agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2023.24.2.249-256agronauka-1314Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, АГРОХИМИЯ, МЕЛИОРАЦИЯОRIGINAL SCIENTIFIC ARTICLES: AGRICULTURE, AGROCHEMISTRY, LAND IMPROVEMENTВклад многолетних кормовых культур в азотный баланс агроэкосистем Западной СибириThe contribution of perennial fodder crops to the nitrogen balance of agroecosystems in Western Siberiahttps://orcid.org/0000-0002-4871-231XБойкоВ. С.BoikoV. S.

Бойко Василий Сергеевич - доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник.

Пр. Королева, д. 26, Омск, 644012

Vasiliy S. Boiko -- DSc in Agricultural Science, chief researcher.

26 Korolev Ave., Omsk, 644012

boiko@anc55.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4797-9765ВоронковаН. А.VoronkovaN. A.

Воронкова Наталья Артемовна - доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник лаборатории агрохимии.

Пр. Королева, д. 26, Омск, 644012

Natalya A. Voronkova - DSc in Agricultural Science, chief researcher.

26 Korolev Ave., Omsk, 644012

55asc@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5120-4068ТимохинА. Ю.TimokhinA. Yu.

Тимохин Артем Юрьевич - кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник.

Пр. Королева, д. 26, Омск, 644012

Artem Yu. Timokhin - PhD in Agricultural Science, senior researcher.

26 Korolev Ave., Omsk, 644012

55asc@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1445-2203БалабановаН. Ф.BalabanovaN. F.

Балабанова Наталья Федоровна - кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории агрохимии.

Пр. Королева, д. 26, Омск, 644012

Natalya F. Balabanova - PhD in Agricultural Science, leading researcher.

26 Korolev Ave., Omsk, 644012

55asc@bk.ruФГБНУ «Омский аграрный научный центр»РоссияOmsk Agricultural Scientific CenterRussian Federation202319042023242249256Copyright © Бойко В.С., Воронкова Н.А., Тимохин А.Ю., Балабанова Н.Ф., 20232023Бойко В.С., Воронкова Н.А., Тимохин А.Ю., Балабанова Н.Ф.Boiko V.S., Voronkova N.A., Timokhin A.Y., Balabanova N.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.agronauka-sv.ru/jour/article/view/1314

В статье представлены результаты экспериментов, полученных в стационарных опытах на основе зернопарового и зернотравяного севооборотов на лугово-черноземной почве в условиях Омской области. Установлено влияние предшественников яровой пшеницы (люцерна 3-го года жизни и чистый пар) на отдельные элементы плодородия почвы и урожайность культуры. Выявлено, что при возделывании яровой пшеницы по пару в зернопаровом севообороте баланс азота отрицательный (-28 кг/га) с интенсивностью 66 %. В зернотравяном севообороте при посеве пшеницы по пласту многолетних трав достигнут положительный баланс азота (+21,0 кг/га) с интенсивностью 119 %. Благоприятное влияние бобового компонента в севообороте на азотный режим почвы существенно увеличило урожайность яровой пшеницы на 0,5 т/га в сравнении с пшеницей, возделываемой в полевом севообороте по чистому пару. В аналогичных условиях проведены исследования на орошаемой лугово-черноземной почве в восьмипольном стационарном зернотравяном севообороте. Изучен вынос азота урожаем различных многолетних трав, а также отзывчивость люцерны, костреца и донника параметрами продуктивности на уровень азотно-фосфорного питания. Текущая мобилизация азота в этих условиях под вегетирующим кострецом на фоне без удобрений составила 76 кг/га. При оптимизации фосфатного режима почвы этот показатель повышался до 99 кг/га. Вынос азота люцерной на аналогичных агрофонах увеличивался за счет симбиотически фиксированного азота соответственно на 89 и 193 кг/га, или в 2,2 и 2,9 раза. Люцерна и донник положительно реагировали на улучшение условий минерального питания (P60N60-160). На люцерне 1-5 гг. жизни сбор зеленой массы и кормовых единиц увеличился до 40,56 и 7,00 т/га соответственно, или на 86 и 54 % относительно контроля без удобрений, при 82,76 ГДж обменной энергии на гектар. Продуктивность донника 2-го года жизни увеличилась до 30,85 т/га зеленой массы и 2,83 т/га кормовых единиц, или на 37 и 17 % относительно контроля.

The article presents the results of experiments obtained in stationary experiments on the basis of grain-fallow and grain-grass crop rotations on meadow-chernozem soil in the Omsk region. The influence of spring wheat precursors (alfalfa of the 3rd year of life and fallow) on individual elements of soil fertility and crop yield has been established. It was revealed that when cultivating spring wheat by fallow in the grain-fallow crop rotation, the nitrogen balance (-28 kg/ha) is negative with an intensity of 66 %. When sowing wheat in grain-grass crop rotation on a layer of perennial grasses, the nitrogen balance is positive (+21.0 kg/ha) and the intensity is 119 %. The favorable effect of the legume component in the crop rotation on the nitrogen regime of the soil significantly increased the yield of spring wheat by 0.5 t/ha in comparison with wheat cultivated in the field crop rotation by bare fallow. Under similar conditions, studies were carried out on irrigated meadowchernozem soil in an eight-field stationary grain-grass crop rotation. The removal of nitrogen by the yield of various perennial grasses, as well as the responsiveness of alfalfa, bromus and sweet clover with productivity parameters to the level of nitrogenphosphorus nutrition, were studied. The current mobilization of nitrogen under these conditions under the vegetative brome without fertilizers was 76 kg/ha. When optimizing the phosphate regime of the soil, this indicator increased to 99 kg/ha.  The removal of nitrogen by alfalfa on similar agricultural backgrounds increases due to symbiotically fixed nitrogen, by 89 and 193 kg/ha, respectively, or 2.2 and 2.9 times. Alfalfa and sweet clover responded positively to the improvement of mineral fertilizing conditions (P60N60-160). In alfalfa of the 1-5 year of life the collection of green mass and fodder units increased to 40.56 and 7.00 t/ha, respectively, or by 86 and 54 % relative to the control without fertilizers, with 82.76 GJ of exchange energy per hectare. The productivity of sweet clover of the 2nd year of life increased up to 30.85 t/ha of green mass and 2.83 t/ha of fodder units or by 37 and 17 % relative to the control.

лугово-черноземная почвабаланс азотасодержание подвижного фосфорамноголетние травыорошениеmeadow-chernozem soilnitrogen balancecontent of mobile phosphorusperennial grassesirrigationработа выполнена при поддержке Минобрнауки России в рамках Государственного задания ФГБНУ «Омский аграрный научный центр» (тема № FNUN-2022-0015)the research was carried out under the support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the state assignment of the Omsk Agricultural Scientific Center (theme No. FNUN-2022-0015)ReferencesГамзиков Г. П., Сулейменов С. З. Влияние биомассы растений на азотный режим серой лесной почвы и продуктивность полевых культур. Российская сельскохозяйственная наука. 2020;(4):32-36. DOI: https://doi.org/10.31857/S2500262720040080 EDN: YBDCASGamzikov G. P., Suleymenov S. Z. Influence of plant biomass on nitrogen soil mode and productivity of field crops. Rossiyskaya sel'skokhozyaystvennaya nauka. 2020;(4):32-36. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.31857/S2500262720040080Завалин А. А., Соколов О. А., Шмырева Н. Я. Экология азотфиксации. М.: РАН, 2019. 252 с.Zavalin A. A., Sokolov O. A., Shmyreva N. Ya. Ecology of nitrogen fixation. Moscow: RAN, 2019. 252 p.Blanchet G., Gavazov K., Bragazza L., Sinaj S. Responses of soil properties and crop yields to different inorganic and organic amendments in a Swiss conventional farming system. Agric. Ecosyst. Environ. 2016;230:116-126. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agee.2016.05.032Blanchet G., Gavazov K., Bragazza L., Sinaj S. Responses of soil properties and crop yields to different inorganic and organic amendments in a Swiss conventional farming system. Agric. Ecosyst. Environ. 2016;230:116-126. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agee.2016.05.032Тютюнов С. И., Воронин А. Н., Соловиченко В. Д. Биологизация земледелия как фактор повышения содержания органического вещества в почве и роста продуктивности культур. Сахарная свекла. 2019;(7):32-35. DOI: https://doi.org/10.25802/SB.2019.57.65.007 EDN: QUHIRDTyutyunov S. I., Voronin A. N., Solovichenko V. D. Biologization of agriculture as a factor of increasing the content of organic matter in the soil and the growth of crop productivity. Sakharnaya svekla. 2019;(7):32-35. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.25802/SB.2019.57.65.007Сычев В. Г., Налиухин А. Н., Шевцова Л. К, Рухович О. В., Беличенко М. В. Влияние систем удобрения на содержание почвенного органического углерода и урожайность сельскохозяйственных культур: результаты длительных полевых опытов Географической сети России. Почвоведение. 2020;(12):1521-1536. DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X20120138 EDN: QUGQQMSychev V. G., Naliukhin A. N., Shevtsova L. K, Rukhovich O. V., Be-lichenko M. V. Influence of fertilizer systems on soil organic carbon content and crop yield: results of long-term field experiments at the geographical network of research stations in Russia. Pochvovedenie = Eurasian Soil Science. 2020;(12):1521-1536. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X20120138Милащенко Н. З., Шкуркин С. И., Чернова Л. С., Трушкин С. В. Экологически безопасная интенсификация зональных технологий для увеличения производства продовольственного зерна пшеницы. Плодородие. 2021;(4):63-65. DOI: https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.121.19 EDN: BRNRJAMilashchenko N. Z., Shkurkin S. I., Chernova L. S., Trushkin S. V. Environmentally safe intensification of zonal technologies as an opportunity to increase the production of food grain wheat. Plodorodie. 2021;(4):63-65. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.121.19Воронкова Н. А., Балабанова Н. Ф., Юшкевич Л. В. Содержание органического вещества в луговочерноземной почве при различных системах обработки. Плодородие. 2021;(6):13-16. DOI: https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.123.04 EDN: EHJWLXVoronkova N. A., Balabanova N. F., Yushkevich L. V. The content of organic matter in meadowchernozem soil under various treatment systems. Plodorodie. 2021;(6):13-16. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.123.04Замятин С. А., Ефимова А. Ю., Максуткин С. А. Влияние полевых севооборотов на накопление пожнивно-корневых остатков в пахотном слое дерново-подзолистой почвы. Аграрная наука Евро-СевероВостока. 2019;20(6):594-601. DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2019.20.6.594-601 EDN: BEVVCYZamyatin S. A., Efimova A. Yu., Maksutkin S. A. The influence of field crop rotations on the accumulation of crop-root residues in the arable layer of sod-podzolic soil. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka = Agricultural Science Euro-North-East. 2019;20(6):594-601. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2019.20.6.594-601Кравцова Е. В., Рудакова Л. В. Изменение агрохимических показателей чернозема обыкновенного под влиянием сидеральных культур. Аграрный вестник Урала. 2019;(4):12-19. DOI: https://doi.org/10.32417/article_5cf94d7fa5cc35.98074134 EDN: XOPUDMKravtsova E. V., Rudakova L. V. Change of agrochemical indicators the chernozem ordinary under the influence of sideralny cultures. Agrarnyy vestnik Urala = Agrarian Bulletin of the Urals. 2019;(4):12-19. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.32417/article_5cf94d7fa5cc35.98074134Ghimire B., Ghimire R., VanLeeuwen D., Mesbah A. Cover crop residue amount and quality effects on soil organic carbon mineralization. Sustainability. 2017;9(12):2316. DOI: https://doi.org/10.3390/su9122316Ghimire B., Ghimire R., VanLeeuwen D., Mesbah A. Cover crop residue amount and quality effects on soil organic carbon mineralization. Sustainability. 2017;9(12):2316. DOI: https://doi.org/10.3390/su9122316Постников П. А., Попова В. В., Данько Е. Ф., Васина О. В. Урожайность культур, вынос и баланс элементов питания в зернотравяном севообороте. Плодородие. 2022;(3):16-19. DOI: https://doi.org/10.25680/S19948603.2022.126.04 EDN: URSFJOPostnikov P. A., Popova V. V., Danko E. F., Vasina O. V. Crop yield, removal and balance of nutrition elements in the grain crop rotation. Plodorodie. 2022;(3):16-19. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48158285Постников П. А., Бородулина Ф. А., Васина О. В., Тиханская Е. Л. Продуктивность севооборотов с различным насыщением клевером в зависимости от фона питания. Земледелие. 2022;(2):15-18. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48158285 EDN: PICCDHPostnikov P. A., Borodulina F. A., Vasina O. V., Tikhanskaya E. L. Productivity of crop rotations with different clover saturation depending on the nutrition background. Zemledelie. 2022;(2):15-18. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48158285Мишустин Е. Н., Черепков Н. И. Роль бобовых культур и свободноживущих азотфиксирующих микроорганизмов азотном балансе земледелия. Круговорот и баланс азота в системе почва-удобрение-вода. М.: Наука, 1979. С. 9-17.Mishustin E. N., Cherepkov N. I. The role of legumes and free-living nitrogen-fixing micro-organisms in the nitrogen balance of agriculture. Nitrogen cycle and balance in the soil-fertilizer-water system. Moscow: Nauka, 1979. pp. 9-17.Нагибин А. Е., Тормозин М. А., Зырянцева А. А. Травы в системе кормопроизводства. Екатеринбург, 2018. 784 с.Nagibin A. E., Tormozin M. A., Zyryantseva A. A. Herbs in the feed production system. Ekaterinburg, 2018. 784 p.Сабитов М. М. Влияние многолетних трав на повышение плодородия почв и продуктивности зерновых культур. Агрохимический вестник. 2019;(5):50-54. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41121002 EDN: MGOIIESabitov M. M. Influence of perennial grasses to increase the fertility and productivity of grain crops. Agrokhimicheskiy vestnik = Agrochemical Herald. 2019;(5):50-54. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41121002Griffiths B. S., Bonkowski M., Roy J., Ritz K. Functional stability, substrate utilisation and biological indicators of soils following environmental impacts. Applied Soil Ecology. 2001;16(1):49-61. DOI: https://doi.org/10.1016/S0929-1393(00)00081-0Griffiths B. S., Bonkowski M., Roy J., Ritz K. Functional stability, substrate utilisation and biological indicators of soils following environmental impacts. Applied Soil Ecology. 2001;16(1):49-61. DOI: https://doi.org/10.1016/S0929-1393(00)00081-0Козлов А. В., Куликова А. Х., Селицкая О. В., Уромова И. П. Устойчивость микробиологической активности дерново-подзолистой почвы в условиях применения диатомита и цеолита. Вестник Томского государственного университета. Биология. 2019;(46):26-47. DOI: https://doi.org/10.17223/19988591/46/2 EDN: MBNMZCKozlov A. V., Kulikova A. Kh., Selitskaya O. V., Uromova I. P. Stability of microbiological activity of the sod-podsolic soil when applying diatomite and zeolite. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya = Tomsk State University Journal of Biology. 2019;(46):26-47. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.17223/19988591/46/2Shuliko N. N., Khamova O. F., Timokhin A. Y., Boiko V. S., Tukmacheva E. V., Krempa A. Influence of long-term intensive use of irrigated meadow-chernozem soil on the biological activity and productivity of the arable layer. Sci Rep. 2022;12(1):14672. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-18639-1Shuliko N. N., Khamova O. F., Timokhin A. Y., Boiko V. S., Tukmacheva E. V., Krempa A. Influence of long-term intensive use of irrigated meadow-chernozem soil on the biological activity and productivity of the arable layer. Sci Rep. 2022;12(1):14672. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-18639-1

The authors declare that there are no conflicts of interest present.