Эколого-адаптивная система земледелия на ландшафтной основе в Ростовской области

 

Авдеенко А.П., Зеленский Н.А,  Савинов А.С., Волжин // Социально-экономическое и технологическое развитие АПК: состояние, тенденции, прогноз: Материалы Международной научно-практической конференции  18-19 июня 2008г., Ростов-на-Дону. Часть 2. - Ростов н/Д.: ВНИИЭиН,  "РИНХ", 2008. -С. 109-114.

 

Ростовская область является крупнейшим производителем растениеводческой продукции, где озимая пшеница и подсолнечник - основными сельскохозяйственными культурами. Нами разработана и реализована на практике (начиная с 1982 года и по настоящее время) концепция применения занятых, сидеральных и кулисно-мульчирующих паров с различными кормовыми культурами в условиях степной зоны Юга России. Производству предложены и апробированы новые принципы более дифференцированного использования природных, биологических, техногенных и трудовых ресурсов с целью повышения плодородия почвы и обеспечения устойчивого развития земледелия, его ресурсоэнергоэкономичности и природоохранности при адаптивном использовании факторов земледелия. Работа направлена на совершенствование систем земледелия на ландшафтной основе с учетом агроэкологической разнородности земель в южных районах России, применительно к современным условиям хозяйствования с целью достижения экологической и экономической оптимизации деятельности сельскохозяйственных предприятий всех форм собственности, наиболее полному использованию биоклиматического потенциала территории зоны сухой степи Ростовской области при выращивании зерновых культур и подсолнечника. Насыщение полевых севооборотов бобовыми культурами является одним из элементов биологизированных систем земледелия, переход к которым позволяет в определенной мере смоделировать природные фитоценозы, но с более высоким потенциалом продуктивности и снизить деградационные процессы. Кроме того, расширенное введение в севообороты бобовых культур позволяет в значительное степени сбалансировать корма по белку, что обеспечивает успешную реализацию национального проекта «Развитие АПК». В связи с этим на полях Донского сортоиспытательного учебного центра Донского ГАУ проводится изучение многолетних трав в занятых, сидеральных и кулисно-мульчирующих парах, а также бинарных посевов. Объектом для изучения взяты такие аборигенные для Южного Федерального округа виды кормовых бобовых трав, как: донник желтый (лекарственный) – двулетнее бобовое растение, способен произрастать на эродированных и засоленных землях как парозанимающая, сидеральная и мелиорирующая культура, он является «пионером» в освоении и восстановлении плодородия бросовых, низкопродуктивных земель; люцерна изменчивая – срок ее использования до 4-5 лет и более, люцерну изменчивую целесообразно возделывать на эродированных черноземах в кулисно-мульчирующих парах, где она может использоваться на зеленый корм, сено, сенаж, семена или сидерат. Кулисно-мульчирующие люцерновые пары на склоновых землях обеспечивают надежную защиту от водной и ветровой эрозии и повышают плодородие и продуктивность пашни. Большие потенциальные продукционные возможности нами выявлены у интродуцентов: озимая вика – бобовая кормовая культура, максимально адаптирована к условиям Ростовской области, ее целесообразно возделывать в бинарных посевах с озимыми зерновыми культурами и подсолнечником; вайда красильная – озимая кормовая культура семейства капустных, также максимально адаптирована к климатическим условиям Ростовской области, является наиболее раннеспелой кормовой культурой, наиболее полно использующей биоклиматический потенциал холодного периода года для формирования своего урожая, ее целесообразно выращивать на эродированных черноземах в занятых и сидеральных парах или как промежуточную культуру. Проекты по биологизации земледелия на ландшафтной основе реализованы в хозяйствах Октябрьского, Матвеево-Курганского, Азовского, Веселовского, Неклиновского и др. районов Ростовской области на общей площади более 65 тыс. га и показали высокую экономическую и экологическую эффективность использования занятых, сидеральных, кулисно-мульчирующих паров с различными парозанимающими культурами (донник желтый, люцерна изменчивая, вайда красильная) и бинарных посевов подсолнечника, озимых зерновых культур с озимой викой и люцерной изменчивой. В связи с непростыми почвенно-климатическими условиями Южного региона России (засушливость климата, деградация почвы, агроэкологическая разнородность земель и т.д.) необходимо подбирать такие предшественники для озимых зерновых, которые позволили бы получать стабильные по годам урожаи зерна высокого качества. Такими предшественниками являются бобовые и крестоцветные культуры, эффективно предотвращающие эрозионные процессы, продуктивно использующие не только осадки осенне-зимнего и весеннего периода, но и повышающие плодородие почвы, пополняя ее органическим веществом. В условиях Ростовской области, в зоне недостаточного увлажнения согласно «Системе ведения АПК Ростовской области» в качестве основного предшественника озимой пшеницы рекомендуется чистый пар. В севооборотах поле чистого пара следует непосредственно после подсолнечника. Таким образом, за три года использования пашни мы получаем продукцию только в два года – подсолнечник и озимая пшеница. В связи с таким положением предложено производственникам несколько вариантов возделывания подсолнечника в бинарных посевах, благодаря которым у земледельцев появилась альтернатива существующим почвоистощающим технологиям возделывания этой доходной культуры (таблица).

 

Таблица.

Примерные звенья севооборотов в условиях Ростовской области

 

Год	Звено севооборота
	используемое в хозяйствах	предлагаемое ДГАУ
1-й год	подсолнечник	бинарный посев:  подсолнечник +
		люцерна	донник	вайда	озимая вика
2-й год	чистый пар	люцерна (кулисно-мульчирующий пар)	донник (занятый или сидеральный пар)	вайда (занятый или сидеральный пар)	бинарный посев: (озимая пшеница + озимая вика)
3-й год	озимая пшеница	бинарный посев: (озимая пшеница + люцерна)	озимая пшеница	озимая пшеница	озимая пшеница

 

 

В целях биологизации агроландшафтного земледелия, совершенствования звена севооборота подсолнечник-пар-озимая пшеница, снижения эрозионной опасности, сохранения почвенного плодородия нами изучается следующие экологически безопасные чередования сельскохозяйственных культур: подсолнечник с подсевом люцерны, донника, вайды (патент № 2320110) – кулисно-мульчирующий пар (патент № 2260929 РФ) – бинарный посев озимой пшеницы с люцерной (патент № 2260929); подсолнечник+озимая вика (патент № 2311012) – озимая пшеница+озимая вика – озимая пшеница. Такие агроценозы являются более стабильными и позволяют наилучшим образом использовать природные ресурсы. Занимая свою биологическую нишу как в наземном, так и в подземном ярусах, каждый компонент бинарного посева использует водные, воздушные, питательные и энергетические резервы. В бинарном посеве корневая система растений озимой вики, люцерны, донника или вайды оказывает аллелопатическое влияние на рост и развитие растений подсолнечника. Так, снижается высота растений подсолнечника, площадь листьев увеличивается с фазы начала цветения более чем на 23%, при этом сохраняется высокая фотосинтетическая активность листьев нижнего яруса. В связи с этим к середине цветения корзинки площадь листьев растений подсолнечника в бинарных посевах на 28% больше по сравнению с одновидовыми посевами. При анализе элементов структуры урожая нами установлено положительное действие бобового компонента на формирование корзинки, на общее количество и процент выполненных семянок. Так, по совокупности аллелопатического влияния растений озимой вики на растения подсолнечника (снижение высоты, увеличение площади листовой поверхности, продолжительности периода вегетации, лучшей озерненности корзинки) нами установлено увеличение урожайности подсолнечника, которая в бинарном посеве с озимой викой была в среднем 24,9 ц/га, что на 3,9 ц/га больше, чем в одновидовом посеве, в бинарном посеве с люцерной, донником и вайдой – 24,6, 24,6 и 21,4 ц/га соответственно. Использование люцерны изменчивой в кулисно-мульчирующем, донника и вайды в сидеральных парах для производства продовольственного и товарного зерна озимых зерновых культур и сохранения плодородия почвы является в современных экономических условиях необходимым условием биологизации земледелия. При своевременной уборке озимой культуры комбайном с измельчителем солома равномерно распределяется по полю, мульчируя поверхность почвы и обеспечивая сохранение и накопление влаги для обеспечения дальнейшего роста растений люцерны. Длительный теплый послеуборочный период (более 100 дней) дает возможность люцерне сформировать урожай семян до 100 кг/га, или отрастающая надземная масса люцерны используется на зеленый корм, сено или сидерат в качестве мульчирующего компонента. Люцерна в кулисно-мульчирующем пару обеспечивает формирование благоприятной структуры почвы, благодаря чему улучшается водный и воздушный режимы почвы, почва обогащается большим количеством свежего органического вещества, которое является энергетическим материалом для микроорганизмов почвы. Вместе с растительными остатками люцерны второго года жизни в почву поступает 65 кг/га азота, 9 кг/га фосфора и около 38 кг/га калия, которые активно используются растениями озимой пшеницы. Правобережье реки Дон характеризуется холмистым рельефом, и поля сельскохозяйственных предприятий имеют уклон 1-50. На таких землях использование чистого пара является неоправданным с точки зрения экологической стабильности почвенного покрова, т.к. в результате интенсивного весеннего снеготаяния эрозионные процессы могут достигать критических величин. В наших исследованиях смыв почвы в отдельные годы по чистому пару достигал 80-100 м3/га и более. В результате производственных испытаний в хозяйствах Ростовской области выявлено положительное влияние парозанимающих и сидеральных культур (донник, вайда) на плодородие почвы, отмечено значительное снижение эрозионных процессов (на 70-90% по сравнению с чистым паром), экономия минеральных удобрений за счет биологической фиксации азота воздуха достигла 30-35%, парозанимающие и сидеральные культуры обогащают почву органическим веществом - до 300 ц/га зеленой массы с содержанием азота в зависимости от культуры до 200 кг/га, фосфора – до 60 кг/га, калия – до 110 кг/га. Снижение затрат ГСМ до 16-18 кг/га. Еще большего эффекта от многолетних бобовых трав можно достичь при возделывании их в бинарных посевах с различными полевыми культурами. При этом используется не только последействие, но и достигается положительное влияние (синергизм) бобовых трав при их непосредственном взаимодействии с полевыми культурами. Построение полевых севооборотов с бинарными посевами в современных условиях позволяет решить проблемы производства зерна, создания устойчивой кормовой базы животноводства, а главное стабилизировать плодородие почвы. При использовании вико-злаковой и люцерно-злаковой смесей для производства продовольственного (озимая пшеница) или товарного (озимый ячмень, озимая тритикале) зерна при минимальном применении минеральных удобрений нами выявлены факторы, определяющие полевую всхожесть семян, осеннее развитие и сохранность растений озимых зерновых культур в бинарных посевах, изучены особенности формирования урожая зерна в прерванных межвидовых посевах, закономерности формирования урожая озимых зерновых в зависимости от срока вегетации озимой вики в бинарном посеве. Вика озимая за период вегетации только за счет клубеньковых бактерий накапливает в почве до 60 кг/га, люцерна – до 100 кг/га и более биологического азота, кроме того, корневая система вики и люцерны за счет выделения в почву органических кислот улучшает усвоение труднодоступных фосфорных и калийных соединений почвы растениями озимой пшеницы. При использовании бинарных посевов повышается качество зерна озимых зерновых культур (стекловидность увеличивается на 2-4%, содержание белка - на 0,5-1,0%), солома злаково-бобовой смеси в зависимости от цели назначения используется на корм животным или как органическое удобрение, за счет чего снижается количество применяемых минеральных удобрений на 20-25%, стабилизируется биологическая активность почвенной биоты и повышается плодородие эродированных земель. При выращивании озимой пшеницы в бинарном посеве с озимой викой или люцерной изменчивой урожайность пшеницы увеличивается на 4-6 ц/га при снижении себестоимости зерна на 15-20%, окупаемость затрат в 1,7-3,3 раза выше, а затраты энергии на производство 1 тонны зерна на 7-10% меньше, чем у одновидовых посевов озимой пшеницы, продуктивность пашни повышается на 20-25%. Использование соломы в биологическом земледелии после уборки озимой пшеницы после чистого пара состоит в измельчении и заделке в почву, но для интенсивного разложения необходимо дополнительное внесение минеральных (азотных) удобрений в дозе 15-20 кг на 1 тонну соломы. На полях бинарного посева пшеницы с люцерной азот, так необходимый для разложения соломы уже содержится в растительных остатках люцерны, и при заделке в почву является тем катализатором, который способствует более быстрому разложению соломы. После уборки озимой пшеницы еще остается достаточно теплого периода, который практически не используется в большинстве хозяйств региона. В наших исследованиях мы получили урожайность семян люцерны в год уборки озимой пшеницы более 0,9 ц/га. Для хозяйств это является прекрасной возможностью дополнительного получения прибыли при условии продажи семян, а в случае оставления семян в хозяйстве - их используют в качестве подсева под подсолнечник. Таким образом, в агроландшафтном земледелии для более полного использования агроклиматического потенциала территории, биологизации земледелия, сохранение почвенного плодородия целесообразно под подсолнечник подсевать бобовые и крестоцветные культуры, которые во второй год жизни прекрасно защищают почвенный покров от эрозионных процессов и способствует накоплению влаги, а при возделывании озимой пшеницы в бинарном посеве с люцерной или после сидеральных паров - получению зерна хорошего качества со значительной экономией материальных средств.