Публикации » Биологизация земледелия при интенсивном производстве картофеля ("Картофельная система")

В настоящий момент к системе земледелия предъявляются три основные требования: эффективность, ресурсосбережение и экологическая безопасность. их выполнение возможно лишь при грамотном использовании на определенной (выделенной) территории биологических ресурсов растений, почвы и животных, направленном на ежегодное получение запланированного урожая, прибыли и оказывающем благоприятное средообразующее влияние.

Ни техногенная, ни биологиче­ская системы земледелия в чистом виде не могут быть взяты на вооружение производствен­никами. Техногенная - слишком ресурсозатратна и опасна эко­логически. Чисто биологическая не в состоянии в полной мере обеспечить потребности в продо­вольствии. Решение проблемы - в грамотном их сочетании с уче­том того, что биологизация - это «фундамент», а грамотное, ща­дящее применение современных био-минеральных удобрений (хелатные) и современных средств защиты растений - это «над­стройка». соотношение и разме­ры «фундамента» и «надстройки» на разных этапах биологизации земледелия могут меняться в мас­штабах (объемах), дополняться и взаимозаменяться.

 Одним из основных критери­ев оценки биологизации является степень участия в урожае биоло­гического азота. Здесь наиболее доступным является увеличение доли бобовых в структуре посевов и широкое использование сидера­ции. Это ведет к сокращению при­менения минеральных, прежде всего, азотных (наиболее дорогих и экологически небезопасных) удобрений, удешевляет урожай, корма и, соответственно, живот­новодческую продукцию, поддер­живает плодородие почвы на тре­буемом уровне.

 Плодородие почвы - один из ключевых и центральных аспек­тов системы земледелия в про­изводстве растениеводческой продукции. При биологизации зем­леделия мобилизация ресурсов почвенного плодородия и его вос­производство осуществляется за счет возврата нужного количества и качества свежего органического вещества, основной пищи для по­чвенной биоты. Живые организмы, принимающие участие в превра­щении органического вещества, могут достигать до десятка тонн на гектаре. среди них наиболее активны бактерии, водоросли, гри­бы и актиномицеты. особую цен­ность имеют бактерии азотофиксаторы, а также дождевые черви, моллюски и членистоногие. они не только участвуют в превраще­ниях органического вещества, но и улучшают агрофизическое со­стояние почвы через улучшение структуры. Чем активнее протека­ют биологические процессы, тем интенсивнее накапливаются эле­менты плодородия почвы.

 Вот эти идеи были положены в основу биологизации земледелия в ООО «Агрофирма «Слава кар­тофелю».

 ООО «Агрофирма «Слава картофелю» специализируется на производстве растениеводче­ской продукции и, прежде всего, на крупнотоварном производстве картофеля и зерна.

 Производство картофеля от­носится к ущербной специали­зации, ведущей к повышенной минерализации гумуса и выносу элементов минерального питания. В зависимости от гранулометри­ческого состава почвы и величи­ны урожая картофеля, частоты механической обработки почвы ежегодные потери гумуса состав­ляют от 1,5 до 2,5 т и более на каж­дом гектаре. Кроме того, техноло­гия возделывания картофеля без необходимой органики ухудшает агрофизические параметры пло­дородия почвы и водный режим. Поэтому высокая концентрация картофеля в структуре посевов требует постоянного возврата ор­ганического вещества в количе­стве, превышающем его потери. Масштабы потери гумуса пример­но таковы. В 2016 году картофель возделывался на площади 754 га. Урожайность в среднем со­ставила 32,7 т/га. Технология для получения такого урожая минера­лизует примерно 2,5 т/га гумуса в год. Таким образом, общие потери гумуса на всей площади возделы­вания картофеля составляют не менее 1885 т.

 Для компенсации этих потерь по­требовалось бы внесение 31 тыс. т навоза и 2580 рейсов самосвалов КАМАЗ.

 Поэтому для продолжения успешного и эффективного про­изводства картофеля и зерна и для прекращения деградации по­чвы и ее плодородия, с 2013 года агрофирма начала интенсивную биологизацию земледелия путем введения грамотных севооборотов, масштабного использования соло­мы и стерни зерновых культур, си­дерации пашни бобовой и капуст­ной культурами (донником желтым и редькой масличной).

 Севообороты

 Одним из ведущих элементов биологизации является грамотно построенная система севооборотов.  В агрофирме вся пашня разделе­на на две категории: первая - наи­более соответствующая по уровню плодородия, рельефу, транспортной доступности для интенсивного про­изводства картофеля, вторая - для производства зерна и другой про­дукции. В первой категории пашни освоены короткоротационные пло­досменные севообороты с сидеральным паром и концентрацией картофеля от 25 до 33%.

 Чередование культур в сево­оборотах:

1. Сидеральный пар (донниковый);
2. Озимая пшеница;
3. Картофель;
4. Яровые зерновые + донник.
5. Сидеральный пар;
6. Картофель;
7. Яровые зерновые + донник.Каждое поле имеет свое чере­дование культур по той или иной вышеуказанной схеме.

 Во второй категории пашни, где не возделывается картофель, с 2015 года введены севообороты с сидеральным паром со следую­щим чередованием культур:

 Сидеральный пар (донниковый);

1. Озимая пшеница;
2. Яровые зерновые.

 В 2016 году введен зерновой севооборот с сидеральным паром с возделыванием гороха:Горох;

1. Яровая пшеница + донник;
2. Сидеральный пар;
3. Озимая пшеница.
   
   

Целью всех полевых севообо­ротов, как с возделыванием кар­тофеля, так и без него, является ускорение активизации биоло­гических процессов в почве и на этой основе улучшение всех ее биологических, агрохимических и агрофизических свойств; получе­ние расширенного воспроизвод­ства эффективного плодородия почвы, дающего возможность по­степенно сокращать материаль­ные, трудовые и финансовые из­держки, уменьшать применение минеральных удобрений и пести­цидов, обеспечить экологическую устойчивость всей территории хо­зяйства.

 В основу же состава сельско­хозяйственных культур во всех полевых севооборотах мы зало­жили культуры-почвоулучшатели: донник желтый для сидерации, редька масличная для повтор­ной сидерации и горох. Их доля в структуре севооборотов состав­ляет от 25 до 33%. Кроме того, на выводных полях хозяйства возделывается люцерна, занимающая около 9% пашни. В целом же в земледелии агрофирмы бобовые культуры занимают более 38% пашни. Такой метод земледелия является одним из самых интен­сивных, способствующих ускорен­ному лечению деградированной пашни. Здесь почвоулучшающий эффект достигается самим со­ставом культур в севооборотах, чередованием, но главный ре­зультат создается количеством и качеством поступающего свежего органического вещества.

 Измельченная солома зерновых как органическое удобрение

 Другой важный элемент биологизации - удобрение соломой зерновых культур. этот прием является одним из дешевых и эффективных, он увеличивает биологическую активность почвы за счет поступающего углерода. При этом пашня обогащается де­тритом, гумусовыми вещества­ми, которые во взаимодействии с кальцием оструктуривают почву, улучшают водный, воздушный ре­жимы и режим питания.

 В агрофирме солома измель­чается и поверхностно заделыва­ется лишь после озимой пшеницы. Ежегодно измельченная солома зерновых остается в поле на 80­85% площади их посевов. В 2016 году солома измельчалась на пло­щади 1778 га (Таблица 1).

На площади выращивания зерновых и гороха соломой в по­чву возвращено 36,6 кг азота, 16 кг фосфора и около 66 кг калия в среднем на каждый гектар.

 Сидерация

 В период расцвета так назы­ваемых «интенсивных» техноло­гий (последние 40-60 лет) из-за чрезвычайной распаханности, одностороннего увлечения приме­нением минеральных удобрений и пестицидов, наличия в севообо­ротах чистых паров и недостатка в структуре посевов многолетних трав произошли колоссальные негативные явления: рост эрози­онных процессов, падение содер­жания гумуса и биологической активности почвы, подкисление, ухудшение водного и пищевого режимов. Устранить это в насто­ящее время техногенными высокозатратными методами невоз­можно. Более того, техногенные интенсивные методы ведения земледелия еще глубже загоняют многие проблемы сохранения са­мой почвы и ее плодородия.

 Лечение деградирующих почв возможно только внесением до­статочного количества свежего высококачественного органиче­ского вещества в виде навоза, сидерата, соломы, растительных остатков и посевов многолетних трав. Доступным и дешевым ис­точником органического веще­ства является сидеральное удо­брение.

 В подборе сидеральной куль­туры особое внимание мы обра­щали еще на ряд особенностей: наличие мощной стержнекорневой системы, способной разрых­лять переуплотненные подпахот­ные слои; устойчивость к часто наблюдающейся весенне-летней - засухе; возможность ежегодно на­капливать большую вегетативную и корневую массу; способность азотонакопления; устойчивость урожайности семян по годам; спо­собность подавлять сорняки и ряд вредителей; технологичность. С учетом этих требований мы оста­новились на таких универсальных культурах как донник и редька масличная.

 Первые посевы донника в хо­зяйстве разместили на площади 460 га в 2013 году и в течение 4-х лет увеличили в 2,3-2,8 раза. По­следние 2 года донник размеща­ется более чем на 1000 га (Табли­ца 2).

Из них в пределах 100 га отво­дится под семенники. Агрофирма полностью обеспечена собствен­ными семенами донника, произ­водя ежегодно более 100 т семян. Кроме того, значительная часть семян - 70-75 т - реализуется в другие хозяйства республики.

 Таким образом, в 2016 году на каждый гектар сидерации с дон­ником желтым поступило около 50 т сырой массы (эквивалентно примерно 50 т навоза), 7,65 т сухо­го вещества, 303 кг азота, 30,5 кг фосфора, 235 кг калия и 141 кг окиси кальция, т.е. каждый гектар получил:

 азот, эквивалентный 8,8 ц аммиачной селитры,

• фосфор, эквивалентный
• ц суперфосфата простого,
• калий, эквивалентный
• ц хлористого калия (Таблица 4).

 Количество азота, фосфора и калия, поступившее с сидераль- ной массой донника желтого в 2016 году в агрофирме на 1200 га эквивалентно:

 по азоту - 1055 т аммиачной селитры,

• по фосфору - 194 т суперфосфата простого,
• по калию - 470 т хлористого калия.

 Таковы возможности донника желтого как сидерата по регули­рованию пищевого режима почвы. У него же большой потенциал по регулированию биологических процессов и водно-физических свойств плодородия.

 Для ускорения темпов биологизации земледелия, повышения и потенциального, и эффективно­го плодородия почвы, для умень­шения материальных и финансо­вых издержек с 2015 года начали внедрять повторную сидерацию. В качестве повторной сидеральной культуры решили использовать редьку масличную из семейства капустных. Сочетание измельчен­ной соломы зерновых, бобовой сидеральной культуры донника и повторной сидерации редькой масличной с различным химиче­ским составом и соотношением C:N дает возможность весьма успешно регулировать поступле­ние в почву углерода, азота, фос­фора, калия, кальция и влиять на процессы минерализации, гуми­фикации, структурообразования и общего экологического оздо­ровления почвы.

 Редька масличная на повтор­ную сидерацию после заделки в почву органики донника в 2016 году высевалась в начале третьей декады июня на площади 429,6 га. Вегетация шла два месяца, и к началу заделки массы органики в почву (вторая декада августа) растения редьки имели по 20-28 стручков и продолжали цвести (Таблица 5).

 Интенсивная биологизация земледелия через поступление в почву соломы и растительных остатков зерновых культур и зе­леного удобрения донника жел­того и редьки масличной решает комплекс вопросов биологиче­ских и агрофизических параме­тров плодородия, обеспечивает баланс органического вещества в почве и элементов минерально­го питания растений (Таблица 6).

Благодаря использованию соломы и широкого внедрения сидерации в земледелии агро­фирмы достигнут положитель­ный баланс по азоту и калию. При этом доля биологического азота в балансе составила 76,3%, а ми­нерального лишь 23,7%, соответ­ственно, фосфора 42,6% и калия 68,0%. Система земледелия счи­тается биологизированной, если доля биологического азота в уро­жае превышает 70%.

 Пока еще наблюдается не­который отрицательный баланс фосфора (-5,4 кг/га). Нет сомне­ний, что через 2-3 года и по фос­фору сформируется положитель­ный баланс за счет нарастания биологической активности почвы, способствующей переводу труд- норазлагаемой формы фосфора в доступную. Об этом свидетель­ствуют наши наблюдения за ди­намикой агрохимических параме­тров плодородия почвы.

 В агрофирме для постоянно­го мониторинга динамики пло­дородия почвы выделено поле- полигон (поле 1«и») с площадью 82,1 га. Ежегодный отбор по­чвенных образцов осуществля­ется в конце сентября и начале октября в 5 фиксированных сек­торах поля по горизонтам 0-25 и 25-40 см и анализируются в ФГБУ «Государственный центр агрохимической службы «Чу­вашский» (Таблица 7).

Мониторинг агрохимических свойств почвы показывает, что при внесении свежего органиче­ского вещества в верхний слой почвы (2013 г. - измельченная солома яровых зерновых, 2014 г. - донниковый сидерат, 2015 г. - картофель, 2016 г. - вновь солома яровых зерновых) в севообороте с картофелем (33%) наблюдается увеличение содержания гумуса с 7,02 до 7,64%. В слое же почвы 25-40 см этого не наблюдается. При поступлении в почву соломы и бобового сидерата за счет уси­ления биологических процессов значительно, в 2 и более раз, воз­росло содержание подвижного фосфора и обменного калия.

 В динамике аммонийного и ни­тратного азота пока еще не наблю­дается четкой закономерности. Эти соединения очень динамичны и в значительно большей степени, чем фосфор и калий, зависят от ряда почвенных процессов. Наблюдает­ся некоторое раскисление почвы, особенно в слое 25-40 см. Так, с осени 2014 к осени 2016 года об­менная кислотность уменьшилась, т.е. рНк1 возросла с 5,44 до 5,62.

 Во что обходится биологизация земледелия?

 Длительные исследования эф­фективности зеленого удобрения (один из главных факторов биологизации) в Волго-Вятской зоне показали, что энергоемкость сидеральных паров в 2,3 раза ниже энергоемкости унавоженного чи­стого пара (40 т/га навоза). Этим и определяется огромное энер­го- и ресурсосберегающее значе­ние сидерации. Однако наиболее сильной стороной сидерации яв­ляется ее средообразующий,  почвоулучшающий эффект.

 В 2016 году производство сидеральной массы донника с уро­жайностью около 50 т/га обошлось агрофирме в 1778 рублей в расче­те на гектар посевов при себесто­имости 35,8 руб. за тонну органи­ческой массы. При этом в общих издержках доля семенного мате­риала донника составила 56%, а доля заделки сидеральной массы в почву - около 38%. Для сравнения: себестоимость навоза в Чувашии составляет примерно 300 руб./т при примерно равной эффектив­ности 1 т. навоза и 1 т. сидерата.

 Дороже обходится повторная си­дерация, т.к. увеличивается число технологических приемов, связанных с посевом как отдельным приемом, дискованием,  прикатыванием и др. В ушедшем году каждый гектар по­вторной сидерации обошелся хозяй­ству в 2083 рубля при себестоимости 1 т. сидеральной массы в интервале от 85 до 225 рублей в зависимости от поля и урожайности органической массы. В структуре затрат семена редьки масличной занимают около 58%, а технологические приемы 42%.

 Таким образом, донниковый сидерат агрофирме обошелся примерно в 8 раз, а повторный сидерат в виде редьки масличной в 1,3-3,5 раза де­шевле, чем полуперепревший навоз.

 На что еще следовало бы обратить внимание. на 3-4 год использования донникового сидерата в результате улучшения комплекса показателей плодородия:

 увеличилась урожайность зерновых культур до 3,76 т/га. Раньше она не превышала 2,7 т/га;

• значительно уменьшилась повреждаемость клубней картофеля проволочником;
• уменьшилась зараженность растений и клубней ризоктониозом;
• улучшились условия комбайновой уборки картофеля в период осенних осадков за счет повышенной фильтрации воды по следам, капиллярам, создающимся мощной стержневой корневой системой донника;
• появились условия для уменьшения применения минеральных удобрений, особенно азотных.

 В целом биологизация путем ис­пользования грамотных севооборо­тов, применения органических удо­брений (соломы зерновых культур, сидератов) создает условия значи­тельной корректировки технологии возделывания практически всех по­левых культур в сторону уменьшения материальных и финансовых затрат (сокращения закупок минеральных удобрений, пестицидов) и заклады­вает основу для расширенного вос­производства плодородия почвы.