Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ
«Академия пчеловодства»
ДОННИКОВАЯ СИСТЕМА
ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Рыбное 2006
– доктор с-х наук, зав. отделом опыления с. х. культур, зав. кафедрой патологии пчел и пчелоопыления
В брошюре обобщен материал многолетних исследований возделывания донника белого в зерновом севообороте с короткой ротацией, с целью его многоцелевого использования.
Разработана продукционно-устойчивая модель севооборота с занятым донниковым и отавно-сидеральным паром, позволяющая повысить как урожайность, так и качество пшеницы.
Донниковая система земледелия – это экологически безопасный путь биологической интенсификации сельскохозяйственного производства с ресурсовозобновляемым потенциалом.
Рассчитана на научных сотрудников и специалистов сельскохозяйственного производства.
ВВЕДЕНИЕ
Нерегулируемые рыночные условия конца ХХ века и начала XXI привели к тому, что в большинстве хозяйств растениеводство как отрасль приняло однобокий характер зернового направления. В силу ряда причин картофель, овощи, сахарная свекла во многих хозяйствах не возделываются. Значительно уменьшилась доля многолетних трав, особенно клевера и люцерны.
Необходимо признать, что на смену прогрессивному плодосмену с широким набором культур, современные сельскохозяйственные предприятия перешли на зернопаровую систему земледелия и в большей части к классической трехполке конца XVIII века: чистый пар – озимые зерновые – яровые зерновые с одним существенным отличием: чистый пар без внесения органики.
В трехполке конца XVIII века чистый пар выступал как фактор восстановления утерянного плодородия за счет внесения в него большого количества навоза; современный чистый пар выступает как фактор истощения и уменьшения плодородного слоя, тем не менее, он обеспечивает устойчивое производство зерна пшеницы в районах ее возделывания (особенно на черноземах) за счет естественного плодородия в результате минерализации органического вещества. По этой причине в настоящее время повсеместно отмечается отрицательный баланс гумуса, а минерализованный азот в паровом поле в большей части теряется безвозвратно.
Возврат к трехполке – результат изменения в общественном строе страны и современной экономической политики в сельском хозяйстве, когда нет средств на приобретение удобрений, вывозку органики, известкование, ГСМ, сельскохозяйственной техники и т. д. Чтобы выжить в рамках данной ситуации, хозяйства вынуждены минимализировать затраты и, наоборот, максимально использовать главное богатство земли – ее плодородие, не думая о будущем поколении, не думая, что будет завтра.
В зерновой трехполке явно просматривается ряд главнейших недостатков: во-первых, нерационально используется земля – всего 2/3 пашни; во-вторых, здесь нет места кормовым культурам (за исключением однолетних трав и кукурузы), что приводит к недостатку кормов для животноводства. На этот вопрос еще обратил внимание () – основоположник русской сельскохозяйственной науки. Основную причину он находил в неправильном соотношении полеводства и животноводства. Это обстоятельство казалось ученому настолько важным, что он посвятил его рассмотрению специальную статью «Замечания о неравенстве в нашем отечестве – скотоводства с земледелием». В ней он писал: «Соблюдение должной пропорции между скотоводством и хлебопашеством есть главнейший пункт внимания сельского хозяйства… Эти две вещи так между собой связаны, что если одна упущена будет, то неминуемо нанесет вред другой».
Данное положение, высказанное более 200 лет назад, как никогда актуально и сегодня. Так, за последние 10-15 лет произошло резкое сокращение животноводческой отрасли во многих хозяйствах, прежде всего из-за ее низкой продуктивности и, как следствие, неэффективности, несмотря на высокий генетический потенциал сельскохозяйственных животных.
Одной из главных причин невысокой продуктивности животноводства является хронический недостаток и низкое качество кормов; несбалансированность рационов по белку и другим элементам питания, прежде всего в зимний стойловый период.
В зернопаровой трехполке происходит резкое снижение плодородия почв. По обобщенным данным научных учреждений Россельхозакадемии, ежегодная потеря минерализованного гумуса в чистом пару составляет от 2,0 до 2,2 %; под пропашными – от 1,2-2,0 до 2,5-3,5 %; под зерновыми – от 0,5 до 1,0 %. Противоэрозионная устойчивость зернопаровых севооборотов резко снижена: талые воды, а также ливневые осадки в летний период приводят к физическим потерям гумуса в паровом поле. Сельскохозяйственные угодья ежегодно теряют 1,5 млрд. тонн плодородного слоя, а прирост эрозированных земель составляет 1,5 млн. га. Ухудшается фитосанитарное посевов сельскохозяйственных культур, угрожающий характер принимает негативное техногенное воздействие на почву машин и орудий.
Современное положение дел в отечественном сельскохозяйственном производстве подтверждает слова Ю. Либиха, высказанные им около 150 лет назад: «Нет более прямого пути к абсолютному обнищанию народа, чем непрерывная культура однолетних растений». Таким образом, еще во времена господства трехполки человечество знало причины низкой продуктивности полей, упадка животноводства и низкой доходности хозяйств.
Поэтому в настоящее время, как и 150-200 лет назад, основным условием обеспечения стабильного развития агропромышленного комплекса страны и важнейшим источником сельскохозяйственного производства было и остается сохранение и воспроизводство плодородия земель сельскохозяйственного назначения. Дальнейшая деградация и выбытие сельскохозяйственных угодий из оборота могут привести к полной стагнации сельскохозяйственного производства.
Во второй половине XIX века выдающийся русский ученый открыл законы, по которым живет почва, и главное его открытие – это «закон неубывающего плодородия». «Если человек признает своеобразие почвы, на которой живет, ведет с ней взаимовыгодный диалог, любая почва плодоносит и даже копит плодородие».
Если при переложной системе земледелия заброшенный участок восстанавливал плодородие через 15-20 лет, то выдвинул идею о «скороспелых залежах» за счет посева многолетних трав, таким образом намного сократив срок восстановления плодородия.
Как явствует из вышеприведенной цитаты, законы действуют лишь при разумном хозяйствовании, поэтому сегодня при ограниченных ресурсах органических удобрений и неэффективности их внесения на удаленные поля, особенно возрастает роль научно обоснованных систем земледелия с широким использованием бобовых культур.
Таким образом, вопросы продовольственной безопасности страны, острейшие проблемы деградации почв, все большая зависимость урожайности от болезней и вредителей, энергетические и особенно социально-экономические и экологические проблемы в конце ХХ века предопределили разработку стратегии адаптивного сельскохозяйственного природопользования, в которой биологизация и экологизация интенсификационных процессов в растениеводстве рассматривается в качестве важнейших средств увеличения как продукционных, так и средообразующих функций (, 1994, 1999).
Основы данной концепции базируются на трудах многих выдающихся ученых и, прежде всего, , создавшего травопольную систему земледелия, в которой травосеяние рассматривается как базовое средство восстановления плодородия, оструктуривания почвы и создания прочной кормовой базы.
Травосеяние в расцвет травопольной системы земледелия явилось одним из мощных рычагов подъема культуры земледелия и укрепления кормовой базы животноводства для хозяйств лесной и лесостепной зон европейской части страны, связывало в единый комплекс растениеводство, кормопроизводство, животноводство и пчеловодство.
Однако, приказной компанией 1960-х годов многолетние травы были потеснены из полей севооборотов – кукурузой. В то время как, по мнению чл.-кор. РАСХН , в России более 50 % посевных площадей кукурузы на силос размещается в районах с ограниченными тепловыми ресурсами, где условие получения силоса с початками молочно-восковой спелости и содержанием сухого вещества более 25 % является проблематичным. Необходимо признать, что 50-летний эксперимент с внедрением кукурузы в Нечерноземную зону не привел к положительным результатам.
Известно, чем хуже почвенно-климатические условия, тем выше должен быть уровень антропогенной нагрузки, технической оснащенности и ее негативного воздействия на почву для получения адекватного урожая, по сравнению с другими, более благоприятными регионами. По этой причине возделывание кукурузы во многих хозяйствах Нечерноземной зоны превратило растениеводство в одну из наиболее ресурсопотребляющих и природоопасных отраслей, ведущей к технической деградации почвы.
Всякий травопольный севооборот включает поле многолетних трав. Из многолетних бобовых трав в Нечерноземной зоне в полевом травосеянии возделывают в основном клевер луговой. Его используют на сено, сенаж, силос; технология его возделывания хорошо известна. Но клевер имеет до сего времени существенные недостатки, в частности, низкую семенную продуктивность, вследствие неохотного посещения цветущих массивов медоносными пчелами, прежде всего, из-за морфологического строения цветка. Кроме того, полегаемость клевера во время созревания, совпадение уборки с сырой погодой приводят в отдельные годы к потере 70-80 % урожая. Таким образом, низкая семенная продуктивность и высокие затраты энергии на послеуборочную доработку семян резко снижают эффективность интенсификации полевого травосеяния.
В настоящее время культурой полифункционального значения в решении задач адаптивной интенсификации растениеводства, производства кормов для животных во многих регионах становится донник белый и желтый.
Это высокоурожайная кормовая культура семейства бобовых, по питательности не уступающая люцерне и клеверу, отличается высокой экологической пластичностью, нетребовательностью к плодородию почв и условиям произрастания, хорошо произрастает на всех типах почв, включая и черноземы, но особенно хорошо удается на песчаных почвах. Донник обладает ценными хозяйственно-биологическими свойствами: высокой азотофиксацией и, как следствие, белковостью, засухоустойчивостью, зимостойкостью, скороспелостью, стабильной кормовой, семенной и нектаропродуктивностью по сравнению с традиционными бобовыми культурами.
Донник – растение Евроазиатского материка, распространен почти во всех растительных зонах – лесной, лесостепной, степной и полупустынной. Многие виды донника, растущие в России, являются типичными эндемиками. В нашей стране культура донника получила распространение в х годах, а затем площади под ним сократились. Как двулетнее растение, он не был признан пригодным для травопольной системы земледелия, ему всегда противопоставляли многолетние травы – люцерну и клевер, тогда как именно двулетность донника является его положительным свойством, поскольку он доступен для широкого внедрения в 2, 3 и 4-польные севообороты с одногодичным использованием, а, следовательно, быстрым прохождением по полям.
Одной из причин его несоответствия травопольной системе земледелия может быть то, что рекомендовал бобовые высевать одновременно со злаками, это, по его мнению, определяло накопление деятельного перегноя и придавало почве прочную структуру и, учитывая, что в то время сено являлось основным кормом в зимний период, злаковые травы облегчали сушку многолетних трав, и большее количество листочков сохранялось. Злаковых трав в компоненты к доннику в то время не находилось. Да и донник, как высокотравное растение, меньше всего подходил для заготовки на сено. В настоящее время прогрессивные технологии заготовки сенажа, силоса, позволяют сохранить в травостое донника большую часть питательных веществ.
Трудно не заметить донник, как биологический вид; его заросли в отдельные годы аспектируют повсеместно, даже там, где плодородный слой снят – в кюветах шоссейных дорог и железнодорожных откосах, не зря в старину, благодаря высокорослости, его называли «исполинским клевером».
Ларин (1951), характеризуя донник, писал: «Среди трав, введенных в СССР в культуру, это самое солевыносливое и засухоустойчивое растение, часто дает урожаи выше всех других трав».
Донниковая система земледелия
Классики русской агрономической мысли , , под системой земледелия понимали способ сохранения и повышения плодородия почвы. Наиболее полное определение дал (1939): «Система земледелия – это способ восстановления, сохранения и повышения плодородия почвы».
Название системы земледелия часто связывалось с ведущим фактором, который определял повышение плодородия почвы или продуктивности использования земли. Введение в севообороты с короткой ротацией (3 и 4-польные) донника взамен чистого пара обеспечивает положительный баланс гумуса и азота за ротацию, является универсальным средством в решении многих проблем сельскохозяйственного производства.
Донниковая система земледелия включает элементы травопольной системы земледелия, так как решает систему организационных и агротехнических мероприятий, направленных на повышение плодородия почв и создание прочной кормовой базы; зернопаровой трехполки, где вместо чистого пара – занятый донниковый пар, а также сидеральную систему земледелия, в которой донник может использоваться в качестве сидеральной культуры в первом укосе или в качестве отавно-сидеральной культуры во втором укосе (первый укос на сенаж или силос).
Несмотря на то, что теоретическая мысль лучших ученых России по многим вопросам обгоняла западноевропейскую, на практике мы часто шли с опозданием и переносили то, что уже было внедрено в Европе. Так было при переходе от зернопаровой трехполки к плодосмену с клевером, когда продуктивность 1 га севооборота возросла в 2 раза. Так было, когда применение минеральных удобрений на фоне плодосмена повлекло дальнейшее удвоение продуктивности. Так было, когда вначале в Европе, а затем у нас появились индустриальные, а затем интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур. В то время как еще в 1786 г. при переходе к плодосменной системе земледелия профессор рекомендовал смелее осваивать новую систему земледелия, но не копировать ее по западноевропейскому образцу.
Таблица 1
Эволюция систем земледелия в зеркале законов сближения во времени и пространстве противоположностей земледелия
|
Этапы развития земледелия |
Основная характеристика системы |
|
1 |
2 |
|
I. Переложная система земледелия До 18 века |
Процессы истощения почвы и восстановления ее плодородия разделены во времени и пространстве. Производительность низкая. Земля работала на человека третью или четвертую часть времени переложного цикла (время функционирования земли в качестве обрабатываемой и засеваемой пашни 4-6 лет; в перелоге – 15-20 лет), восстанавливала плодородие без участия человека, за счет естественных почвообразовательных процессов, и не давала земледельческой продукции. При рассмотрении в отдельности какого-либо звена цикла единства противоположностей не наблюдается. На каждом конкретном участке в любой конкретный момент преобладает либо та, либо другая сторона процесса. На обрабатываемом участке преобладает процесс истощения почвы, в перелоге – процесс восстановления плодородия. |
|
1 |
2 |
|
II. Паровая трехполка (с обязательным внесением навоза) До середины 19 в. |
Железные орудия и навоз позволили сократить время восстановления плодородия почвы с 15-20 лет до 1 года, превратить перелог в пар. Усиленному процессу истощения почвы противопоставляется активный процесс восстановления плодородия в навозном пару. Земля используется на 77 %. Производительность возросла в несколько раз. Противоположности земледелия значительно сблизились во времени и пространстве. |
|
III. Плодосменная система До 60-х годов 20 в. |
Плодосмен избавляется от чистых паров, вводя вместо них культуру клевера и пропашную культуру. Навоз под пропашные, клевер, улучшение земледельческих орудий и обработку почвы, а затем и минеральные удобрения позволяют осуществить практически полное совмещение во времени и пространстве процесса истощения почвы и процесса восстановления плодородия и обеспечивают резкое повышение производительности земли. |
|
Химико-техногенная До 90-х годов 20 в. |
Плодосмен теряет чистоту. Ведущее значение в процессе восстановления и повышения плодородия почвы приобретают минеральные удобрения, пестициды, интенсивная обработка почвы. Примерно 80 % пашни подвержено процессам деградации. Это загрязнение почвы, разрушение ее структуры, слитизация подпахотного слоя, истощение, водная и ветровая эрозия. |
|
Паровая трехполка (без внесения навоза) До настоящего времени |
Вновь возвращение к паровой трехполке. Урожайность зерновых высокая не за счет навоза, а за счет интенсивной минерализации гумуса. Отрицательный баланс питательных веществ достигает 100 кг/га действующего в-ва азота, фосфора и калия. Недостаток кормов. Ухудшение фитосанитарного состояния севооборотов. |
|
Биологическая (донниковая система земледелия) |
Рациональное 100%-ное использование земли. Экологически чистое земледелие: отказ от пестицидов на зерновых культурах. Сохранение и повышение плодородия почв, защита окружающей природной среды; увеличение качества и количества продукции. Биологические и агротехнические методы борьбы с сорняками. Возрастание продукционной устойчивости земледелия. Частичная замена человеческих усилий при возделывании культур силами природы. |
Переход на биологическое земледелие за счет введения донника в севооборот вместо чистых паров отвечает реалиям сегодняшнего положения дел в России и одновременно является направлением мирового сельского хозяйства Sustainable agriculture, суть которой состоит в том, что удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения людей достигается без лишения такой возможности будущих поколений.
Донниковая система земледелия успешно зарекомендовала себя на протяжении многих лет в ОПХ «Алешинское» Рыбновского района Рязанской области.
Агробиологические основы возделывания донника белого
в зерновом севообороте
Увеличение урожайности. Введение в трехпольный зерновой севооборот занятого донникового пара вместо чистого решает проблему предшественника для озимых культур, приводит к рациональному (100 %) использованию земли; увеличивает урожайность зерна с 1 га на 10,7 ц/га; отавно-сидеральный пар - на 6,1 ц/га, позволяет дополнительно получить 70-80 ц/га сухой массы для заготовки высокобелкового сенажа, силоса (табл.2).
Таблица 2
Продуктивность зернового севооборота с чистым, донниковым занятым и отавно-сидеральным паром (за первую ротацию)
|
Севооборот |
Урожайность, ц/га |
Выход зерна в севообороте, ц/га |
|
зеленой массы донника |
озимой пшеницы |
яровой пшеницы |
|
1. Чистый пар – озимая пшеница – яровая пшеница |
- |
29,1 |
17,0 |
46,1 |
|
2. Занятый донниковый пар – озимая пшеница – яровая пшеница + донник |
261,5 |
34,4 |
22,4 |
56,8 |
|
3. Отавно-сидеральный донниковый пар – озимая пшеница – яровая пшеница + донник |
235,3 |
28,8 |
23,4 |
52,2 |
Повышение качества зерна. Химико-техногенная стратегия возделывания зерновых культур по интенсивным технологиям подразумевала, что среди всех факторов, определяющих урожайность и качество зерна, центральное место приобретают удобрения и средства защиты. Донниковая система земледелия базируется на природно-сырьевой биологической основе повышения величины и качества урожая. Так, введение в севооборот донника белого позволяет повысить содержание белка в зерне последующих культур без применения минеральных азотных удобрений (табл.3). В наших исследованиях содержание белка в зерне повысилось у озимой пшеницы, идущей по занятому донниковому пару, с 14,0 до 16,2 %, по отавно-сидеральному пару – с 14,0 до 16,1 %; содержание белка в зерне яровой пшеницы, идущей по обороту пласта, соответственно с 14,2 до 16,6 % и с 14,2 до 16,7 %.
Таблица 3
Содержание белка в зерне озимой и яровой пшеницы в зависимости
от предшественника (в %)
|
Предшественник Культура севооборота |
Чистый пар |
Занятый донниковый пар |
Донниковый отавно-сидеральный пар |
|
Озимая пшеница |
14,0 |
16,2 |
16,1 |
|
Яровая пшеница |
14,2 |
16,6 |
16,7 |
Структура почвы. установил, что структура почвы – тот фон земледелия, на который накладываются все другие агротехнические мероприятия в растениеводстве. По его мнению, механизм структурообразования следующий. При разложении растительных остатков происходит склеивание микроагрегатов под влиянием двухвалентных оснований (Ca Mg), которых много в бобовых растениях. Учитывая мощную корневую систему донника, а что корневые выделения в виде угольной кислоты составляют 50-75 % от массы корней, становится очевидным влияние донника на структурообразование в период вегетации и после отмирания, в период разложения органического вещества (табл.4). Многолетние исследования показали, что травостой донника белого обладает мощной структурообразующей способностью. Содержание почвенных агрегатов от 0,25 до 10 мг в почве под озимой пшеницей, идущей по пласту донника, повысилось в 1,5 раза.
Таблица 4
Содержание почвенных агрегатов 0,25-10 мм под зерновыми культурами в слое почвы 0-30 см в зависимости от пара (в %)
|
Предшественник |
Озимая пшеница |
Яровая пшеница |
|
1. Чистый пар |
46,0 |
44,8 |
|
2. Занятый донниковый пар |
66,2 |
60,9 |
|
3. Отавно-сидеральный донниковый пар |
69,4 |
62,6 |
Плотность почвы. Чрезмерное техногенное воздействие на почву приводит к уплотнению, разрушению структуры, распылению верхнего слоя и слитизации подпахотного и, как следствие, к истощению, водной и ветровой эрозии.
В литературе практически отсутствуют данные по устранению слитизации подпахотного слоя с помощью культур со стержневыми корневыми системами. В большей мере приемы разуплотнения почв носят техногенный характер и направлены на глубокое рыхление почвы чизелями и глубокорыхлителями (табл.5). В наших исследованиях плотность почвы под зерновыми культурами в севооборотах с чистым паром значительно выше оптимальных параметров (1,1-1,3 г/см3), особенно в слое 20-40 см. В то же время плотность почвы под зерновыми культурами после занятого донникового пара снизилась на 0,10-0,12 г/см3.
Таблица 5
Плотность почвы под озимой и яровой пшеницей в зависимости
от пара (г/см3)
|
Предшественник |
Озимая пшеница |
Яровая пшеница |
В среднем за 2 года | ||
|
0-20 |
20-40 |
0-20 |
20-40 |
0-20 |
20-40 |
|
1. Чистый пар |
1,38 |
1,65 |
1,40 |
1,66 |
1,39 |
1,65 |
|
2. Занятый донниковый пар |
1,33 |
1,55 |
1,35 |
1,55 |
1,34 |
1,55 |
|
3. Отавно-сидеральный донниковый пар |
1,32 |
1,54 |
1,30 |
1,54 |
1,31 |
1,54 |
Таким образом, возделывание донника белого в севообороте с зерновыми культурами позволяет рекультивировать земли, подвергшиеся техногенным нагрузкам, менее затратным биологическим методом.
Содержание продуктивной влаги. Запасы продуктивной влаги в почве являются одним из важнейших агрометеорологических показателей роста растений и формирования урожая. Исследования показывают, что занятый донниковый пар способствует большому накоплению продуктивной влаги под озимой пшеницей при июньском определении на 7,1-7,3 %; отавно-сидеральный донниковый пар на 8,6-12,0 %. Последействие возделывания донника положительно проявляется и на яровой пшенице, идущей по обороту пласта донника, накопление продуктивной влаги в пахотном слое было выше соответственно на 6,9-9,9 % и 8,1-9,9 % по сравнению с севооборотом с чистым паром (табл.6).
Таблица 6
Содержание продуктивной влаги в слое 0-50 см в зависимости от пара (мм, в среднем за 2 года)
|
Предшественник |
Озимая пшеница |
Яровая пшеница | |
|
20.05 |
20.06 |
20.05 |
20.06 |
|
1. Чистый пар |
70,3 |
49,4 |
61,8 |
34,4 |
|
2. Занятый донниковый пар |
73,6 |
53,8 |
65,1 |
37,9 |
|
3. Отавно-сидеральный донниковый пар |
74,7 |
54,9 |
67,0 |
38,3 |
Отсутствие вспашки осенью первого года жизни донника, высокая стерня (уборка покровной культуры на высоте не менее 20 см), измельчение соломы и ее распыление с целью создания мульчи способствует улучшению водного режима агрофитоценозов в засушливых регионах.
Возделывание донника белого в зерновом севообороте в качестве занятого или отавно-сидерального пара является важным элементом сухого земледелия, способствует повышению устойчивости последующих культур севооборота по одному из главных факторов: запасу продуктивной влаги.
Накопление корневой массы. Донник белый характеризуется интенсивным накоплением корневой массы (на второй год жизни). К моменту уборки она составляет от 61,6 до 76,8 ц/га воздушно-сухой массы. Корневая система донников сильно развита, с большим количеством клубеньков, углубляется на 1,5-2 м и более, хорошо использует влагу и усваивает труднорастворимые соединения нижних горизонтов и после запашки растительных остатков увеличивает в пахотном горизонте содержание минеральных веществ.
Фитосанитарная роль донника. Отрицательное влияние чрезмерного насыщения севооборота зерновыми культурами приводит к резкому снижению конкурентоспособности возделываемых культур в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками, и в конечном итоге к снижению урожайности и неэффективности производства. Фитосанитарное состояние паровых севооборотов, где из трех полей два занимают зерновые, резко ухудшается. Из совокупности инфекционных заболеваний первое место по распространенности и вредоносности занимают корневые гнили. Поражаются ими как озимые, так и яровые культуры в течение всего вегетационного сезона. Возбудители болезней корневых гнилей могут перезимовать на остатках пораженных культур, непосредственно в почве, поэтому только протравливания семян недостаточно. В более поздние фазы онтогенеза растений защитный эффект значительно снижается, и растения поражаются (табл.7).
Таблица 7
Пораженность яровой пшеницы Приокская корневыми гнилями
в зависимости от севооборота (в %)
|
Севооборот |
Всходы |
Полная спелость |
|
1. Чистый пар, озимая пшеница, яровая пшеница |
11,5 |
21,1 |
|
2. Занятый донниковый пар, озимая пшеница, яровая пшеница + донник |
4,1 |
6,6 |
|
3. Отавно-сидеральный донниковый пар, озимая пшеница, яровая пшеница + донник |
4,7 |
6,2 |
Введение донника в севооборот резко снижает пораженность растений кормовыми гнилями, даже по обороту пласта. При этом процент пораженных растений яровой пшеницы не превышает 4,3-6,2 % за весь период вегетации.
При разложении корневых и почвенных остатков донника в почве образуется дикумарин, вызывающий гибель почвообитающих вредителей (проволочника, ложнопроволочника, нематоды) и возбудителей болезней.
Таким образом, введение донника в севооборот позволит ослабить химический прессинг при защите растений от вредителей и болезней и идти по пути биологического земледелия.
Засоренность посевов. При переходе к экологическому земледелию возрастает значение защиты растений от сорной растительности. При оптимальном и высоком загущении и биологической особенности энергично отрастать весной второго года жизни донник обладает высокой конкурентной способностью подавлять сорную растительность. Кроме того, скашивание донника на корм в конце июня – первой декаде июля создает благоприятные условия для уничтожения сорной растительности путем полупаровой обработки почвы во второй половине лета. Поэтому введение донника в зерновые севообороты способствует снижению сорной растительности практически до безвредного уровня.
Продуктивность сортов донника белого. Необходимо отметить высокую, стабильную по годам продуктивность донник белого независимо от покровной культуры и погодных условий. Благодаря глубоко проникающей корневой системе, донник за короткий период (май-июнь) успевает сформировать высокую урожайность, используя весенние запасы влаги. Наивысшую суммарную продуктивность зеленой, абсолютно-сухой массы и белка из 15 сортов коллекции ВИР показали сорта Сретенский, соответственно 549, 122,4 и 20,7 ц/га, Грозинский – 499, 125 и 16,8 ц/га, Шавекен – 446, 100,8 и 16,0 ц/га.
Семенная продуктивность. Семеноводство донника значительно технологичнее и проще семеноводства клевера и люцерны и доступно всем хозяйствам. Донник отличается высокой потенциальной семенной продуктивностью – до 30 ц/га. Высокая и стабильная семенная продуктивность донника белого позволяет полностью обеспечить потребность в семенах для создания сеяных агрофитоценозов на пахотных землях, на бросовых землях для их консервации и для рекультивации деградированных и сильноэрозированных земель в результате антропогенного и природного воздействия.
Накопление азота. Основой биологизации земледелия является введение в севооборот трав, которые обогащают почву биологическим азотом. Замена азота дорогостоящих минеральных удобрений практически бесплатным биологическим азотом многолетних трав эффективна не только в экономическом плане, но имеет важное экологическое значение. Биологически связанный азот не вымывается из почвы и не представляет опасности для окружающей среды.
В наших исследованиях в зернопаровом севообороте наблюдается отрицательный баланс азота, формирование урожайности зерновых культур происходит за счет почвенного азота. В севообороте с занятым донниковым паром наблюдается положительный баланс азота за ротацию – 8,8 кг/га; в севообороте с отавно-сидеральным паром – 61,9 кг/га. что позволяет обеспечить азотным питанием и четвертое поле севооборота, без внесения минеральных удобрений.
Сумма биологически синтезированного азота в надземной и подземной частях растения донника составляет в занятом пару 351,1 кг/га; в отавно-сидеральном – 382,3 кг/га, из которых остается в почве соответственно 183,7 и 231,7 кг/га.
Таким образом, биологизация земледелия посредством донника подразумевает трех-, четырехпольные севообороты с короткой ротацией, где донник создает благоприятный азотный фон для последующих культур.
Баланс гумуса в севообороте с донником. Для восполнения бездефицитного гумуса в зернопаровом севообороте необходимо ежегодное поступление в почву не менее 10 т/га навоза, поскольку восполнение гумуса за счет послеуборочных остатков не превышает 50 % (табл.8). В наших исследованиях в зернопаровом севообороте потери гумуса за ротацию составляют 2,4 т/га. В севообороте с занятым донниковым и отавно-сидеральным паром баланс за ротацию положительный: соответственно 1,0 и 1,4 т/га.
Таблица 8
Баланс гумуса в севообороте
|
Севооборот |
Минерализация, т/га |
Биологическое восполнение, т/га |
Баланс |
|
1. Чистый пар |
2,0 |
- |
-2,0 |
|
2. Озимая пшеница |
0,7 |
0,5 |
-0,2 |
|
3. Яровая пшеница |
0,7 |
0,5 |
-0,2 |
|
Итого: |
-2,4 | ||
|
1. Занятый донниковый пар |
- |
1,4 |
+1,4 |
|
2. Озимая пшеница |
0,7 |
0,5 |
-0,2 |
|
3. Яровая пшеница + донник |
0,7 |
0,5 |
-0,2 |
|
Итого: |
+1,0 | ||
|
1. Отавно-сидеральный донниковый пар |
- |
1,8 |
+1,8 |
|
2. Озимая пшеница |
0,7 |
0,5 |
-0,2 |
|
3. Яровая пшеница + донник |
0,7 |
0,5 |
-0,2 |
|
Итого: |
+1,4 |
Таким образом, включение донника в зерновые севообороты с короткой ротацией (3-4 поля) обеспечивает расширенное воспроизводство плодородия почв.
Энергетическая эффективность. Логической моделью любой системы земледелия является компенсационное и высокопродуктивное землепользование. Исследования показывают высокую энергетическую эффективность севооборотов с донником (табл.9). Так, в севообороте с занятым донниковым паром выход валовой энергии увеличился в 3,03 раза, в севообороте с отавно-сидеральным донниковым паром – в 2,75 раза по сравнению с севооборотом с чистым паром. При этом на долю донника соответственно приходится 59,4 и 58,8 % валовой энергии всего севооборота. Коэффициент энергетической эффективности донника белого при этом составляет соответственно 10,95 и 9,97.
Таблица 9
Энергетическая эффективность севооборотов с чистым,
занятым донниковым и отавно-сидеральным паром
|
Культура севооборота |
Общие затраты энергии, ГДж/га |
Валовая энергия, ГДж/га |
Коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ) |
|
1. Чистый пар |
14,3 |
- |
- |
|
2. Озимая пшеница |
12,5 |
51,2 |
1,9 |
|
3. Яровая пшеница |
25,9 |
29,9 |
1,2 |
|
Всего: |
52,7 |
81,1 |
1,5 |
|
1. Занятый донниковый пар |
13,3 |
146,0 |
10,9 |
|
2. Озимая пшеница |
22,3 |
60,5 |
2,7 |
|
3. Яровая пшеница + донник |
20,4 |
39,4 |
1,9 |
|
Всего: |
56,1 |
245,9 |
4,4 |
|
1. Отавно-сидеральный донниковый пар |
13,2 |
131,3 |
10,0 |
|
2. Озимая пшеница |
22,9 |
50,7 |
2,2 |
|
3. Яровая пшеница + донник |
20,4 |
41,2 |
2,0 |
|
Всего: |
56,5 |
223,2 |
4,0 |
Экономическая эффективность. Введение в севооборот занятого донникового и отавно-сидерального пара приводит к 100 %-ному использованию пашни, повышает валовый сбор продукции с 1 га севооборотной площади, соответственно в 2,21 и 2,02 раза, увеличивает условно-чистый доход с 1 га в 2,62 и 2,36 раза по сравнению с зернопаровым севооборотом.
Качество силоса из донника белого. Главным недостатком растений донника является осыпание листьев при приготовлении сена. Поэтому альтернативной технологией является силосование или сенажирование травостоя в середину цветения. При силосовании донника происходит гетероферментативное молочно-кислое брожение. Доля молочной кислоты составляет 85 % от суммы кислот, и 15 % приходится на долю уксусной. Масляная кислота отсутствует (табл.10). Донник белый, убранный в середине цветения, характеризуется достаточно высоким содержанием сухого вещества и сырого протеина. При этом концентрации обменной энергии в доннике составляет в начале цветения 11,04; середине – 9,46 МДж/кг.
Таблица 10
Химический состав и качество силоса из донника белого,
скошенного в середину цветения (%)
|
Содер-жание сухого в-ва |
Сырой протеин |
Сырая клет-чатка |
Сырая зола |
Каро-тин, мг/кг |
БЭВ |
рН |
Всего кислот |
Молоч-ной |
Уксус-ной |
Мас-ля-ной |
|
31,80 |
14,10 |
30,10 |
6,40 |
35,0 |
42,80 |
4,3 |
3,70 |
3,16 |
0,54 |
- |
Нектаропродуктивность. Наши исследования подтверждают отношение донника белого к энтомофильным культурам, обладающим высокой нектаропродуктивностью. В среднем за 3 года нектаропродуктивность в конце цветения составила от 404,7 до 488,4 кг/га в зависимости от погодных условий. При скашивании в середине цветения с целью заготовки более питательного сенажа или силоса для животноводства, нектаропродуктивность составляет 70 % от нектаропродуктивности в конце цветения.
Таблица 11
Хозяйственно-полезные признаки донника белого
по результатам исследований
|
№ пп |
Хозяйственно-полезные признаки |
Показатели |
|
1 |
2 |
3 |
|
1. |
Урожайность зеленой массы в первом укосе |
250-300 ц/га |
|
2. |
Содержание сырого протеина в % на абсолютно сухое вещество | |
|
а) в начале цветения |
20,5-21,2 | |
|
б) в середине цветения |
16,5-16,7 | |
|
3. |
Содержание переваримого протеина в 1 к. ед | |
|
а) в начале цветения |
207 | |
|
б) в середине цветения |
183 | |
|
4. |
Требование к почвам |
Способен произрастать на любых типах почв, в том числе песчаных |
|
5. |
Отношение к рН почвы |
Хорошо произрастает на нейтральных и даже щелочных почвах. На почвах с рН >4,8 не произрастает. Требуется известкование. Выносит много кальция. |
|
6. |
Сроки наступления фаз вегетации: |
≈ 20 июня |
|
начало цветения |
≈ 5-7 июля | |
|
середина цветения | ||
|
7. |
Семенная продуктивность, ц/га | |
|
- хозяйственная |
8-10 | |
|
- потенциальная |
до 25 | |
|
8. |
Коэффициент размножения | |
|
- хозяйственный |
1:30-1:60 | |
|
- потенциальный |
1:100 и более | |
|
9. |
Азотфиксация | |
|
всего |
422 кг/га | |
|
в т. ч. остается в почве |
232 кг | |
|
10. |
Технологиченость возделывания |
высокотехнологичная культура |
|
11. |
Засухоустойчивость |
высокая |
|
12. |
Урожайность по годам |
стабильно – высокая |
|
1 |
2 |
3 |
|
13. |
Медопродуктивность, кг/га | |
|
до середины цветения |
до 500 | |
|
до конца цветения |
до 600 и более | |
|
14. |
Кормовое использование |
сенаж, силос |
|
15. |
Поедаемость |
хорошая |
|
16. |
Экологичность |
Культура сплошного сева, защищает почву от водной эрозии. Стержневая корневая система разуплотняет плужную подошву (слитизацию) в слое 20-40 см. Фитосанитар (севооборот без химических средств защиты). |
Заключение
Донниковая система земледелия является фактором биологической интенсификации ведущих отраслей сельскохозяйственного производства:
- позволяет наиболее полно использовать биоклиматический, почвенный, водный и энергетический потенциал;
- создает наилучшие условия для устойчивого развития кормопроизводства, растениеводства, животноводства и пчеловодства;
- повышает плодородие почв, не допускает развития эрозионных процессов, снижает техногенное воздействие на почву, минимизирует обработку почвы, рекультивирует земли, подвергшиеся техногенным нагрузкам;
- позволяет полностью отказаться от химических средств защиты растений, получать, благодаря фитосанитарным свойствам донника, экологически чистую продукцию;
- органически «вписываться» в любой севооборот, создавать устойчивую и высокопродуктивную агроэкосистему;
- на основе биологизации и экологизации полнее вовлекать в продукционный и средообразующие процессы агроэкосистем воспроизводимые ресурсы природной среды, при рациональном использовании ограниченных антропогенных ресурсов;
- донниковая система земледелия выступает как системообразующий фактор оптимизации отраслей сельскохозяйственного производства;
- освоение проекта позволит увеличить производство зерна на 20-30 % при одновременном снижении материальных затрат на 50-70 %; производство меда и кормов – на 200-300 %.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Савин культуры медоносного и кормового использования / Материалы 2-й Международной научно-практической конференции «Интермед-2001». – Рыбное Рязанской обл., 2001. – С.92-93.
2. Савин – важный компонент биологического земледелия / Материалы 3-й Международной научно-практической конференции «Интермед-2002» (5 сентября 2002 г.). – Москва, 2002. – С.166-168.
3. Савин донника // Пчеловодство. – 2003. - № 5. – С.28-29.
4. Савин медоносно-силосных культур // Пчеловодство. – 2003. - № 3. – С.24-25.
5. Савин покровной культуры на продуктивность донника белого / В сб. «Новое в науке и практике пчеловодства» Мат. коорд. совещания, Москва, ВВЦ, 28.02-02.03.03 г. – Рыбное, 2003. – С.225-228.
6. Савин многоцелевого использования сеяных энтомофильных культур / В сб. «Новое в науке и практике пчеловодства» Мат. коорд. совещания, Москва, ВВЦ, 28.02-02.03.03 г. – Рыбное, 2003. – С.212-214.
7. Савин система земледелия как фактор адаптивной интенсификации растениеводства / В сб. «Новое в науке и практике пчеловодства» Мат. коорд. совещания, Москва, ВВЦ, 28.02-02.03.03 г. – Рыбное, 2003. – С.215-218.
8. Савин продуктивность сортов донника из коллекции ВИР / Материалы 4-й Международной научно-практической конференции «Пчеловодство - XXI век». – Москва, 2003. – С.162-165.
9. Савин травосмеси медоносно-силосного использования / Материалы 4-й Международной научно-практической конференции «Пчеловодство - XXI век». – Москва, 2003. – С.155-159.
10. Савин сортов донника из коллекции ВИР в первый год жизни / Материалы 4-й Международной научно-практической конференции «Пчеловодство - XXI век». – Москва, 2003. – С.159-162.
11. Савин ценность сортов донника белого из коллекции ВИР / Материалы 4-й Международной научно-практической конференции «Пчеловодство - XXI век». – Москва, 2003. – С.165-167.
12. Савин продуктивность сортов донника белого из коллекции ВИР / Материалы 4-й Международной научно-практической конференции «Пчеловодство - XXI век». – Москва, 2003. – С.167-169.
13. Савин белый как компонент биологического земледелия // Земледелие. – 2003. - № 3. – С.23.
14. Савин норм высева донника белого / Материалы докл. межвузовской научно-практической конф. 27-28 февраля 2003 г. – Рязань, 2003. – С.130-132.
15. Савин адаптивной интенсификации растениеводства как фактор улучшения кормовой базы животноводства / Мат. II Международной научно-практической конф. «Научно-технический прогресс в животноводстве России – ресурсосберегающие технологии производства экологически безопасной продукции животноводства». – Дубровицы, 2003. – С.110-113.
16. Савин -силосное использование сеяных агрофитоценозов / В сб. «Передовые технологии в пчеловодстве». Мат. научно-практической конференции 19 ноября 2002 г.. – Рыбное, 2003. – С.103-105.
17. Савин использование донника белого в адаптивной интенсификации растениеводства (монография). – Рыбное, 2003. – 162 с.
18. Савин белый и корневые гнили яровой пшеницы // Защита и карантин растений. – 2004. - № 1. – С.42.
19. Савин интенсификация растениеводства как фактор улучшения медоносной базы пчеловодства / В сб. «Современные технологии в пчеловодстве». – Рыбное, 2004. – С.209-112.
20. Савин азота в севообороте с чистым и донниковым паром / В сб. «Современные технологии в пчеловодстве». – Рыбное, 2004. – С.212-216.
21. Савин эффективность культур медоносного использования при скашивании после медосбора // Материалы 5-й Международной научно-практической конференции по пчеловодству. – Рыбное, 2004. – С.227-230.
22. Савин принципы научного обоснования видового состава культур для медоносно-кормового использования // Материалы 5-й Международной научно-практической конференции по пчеловодству. – Рыбное, 2004. – С.231-234.
23. Савин культур медоносно-кормового использования в развитии пчеловодства и кормопроизводства в лесостепной зоне // Материалы 5-й Международной научно-практической конференции по пчеловодству. – Рыбное, 2004. – С.234-239.
24. Савин система земледелия // Материалы 5-й Международной научно-практической конференции по пчеловодству. – Рыбное, 2004. – С.239-242.
25. Савин состав донника белого в начале и конце цветения // Материалы 5-й Международной научно-практической конференции по пчеловодству. – Рыбное, 2004. – С.243-245.
26. Савин эффективность севооборотов с чистым, занятым и сидеральным донниковым паром // Материалы 5-й Международной научно-практической конференции по пчеловодству. – Рыбное, 2004. – С.245-246.
27. Савин медоносно-кормовых культур в системе севооборотов // Материалы 5-й Международной научно-практической конференции по пчеловодству. – Рыбное, 2004. – С.247-248.
28. Савин донника белого в зависимости от покровной культуры // Кормопроизводство, 2004. - № 5. – С.18-20.
29. Савин использование донника белого // Вестник РАСХН. – 2004. – №4. – С.65-67.
