Накопление пожнивно-корневых остатков и питательных элементов в кормовых севооборотах

С 2001 по 2018 годы в условиях Республики Марий Эл изучали шестипольные кормовые севообороты с 1-3 полями бобово-злаковых трав. Проведена оценка количества запахиваемых пожнивно-корневых остатков (ПКО) и питательных элементов, поступивших с ними в почву, при различных уровнях внесения минеральных удобрений (N60P60K60 и N90P90K90 в 1-й и 2-й ротациях, N60P60K60 и P60K60 (в 3-й ротации). В период исследований содержание общего азота в дерново-подзолистой почве увеличилось с 0,15 до 0,28%, гумуса – с 1,82 до 2,53%. Питательных веществ ПКО в слой почвы 0-20 см больше всего было запахано в кормовом севообороте при одногодичном использовании многолетних трав. В среднем за 3 ротации в этот севооборот поступило: сухого вещества – 35,2 т/га, азота – 559 кг/га, фосфора – 231 кг/га и калия – 338 кг/га. Повышение обеспеченности почвы общим азотом и гумусом увеличило накопление растительных остатков и питательных элементов в 3-й ротации до 49,9 т/га, 821 кг/га, 321 и 496 кг/га соответственно. При этом существенных различий между фонами внесения удобрений не выявлено. В структуре изученных севооборотов наибольший вклад в пополнении питательных элементов в почве через запахивание ПКО внесла клеверо-люцерно-тимофеечная травосмесь: 10,1 т сухого вещества, 199 кг азота, 89 кг фосфора и 115 кг калия на 1 га пахотного слоя почвы. Включение поукосной горчицы после озимой ржи обеспечило почти равноценное с клеверо-люцерно-тимофеечной травосмесью количество запахиваемых ПКО.

Конфликт интересов: автор заявил об отсутствии конфликта интересов.

1. Замятин С. А., Изместьев В. М. Влияние культур севооборота на среднегодовое поступление растительных остатков за ротацию севооборотов. Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2016;(1 (5)):18-21. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=26125254

2. Ghimire 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/su9122316

3. Philippot L., Raaijmakers J. M., Lemanceau P., Van der Putten W. H. Going back to the roots: the microbial ecology of the rhizosphere. Nat. Rev. Microbiol. 2013;(11):789-799. DOI: https://doi.org/10.1038/nrmicro3109

4. Bardgett R. D., Mommer L., De Vries F. T. Going underground: root traits as drivers of ecosystem processes. Trends Ecol. Evol. 2014;29(12):692–699. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tree.2014.10.006

5. Hirte J., Leifeld J., Abiven S., Oberholzer H.-R., Hammelehle A., Mayer J. Overestimation of crop root biomass in field experiments due to extraneous organic matter. Front Plant Sci. 2017;8:284. DOI: https://doi.org/ 10.3389/fpls.2017.00284

6. Bisen N., Rahangdale C. P. Crop residues management option for sustainable soil health in rice-wheat system: A review. International Journal of Chemical Studies. 2017;(5(4)):1038-1042. URL: https://www.researchgate.net/publication/318959582_Crop_residues_management_option_for_sustainable_soil_health_in_ricewheat _system_A_review

7. Фигурин В. А. Выращивание многолетних трав на корм. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2013. 188 с.

8. Мудрых Н. М., Самофалова И. А. Опыт использования растительных остатков в почвах Нечернозёмной зоны России (обзор). Пермский аграрный вестник. 2017;(1 (17)):88-97. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=28822619

9. Torma S., Vilček J., Lošak T., Kužel S., Martensson A. Residual plant nutrients in crop residues – an important resource. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B – Soil & Plant Science. 2018;68(4):358-366. DOI: https://doi.org/10.1080/09064710.2017.1406134

10. Кузнецова Л. Н. Накопление корневой массы и пожнивных остатков растениями ячменя в плодосменном и зернопропашном севооборотах. Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2015;(8):132-136. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=26069209

11. Тишков Н. М., Назарько А. Н. Надземные растительные остатки подсолнечника – источник пополнения органическим веществом и элементами питания чернозёма типичного. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2015;(1 (161)):57-71. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=24037001

12. Brankatschk G., Finkbeiner M. Modeling crop rotation in agricultural LCAs – challenges and potential solutions. Agricultural Systems. 2015;138:66-76. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agsy.2015.05.008

13. Brankatschk G., Finkbeiner M. Crop rotations and crop residues are relevant parameters for agricultural carbon footprints. Agronomy for Sustainable Development. 2017;37:58. DOI: https://doi.org/10.1007/s13593-017-0464-4

14. Gan Y. T., Hamel C., O’Donovan J. T., Cutforth H., Zentner R. P., Campbell C. A., Niu Y. N., Poppy L. Diversifying crop rotations with pulses enhances system productivity. Sci. Rep. 2015;(5):14625. DOI: https://doi. org/10.1038/srep14625

15. Niu Y., Bainard L. D., Bandara M., Hamel C., Gan Y. Soil residual water and nutrients explain about 30% of the rotational effect in 4-yr pulse-intensified rotation systems. Canadian Journal of Plant Science. 2017;97 (5):852-864. DOI: https://doi.org/10.1139/cjps-2016-0282

16. Козлова Л. М., Рубцова Н. Е., Соболева Н. Н. Трансформация органического вещества агродерново-подзолистых почв Евро-Северо-Востока. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2015;(6 (49)):47-53. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=24484209

17. Mariaselvam A. A., Dandeniya W. S., Indraratne S. P., Dharmakeerthi R. S. High C/N materials mixed with cattle manure as organic amendments to improve soil productivity and nutrient availability. Tropical Agricultural Research. 2015;(25 (2)):201-213. DOI: https://doi.org/10.4038/tar.v25i2.8142

18. Li W., Chen H., Cao C., Zhao Z., Qiao Y., Du S. Effects of long-term fertilization on organic carbon and nitrogen dynamics in a vertisol in Eastern China. Open Journal of Soil Science. 2018;8(3):99-117. DOI: https://doi.org/10.4236/ojss.2018.83008

19. Халин А. В., Бакиров Ф. Г., Нестеренко Ю. М., Поляков Д. Г. Оценка влияния культур и звеньев севооборотов на количество органического вещества, поступающего в почву с растительными остатками, на черноземах южных Оренбургской области. Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. 2016;(1):1-8. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=25680993

20. Zhang J., Wang X., Wang J., Wang W. Carbon and Nitrogen Contents in Typical Plants and Soil Profiles in Yanqi Basin of Northwest China. Journal of Integrative Agriculture. 2014;13(3):648-656. DOI: https://doi.org/10.1016/S2095-3119(13)60723-6

21. Изместьев В. М., Свечников А. К. Соколова Е. А. Влияние многолетних бобово-злаковых трав на продуктивность кормовых севооборотов. Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2017;3(3):28-32. Режим доступа: http://agroeconom. vestnik.marsu.ru/view/journal/article.html?id=1437

22. Gramss G., Voigt K. D. Turnover of minerals and organics in the postharvest herbage of annuals and perennials: Winter Wheat and Goldenrod. Agriculture. 2018;(8 (11)):170. DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture8110170

23. Dubey R. K. Response of Indian mustard to nutrients and plant growth regulators: the influence on yield, available soil P balance and P recycling through residues. Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci. 2017;6(8):3319-3331. DOI: https://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.608.396

24. Борисова Е. Е. Роль в севооборотах многолетних трав. Вестник НГИЭИ. 2015;(8 (51)):12-19. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=24306721