В современном специализированном земледелии многократно возрастает роль рационального размещения культур. Севооборот становится биологическим средством борьбы с болезнями, вредителями, сорняками и позволяет сократить использование химических препаратов. Для развития экологического и биологического земледелия требуются научные разработки по преодолению несовместимости культур в качестве предшественников. Сотрудники НПЦ НАН Беларуси по земледелию провели фундаментальные исследования в этой области и готовы поделиться их результатами.

Два урожая в год — это реально

Площадь пашни на одного жителя Беларуси за последние три десятилетия сократилась с 0,73 до 0,47 га, и в ближайшей перспективе существенного увеличения сельскохозяйственных угодий не ожидается. Значит, получить планируемые объемы продукции земледелия и животноводства можно главным образом за счет рационального и эффективного использования каждого гектара земли. В 2005–2010 годах каждый гектар пашни обеспечил по 40–42 ц корм. ед. Однако это менее половины возможного. Для дальнейшего наращивания производства есть значительные резервы.

Известно, что свыше 90 % урожая формируется за счет фотосинтетической деятельности растений. Поэтому все агрономические приемы в конечном счете направлены на создание более благоприятных условий для процесса фотосинтеза. В силу своих биологических особенностей различные растения обладают разной способностью к аккумуляции солнечной энергии. Известно, что многие сельскохозяйственные культуры достигают уборочной фазы задолго до окончания периода с положительными температурами 5–10 °C. С другой стороны, весной многие из них высеваются значительно позже начала вегетационного периода, и он используется далеко не полностью. Немалая часть второй половины лета и ранневесеннего допосевного периода бесполезно утрачивается для сельскохозяйственного производства. В Беларуси при получении одного урожая в год фотосинтетическая активная радиация, сумма температур и атмосферные осадки используются только на 75–78 %.

Один из способов более полного использования агроклиматических ресурсов — промежуточные посевы. Они позволяют получать два-три урожая в год с одной площади и использовать вегетационный период с ранней весны до поздней осени.

Опыт длиной в полвека

В комплексных длительных стационарных опытах на экспериментальной базе «Жодино» Научно-практического центра НАН Беларуси по земледелию в 1960–2011 годах проводились исследования, направленные на совершенствование почвенно-экологических севооборотов, структуры посевных площадей и их рациональное сочетание с системами удобрений и защиты растений.

Почва опытного участка дерново-подзолистая, среднеоподзоленная, развивающаяся на легком песчанисто-пылеватом суглинке, подстилаемом с глубины 50–70 см моренным суглинком.

Всего изучалось 20 схем севооборотов, в разной степени насыщенных зерновыми и кормовыми культурами, а также промежуточными культурами с использованием на корм и зеленое удобрение. Насыщение зерновыми составляло от 33 до 75 %, многолетними травами — от 12 до 100 %, пропашными — от 12 до 100 %, промежуточными — от 12 до 37 %. Севообороты зернотравянопропашные (полный плодосмен), зернотравяные, зернопропашные, зерновые, травянопропашные и пропашные. По продолжительности ротации: два севооборота 9-польных, девять — 8-польных, один — 6-польный, два — 5-польных, четыре — 4-польных, один — 3-польный, один — 2-польный.

В опыте по изучению продуктивности севооборотов в зависимости от структуры посевов (опыт 1) применялись следующие дозы минеральных удобрений: под зерновые — N80 Р60 К100, пропашные — N120 Р90К150, клевер — Р90 К150, клевер + злаки 2-го г. п. — N90 P90 K150, под злаковые травы — N180 Р90 К150. Доза навоза составляла 11 т на 1 га пашни.

В отдельном комплексном опыте (опыт 2) зернотравянопропашной, зернотравяной, травянопропашной, зернопропашной, зерновой (67 % зерновых) и пропашной севообороты изучались при различных системах и уровнях удобрений:

1) навоз соломистый (11 т на 1 га пашни) + NPK;

2) навоз бесподстилочный + NPK;

3) двойная доза бесподстилочного навоза + NPK;

4) NPK.

Все системы удобрений были уравновешены по основным элементам питания. В зерновом севообороте на протяжении 33 лет изучалось применение соломы в качестве органического удобрения. Запашка ее проводилась в чистом виде, а также в сочетании с крестоцветными пожнивными культурами при использовании на корм и зеленое удобрение.

В качестве промежуточных культур в севооборотах изучались: озимая рожь на зеленую массу, после уборки которой в поукосных посевах возделывались однолетние бобовые культуры; подсевной однолетний райграс под люпин и горохо-овсяную смесь; пожнивные крестоцветные культуры (редька масличная, горчица белая, рапс озимый) с использованием на корм и зеленое удобрение в чистом виде и в сочетании с соломой.

Меньше культур — не в ущерб урожаю

Результаты 50-летних исследований в стационарных опытах имеют важное научное и практическое значение для земледелия Беларуси. Обратимся к основным из них.

Обоснована возможность специализации севооборотов в условиях интенсификации земледелия. Разработаны интенсивные ресурсосберегающие севообороты для хозяйств, специализирующихся на производстве молока, говядины, свинины.

Классический севооборот предусматривает чередование трех групп культур: зерновых, бобовых, пропашных.

Данные, приведенные в табл. 1, показывают, что именно в таком севообороте (сев. 9б) обеспечены наиболее высокая продуктивность используемой земли (87,9 ц/га корм. ед.) и самая высокая урожайность зерновых (46,8 ц/га). Чередование культур здесь следующее: 1 — озимая рожь на зеленую массу + горохо-овес на з/м поукосно, 2 — озимые, 3 — клевер, 4 — ячмень + пожнивные, 5 — картофель, 6 — ячмень, 7 — клевер, 8 — озимые. Клевер возделывается на двух полях при одногодичном использовании. При двухгодичном использовании клевера в смеси с тимофеевкой и таком же удельном весе трав (сев. 1а) продуктивность севооборота несколько снижается (83,8 ц/га корм. ед.). Урожайность зерновых ниже за счет некоторого ухудшения состава предшественников.

Специализация земледелия требует сокращения набора культур и сужения их чередования. Исследования показали, что это возможно, если соблюдать технологию возделывания культур, применять достаточно удобрений и средств защиты растений. В стационарном опыте специализированные зернотравяные севообороты, включающие зерновые культуры, многолетние и однолетние бобовые травы (сев. 6, 6а), по продуктивности практически не уступали зернотравянопропашным севооборотам, включающим зерновые, многолетние и однолетние травы и пропашные культуры (сев. 1, 1а, 9а, 9б). Выход кормовых единиц с 1 га севооборотной площади в среднем за 32 года составил соответственно 83,0–85,1 и 81,2–87,9 ц/га, а сбор переваримого протеина — 8,33–8,67 и 7,26–8,44 ц. Не снизился и выход зерна с 1 га пашни: 24,3–24,4 и 23,3–23,4 ц. Замена пропашной культуры (картофеля, кукурузы) клевером практически не повлияла на продуктивность севооборота и повысила его экономическую эффективность.

Следует сказать, что зернотравяные севообороты обеспечивают наибольшую эффективность в том случае, когда травосеяние ведется на бобовой (клевер, люцерна) и бобово-злаковой основе с использованием клевера один год и клеверо-злаковой смеси не более двух лет. В зернотравяном севообороте чередование культур было следующим: 1 — озимая рожь на зеленую массу + горохо-овес поукосно + редька масличная поукосно, 2 — ячмень, 3 — клевер + тимофеевка 1-го г. п., 4 — клевер + тимофеевка 2-го г. п., 5 — ячмень, 6 — овес, 7 — озимая рожь, 8 — клевер, 9 — озимая пшеница. В севообороте, где клеверо-злаковая смесь используется четыре года (с третьего года — травостой злаковый), продуктивность пашни была ниже (79,4 ц/га корм. ед.), хотя доза минерального азота здесь была намного выше (112 кг/га). Зернотравяные севообороты с оптимизированной структурой трав на бобовой и бобово-злаковой основе могут применяться в хозяйствах, специализирующихся на откорме крупного рогатого скота, а также в других хозяйствах в системе контурно-экологических севооборотов на полях, где не возделываются пропашные культуры.

У ферм свои требования

В хозяйствах с животноводческими комплексами по производству молока при большой площади сельскохозяйственных земель, расчлененности территории и удаленности полей целесообразно вводить при фермах кормовые севообороты для возделывания малотранспортабельных кормовых культур (силосных, корнеплодов, зеленых кормов для летнего использования). В них кормовые культуры могут занимать до 60–80 %, а зернофуражные — 20–40 %. Кормовые севообороты могут быть и без зерновых культур.

Примеры кормовых севооборотов:

I. 1 — однолетние бобовые травы + подсевные или поукосные культуры, 2 — ячмень с подсевом клевера, 3 — клевер, 4 — кукуруза, 5 — корнеплоды, 6 — яровые зерновые (кормовых культур — 66,6 %, зерновых — 33,4 %);

II. 1 — однолетние бобовые травы + подсевные или поукосные культуры, 2 — ячмень с подсевом клевера, 3 — клевер, 4 — кукуруза, 5 — корнеплоды, 6 — люцерна (выводное поле) (кормовых — 83,3 %, зерновых — 16,7 %);

III. 1 — однолетние бобово-злаковые травы с подсевом клевера, 2 — клевер, 3 — озимые на зеленую массу + однолетние травы поукосно + крестоцветные поукосно, 4 — кукуруза, 5 — корнеплоды (кормовых культур — 100 %).

Недостающее количество зерна, получаемого в прифермских севооборотах, производится в полевых севооборотах.

В свиноводческих хозяйствах вводятся севообороты, насыщенные зерновыми культурами. Зерновыми колосовыми севообороты можно насыщать без существенного снижения урожая до 67 % (сев. 14, 14а). Если в структуре зерновых повышен удельный вес озимой ржи и овса, то на отдельных удаленных полях возможно насыщение до 75 %, например: 1 — озимая рожь, 2 — клевер, 3 — озимая пшеница + пожнивные, 4 — овес, 5 — озимая рожь, 6 — клевер, 7 — ячмень + пожнивные, 8 — овес (сев. 13, 13а). Если в севообороте возделываются только пшеница, тритикале и ячмень, то зерновых колосовых в нем должно быть не более 50 %.

При высоком удельном весе зерновых в севооборот следует включать зернобобовые; также полезно возделывать пожнивные культуры, смягчающие отрицательное влияние при размещении зерновых по зерновым. Зернопропашной севооборот без многолетних трав (сев. 2) по общей и особенно протеиновой продуктивности уступал зернотравянопропашным севооборотам с многолетними травами на бобовой и бобово-злаковой основе (сев. 9а, 9б).

Подбор культур: учитывайте продуктивность

Еще один важный итог описанного выше научного опыта — оценка сравнительной продуктивности основных полевых культур в севооборотах на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве.

Результаты исследований продуктивности культур, размещаемых в севооборотах по оптимальным предшественникам, показывают большие различия в общей и протеиновой продуктивности как между культурами, относящимися к разным хозяйственно-биологическим группам, так и в пределах одной группы (табл. 2). Выход кормовых единиц с гектара различается в 4 раза, количество переваримого протеина — в 4,4 раза. Это свидетельствует о том, что правильный подбор культур и научно обоснованная структура посевных площадей — важный резерв повышения производительности земли и увеличения производства растениеводческой продукции.

Интенсивными принято считать пропашные культуры. Наши исследования подтверждают это, однако в условиях оптимальных технологий выращивания и при правильном подборе видового состава многолетние травы не менее интенсивны.

Клевер при одногодичном использовании в севообороте без затрат азотных удобрений обеспечил более высокую продуктивность, чем кукуруза и корнеплоды (без учета ботвы). Выход кормовых единиц с гектара составил соответственно 114 и 98,7–103 ц, переваримого протеина — 15,1 и 5,68–6,64 ц. В сравнении с зерновыми колосовыми культурами сбор кормовых единиц за счет клевера был выше в 1,9 раза, а переваримого протеина — в 3,2 раза. Эти данные свидетельствуют о том, что рационы крупного рогатого скота должны строиться на минимизации удельного веса зерна и по возможности — в зоотехнически допустимых пределах — на замене его кормами из трав, прежде всего бобовых.

Клеверо-тимофеечная смесь первого года пользования по общей и протеиновой продуктивности была близка к клеверу в чистом посеве. Несмотря на то что дополнительно к фосфорно-калийным удобрениям были внесены азотные в дозе 90 кг/га действующего вещества, на втором году пользования клевера с тимофеевкой сбор кормовых единиц снизился на 16 %, а переваримого протеина — на 32 %. Хотя уровень продуктивности был достаточно высок — соответственно 95,8 и 10,3 ц/га. На третьем году пользования при дозе минерального азота 180 кг/га урожайность клеверо-злаковой смеси снизилась по кормовым единицам на 23,5 %, на четвертом — на 30,5 %, по переваримому протеину — соответственно на 33,4 и 48,7 %. Еще ниже была продуктивность злаковых трав в чистом виде.

В группе многолетних трав, как и среди всех изучаемых культур, на произвесткованной легкосуглинистой почве высокопродуктивной оказалась люцерна. При четырехлетнем использовании по выходу кормовых единиц она мало уступала клеверу одногодичного пользования и значительно превосходила злаковые травы и клеверо-злаковые смеси третьего и четвертого годов пользования, под которые дополнительно к фосфорно-калийным удобрениям вносили по 180 кг/га азота. По сбору переваримого протеина (17,2 ц/га) люцерна превосходила клевер.

Однолетние бобовые травы менее продуктивны, чем многолетние. Урожайность зеленой массы в среднем за 1980–2012 годы составила 300 ц/га, что соответствует сбору 42 ц/га корм. ед. и 6 ц/га переваримого протеина. Однако при возделывании однолетних трав в севообороте в сочетании с озимыми, подсевными и поукосными промежуточными культурами продуктивность кормового поля более чем удваивается и достигает уровня многолетних бобовых трав.

В вариантах озимая рожь на зеленую массу + горохо-овес поукосно с подсевным однолетним райграсом или поукосной редькой масличной в сумме за три урожая получено 862–867 ц/га зеленой массы, или 109,9–110,1 ц/га корм. ед. и 15,60–15,62 ц/га переваримого протеина. Это примерно столько же, сколько за счет клевера одногодичного пользования при двух-трех укосах. При таком многоукосном использовании однолетние травы хорошо дополняют многолетние в системе зеленого конвейера. Они обеспечивают поступление зеленой массы в ранневесенний и позднеосенний периоды, а также летом между укосами многолетних трав и становятся в это время основным источником зеленого корма.

Пропашные культуры (кукуруза, корнеплоды, картофель) обеспечили продуктивность на уровне лучших вариантов многолетних бобовых трав (98,3–105,6 ц/га корм. ед.). При учете не только основной, но и побочной продукции наивысший сбор кормовых единиц обеспечили корнеплоды (полусахарная свекла сорта «лада») — 151 ц/га. Это самый большой показатель среди всех испытываемых культур.

В группе зерновых культур более высокую урожайность зерна обеспечила озимая пшеница: в среднем за 1980–2012 годы получено 55,6 ц/га. Она также имела преимущество перед остальными зерновыми колосовыми по выходу кормовых единиц и сбору переваримого протеина. За счет зерна эти показатели составили соответственно 66,1 и 5,0 ц/га. Озимая тритикале, возделываемая в сравнимых условиях, по урожайности зерна была на уровне пшеницы (55,4 ц/га). Озимая рожь несколько уступала этим культурам. Ячмень и яровая пшеница дали 50,5–51,6 ц/га. Наименее урожайным среди зерновых колосовых оказался овес (45,1 ц/га).

Зернобобовые культуры (люпин узколистный, горох) менее урожайны, чем зерновые колосовые. В среднем за их счет получено 33,4 ц/га зерна. Люпин по общей и протеиновой продуктивности имел преимущество перед горохом. В целом же по двум культурам сбор переваримого протеина за счет основной продукции составил 8,41 ц/га. В то же время за счет колосовых культур получено соответственно 4,67 ц/га.

Окончание следует.