2014-02-02
1946
Влияние различных групп орошаемых культур на плодородие почвы и их роль как предшественника
Структура посевных площадей на орошаемых землях и пути ее совершенствования
Лекция 7
Одной из причин ухудшения плодородия почв является несоблюдение севооборотов. Это особенно ощутимо в агроформированиях с небольшими земельными площадями, где переходят к уменьшению набора культур и соответственно неспециализированных короткоротацийних севооборотов. Кроме того, современная конъюнктура рынка заставляет аграриев выращивать, прежде всего, энергонасыщенные культуры, что часто приводит к пренебрежению севооборотами. Особенно это касается подсолнечника, сахарной свеклы и, в последнее время, рапса. Например, процент площадей, занятых под подсолнечником в последние годы в зоне Степи, увеличился до 25-30, а уровень урожайности при этом уменьшился до 9,3-11 ц / га.
При росте насыщение севооборота этими культурами и при бессменному их выращивании проявляется почвоутомление, которая является причиной уменьшения урожайности сельхозкультур и нередко — ухудшение качества продукции.
Как указывает Петр Надточий, уставший грунт — это больной грунт, который имеет признаки глубоких патогенных изменений. Эти изменения касаются некоторых звеньев биохимического цепи почвенного метаболизма. Почвоутомление — одна из крупных проблем мирового земледелия, находится в поле зрения ФАО ООН. По ее данным, около 1 млн. 250 тыс. га пашни — это уставшая земля. Вследствие почвоутомления ежегодно теряется 25% общих биологических потерь мирового урожая.
Как видно из таблицы, по сравнению с 2001 годом в последние годы увеличиваются площади под подсолнечником — в 1,5 раза и рапсом — соответственно в 10 раз.
Время увеличивается вынос питательных веществ, что отрицательно влияет на плодородие почв. Так, для формирования своего урожая подсолнечник выносит 50% подвижных соединений калия от всего выноса сельхозкультурами. Вместе с увеличением площадей под этими энергонасыщенных культурами уменьшается их урожайность.
В результате многолетних исследований определены: научно обоснованная потребность в основных макроэлементах минерального питания для формирования 1 т урожая корнеплодов сахарной свеклы по азоту составляет 5 — 6 кг, фосфора — 2-2,5, калия — 6,0 — 7,0 кг. Это означает, что для относительно интенсивного их посева при урожайности корнеплодов 50 т / га нужно, в т.ч. и за счет плодородия почвы 250 — 300 кг азота, 100-125 — фосфора и 300 — 350 кг калия. Также значительной является потребность свеклы в таких питательных веществах как кальций, магний, сера. Вынесение их корнеплодами при урожайности 50 т / га составляет для кальция до 40 кг / га, магния — 30 и серы — 20 кг / га без учета выноса из ботвой. Урожаем сахарной свеклы потребляются и выносятся почти все известные в растениеводстве микроэлементы, особенно: бор, марганец, цинк, молибден, железо, кобальт.
Подсолнечник на 1 т продукции выносит из почвы: азота — 57, фосфора — 29, калия — 114 кг. Увеличение посевных площадей, занятых подсолнечником, влечет вытеснение из структуры посевных площадей многолетних трав, зернобобовых культур, которые играют важную роль в улучшении физико-химических и биологических свойств почвы. Это, в свою очередь, усиливает дефицит в почве питательных веществ и отрицательный баланс гумуса. Увеличение густоты посева над оптимальной нормы также приводит к повышению расхода питательных веществ и воды из почвы.
Рапс относится к растениям интенсивного питания, особенно он требователен к азотного питания. Исследованиями В.Д. Гайдаша установлено, что для образования 1 т семян рапс выносит из почвы: азота — 45 — 80 кг, фосфора — 18 — 40 кг, калия — 25 — 100 кг, кальция 30 — 150 кг, магния — 5 — 15 кг, серы — 30 — 45 кг. На каждую тонну урожая семян поглощается из почвы 0,25-0,30 кг бора. Для получения семян в пределах 25-30 ц / га необходимо внести на 1 га посева 150 — 180 кг азота, а 30-40 ц / га — 180 — 240 кг.
Среди указанных выше культур наименьшее количество органического вещества, которая остается на поле пожнивных остатков, имеет подсолнечник — 35 ц / га, сахарная свекла несколько больше — 40 ц / га. Наибольшее количество органического вещества в почве оставляет рапс.
Для севооборотов, где пропашные культуры занимают до 30% пашни, в т.ч. 20% — сахарная свекла, стабилизация запасов гумуса в пахотном и слое до 60 см достигается при внесении за ротацию 7,5 т / га навоза и 250-300 кг / га минерального азота. Изменения структуры севооборота, связанные с уменьшением поступления в почву растительных остатков и усилением механического воздействия на него, повышают напряженность гумусного баланса. Наиболее значительные потери гумуса в севооборотах с тремя полями сахарной свеклы и одним полем черного пара, где баланс составлял с дефицитом 0,8 т / га в год.
Расширение пропашных клина с 30 до 40-60%, увеличение в нем сахарной свеклы при исключении из структуры посевных площадей поля многолетних трав негативно влияют на интенсивность ферментативных реакций азотного и фосфорного обмена и синтеза гумусовых веществ. Дефицит гумуса при этом увеличивается. Для компенсации его потерь потребность в органических удобрениях увеличивается с 7,5 до 10 т / га пашни в севообороте с 40% пропашных и до 12 т / га в севообороте с 60% пропашных.
Одной из самых больших опасностей для плодородия почв при выращивании сахарной свеклы и подсолнечника является неконтролируемые потери гумуса и других компонентов плодородия вследствие смывания (водной эрозии) почв при сложном рельефе поверхности почвы. Одним из решающих критериев эрозионной опасности является крутизна склона, критическое значение которого 2-3 градуса. Снижение плодородия почвы неизбежно приводит к значительному уменьшению урожайности сахарной свеклы и подсолнечника. Поэтому склоновые земли с крутизной более 3 градусов необходимо считать непригодными для выращивания пропашных культур со всех точек зрения — экологической, экономической, технологической. Рапс наоборот используют для защиты почв от эрозии.
Сахарная свекла и подсолнечник иссушают почву на глубину 1,5 — 2 м. Поэтому после этих культур в следующем году в почве запасы влаги полностью не восстанавливаются, что особенно часто наблюдается в зоне неустойчивого и особенно недостаточного увлажнения, что подтверждается результатами исследований научно-исследовательских учреждений.
Под большинством повторных посевов одинаковых сельхозкультур в монокультурах формируется обедненный микробный ценоз, что приводит к накоплению фитотоксичных веществ. А это, в свою очередь, — к значительному уменьшению урожайности и последующих агрокультур. Так, в результате длительного и бессменного выращивания сахарной свеклы токсичность почвы в 1,4-2,3 раза выше, нежели в севообороте.
Также длительное выращивание культур является причиной неконтролируемого размножения вредителей. Для сахарной свеклы характерны вспышки размножения нематод, долгоносиков, корневой свекловичной тли, рапса — рапсового пилильщика, прихованохоботника, рапсового цветоеда, капустной тли. Борьба с ними даже с применением химических средств является очень сложной.
2. Сорняки – конкуренты культурных растений. Основной вред, причиняемый сорными растениями сельскохозяйственному производству, состоит не только в резком снижении урожаев сельскохозяйственных культур, но и в ухудшении качества получаемой продукции.
Имея мощную корневую систему, сорняки (марь белая, щирица, щетинники – 2 м, ромашка непахучая, ежовник обыкновенный, вьюнок полевой – 5 м, бодяк полевой – 9 м, горчак ползучий – 10 м) поглощают огромное количество воды. Многие сорные растения, такие как овсюг, горчица, ромашка, щирица, пикульник и др., расходуют в отдельные периоды вегетации влаги в 1,5…2 раза больше, чем культурные, в результате на засоренных полях влажность почвы в корнеобитаемом слое понижается на 2…5%.
Такое расходование влаги губительно для культурных растений, особенно в засушливые периоды, когда сорняки сильно иссушают почву. В эти периоды сорняки, поглощая остатки доступной влаги, понижают влажность почвы, в результате чего задерживается рост и развитие культурных растений.
Освобождение полей от сорняков позволяет многим хозяйствам нашей страны дополнительно получить 10…11% валового урожая зерна. В отдельные годы на засоренных полях урожай зерновых снижается на 25…30%.
Большая часть видов сорных растений в процессе эволюции приспособилась к произрастанию в посевах определенных культурных растений или к какой-либо их группе (яровые хлеба, многолетние травы, пропашные культуры и т.д.)
Возделывание длительное время на одном поле какой-либо одной культуры или группы растений, мало отличающихся по биологии, приводят к увеличению засоренности почвы и посевов, особенно теми видами сорняков, которые лучше приспособлены к совместному произрастанию с данными культурными растениями.
Большую роль в снижении количества сорняков, а также в предотвращении распространения болезней отводится севооборотам с правильным чередованием культур. Бессменное возделывание зерновых, зернобобовых, пропашных культур и многолетних трав ведет к значительному размножению сорняков, способствует накоплению в почве возбудителей грибных и бактериальных заболеваний.
При подборе предшественников в севообороте учитывают биологические особенности возделываемых растений и сорняков.Посев озимой пшеницы и других зерновых колосовых культур по стерневым предшественникам усиливает их засорение сорняками, увеличивает накопление в почве возбудителей гельминтоспориоза, фузариоза, головни и других болезней.
Лучшие предшественники пшеницы – кукуруза, пропашные и зернобобовые культуры. Резко снижают зараженность полей озимой совкой занятые пары.
Чистый пар дает возможность заправить поле органическими удобрениями, очистить от сорняков и накопить влагу.
Один из важных и простых путей предотвращения роста засоренности полей заключается в ежегодном чередовании возделываемых культур – севооборот.
Независимо от вида культуры при переходе от бессменного посева к севообороту количество сорняков, в том числе и многолетних резко снижается, а урожай культур возрастает.
Включение в севооборот промежуточных культур усиливает его угнетающее действие на сорняки.
Следовательно, выбирая оптимальный способ чередования и учитывая конкурентную способность культур, сформировать посевы культур со сравнительно небольшим количеством в них сорных растений.
В овощных, картофельных и других специализированных севооборотах, особенно без многолетних трав, большое значение имеют промежуточные культуры. Они не только повышают общую продуктивность пашни, но и ослабляют неблагоприятные последствия узкой специализации севооборота. Включение промежуточных культур в такие севообороты изменяет агробиоценоз, снижает засоренность посевов.
Смешанные посевы бобовых с другими растениями изучаются и давно находят применение в различных районах земного шара. Установлено, что такие посевы с биологически совместимыми компонентами являются средством не только увеличения сбора протеина, но и повышения урожая.
На участке со смешанным посевом за счет подбора компонентов с различным строением корневых систем, извлекающих элементы питания и влагу из различных почвенных горизонтов, или растений, у которых критические периоды по отношению к отдельным факторам жизни смещены во времени, а также культур, формирующих оптимальный аппарат фотосинтеза, обеспечивается более полное использование почвенного профиля, влаги, тепла и света, в результате получаются гораздо большие урожаи, чем на участках с чистыми посевами. Эффективность смешанных посевов во многом определяется биологической совместимостью. При совмещении в одном посеве двух – трех культур, отличающихся по своей биологии, но биологически совместимых, недостаточный уровень одной из них в результате неблагоприятных для неё условий компенсируется урожаем другой, для которой сочетание факторов роста было более благоприятным. Это положение особенно важно, когда мы сталкиваемся с чрезмерной засоренностью полей. Таким образом, совместные посевы с бобовыми и другими культурами помимо всего перечисленного помогает избавиться от сорняков Предшественники яровой пшеницы по засоренности делятся на пять групп. К первой группе предшественников, вызывающих наименьшую засоренность, относится картофель, на втором месте стоят рожь и кукуруза, на третьем – горох, на четвертом – многолетние травы и на пятом – озимая и яровая пшеница. Однако оценка их как предшественника зависит от соотношения этих групп сорняков. Например: овес и ячмень обладают более высокой конкурентоспособностью по отношению к сорнякам по сравнению с яровой пшеницей.
