времени зависят от климата данной местности и метеорологических условий отдельных лет. В почву поступает меньше влаги, чем выпадает е в виде осадков, так как значительная часть задерживается растительностью, в особенности кронами деревьев. Вторым источником поступления влаги в почву является конденсация атмосферной влаги на поверхности почвы и в е верхних горизонтах (10-15 мм). Туман может оказывать значительно больший вклад в сумму осадков (до 2 мм/сутки), хотя и является более редким явлением (Алпатьев, 1954).
По общему количеству выпадающих за год осадков Предбайкалье не относится к числу территорий недостаточного увлажнения, но характер распределения осадков по месяцам и временам года не особенно благоприятный для земледелия, поэтому регион может считаться зоной неустойчивого увлажнения (Солодун, 2009).
Анализ литературы по вопросу истории изучения почвенной влаги показал довольно основательную изученность водного режима почв Восточной Сибири и Предбайкалья, особенно при их сельскохозяйственном использовании.
Общие вопросы водного режима почв освещены в работах И.В. Николаева (1949), О.В. Макеева (1959), Б.В. Надеждина (1961), О.П. Ильинского (1970), В.Ф. Масалова (1966, 1962), В.И. Солодуна (2003, 2009, 2014) и др.
По их данным по накоплению продуктивной влаги, обрабатываемые поля в убывающем порядке располагаются в следующий ряд: чистый пар – занятый пар и кукуруза – ранняя зябь – поздняя зябь – весновспашка. Эта закономерность сохраняется независимо от того, проводится обработка отвальным или безотвальными приемами.
По данным В.Н. Романова (1984), В.И. Солодуна (2003) в чистых парах динамика запасов продуктивной влаги мало зависит от технологий их обработки, а, главным образом, изменения влагозапасов (поступления или потерь) определяются характером выпадения осадков по месяцам.
После первых обработок пара, независимо от того, проводились они отвально или безотвально и до начала летних дождей запасы продуктивной влаги прогрессивно уменьшаются как в пахотном, так и в метровом слоях почвы.
К моменту замерзания почвы (первая-вторая декада октября) в метровом слое почвы влагозапасы пополняются, но чаще не достигают весеннего максимума.
По нашим наблюдениям, чем засушливее первый период парования, тем быстрее и глубже иссушается сначала верхний пахотный, а затем и подпахотные слои почвы. Вместе с тем, наиболее активный влагооборот происходит примерно в слое 0-50 – 0-60 см.
Известно, что паровое поле проходит два зимних периода: первый – в виде необработанного с осени жнивья, второй – после окончания подготовки пара, идущего под посев соответствующей культуры. В целом же, поле, отведенное под пар, ничем не занимается в течение 21 месяца, а сезонные процессы испарения и накопления влаги в почве паров различны.
По полученным нами данным (табл. 19), в среднем за 5 лет поля, вспаханные на зябь в предыдущий год под горохо-овсяный, рапсовый сидеральные пары, а также поле с клевером в начале парования имели запасы продуктивной влаги в пахотном слое 0-30 см на 6-8 мм меньше, чем поля необработанные с осени, идущие на ранний чистый пар. Это обусловлено наличием стерни, задерживающей твердые осадки (снег) и предохраняющими «вымерзание почвы», что было доказано в работе В.И. Солодуна (2009). Таблица 19 – Изменение запасов продуктивной влаги под разными видами паров за период парования (среднее за 2011-2015 гг.), мм Вариант пара В слое 0-30 см В слое 0-100 см в началепарования(май) в серединепарования(июль) в пред-зимнийпериод(октябрь) в началепарования(май) в серединепарования(июль) в пред-зимнийпериод(октябрь)
Чистый пар-контроль 64 58 68 211 313 344 К середине периода парования (июль) в занятых сидеральных парах отмечено заметное снижение продуктивных влагозапасов в обрабатываемом слое, что обуславливает использование влаги растениями. В то же время в чистых парах потерь влаги не отмечалось.
К концу периода парования (в предзимний период) влагозапасы пополнились на 8-12 мм по всем вариантам паров, но наиболее значительно в чистых парах с удобрениями и без удобрений. При этом способ заделки сидератов и навоза существенного влияния не оказывал.
Таким образом, нами выявлена закономерность значительно большего накопления влаги в чистых парах в засушливые годы преимущественно за счет нижних частей почвенного профиля – до 50-60 мм при вариантах со вспашкой и до 80-90 мм с дискованием.
Чистые пары в засушливые годы по накоплению влаги к концу парования эффективнее сидеральных паров, независимо от вида сидеральной культуры.
Определение запасов продуктивной влаги в пахотном слое (0-30 см) показали (табл. 20, прилож. З, И, К, Л), что в фазу посев-всходы запасы продуктивной влаги по всем вариантам находились на уровне хороших и отличных (40-66 мм) по принятой в регионе шкале влагообеспеченности. К середине июля они снизились до уровня плохих и удовлетворительных (20-40 мм). К моменту уборки вновь возросли до уровня хороших и удовлетворительных (30-50 мм). При этом в вариантах с заделкой сидератов и навоза дискатором влагозапасы почти во все сроки определения на 2-9 мм были выше, чем после запашки плугом. Таблица 20 – Содержание продуктивной влаги под пшеницей в пахотном слое 0-30 см (среднее за 2012-2015 гг.), мм
Засоренность посевов овса
Наименее рентабельным при возделывании овса оказался чистый пар с внесением минеральных удобрений (N45P45K45) – минус 2.3 % (при вспашке). Наиболее рентабельными были (свыше 90.0 %) чистый пар с внесением навоза, клеверный сидеральный пар и чистый неудобренный пар. Среди сидеральных паров наименьший уровень рентабельным показал рапсовый пар при вспашке – 45.5 %. В результате установлено, что из всех изучаемых сидеральных паров наилучшие экономические показатели получены при посеве яровой пшеницы по клеверному сидеральному пару как при вспашке, так и при дисковании по сравнению с другими сидеральными и чистыми парами. При дискаторной заделке массы клевера показатели самые высокие: себестоимость 1 ц зерна наименьшая – 227 руб., чистый доход наивысший (8949 руб.), уровень рентабельности также наиболее высокий (120 %).
Чистый неудобренный пар по всем показателям ресурсосбережения явно превосходил чистые пары, удобренные как навозом, так и минеральными удобрениями.
Таким образом, клеверный сидеральный пар как предшественник на серых лесных почвах обеспечивает наилучшие не только агротехнические, но и экономические показатели формирования урожая первой размещаемой по нему культуре – пшенице.
В последействии, на второй культуре - овес, вариант с клеверным сидеральным паром дал результаты, близкие к чистому неудобренному пару (табл. 36). Исходя из полученных нами данных следует, что на серых-лесных почвах лесостепной зоны региона клеверный сидеральный пар в засушливые годы по влиянию на урожайность первой и второй культуры зернопаровых севооборотов является равноценным или превосходящим чистый пар предшественником.
Сидеральные пары с горохо-овсом и рапсом по своей агротехнической и экономической эффективности уступают как клеверному сидеральному, так и чистому неудобренному пару.
Одним из основных показателей в современном интенсивном возделывании сельскохозяйственных культур является энергосбережение. Для технико-экономического обоснования агротехнологий рассчитывается коэффициент энергетической эффективности (Пупонин, 1998; Абрамов, Селюкова, 2001), который показывает энергетический эквивалент при применении определенной технологии или операции в севообороте. Современные процессы интенсификации сельского хозяйства характеризуются весьма высокой энерго-ресурсоемкостью. В итоге все более возрастает энергетическая «цена» каждой пищевой единицы (Хуснидинов и др., 2008).
Мы провели расчет биоэнергетической эффективности в зернопаровом севообороте пар (чистый, сидеральный) – пшеница - овес (табл. 37, 38).
Как видно (табл. 37), наибольшее накопление энергии на 1 га при вспашке на глубину 20-22 см наблюдается в севообороте с чистыми парами – свыше 250000 МДж/га. Наиболее затратными по энергоемкости оказались севообороты с вариантами паров по убыванию: чистый неудобренный пар, пар с внесением минеральных удобрений (N45P45K45) и сидеральный пар с горохом и овсом. При дисковании максимальное накопление энергии отмечено в севообороте с чистым паром с внесением минеральных удобрений (262446.4 Мдж/га), рапсового сидерального пара (263358.7 мДж/га) и чистого пара с навозом в дозе 30 т/га. Затратными по энергии были такие же пары, что и при вспашке (чистый неудобренный пар, пар с внесением минеральных удобрений (N45P45K45) и сидеральный пар с горохом и овсом.
По биомассе наиболее эффективен севооборот с применением в качестве предшественника сидерального клеверного пара при вспашке – 5.16 ед., что на 0.35 ед. больше, чем при дисковании. Менее эффективными, но тоже достаточно высокими по энергоэффективности были севообороты с сидеральным паром горох+овес при дисковании (3.98 ед.) и чистым паром с внесением навоза 30 т/га (3.82 ед.) при вспашке. Севооборот с внесением в пар минеральных удобрений (N45P45K45) показал эффективность, равную 1.94 ед. при вспашке и 2.02 ед. при дисковании, что обусловлено большими энергозатратами при внесении данного удобрения, а также складывающимся отрицательном балансе гумуса в пару. Наименьшая эффективность в севооборотах с чистым неудобренным паром – 1.35-1.64 ед., что связано с затраченной энергией при выносе питательных веществ с полученным урожаем.
По зерну наиболее энергетически эффективными был севообороты при дисковании: с клеверным (2.43 ед.), рапсовым (1.76 ед.) сидеральными парами и чистым паром с внесением навоза 30 т/га при вспашке (1.83 ед.). При дисковании показатели коэффициента энергетической эффективности по зерну на сидеральных парах были выше, чем при вспашке на 0.02 ед. в варианте горох+овес и на 0.13 ед. после рапса и клевера. Это свидетельствует о эффективности применения дискования на глубину 8-10 см, как способа заделки сидератов в почву. Запашка навоза была на 0.05 ед. эффективнее дисковой заделки.
Таким образом, наилучшей биоэнергетической эффективностью обладает севооборот с клеверным сидеральным паром. Варианты севооборота с сидеральным горохо-овсяным и клеверным паром энергетически эффективнее, чем с рапсом. Чистый пар с навозом 30 т/га по своей эффективности приближается к сидеральному пару с горохо-овсяной смесью. Севооборот с чистым паром с внесением минеральных удобрений (N45P45K45) и неудобренный пар, несмотря на то, что имели большую накопленную энергию, за счет больших затрат при внесении, транспортировке и выносе гумуса с урожаем оказались наименее эффективными среди всех изучаемых паров.