Место летних посевов средообразующих культур в севооборотах Калининградской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Калининградский НИИ сельского хозяйства

Место летних посевов средообразующих культур в севооборотах Калининградской области

Буянкин Н.И., Краснопёров А.Г.

Аннотация

В работе представлены результаты многолетних исследований по летним посевам однолетних культур. В условиях Калининградской области летние посевы средообразующих культур должны занимать значительное место в севооборотах в производстве качественных зеленых кормов в поздний осенний период, в предотвращении деградации почвы и повышении почвенного плодородия. В качестве перспективы на будущее - летние посевы способны воспроизводить зеленую массу, которую можно использовать как биотопливо для получения возобновляемой энергии.

Ключевые слова: ЛЕТНИЙ ПОСЕВ, ОДНОЛЕТНИЕ КУЛЬТУРЫ, ЗЕЛЕНЫЙ КОРМ, ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ, БИОТОПЛИВО

Основная часть

В результате исследований по повышению эффективности чистых паров в разных областях Северного Казахстана в 70-х годах прошлого века неожиданно выяснилось, что летние посевы овса не только защищают почву от эрозии, но и в позднеосенний период формируют значительно больший урожай зелёной массы, чем весенние. Так, в среднем за годы исследований (1974-1991) для весенних посевов её урожайность по годам составляла 5-7, для летних - 11-25 т/га (при среднемноголетней сумме осадков, выпадающих за год в этом регионе, 280-320 мм). В связи с этим, начиная с 1993 года по настоящее время, в условиях уже Калининградской области на дерново-подзолистой среднесуглинистой средне-окультуренной почве мы продолжили научные исследования в плоскости углубления сравнительного изучения летних и весенних посевов однолетних культур длинного дня.

Цель - определить значение и место летних посевов средообразующих культур в севооборотах Калининградской области.

Материал и методы исследований

Объектом исследования явились весенние и летние посевы однолетних культур длинного дня, такие, как овес, узколистный люпин, кормовые бобы, вика яровая, горох кормовой и яровой рапс.

Полевые исследования проводили в 1993-2016 гг. на опытном поле ФГБНУ «Калининградского НИИСХ» (пос. Славянское Полесского района Калининградской области).

Почва опытного поля характеризуется как среднеокультуренная, дерново-слабоподзолистая, по механическому составу среднесуглинистая на моренном суглинке, слабоглееватая, среднемощная, остаточно-карбонатная с низким содержанием гумуса (1,9-2,1). Реакция почвенного раствора слабокислая (рН 5,1-5,3). Содержание подвижных форм фосфора и калия в течение лет исследований изменялось незначительно, почва обеспечена фосфором (20,5-22,2 мг/г) и калием (25,0-29,5 мг/г) на 100 г почвы. Семена в опытах были протравлены. Чистые и смешанные посевы бобовых и зерновых культур возделывали по общепринятой технологии без применения средств защиты растений и минеральных удобрений. В полевых опытах изучались следующие культуры: овёс, яровой рапс, пшеница, ячмень, люпин, кормовые бобы, бобово-злаковая и люпино-гороховая смеси.

Обсуждение результатов

средообразующий культура посев корм

Установлено, что оптимальным сроком посева летом является 1-5 июля. Развитие растений на первых этапах проходит ускоренно в условиях длинного дня и сравнительно высокого солнцестояния, а последующие - замедленно в условиях короткого дня и сравнительно низкого солнцестояния. Вегетационный период их увеличивается на 15-20 дней по сравнению с весенним сроком посева и на 20-25 дней - с раннелетним за счёт сильного удлинения межфазного интервала после выхода растения в трубку и бутонизацию [1].

При весеннем посеве узколистного люпина габитус растения - компактный по форме, ветви и листья расположены близко друг к другу. При этом плодоношение наступает в нормальные сроки и протекает до созревания семян без отклонений. При летнем же его посеве растение получается с вытянутыми как центральными, так и боковыми ветвями, которые направлены в разные стороны. При этом побеги сильно облиствены (если при весеннем сроке посева площадь листьев узколистного люпина составляет 38,5-40,4 тыс. м²/га, то при летнем - 66,0-67,5 тыс. м²/га). Попыток начать плодоношение у растений летнего посева происходит несколько, но ни одна не заканчивается созреванием семян.

На основании проведенных многочисленных исследований было выявлено, что при летних посевах однолетних культур длинного дня в позднеосенний период формируется значительно больший урожай зеленой массы, чем при весенних. В частности, люпин узколистный, если его посеять весной, дает урожай зеленой массы 30-40 т/га, но, если его посеять летом (в начале июля), то он уже дает урожай 50-60 т/га. При этом питательность зеленой массы летнего посева выше 1,5 раза [1].

За счет чего при летнем посеве урожай зеленой массы получается выше и лучшего качества? Мы полагаем, что положительное влияние на продуктивность однолетних культур длинного дня при высеве их летом оказывает экологический фактор и географическое расположение [2]. Дело в том, что в летне-осенний период в северных и южных широтах умеренного пояса угол между положением Солнца в верхней точке (кульминации) относительно горизонта меньше, чем в первую половину лета. От этого зависит продолжительность дня и ночи, спектральный состав солнечного излучения и интенсивность освещения. На все эти изменения растения чутко реагируют. Если мы однолетние растения длинного дня высеваем весной, то они будут развиваться в естественной для них среде. Если же эти однолетние культуры посеять в июле, то в естественных условиях мы создаем для них неестественную среду обитания, где свет как главный экологический фактор для этих культур оказывается в относительном минимуме. С другой стороны, влагой однолетние растения при летнем посеве в большинстве случаев обеспечены лучше по сравнению с весенним периодом [1].

Известно, что сравнительно слабое солнечное освещение в конце лета и осенью не только не замедляет процесс фотосинтеза в растениях, а наоборот, усиливает его. В подтверждение этого факта мы в условиях Калининградской области на высоту солнцестояния наложили вегетативную продуктивность однолетних растений длинного дня. В результате получилось, что урожайность зелёной массы обратно пропорциональна высоте солнцестояния [1].

Измерение листовой поверхности показало, что при весеннем сроке посева общая площадь листьев овса к фазе цветения составляет 41-43 тыс. м²/га, при летнем - 65-67 тыс. м²/га (рис. 1).

Рис. 1 Влияние срока сева овса: а - на величину флагового листа; б - на высоту и толщину стебля (слева - летний посев, справа - весенний); в - вид флагового листа на растении овса летнего посева

Кроме того, если коэффициент общей кустистости у овса, посеянного весной, составляет 1,2…1,5 (реже 2,0), то у растений летнего сева - 10…15 и более (рис. 2).

Рис. 2 Влияние летнего срока сева на общую кустистость овса (Калининградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, 2010 г.)

Особенно следует отметить, что в избыточно увлажнённые годы у овса летнего сева выявилось необычное биологическое свойство - образовывать опорно-воздушные корни из нижних междоузлий стебля (рис. 5).

Рис. 3 Наличие опорно-воздушных корней в нижних междоузлиях стебля летнего посева овса (Калининградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, 2010 г.)

На наш взгляд, наличие опорно-воздушных корней у овса при летнем его высеве позволяет ему сохранять его вертикальную устойчивость при большой массе растения.

Известно, что у клубеньковых бактерий за период вегетации люпина продолжительность жизни составляет 50-60 дней. Как только начинается процесс созревания семян люпина, они высыхают и рассыпаются. Если при весеннем посеве клубеньковые бактерии размещаются, в основном, на главном стебле, то при летнем сроке посева - как на главном, так и на боковых корнях, и количество клубеньковых бактерий на корнях летнего посева узколистного люпина превосходит весенний посев в 1,5-2,0 раза. При летнем посеве клубеньковые бактерии функционируют 110-130 дней до наступления устойчивых холодов. Некоторые из симбиотических бляшек достигают размера 1 см.

В наших исследованиях, помимо овса, люпина, рапса, испытывались и другие однолетние культуры длинного дня - яровые пшеница и ячмень. Они также при летнем высеве в условиях короткого дня образовывали множество широких листьев, толстый стебель и обильно кустились. Однако наиболее целесообразными в практическом плане (более урожайными и устойчивыми к снижению температурного режима в осенний период) в регионах, где проводились исследования, из изучаемых культур были: овёс, яровой рапс, люпин, кормовые бобы и горох. Особенно урожайными по зелёной массе были смешанные бобово-злаковые посевы (кормовые бобы + вика + овёс + люпин) и посевы бобовых культур (люпин +горох). Урожайность зелёной массы таких смесей достигала в отдельные, различные по увлажнению годы 80 т/га (рис. 4).

Рис. 4 Бобово-злаковая смесь летнего посева (злаковый компонент в нижнем ярусе) перед уборкой на 3 октября 2009 года (Калининградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства)

Наличие у растений летнего посева более мощного листового аппарата, на наш взгляд, создает предпосылки для синтеза большего количества питательных веществ. Так, в опытах с овсом, если количество абсолютно сухого вещества в фазе колошения у растений весеннего посева составляет 17,5%, то у растений летнего посева в этой же фазе - 28,7%. В опытах с узколистным люпином в фазу бутонизации, соответственно - 19,0 и 32,4 %. Таким образом, при выращивании во второй половине лета однолетние культуры содержат больше органических веществ, чем при выращивании их в первой половине лета [3].

Изменения в содержании органических веществ в растениях при различных сроках посева отразились и на качественных показателях зелёного корма. Так, например, по питательности зелёный корм с летнего посева значительно богаче, чем с весеннего посева (табл. 1).

Таблица 1

Питательная ценность зеленой массы в фазу цветения люпина при разных сроках сева (Калининградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, 2014 год)

При этом необходимо отметить, что овёс при летнем его посеве по запасу белка стал в один ряд с бобовыми культурами (табл. 2).

Таблица 2

Качество зелёной массы в фазу цветения овса, полученной при летнем посеве, в сравнении с люцерной 3-го укоса в расчёте на сухое вещество (Калининградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, 2006 год)

Несмотря на положительные результаты, полученные в многочисленных исследованиях, летним однолетним культурам до сих пор не отведено достойное место в сельскохозяйственном производстве.

Зачастую летние посевы однолетних культур используют в производстве как «страховые» при массовой гибели весенних посевов, неудовлетворительном их развитии из-за отсутствия осадков, других причин. В лучшем случае им отводят второстепенное значение и рекомендуют использовать как поукосные, пожнивные, почвопокровные или другие посевы.

В условиях Калининградской области, благоприятной по увлажнению, летние посевы однолетних культур можно практиковать после уборки рано убираемых озимых культур (рапс, ячмень) или после уборки озимых и яровых на зелёный корм. Здесь для этих целей лучше всего подходит узколистный люпин, который без внесения удобрений позволяет в осенний период получать зелёную массу в размере от 50 до 70 т/га, а вместе с корневыми остатками - до 60-80 т/га (рис. 5).

Рис. 5 Запашка зелёной массы люпина узколистного летнего посева в качестве сидерального удобрения (Калининградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, октябрь 2016 г.)

Запаханная в этом случае зелёная масса будет способствовать увеличению мобильной части свежего органического вещества в почве. Ведь основная опасность от деятельности человека на Земле кроется не в масштабах снижения общего гумуса в почве (за исключением потерь от эрозии), а в том, что при недостаточном поступлении в почву источников гумуса (послеуборочных остатков, сидератов, органических удобрений) снижается содержание в ней наиболее мобильной части органического вещества, которая определяет жизнь почвы, её важнейшие агрономические свойства и эффективное плодородие.

В регионах, сходных по климатическим условиям с Сибирью, летние посевы однолетних культур позволят создавать зимние пастбища для овец и лошадей путем консервации зеленых растений естественным холодом.

В засушливых регионах умеренного пояса летний посев однолетних засухоустойчивых культур позволит защитить почву от эрозии и повысить влагозапасы почвы. В регионах с переувлажненным осенним периодом летний посев однолетнего люпина позволит предотвратить избыточное переувлажнение почв.

Таким образом, учитывая перспективный широкий спектр применения летних посевов однолетних культур, их внедрение в сельскохозяйственное производство Калининградской области - лишь вопрос времени.

Выводы

1. Летним посевам однолетних культур в земледелии, растениеводстве и кормопроизводстве Калининградской области следует отводить не второстепенную роль, а самостоятельный раздел агрономической науки с научным обоснованием и агротехнологиями по их возделыванию, в зависимости от поставленных производством целей и задач.

2. В условиях Калининградской области, благоприятной по увлажнению, летние посевы однолетних культур рекомендуется применять в севооборотах после уборки рано убираемых озимых культур (рапс, ячмень) или после уборки озимых и яровых на зелёный корм.

3. Самое перспективное направление в использовании летних посевов - производство качественных зеленых кормов в позднеосенний период. Наиболее урожайными по зелёной массе были смешанные бобово-злаковые посевы (кормовые бобы + вика + овёс + люпин) и посевы бобовых культур (люпин + горох). Урожайность зелёной массы таких смесей достигала в отдельные, различные по увлажнению годы 80 т/га.

4. Летний сев однолетних культур - эффективный в борьбе с деградацией почв агроприем, а поэтому его необходимо практиковать как в севооборотах, так и вне их. В Калининградской области летний посев способен предотвратить водную и воздушную эрозию почвы, а также исключить избыточное переувлажнение в осенне-зимний период.

5. Осенняя сидерация почвы из высокоалкалоидных сортов люпина, высеянных летом, - наиболее эффективный прием повышения плодородия почвы в Калининградской области, позволяющий в условиях, благоприятных по увлажнению, заделывать в почву зеленую массу в размере 50-80 т/га, а вместе с корневыми остатками - до 90 т/га.

6. Повышенная зеленая масса летних посевов однолетних культур может быть использована для получения биологического газа как возобновляемого источника энергии.

Список использованных источников

1. Буянкин Н.И., Красноперов А.Г., Федорова З.Н. Оптимальные сроки летних посевов средообразующих культур в зависимости от высоты солнцестояния и количества осадков // АгроЭкоИнфо. 2015, №3. http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2015/3/st_10.doc.

2. Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы). Теория и практика. В 3-х томах. Том 1. Проблемы адаптации в сельском хозяйстве 21 века. Значение адаптивного потенциала культурных видов растений. Стратегия адаптивной интенсификации растениеводства. Агрорус. 2008. 816 с.

3. Зотиков В.И., Нечаев Л.А., Буянкин Н.И., Краснопёров А.Г. Способ получения зеленого корма и сохранения плодородия почвы. Патент РФ на изобретение №2478301. 2013.

Размещено на Allbest.ru