РЕФЕРАТ

Отчёт 59 с., 4 табл., 7 рис., 47 источников, 1 прил.

Ключевые слова:МЕДОНОСНАЯ ПЧЕЛА, СРЕДНЕРУССКАЯ ПОРОДА МЕДОНОСНЫХ ПЧЁЛ, НЕПЛОДНЫЕ МАТКИ МЕДОНОСНЫХ ПЧЁЛ, ПЛОДНЫЕ МАТКИ МЕДОНОСНЫХ ПЧЁЛ, РЕПРОДУКЦИЯ МАТОК, ИСКУССТВЕННЫЕ МИСОЧКИ, ОДНОРАМОЧНЫЕ НУКЛЕУСЫ.

Объект исследований: матки медоносных пчёл и технологии их производства.

Цель исследований – разработка инструментов и отработка технологий искусственной репродукции неплодных и плодных маток среднерусских пчёл.

Методы исследований:экспериментальный, сравнительный анализ, производственный опыт, экономико-математический анализ.

Результаты. Впервые проведены экспериментальные работы по использованию нового инструмента –пластиковой мисочкис клиновым держателем (Патент на изобретение RU № 2319376) и новойтехнологии репродукции неплодных пчелиных маток (Свидетельство о государственной регистрации заявки на изобретение, рег. № 2020124062). Проведены морфологические исследования неплодных маток полученных новым способом. Это позволило установить, что способ позволяет получать неплодных среднерусских маток соответствующих ГОСТ 55487-2013 (Матка пчелиная). Проведен хронометраж полетов пчелиных маток, результаты которого позволят в последующем оптимизировать процесс получения плодных маток в предлагаемых одноразовых нуклеусах.

Разработаны и внедрены в производство, на товарной пасеке Пермского края, новое оборудование – дискретный нуклеусный улей (Патент на полезную модель RU 194077) и две новыетехнологии репродукции плодных пчелиных маток среднерусских медоносных пчёл(Патент на изобретение RU 2729162.Патент на изобретение RU 2684234). Использование предлагаемых однорамочных, одноразовых нуклеусов предполагает расход незначительного количества пчёл(150-200г), позволяет увеличить прием неплодных маток, оптимизировать микроклиматические условия содержания маток и уменьшить слёты пчёл.

Степень внедрения.Проведен хронометраж рабочего времени при обслуживании нуклеусов сформированных двумя разными способами. Установлена трудоемкость и экономическая эффективность использования двух новых технологий репродукции плодных пчелиных маток. Получен фактический экономический эффект от 37 плодных маток, произведенных на товарной пасеке в 100 пчелиных семей, по новым технологиям– 31 174,43 руб. Определены оптимальные сроки эксплуатации нуклеусов, сформированных по новым технологиям.

Нормативные ссылки

В настоящем отчёте о научно-исследовательской работе использованы ссылки на следующие стандарты и нормативные документы:

1. ГОСТ 20740-75 Ульи. Технические условия [].
2. ГОСТ Р 55487-2013 Матка пчелиная. Технические условия [12].
3. ГОСТ 20728-2014 Семьи пчелиные [].
4. ГОСТ 25629-2014 Пчеловодство. Термины и определения[].

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем отчёте о научно-исследовательской работе применяли следующие термины с соответствующими определениями[]:

1. Запасная пчелиная матка –пчелиная матка, предназначенная для формирования ранних весенних отводков и подсадки в безматочные семьи.
2. Пчеловодство– подотрасль сельского хозяйства, занимающаяся разведением, содержанием и использованием пчел для производства продуктов пчеловодства и опыления энтомофильных сельскохозяйственных культур.
3. Пчеловодство разведенческой специализации –пчеловодство, специализированное на производстве пчелиных маток и пчелиных семей.
4. Пасека –группа пчелиных семей в ульях с необходимыми для работы с ними постройками и принадлежностями на определенном земельном участке.
5. Пчелиная семья – сообщество, состоящее из пчел, матки, трутней летом, гнезда с расплодом в активный период и корма.
6. Пчелиная матка –женская особь пчелиной семьи, имеющая развитую половую систему и выполняющая воспроизводительную функцию.
7. Неплодная пчелиная матка –пчелиная матка, не спарившаяся с трутнями или не осемененная инструментально.
8. Плодная пчелиная матка –пчелиная матка, спарившаяся с трутнями или осемененная инструментально.
9. Пчела –женская особь с недоразвитой половой системой, поддерживающая жизнедеятельность пчелиной семьи.
10. Трутень –мужская особь пчелиной семьи, выполняющая воспроизводительную функцию.
11. Расплод– совокупность яиц, личинок и куколок в ячейках сота.
12. Пчелиный расплод –яйца, личинки и куколки пчел в пчелиных ячейках.
13. Открытый расплод –яйца и личинки пчел и трутней в открытых ячейках сота.
14. Печатный расплод –личинки старших возрастов и куколки пчел и трутней в ячейках сота, запечатанных восковыми крышечками.
15. Гнездо пчелиной семьи –соты с расплодом в активный период и кормом.
16. Пчелиная ячейка –восковая ячейка сота, предназначенная для выращивания пчел, складывания нектара и пыльцы.
17. Сот– совокупность пчелиных ячеек.
18. Маточник –укрупненная ячейка сота, предназначенная для выращивания пчелиной матки.
19. Роевой маточник –маточник, отстроенный пчелами для выращивания пчелиной матки при подготовке пчелиной семьи к роению.
20. Свищевой маточник –маточник, отстроенный пчелами для выращивания пчелиной матки в случае ее отсутствия в пчелиной семье.
21. Маточная мисочка –основание маточника, отстроенное пчелами или изготовленное искусственно для выращивания пчелиной матки.
22. Роевое состояние пчелиной семьи– состояние пчелиной семьи в период от начала подготовки к роению до его прекращения.
23. Медосбор– сбор и принос в улей нектара пчелами.
24. Главный медосбор –интервал времени, в течение которого пчелы собирают наибольшее за сезон количество нектара.
25. Сотовый пакет пчел –пчелиная семья с сотами и расплодом, собранная в ящик для ее транспортирования.
26. Отводок –пчелиная семья, сформированная отделением части пчел и сотов с пчелиным расплодом от одной или нескольких пчелиных семей и подсадкой к ней пчелиной матки или маточника.
27. Нуклеус – пчелиная семья, предназначенная для содержания неплодной пчелиной матки в период ее полового созревания и спаривания с трутнями, а также для временного сохранения плодной пчелиной матки.
28. Сила пчелиной семьи –показатель числа пчел в пчелиной семье, выраженный массой пчел в килограммах.
29. Улочка пчел – масса пчел, полностью занимающих пространство между рядом размещенными сотами.
30. Облет маток –вылет маток из улья для ориентирования и спаривания с трутнями.
31. Слет пчел –вылет пчелиной семьи из своего гнезда вследствие неблагоприятных для нее условий обитания.
32. Пчелиное воровство –проникновение пчел в улей чужой семьи с целью хищения меда.
33. Порода пчел– группа пчелиных семей общего происхождения, сформировавшаяся в определенных природно-климатических условиях, обладающая комплексом признаков, устойчиво передающихся по наследству.
34. Материнская пчелиная семья –пчелиная семья, личинки которой используют для вывода маток.
35. Злобливость пчел –форма поведения, направленная на защиту гнезда пчелиной семьи, сопровождающаяся ужалениями людей и животных.
36. Ройливость пчелиной семьи –склонность пчел к роению.
37. Яйценоскость пчелиной матки –количество яиц, отложенных пчелиной маткой за определенный период времени.
38. Зимостойкость пчелиной семьи –способность пчел переносить неблагоприятные условия зимы в конкретных климатических условиях.
39. Вывод пчелиной матки –выращивание пчелиной матки в естественных условиях или специально сформированной пчелиной семье.
40. Инструментальное осеменение пчелиной матки –введение спермы трутней в половые органы неплодной пчелиной матки с помощью специальных инструментов.
41. Прививка личинок – перенос личинок не старше суток в маточные мисочки.
42. Прививочная рамка –рамка, предназначенная для закрепления маточных мисочек при производстве пчелиных маток.
43. Семья-воспитательница –пчелиная семья, предназначенная для выращивания пчелиных маток.
44. Мечение пчел –нанесение цветной метки на дорсальную поверхность груди пчелы, матки или трутня.
45. Семья-инкубатор –пчелиная семья, используемая для дозревания маток в маточниках после переноса из семьи-воспитательницы.
46. Экстерьерные признаки пчел –отдельные части хитинового скелета пчел, используемые для определения их породной принадлежности.
47. Рамочный изолятор –приспособление для ограничения яйцекладки пчелиной матки и получения одновозрастного расплода.
48. Маточное молочко –продукт, производимый пчелами для кормления личинок и маток.
49. Улей –сооружение для содержания одной или нескольких пчелиных семей.
50. Многокорпусный улей –улей, состоящий из нескольких корпусов, установленных друг на друга.
51. Улей-лежак –улей с горизонтально удлиненным корпусом.
52. Ульевая рамка –рамка для размещения вощины и отстройки сота пчелами.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

В настоящем отчете о НИР применяли следующие обозначения и сокращения:

% – процент;

°С – градус Цельсия;

r – коэффициент корреляции;

t – температура;

г – грамм;

г. – год;

кг – килограмм;

мг – миллиграмм;

с. – страница;

с.-х. – сельскохозяйственный;

табл. – таблица;

шт. – штуки;

тыс. – тысяч.

Введение

Актуальность работы.Аборигенными для большей территории РФ являются среднерусские пчёлы. Благодаря хорошей зимостойкости, устойчивости к ряду заболеваний, высокой яйценоскости маток, эффективному использованию позднелетнего сильного медосбора, эти пчелы районированы в 52 регионах Центрального, Северо-Западного, Приволжского, Уральского, Сибирского федеральных округов. Они составляют 60 % от общего количества пчелиных семей в стране[6].С середины XX столетия они подвергаются интенсивной гибридизациидругими породами пчёл. Во многом это связано с заполнением рынка РФ плодными матками карпатских, кавказских пород, что приводит к метизации[33].Способствует распространению «южных» маток то, что их производят в более ранние сроки, в больших количествах, с меньшими трудозатратами.Процесс воспроизводства среднерусских матокусложняет более поздний и короткий период, в течение которого их можно получать, в климатических зонах разведения. Некоторые этологические особенности среднерусских пчёл, также затрудняют получение маток этойпороды. Общеизвестна потребность в среднерусских пчелиных матках на пасеках России, так как достигнутый уровень их производства не удовлетворяет спроса на эту продукцию [6]. Новые инструменты и технологии получения неплодных и плодных среднерусских маток, оптимизирующиеи упрощающие процесс их репродукции, могут позволить увеличить их численность и затормозить процесс метизации среднерусских пчёл.

Цель исследований –разработка инструментов и отработка технологий искусственной репродукции неплодных и плодных маток среднерусских пчёл.

Задачи исследований.

1. Изобретение инструментов для искусственной репродукции пчелиных маток.

2. Проведение экспериментальных работ по использованию новыхинструментов в процессе репродукции маток.

3. Отработка и внедрение новых технологий искусственной репродукции неплодных и плодных маток среднерусских пчёл.

Новизна.Впервые:проведены экспериментальные исследования по применению новыхинструмента и способа репродукции неплодных пчелиных маток;разработаныи внедреныв производство новыеинструменты и технологии репродукции плодных пчелиных маток среднерусских медоносных пчёл. Установлена трудоёмкость и экономическая эффективность использования новых технологий репродукции плодных пчелиных маток.

1.Современное состояние вопроса

Современная технология содержания пчёл предусматривает ограничение естественного размножения пчелиных семей и регулярную замену маток. Для этого разработано значительное количество способов искусственного вывода неплодных маток. При этом на качество и морфофизиологическое состояние искусственно выведенных маток могут влиять условия их репродукции и содержания до оплодотворения.Этому посвящено большое количество работ [2,8, 10, 19, 24,27, 28, 37,42, 43,].

Матководство в Пермском крае развито слабо. Подавляющее большинство пчеловодов для замены старых маток, увеличения количества пчелиных семей, формирования пчелопакетов, используют маток, полученных естественным путем – в период роения,или – свищевых. Это не отвечает современным требованиям развития отрасли пчеловодства. Интерес представляет разработка способов производства качественных неплодных и плодных маток облегчающих эти процессы и обеспечивающие оптимальные условияих развития. Решение этого вопроса для среднерусских маток представляет особую важность, т.к. их репродукция в условиях Пермского Приуральявозможна в течение короткого и часто неблагоприятного по погодным условиям летнего сезона.

1.1 Способы репродукции неплодных пчелиных маток

Пчелиная семья в весенне-летний период включает в себя несколько тысяч взрослых и развивающихся рабочих пчел, сотни трутней и одну взрослую (реже несколько развивающихся) матку, связанных в единое целое обменом веществ[]. Для пчелиной семьи характерен ранний и необратимый полиморфизм (многоформенность). В семьях живут морфологически отличающихся особи: диплоидные матки – родоначальницы, диплоидные рабочие пчелы (недоразвитые женские особи) и гаплоидные трутни. Матки и рабочие пчелы развиваются из оплодотворенных яиц, трутни – из неоплодотворенных (явление партеногенеза).

Жизнеспособность пчелиной семьи зависит от рабочих пчёл, однако, основную роль в образовании генетической структуры пчелиной семьи и в наследовании хозяйственно-полезных признаков играют матки и трутни. От матки, её возраста, яйценоскости, наследственности зависит сила семьи, ее хозяйственно-полезные признаки, и, в конечном итоге –успехи пчеловода. Для повышения продуктивности семей работу по репродукции маток выполняют, не забывая задачи племенного улучшения пчёл. Поэтому, важно не только ежегодно получать необходимое количество маток, но и иметь качественных маток.

Матки развиваются в специально отстроенных больших желудеобразных ячейках (маточниках), расположенных чаще всего отдельно друг от друга. Эти ячейки, в отличие от пчелиных, направлены вертикально, при этом основание находится вверху, а вершина внизу. Матка в семье медоносных пчёл является единственной полноценной самкой с хорошо развитыми половыми органами. Ей принадлежит особая роль в воспроизводстве потомства. Продолжительность жизни маток может достигать 4-5 лет, но наибольшая интенсивность откладки яиц приходится на первые два года [41]. Пчелиная матка спаривается один раз в своей жизни с несколькими трутнями (явление полиандрии)[40]. Запас спермы 5-7 миллионов сперматозоидов хранится в спермотеке. Старые матки откладывают яйца сплошь во все ячейки без пропусков, но не все яйца оказываются оплодотворенными (из которых выводятся рабочие пчелы и матки), так как большая часть сперматозоидов израсходована за предыдущие годы. Частичная или полная неспособность производить оплодотворенные яйца называется трутовочностью. Такое нарушение начинается на второй год жизни и постоянно прогрессирует [24]. Вначале у матки начинает снижаться яйценоскость, увеличивается процент трутневого расплода, а затем она может полностью отрутневеть[].

Выявлены различия в плодовитости маток пчёл существующих пород и, возможно, популяций. Так, матки среднерусских пчел отличаются хорошей плодовитостью, откладывая до 2000 и более яиц в сутки. Среднесуточная яйценоскость маток других пород не превышает, у серой горной кавказской – 1500 яиц, у карпатской – 1800 яиц, украинской 1400-2000 яиц. Только матки итальянской породы способны откладывать 2500 яиц в сутки [21]. Есть различия и в количестве закладываемых маточников в семьях различных пород пчёл и количестве принимаемых личинок на маточное воспитание.

Важная роль по содержанию пчелиных семей на пасеке заключается в регулярной замене старых маток на молодых. Такая смена продлевает существование пчелиных семей, уменьшает роение пчёл, семьи с молодыми матками наращивают больше пчел к медосбору, собирают большие корма, лучше зимуют. Молодые матки нужны для формирования отводков, организации нуклеусов с запасными матками, своевременного исправления безматочных семей.

1.1.1 Естественная репродукция маток

1.1.1.1 Роевые матки

Роение пчел – способ естественного размножения и расселения пчелиных семей. В период, когда пчелиная семья достигает наивысшей точки развития, она проявляет наибольшую склонность к роению. Рой (часть летных пчёл со старой маткой) покидает гнездо, оставляя в нем огромное количество расплода, молодых пчёл и запечатанные маточники. Число маточников зависит от породы пчёл: среднерусские – 30-40, башкирские – 7-15, серые горные кавказские – 10-20, желтые кавказские – 80-300 [21].Из этих маточников выходят матки, получившие название «роевых». Семья пчел может продолжать роиться с каждой неплодной маткой, либо, выбрав одну – лучшую, остальных уничтожить. Для предупреждения дальнейшего роения и для использования созревающих маток, маточники вырезают из сотов и заключают в маточные клеточки и оставляют в семье, либо раздают непосредственно в безматочные семьи.

Роевые неплодные матки находят широкое применение на пасеках при смене старых маток, для создания отводков и т.д., так как имеют, как правило, отличное качество [24].

У этого способа получения маток имеются следующие недостатки:

1) роевые маточники различны по возрасту;

2) исследованияГ.Ф.Таранова[38] показали, что среди одной и той же семьи выводятся хорошие, удовлетворительные и плохие матки;

3) на пасеках приходится допускать роение пчёл, что нежелательно в матковыводных хозяйствах, так как это снижает медосбор и требует больших дополнительных работ с роями;

4) невозможно получить неплодных маток к определенному сроку (так как

процесс роения не контролируем), что немаловажно при планировании работ по организации отводков, пакетов и т.д.;

5) вырезание маточников приводит к ухудшению качества сотов и может травмировать развивающихся маток.

1.1.1.2 Матки «тихой смены»

На второй год яйценоскость маток снижается на 30-40 %, а на третий – более чем на половину.Пчёлы, по неизученным еще признакам, способны выявлять ухудшение качества матки. При наличии, казалось бы, нормально яйцекладущей матки в гнезде семьи на периферии сот появляются 1-3 маточника. После запечатывания маточников старая матка исчезает, или может продолжать откладывать яйца до выхода молодых маток [1]. Новая матка после спаривания с трутнями приступает к кладке яиц. В результате, смена маток проходит как бы незаметно для семьи (лишь с небольшим перерывом в кладке яиц) и часто встречается в семьях серой горной кавказской породы, и у кубанских пчёл. У среднерусских пчёл такая смена встречается сравнительно редко.В практике пчеловождения такая смена маток в пчелиных семьях получила название «тихой смены», так как происходит чаще всего незаметно для пчеловода.Матки при этом всегда отличаются высоким качеством [38]. Использовать маток «тихой смены» практически не приходится, потому что в гнезде не бывает каких-либо заметных признаков для пчеловода, предвещающих самосмену маток и количество закладываемых маточников невелико.

1.1.1.3Свищевые матки

При внезапной гибели плодной матки в любое время активного сезона, при наличии в гнезде молодого пчелиного расплода, пчёлы выводят так называемых «свищевых» маток. При этом пчелы выбирают на сотах 1-2 десятка пчелиных личинок в возрасте от 12 часов до 4 суток, снабжают их большим количеством маточного молочка и перестраивают пчелиные ячейки в маточники. Благодаря изменению диеты происходит модификация личинки рабочей пчелы в матку. После созревания маток в таких маточниках пчелы по неизученным еще признакам выявляют в семье одну из наилучших маток, а остальных уничтожают.

Репродукция свищевых маток отличается от двух других форм смены маток тем, что срок, в который личинки переводятся пчёлами на маточное воспитание, колеблется в широких пределах. Свищевые маточники закладываются в значительно большем количестве, чем роевые. [21, 22].

В практическом пчеловодстве свищевых маток не рекомендуют использовать, так как:

1) они значительно отличаются друг от друга по массе, количеству яйцевых трубочек, плодовитости;

2) средняя масса свищевых маток (187 мг) гораздо ниже массы маток, выведенных искусственно (232 мг), т.е. среди них много посредственных и даже очень плохих маток [38].

Все три формы естественного возобновления маток могут быть использованы для производства маток. Однако, на крупных пасеках, племенных питомниках, матковыводных хозяйствах для репродукции большого количества высококачественных маток к определенному сроку применяют искусственный вывод маток.

1.1.2 Искусственная репродукция маток

Разработка метода искусственной репродукции маток принадлежит русскому пчеловоду Е.С. Гусеву (1860)[24]. При искусственном выводе маток пчёлы сами осуществляют строительство маточников, кормление личинок, уход за маточником, а пчеловод, на основе знаний конкретных требований и оптимальных условий для развития маток, обеспечивает их высокое качество.

Современная технология искусственной репродукции маток основана на использовании инстинкта пчёл безматочных семей, посредством изменения диеты личинкам рабочих особей модифицировать их в половозрелых маток. При этом участвует, как правило, две группы семей: материнские – в которых пчеловод подбирает молодых пчелиных личинок для выращивания будущих маток и семьи-воспитательницы в гнездах которых личинки выкармливаются и созревают.

Материнская семья только поставляет племенной материал, из которого должны развиться матки. Такие семьи (племенные) подвергаются строгому отбору. Их ценные признаки должны быть закреплены еще в их предках, и повторяться в последующих поколениях. Только тогда создается большая вероятность, что эта наследственная основа будет воспроизведена в потомстве. Материнская семья по комплексу признаков (зимостойкость, устойчивость к заболеваниям, яйценоскость матки, продуктивность и др.) должна значительно превосходить остальные пчелиные семьи на пасеке и соответствовать разводимой породе или популяции пчёл.

Семьи-воспитательницы предназначены для выращивания маток из предлагаемых им личинок. Наследственные задатки семьи-воспитательницы выращенному потомству не передают, но от этих семей целиком зависит степень развитости как матки в целом, так и ее репродуктивных органов. Семьи-воспитательницы должны быть сильными (занимать не менее 10-12 улочек), так как в естественных условиях функция вывода маток наиболее полно проявляется лишь в сильных семьях, которые должны быть здоровыми и иметь нормальное соотношение разных возрастных групп пчёл и расплода [38].

У искусственной репродукции маток имеются следующие преимущества:

1) от одной ценной матки можно получить неограниченное количество маток-дочерей с заведомо выделенными и стойко передающимися потомству признаками (зимостойкость, устойчивость к заболеваниям, экстерьер, высокая продуктивность и др.);

2) можно организовать вывод ранних маток, когда их использование наиболее эффективно (для ранних отводков, пакетов, получение запасных плодных маток), либо для репродукции позднелетних маток, после периода естественного роения, когда потребности в молодых матках на пасеках еще имеются (для замены недоброкачественных маток, исправления безматочных семей);

3) матки искусственной репродукции более высокого качества, чем свищевые, не уступают лучшим роевым и могут превосходить их по своим качественным показателям [38, 44];

4) можно организовать массовое маточное производство высококачественных маток заведомо известной породы пчел, обладающих высокой способностью к кладке яиц, осуществлять селекционно-племенную работу.

Искусственное получение неплодных маток можно осуществить двумя основными способами: без переноса личинок с переносом личинок.

Способы получения неплодных маток без переноса личинок являются наиболее простыми по техническому исполнению, широко освещены в литературе и используются, как правило, на мелких любительских пасеках, когда пчеловоду требуется для своих нужд небольшое количество маток [8]. Любительский комплекс приемов основан на самом простейшем выводе маток, при котором личинок из своих ячеек не вынимают.

1.1.2.1Получение неплодных маток без переноса личинок

Анализируя проблему искусственной репродукции матокФ. Руттнер [28] и В.В. Малков и др. [] выделяют следующие способы.

Подрезка сота

В качестве простейшего способа вывода маток издавна рекомендуется «подрезка сота полукругом». При этом у светлого сота с личинками на ранних стадиях развития срезают нижнюю часть сота (линия среза при этом выгнута к середине нижней планки). Пчёлы закладывают маточники, преимущественно, на границе подреза. Чтобы маточники не оказались слепленными между собой, что затрудняет их разделение, личинок необходимо «проредить» на полукруглом разрезе. Оставленные личинки должны быть смещены относительно друг друга. Аналогичную подрезку сота можно выполнять «зигзагом» или в виде «окна» в средней части сота.

Подрезка сота не гарантирует закладки маточников на самых молодых личинках. В дополнение к маточникам на срезе, пчёлы могут принимать затем на маточное воспитание и личинок более старшего возраста, расположенных на соте.

Способ К.К. Миллера

Способ предложен в 1912 году. К верхнему бруску пустой гнездовой рамки прикрепляют 4-5 полосок искусственной вощины, шириной около 5 см, которые срезаны углом, обращенным вершиной вниз. Затем, племенную семью лишают расплода (за исключением печатного) и приготовленную рамку с кусками вощины помещают между сотовыми рамками с расплодом. Пчёлы отстраивают на кусках вощины пчелиные ячейки и матка заполняет их яйцами. Затем, эту специальную рамку помещают в семью-воспитательницу. Из этой семьи удаляют все рамки с яйцами и молодыми личинками для того, чтобы силы пчёл-кормилиц были сосредоточены на воспитании подставленных им личинок. Поскольку семья безматочная, то пчёлы закладывают маточники на подставленной рамке. После созревания маточников (через 9-10 дней) их вместе с куском прилегающего сота вырезают и используют по назначению.

Позднее Миллер модифицировал этот способ. В материнской семье в соте с личинками вырезают треугольные куски. После подрезки, рамку вставляют в семью воспитательницу, где пчёлы на срезанных частях сота закладывают маточники.

Способ Г. Аллея

Опубликован в 1882 году. Сот с племенными личинками разрезается на полоски с одним рядом ячеек. Эти полоски прикрепляются к предварительно вырезанным «окнам» другого пустого сота. Чем больше надо получить маток, тем больше число и длиннее окна.

С нарезанными полосками, где находятся племенные личинки, поступают следующим способом:

1) вырезают полоски в длину по всей рамке, если личинки одновозрастные;

2) вырезанные полоски кладут боком (на ребро) на стол и со стороны личинок, которых будут давать на воспитание, ножом срезают ячейки на половину высоты;

3) затем, удаляют все лишние личинки (оставляя каждую третью), а также крупные, оставляя на воспитание необходимое их число;

4) осторожно расширяют шаблоном края ячеек, где остались личинки на воспитание;

5) полоски сотов приклеивают в «окна» сотов.

Сот подготовленный таким способом ставится в семью-воспитательницу. Полоски с личинками можно приклеивать к планкам прививочной рамки.

Способ Пехачека-Гопкинса

На светлом соте подготавливают несколько полосок с племенными личинками, как и в способе Аллея, по всей стороне сота, но не вырезают их, а используют прямо на своем соте.

Приготовленная рамка кладется (личинками вниз) поверх верхних брусков рамок. Под рамку предварительно подкладываются бруски из дерева (высотой 5 см), чтобы у пчёл было место для оттягивания маточников.

Способ Уолдера

При репродукции маток этим способом подготовленные полоски с племенными личинками (по способу Аллея) разрезают на кусочки таким образом, чтобы каждый из них содержал одну личинку.

Вырезанные ячейки с племенными личинками теплым воском приклеивают к специальным блокам или клинышкам, которые закрепляют на планках прививочной рамки.

Недостатком всех этих способов подготовки племенного материала, при которых используются пчелиные ячейки, заключается в том, что выращенные из этого материала матки не могут достигать своих оптимальных размеров. Тесная, ограниченная коконом пчелиная ячейка оказывается в этом случае неудобной для перестройки ее в маточник. Укорочение ячейки на 2/3 и 1/2 нормальной глубины ничего не меняет в этом отношении. Применение же сотов, в которых прежде не выводился расплод, приводит к большим затратам труда, обработка таких сотов или отдельных ячеек представляет известные трудности [28].Из большей мисочки возникает более широкий маточник, в котором развивается более крупная матка. Пчелы снабжают мисочки большего диаметра большим количеством маточного молока [46].

На промышленных пасеках и специализированных питомниках, где за сезон получают сотни тысяч маток, такие способы получения неплодных маток и их модификации не приемлемы, так как при этом портится очень много сотов и губятся ценные племенные личинки из материнской семьи. А так же, как отмечают Г.Д. Билаш, Н.И. Кривцов [], семьи-воспитательницы принимают зачатки маточников в виде искусственных восковых мисочек (при способе с переносом личинок) во много раз лучше, чем зачатки, подготовленные в виде подрезанных пчелиных ячеек.

1.1.2.2 Получение неплодных маток с переносом личинок

Способ Пратта-Дулитла

Длительное время на всех матковыводных пасеках применяется способ Пратта-Дулитла – искусственной репродукции маток с переносом личинок. Этот, наиболее распространённый способ искусственного вывода неплодных пчелиных маток в матковыводных хозяйствах, условно слагается из следующих приемов: изготовление восковых мисочек, закрепление их на прививочной рамке, снабжение мисочек кормом (маточным молочком или медом) и прививка (перенос) в них однодневных личинок.

Восковые мисочки получают, опуская несколько раз деревянный шаблон (длинной около 100 мм и диаметром 8-10 мм) в расплавленный воск. Наряду с восковыми мисочками применяют и пластмассовые.

Личинок переносят из сота материнской семьи в искусственные мисочки в помещении с температурой воздуха 25-30^оС и относительной влажностью 80-90%, для сохранения покровов личинки от высыхания. Перенос личинок осуществляется шпателем различной конструкции. Личинку переносят в мисочку, в которую перед этим кладут на донышко капельку корма (мокрая «прививка»). Г.Ф. Таранов [] выяснил, что для получения доброкачественных личинок надо прививать на капельку молочка, взятого от маточных личинок не старше суточного возраста. При переносе личинок на молочко, собранное из маточников с личинками старше суточного возраста повышается количество принятых личинок, но при этом качество их снижается и резко возрастает размах колебаний массы выведенных маток. Это связано с тем, что несвойственное личинкам молочко нарушает порядок воздействия гормонов и последовательность развития органов маточной личинки.

У этого способа вывода маток наряду с неоспоримыми преимуществами имеются и недостатки:

1) из исследований Р. Уивера[] следует, что линька личинки следует очень быстро одна за другой после вылупления из яйца. Во время линьки насекомые особенно чувствительны ко всем влияниям внешней среды и их легко можно повредить во время прививки;

2) для быстрого и качественного переноса личинок необходимо специальное оборудование и определенный опыт;

3) прививку нужно проводить аккуратно, а личинок класть в том же положении, в котором они лежат в ячейках. Прием личинок в перевернутом положении равен 44,5 %, а средний вес полученных маток из таких личинок – 184,2±2,3 мг [35];

4) необходимость использования прививочной рамки;

5) противоестественное размещение маточников в центре гнезда среди расплода.

1.1.3 Семья-воспитательница

Известно, что на качество маток влияют не только масса, возраст и генетические задатки племенного материала, но и состояние семьи-воспитательницы: количество расплода и пчел, их возраст, запас мёда и перги, температурный режим гнезда, наличия нектара в природе, времени года, погодных условий и другие факторы. Чем сильнее семьи-воспитательницы, тем выше качество выращиваемых маток [26, 2, 16].Семья пчёл, избираемая для использования в качестве воспитательницы, должна весить 2,5-5 кг [2]. П.М. Комаров [] доказал, что для выращивания полноценных маток в семье-воспитательнице должно быть достаточное количество, как пчёл-кормилиц, так и лётных пчёл для обеспечения семьи свежим кормом.

В практике пчеловождения существует 3 основных способа формирования семей-воспитательниц:

1. Без осиротения – когда из семьи не убираются ни плодная матка, ни расплод.

2. С полным осиротением – когда из семьи убирается плодная матка и весь открытый расплод.

3. С неполным осиротением – когда матка из семьи удаляется, а расплод (открытый и печатный) или часть его остается.

Есть еще модификации описанных выше способов формирования семей-воспитательниц с применением семей стартеров, финишеров, «роевых ящиков»[36]. Часто пчеловодам трудно выбрать оптимальный способ, для того чтобы иметь на пасеке, с наименьшими затратами времени и средств, высококачественных маток.

Техника формирования семей-воспитательниц без отбора открытого расплода, а тем более и матки, при работе со среднерусскими пчелами неприемлема – слишком плохой прием подставленных личинок на воспитание и много закладываемых свищевых маточников на своих личинках. К этой породе более приемлем способ с полным осиротением. Но многими исследователям [2, 16, 17, 19] убедительно показана необходимость наличия в семье-воспитательницы как печатного, так и открытого расплода. Это необходимо для поддержания оптимального микроклимата гнезда (в зоне открытого расплода), непрерывного пополнения состава семьи пчёлами-кормилицами, для более обильного кормления привитых личинок и получения маток высокого качества. Преимущество способа формирования семей-воспитательниц с открытым и печатным расплодом заключается не только в улучшении качества выращивания маток, но и в простоте способа, в более высокой производительности труда матководов, а также в лучшем сохранении силы семей, использовавшихся в этих целях. При этом необходимо заметить и то, что и роевые, и матки «тихой смены» в естественных условиях всегда выращиваются из самых крупных яиц и в присутствии открытого расплода. Г.Д. Билаш[] обнаружил, что в маточниках, находившихся рядом с открытым расплодом больше маточного молочка, а полученные матки более крупных размеров. Г.Ф. Таранов (37) установил, что матки получаются с более высокой массой, если пчелы могут накопиться в свободной от рамок улочке («кармане») за 4-6 часов до постановки туда рамки с личинками. Видимо, большое количество скопившихся там пчёл-кормилиц позволяет сразу же приступать к воспитанию маточных личинок после постановки прививочной рамки.

Среди пчеловодов-практиков довольно широко распространилось и закрепилось убеждение, что находящиеся в роевом состоянии семьи являются наилучшими воспитательницами. Однако Г. Руттнер[] сомневается в этом, полагая, что наличие анатомических пчёл-трутовок в семьях, готовящихся к роению, приводит будто бы к сокращению пчел-кормилиц. По его мнению, самыми подходящими для использования в качестве воспитательниц являются семьи, находящиеся в состоянии интенсивного развития, так как они располагают большей численностью пчел-кормилиц и поэтому обильно снабжают кормом своих личинок.

Единого мнения о том, сколько давать единовременно личинок на воспитание, нет. Сторонники небольшого числа мисочек, которое можно давать однократно семье-воспитательнице, утверждают, что при увеличении числа развивающихся маток, их масса уменьшается. Можно предположить, что для каждого способа репродукции маток, с учетом разнообразия условий, различных пород и популяций пчёл, существует некоторое оптимальное число личинок, развивающихся в половозрелых, плодовитых маток.

1.2 Способы репродукции плодных пчелиных маток

Неплодные матки, пока не станут плодными, практического интереса не имеют. Полученные разными способами маточникии неплодных маток можно сразу использовать по назначению и поместить в семьи, в которых нет маток или в те, где нужно их заменить. Но, при этом длительный (до 15-20 дней), пока матка не оплодотворится, перерыв в яйцекладке и выращивании расплода приводит к ослаблению семьи [23, 28]. Кроме того, для получения таким способом большого количества плодных маток требуется много пчелиных семей [2].

В любительских условиях, когда нужно получить небольшое количество плодных маток, используют обычные ульи. В них делают разного размера отводки и подсаживают неплодных маток. Матку после периода спаривания и начала откладывания яиц используют по назначению. В промышленном пчеловодстве и на матковыводных пасеках применяют инструментальное осеменение и нуклеусное содержание маток.Главной задачей на этот период является создание условий для их успешного спаривания или осеменения и созревания[24].

1.2.1 Инструментальное осеменение пчелиных маток

Однозначную необходимость использования контролируемого спаривания в селекции и разведении пчел специалисты установили более 200 лет назад. В 1791 г. Ф. Губер[]благодаря внимательным наблюдениям установил факт осеменения маток трутнями вне улья. Он первым пытался ввести заранее отобранную у трутня сперму в раскрытую жальную камеру матки с помощью волосяной кисточки. Эти опыты успехом не увенчались. В 1915 г. английский ученый Г. Бишоп [4] установил наличие влагалищного клапана, прикрывающего непарный яйцевод. Стало очевидным, что для успешного осеменения пчелиной матки не обойтись без использования специальных механических приспособлений. Поэтому ученые постепенно стали переходить от более широкого понятия «искусственное осеменение» к конкретному «инструментальное осеменение пчелиных маток» (ИОПМ), которое подразумевает введение заранее отобранной спермы трутня в раскрытую жальную камеру матки с помощью специальных приспособлений. Первая удачная попытка ИОПМ была сделана в 1927 г. американским ученым Л. Уотсоном.Одними из прототипов современных аппаратов для ИОПМ следует считать модели О. Маккензена и В. Веселы. Эти аппараты явились основой практически всех современных моделей[3, 4].

При помощи инструментального осеменения можно получать большое количество плодных маток. Однако этот способ сопряжен с использованием дорогостоящего оборудования и наличием квалифицированных специалистов [3]. Также инструментальное осеменение не исключает использование нуклеусов (маленьких семеек и ульев) для содержания в них маток до и после осеменения. Поэтому, до сих пор, инструментальное осеменение среднерусских маток, широкого распространения в РФ не получило.

1.2.2Нуклеусное содержание пчелиных маток в период спаривания

Производство большого количества плодных пчелиных маток разных пород в настоящее время осуществляется по единой методике, основной частью которой является использованиенуклеусов. В 1898 г. U. Kramer[]предложил для временного содержания пчелиных маток, до спаривания с трутнями и начала откладки яиц, формировать маленькие семейки – нуклеусы. Это изобретение привело к созданию множества типов и конструкций нуклеусных ульев, а также технологий заселения и содержания в них пчёл и маток. Как правило, используется многоразовая технология содержания нуклеусов. При этом в начале сезона улей заселяется малым количеством пчёл и неплодной маткой. После оплодотворения матки и начала откладывания яиц, ее удаляют и подсаживают следующую. Таким образом, за сезон в среднем можно получать 3-4 плодных маток с одного нуклеуса [24]. Основная проблема в эксплуатации многоразовых нуклеусов связана с тем, что пчёлы плохо принимают следующих подсаживаемых неплодных маток, закладывая при этом свищевые маточники.

В настоящее время наиболее распространены нуклеусы на 1/16, 1/8, 1/6, 1/4, 1/3 и 1/2 гнездовой рамки улья Дадана-Блатта (435×300мм). Наиболее распространенный тип нуклеуса в различных регионах Рос-сийской Федерации, является нуклеус на три рамки размером 1/4 гнездовой [22]. Широкое применение нуклеусов на уменьшенную рамку нашли в южных регионах нашей страны на специализированных матковыводных пасеках. Формирование и содержание таких нуклеусов требуют незначительное количество рабочих пчёл и корма, а подсадка, проверка и отбор маток занимают мало времени, что повышает экономическую эффективность производства плодных пчелиных маток. В более суровых климатических условиях при работе со среднерусскими пчёлами температурный режим и условия содержания маток в нуклеусах на уменьшенную рамку не соответствуют оптимальным. Также, слёты пчёл из таких нуклеусов наблюдается чаще и есть высокий риск нападения пчёл-воровок [8, 15].

При работе со среднерусскими пчёлами чаще применяют нуклеусы с использованием целой гнездовой рамки. Формирование их можно проводить в корпусе стандартного улья. Для этого боковую часть объёма улья герметично отделяют от гнезда основной семьи глухой перегородкой и в корпусе делают дополнительное летковое отверстие, как правило, с противоположной стороны от основного летка.В одном улье можно организовать несколько нуклеусов. При этом его герметично разделяют на отгороженные друг от друга частис индивидуальными летками. Вместо стандартного улья также используют специально сконструированные ульи-нуклеусы на две-пять стандартных гнездовых рамок. В них дают одну-две рамки печатного расплода на выходе и одну-две рамки с кормом, а также пчёлами, обсиживающими эти рамки. Дополнительно к этому, нуклеусы подсиливают, стряхивая пчёл еще с двух рамок, чтобы полученные семейки содержали по 400-900 г. пчёл. Однако из-за увеличенного объема гнезда формирование и содержание нуклеусов на полную рамку требует много пчёл, расплода и корма. В итоге на спаривание каждой матки будет затрачено больше средств и труда, чем в нуклеусах на уменьшенную рамку [20].

Формирование и использование нуклеусов со среднерусскими пчёлами сопряжено с определёнными проблемами. К ним относятся: большое количество пчёл необходимое для заселения нуклеуса; слёты пчёл и маток из нуклеусов; злобливость среднерусских пчёл; пугливость маток при осмотрах; более короткий период, в течение которого можно получать плодных маток, в климатических зонах разведения среднерусских пчёл; сложности поддержания малым количеством пчёл оптимального, для созревания матки, микроклимата гнезда [2].Всё это ведёт к уменьшению рентабельности получения плодных маток среднерусских пчёл. Поэтому в РФ нет ни одного крупного племенного хозяйства, которое специализируется на получении и продаже плодных маток среднерусской породы. Дефицит этих маток приводит к заполнению рынка матками южных пород и бесконтрольной гибридизации среднерусских пчёл [7].

2.МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Для решения поставленных задач в 2020 году производственные опыты и внедрение новых инструментов и технологий репродукции плодных пчелиных маток проводили в мае-июле на территории Ординского района, Пермского края, на товарной пасеке фермерского хозяйства ИП КФХ «Калугин Д.А.».Экспериментальные работы по использованию нового инструмента и технологии вывода неплодных пчелиных маток проводили в июне 2020г. на пасеке УНЦ «Экологии и морфофизиологии медоносной пчелы» Пермского ГАТУ.

В технологии репродукции плодных маток применяли два новых способа одноразового использования нуклеуса для вывода плодных маток и новый нуклеусный улей.

Производственный опыт № 1. При применении первойновойтехнологии получения плодной пчелиной матки [29]с использованием дискретного нуклеусного улья [30] нуклеусы формировали в безматочных семьях. Они находились в стадии интенсивного развития, имели 6-9 рамок разновозрастного расплода и не менее 25-35 тысяч рабочих пчёл. За сутки до этого у них отбирали матку с частью пчёл, 4 рамки с расплодом и кормом. При этом в гнезде оставалось 5-6 рамок с расплодом и 2-3 – с кормом. В течение летнего сезонавосемь таких семей использовали однократно.Неплодных половозрелых маток (5-10 дней после выхода из маточника), подсаживали на рамки с расплодом и молодыми пчёлами (150-200г), которые заключали в однорамочные сетчатые изоляторы (рис. 1).

Рисунок 1 – Металлический сетчатый изолятор

Таким образом, в каждой семье рядом устанавливали 5 сетчатых изоляторов, при этом 4 рамки в каждом улье оставались свободными от них, для того чтобы пчёлы семьи могли свободно заниматься внутриульевыми работами и вылетать из гнезда (рис. 2).Только в благоприятные для полётов маток в солнечные дни с температурой воздуха 20-30ºС, сетчатые изоляторы вставляли в корпуса дискретных нуклеусов (рис. 3).

Рисунок 2 – Размещение сетчатых изоляторов в улье

Дискретные нуклеусы представляют собой корпус с дном и крышей

«в нахлобучку», которая выполнена без одной торцевой стенки, для возможности сдвигания её в горизонтальной плоскости и образования верхнего леткового отверстия.

А Б

Рисунок 3 – А – дискретный нуклеусный улей (вид с боку),

Б – дискретный нуклеусный улей со сдвинутой крышей

Перемещали нуклеусы на расстояние 600м от пасеки, сдвигали крыши нуклеусов и приподнимали с одной стороны крышки сетчатых изоляторов, предоставляя возможность совершать вылеты пчёлам и матке через образованный таким образом щелевидный леток. Использовали дискретные нуклеусы, на время ориентировочных облётов маток и спариваний с трутнями, с 14:00 до 18:00часов (время вылетов маток на облёты). После 18:00часов опускали крышки сетчатых изоляторов, сдвигали крыши нуклеусов иперевозили их на пасеку.Изоляторы извлекали из корпусов нуклеусов и возвращали в семью. В конце седьмого дня использования нуклеусов извлекали рамки из сетчатых изоляторов, объединяя пчёл семьи. При этом одну матку оставляли в улье, а остальных использовали по назначению.

Производственный опыт № 2.При использовании второйновойтехнологии получения плодной пчелиной матки [32] нуклеус формировали в металлическом сетчатом изоляторе, который размещали в улье с пчелиной семьёй[11]. Предварительно, в верхней части одной из торцевых стенок изолятора и задней стенке улья высверливали дополнительные отверстия Ø 2см. Рамку с расплодом, молодыми пчёлами (150-200г) заключали в сетчатом изоляторе. Помещали его в улей с пчелиной семьёй, сдвигая к боковой и задней стенке улья (рис. 4). При этомплотно

Рисунок 4 – Размещение изолятора в улье

совмещалидополнительное отверстие в торцевой стенке изолятора с летковым отверстием в задней стенке улья.Это не давало возможность проникать матке и пчёлам из изолятора в основную семью, но позволяло им совершать вылеты из изолятора. Для того чтобы пчёлы основной семьи и находящиеся в изоляторе не контактировали между собой, плотно придвигали крайнюю рамку в гнезде к сетчатой стенке изолятора. Через сутки в изолятор подсаживали неплодную половозрелую матку. Всего, таким образом, было подготовлено три улья, которые использовали для получения плодных маток в июне-августе. После начала яйцекладки маткой, нуклеус расформировывали, присоединяя рамку с пчёлами и маткой к безматочной семье. Через несколько суток изоляторы заселяли повторно.

Эксперимент № 1.В репродукции неплодных маток применяли новуютехнологию искусственного вывода [31] с использованием пластмассовых мисочек с клиновым держателем [9] (рис. 5). Для этогов июне однократно использовали пять семей-воспитательниц среднерусской породы, находящихся на стадии интенсивного развития. Они содержали 9-10 рамок разновозрастного расплода и не менее 25-35 тысяч рабочих пчел. За сутки до интродукции в семью-воспитательницу личинок у нее отбирали матку, гнездо сокращали до 7-8 рамок. При этом в гнезде оставляли 4-5 рамок с запечатанным расплодом (стадия куколки), между которыми размещали 1 рамку с открытым расплодом (стадия личинки).

Рисунок5 – Пластмассовая мисочка

(1 мисочка Ø 9мм, 2 – клиновой держатель) [9]

На боковых и нижней, одной из сторон рамки соткрытым расплодом закрепляли по 15 пластмассовых мисочек, внедряя клиновые держатели в восковой сот (рис. 6). Предварительно на поверхность мисочек наносили слой воска. Для обработки мисочек пчёлами рамку с ними возвращали в семью-воспитательницу и через сутки извлекали и переносили в помещение с температурой 25-35^ºС и относительной влажностью воздуха 70-80%.

Рисунок6 – Расположение искусственных мисочек на соте

Однодневных пчелиных личинок из ячеек сота материнской семьи шпателем переносили в пластиковые маточные мисочки с клиновым держателем.Затем, рамку с мисочками и перенесёнными в них личинками возвращали на прежнее место в семью-воспитательницу. После строительства и запечатывания маточников извлекали держатели из сота, используя маточники по назначению: закрепляли на сотах безматочных семей, либо заключали в маточные клеточки которые помещали в инкубатор с температурой 34,5-35,5ºС и относительной влажностью воздуха 50-70%. В первые 1-3 часа после выхода маток из маточников производили их взвешивание на торсионных весах типа WТ (предел измерений 500мг, погрешность измерения 1мг).Для установления породной принадлежности, маток подвергали морфометрическому исследованию [25]. Он основан на измерении препарированных частей тела пчёл линейкой окуляр-микрометра бинокулярного микроскопа, с последующим переводом полученных значений в миллиметры. В настоящих морфометрических исследованиях измеряли не реальные препарированные части тела пчелиных маток, а их оцифрованные изображения. Зафиксированные между двумя лентами прозрачного скотча правое переднее крыло и третий тергит сканировали на планшетном сканере и выводили на монитор в программе просмотра изображений Paint-X. Измерения производили экранной (мониторной) линейкой «mySize»[47] (рис. 7), увеличивая реальные размеры в десять раз. При этом добивались того, чтобы численные значения экранной линейки в сантиметрах, соответствовали значениям в миллиметрах, полученным линейкой окуляр-микрометра бинокулярного микроскопа. Полученные данные заносили в электронные таблицы «Microsoft Excel» для статистической обработки. Для изучения кубитального индекса использовали метод геометрической морфометрии [3].Для этого отсканированные изображения крыльев обрабатывали в координаторе Cybis CooRecorder. Полученный массив координат точек отправляли в программу «Порода по крыльям» для вычисления кубитального индекса [18].

Рисуное7 – Измерение длины и ширины крыла мониторной линейкой «mySize»

Летную активность неплодных маток записывали на автомобильный видеорегистратор, размещая его вблизи леткового отверстия с последующим просмотром и фиксированием времени и длительности их полетов. Хронометраж полетов пчелиных маток проводили в июне, июле и августе на трех особях, возрастом 7-10 дней после выхода из маточника, которых вечером подсаживали в нуклеусы. На следующий день с 13:00 до18:00 проводили видеосъёмку. Морфометрические исследования выполнены в лаборатории учебно-научного центра «Экологии и морфо-физиологии медоносной пчелы» Пермского государственного аграрно-технологического университета.

Экономическую эффективность производства плодных матокоценивали пополученной прибыли. За прибыль принимали разницу между выручкой за товарную продукцию и её себестоимостью (формула):

П = Т – С, где

П – прибыль, руб.;

Т – выручка за товарную продукцию, руб.;

С – себестоимость произведенной продукции, руб.

Длявычислениясебестоимости производства плодных маток полученных двумя новыми способами, определяли трудоёмкость, для чего, по каждому виду работ проводили хронометражные наблюдения затрат рабочего времени на их выполнение.

3. результаты исследований

3.1 Результаты использования новой технологии получения плодных маток с применением дискретных нуклеусов(Производственный опыт № 1)

Результаты использования новой технологии разового использования нуклеусов при получении плодных маток с применением дискретных нуклеусов представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Сохранность дискретных нуклеусов и выход плодных маток

За нуклеусами осуществляли групповой способ ухода – одновременно формировали и до момента расформирования не осматривали. Установлено, что в сорока сформированных нуклеусах было принято 34 (85%) неплодных маток. На 6 день полётов маток, в первой партии сформированных нуклеусов, из четырёх обнаружен слёт пчёл. Как оказалось при осмотре, на рамках этих нуклеусов не осталось расплода. В дальнейшем, при формировании нуклеусов следили за наличием разновозрастного расплода на рамках, что не допустило дальнейших слётов. Три матки после пересадки их из нуклеусов в отводки, или безматочные семьи, не приступили к яйцекладке в течение 10 дней. Всего в 40 организованных нуклеусах осеменилось 27 маток или 67,5%. В среднем от одной семьи, из которой формировали пять нуклеусов, за неделю было получено 3,4±0,38 шт. плодных маток.

3.2 Результаты использования новой технологии получения плодных маток в нуклеусе с применением сетчатого изолятора,размещённого в улье с пчелиной семьей(Производственный опыт № 2)

Результаты использования новойтехнологииразового использования нуклеуса при получении плодных маток в нуклеусе с применением сетчатого изолятора, размещённого в улье с пчелиной семьёй, представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Сохранность нуклеусов сформированных в сетчатом изоляторе, размещённом в улье с пчелиной семьёй и выход плодных маток

За нуклеусами осуществляли индивидуальный способ ухода: через 1-2 дня после формирования контролировали приём матки и при её отсутствии подсаживали новую, и расформировывали только когда регистрировали наличие яиц в соте. Слётов пчёл из нуклеусов не происходило. В двух нуклеусах (16,7%) на 7-10 день регистрировали потери маток во время облётов. Всего в 12 организованных нуклеусах осеменилось 10 маток или 83,3%. В среднем от одной семьи, в которой 4 раза формировали нуклеус, за сезон получено 3,3±0,33 шт. плодных маток.

3.3 Новая технология искусственного вывода неплодных пчелиных маток (Эксперимент № 1)

Установлено, что количество принятых личинок в пластмассовых мисочках с клиновым держателем находилось в пределах от 3 до 16 шт. (в среднем 8,4±1,53 шт.). При этом пчёлы на соте отстраивали от 5 до 11 шт. (в среднем 7,6±0,88 шт.) свищевых маточников. Всего в среднем одна семья отстаивала по 16,0±0,92 шт. (lim–14-21 шт.) маточников. Вероятно, для увеличения процента приёма личинок на маточное воспитание необходимо прививать их на маточное молочко, либо применять семьи-воспитательницы с «полным осиротением», либо осуществлять стимулирующую подкормку сахарным сиропом.

Полученные матки имели темно-коричневую или темно-вишневую окраску тергитов брюшка, стерниты немного светлее, коричневее. Взвешиванием маток развивавшихся в искусственных мисочках установлена их средняя масса – 209,6±1,91мг (lim – 187-239). Основные морфометрические признаки следующие:

– длина крыла – 9,70±0,039мм (lim – 9,13-10,42);

– ширина крыла – 3,28±0,023мм (lim – 3,02-3,78);

– длина 3-го тергита – 3,42±0,026мм (lim – 3,07-3,72);

– ширина 3-го тергита – 5,71±0,026мм (lim– 5,32-6,16);

– кубитальный индекс –49,6±1,53% (lim – 30-69).

По ГОСТ Р 55487-2013 [2] масса неплодной среднерусской матки должна быть не менее 195 мг и ширина третьего тергита – не менее 5,7 мм. Таким образом, полученные матки по предлагаемой технологии, с использованием пластмассовых мисочек с клиновым держателем, по основным морфологическим признакам соответствуют ГОСТу [2]. Большая масса и размеры третьего тергита полученных маток может быть следствием более благоприятных для их развития расположением маточников по периферии сота, как это происходит при роении или «тихой смене» маток.

Наблюдениями за летной активностью маток установлено, что на следующий день, после подсадки маток в нуклеус, ориентировочный облет сделала одна и вылетала в течение четырех дней, две остальные – только на второй день и летали три дня. После четырех дней наблюдений за матками вылеты больше не зафиксированы, и на 6-8 день отмечено начало яйцекладки. За весь период наблюдений матки совершили по пять, семь и девять вылетов из улья. Ориентировочные, короткие облеты составляли от 15 сек. до 7 мин. 39 сек. Средняя продолжительность их составила 182±32,2 сек. Две матки совершили по одному брачному полету на четвертый и третий день вылетов, длительностью 27 мин. 16 сек. и 21 мин. 32 сек., соответственно, в период между 16:00 и 17:00 часами. Одна матка произвела два брачных полета на третий и четвертый день по 19 мин. 57 сек. и 27 мин. 27 сек., соответственно. При этом второй полет был ей совершен после 17:00 часов. Таким образом, время вылетов маток совпадает с периодом лётной активности трутней. Брачные полеты совершаются во время пика летной активности трутней – в период между 16:00 и 18:00 часами[17]. Половозрелые матки производили 1-2 брачных вылета на 3-4 день полётов.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА ПЛОДНЫХ ПЧЕЛИНЫХ МАТОК

В Российской Федерации отсутствуют комплексные научные исследования, посвященные совершенствованию информационной базы о затратах на производство и себестоимости продукции пчеловодства. Отдельные вопросы теории, методологии и организации учета затрат, калькулирования и анализа эффективности процесса производства в пчеловодстве исследованы в работах белорусских и российских ученых. Однако, несмотря на научный вклад в развитие бухгалтерского учета в сельскохозяйственных организациях, отсутствует единый научно-обоснованный подход к учету производственных затрат, калькулированию и анализу себестоимости продукции пчеловодства, обеспечивающий определение достоверной себестоимости продукции пчеловодства и формирование сопоставимой на международном уровне информации с высокой степенью детализации и обобщения для принятия оперативных решений в управлении пчеловодческими организациями [2].

Длявычислениясебестоимости производства плодных маток полученных двумя новыми способами, определяли трудоёмкость, для чего, по каждому виду работ проводили хронометражные наблюдения затрат рабочего времени на их выполнение.

При применении новой технологии получения плодной пчелиной маткис использованием дискретного нуклеусного улья хронометраж проводили в первый день (экстраполируя полученные данные на следующие четыре дня) и в последний день исследований. В таблице 3 приведен хронометраж рабочего времени обслуживания дискретныхнуклеусов.

Таблица 3 – Хронометраж рабочего времени при обслуживании пяти дискретных нуклеусов сформированных в безматочной семье

Согласно хронометражным учётам установлено, что на обслуживание одной семьи, из которой формировалипять нуклеусов, было потрачено 10726 сек. или 2 ч 58 мин. 46 сек. Всего на пасеке было сформировано сорок дискретных нуклеусов от восьми 12-ти рамочных ульев. Таким образом, на обслуживание сорока нуклеусов потрачено2 ч 58 мин. 46 сек. × 8 = 23 ч 50 мин. 8 сек.

В таблице 4 приведен хронометраж рабочего времени при обслуживании нуклеуса сформированного в сетчатом изоляторе и размещённого в улье с пчелиной семьёй (второй способ получения плодной пчелиной матки [31]). Установлено, что на обслуживание одного нуклеуса было потрачено 237 сек. или 3,57 мин. За сезон на пасеке было сформировано по 4 нуклеуса в трёх 12-ти рамочных ульях. Таким образом, на обслуживание 12 нуклеусов потрачено 2844 сек., или 47,24 мин.

Таблица 4 – Хронометраж рабочего времени при обслуживании одного

нуклеуса сформированного в сетчатом изоляторе и размещённого в улье с пчелиной семьёй

Всего на обслуживание 52 нуклеусов, которые были сформированы в течение сезона двумя новыми технологиями, было потрачено 23 ч 50 мин. 8 сек. + 47 мин. 24 сек. = 24 ч 37 мин. 36 сек. Это примерно составляет 24 часа, или при 8-ми часовом рабочем дне – три рабочих дня. В соответствии со статьей 112 ТК РФ и утверждённым Правительством РФ от 10.07.2019рабочим календарём на 2020 год, при пятидневной рабочей неделе количество рабочих дней в году – 247, в месяце – 20,58. По данным Росстат [34] средняя зарплата в Пермском крае в январе-августе 2020 года составила 39 963,4 руб./месяц, то есть 1941,86 руб./день. Таким образом, за три рабочих дня могло быть заработано 1941,86 × 3=5825,57 руб. То есть себестоимость полученных плодных маток составляет 5825,57 руб. (С=5825,57 руб.)

При обслуживании 52 нуклеусов было получено 37 плодных маток. Рыночная стоимость плодной среднерусской матки в 2020 году – 1000 руб. Выручка от полученных плодных маток составила 37 000 руб. (Т=37000 руб.). Следовательно прибыль:

П = 37 000 – 5 825,57 = 31 174,43 руб.

Таким образом, прибыль, или фактический экономический эффект от полученных 37 плодных маток на пасеке составил 31 174,43 руб.

1. По нормативам времени обслуживания в пчеловодстве, по данным Госкомтруда СССР от 1976г., на уход за нуклеусом отводиться 6,45 мин.[39]. Затраты рабочего времени на обслуживание одного нуклеуса формируемого первым способом с использованием дискретного нуклеусного улья составили 2145,2 сек. или 35,47 мин. Затраты рабочего времени на обслуживание одного нуклеуса формируемого вторым способом, в сетчатом изоляторе в 12-ти рамочном улье, составили 237 сек. или 3,57 мин. Таким образом, трудоёмкость обслуживания нуклеусов формируемых в сетчатом изоляторе в улье с пчелиной семьёй в 9,9 раз меньше, чем нуклеусов с использованием дискретных нуклеусных ульев.Это более рациональная технология получения плодных маток, которая обеспечивает минимальные затраты рабочего времени при равнозначном объеме производства. Этутехнологиюпредпочтительнее применять в течение всего летнего сезона на товарных пасеках и в среднем получать 3,3±0,33 шт. плодных маток от одной семьи.
2. Технология получения плодных маток с использованием дискретного нуклеусного улья отличается большими затратами рабочего времени на обслуживание, но возможностью от одной 12-ти рамочной семьи организовать отводок на 4 рамки и в течение 7 дней получить 3,4±0,38 шт. плодных маток. Технологию предпочтительнее использовать на товарных пасеках в начале лета, когда требуется большое количество матокдля формирования отводков, пчелопакетов и при делении семей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения НИР была подана заявка на изобретение (Симанков М.К. Способ искусственного вывода неплодных пчелиных маток /Свидетельство о государственной регистрации заявки на изобретение, рег. № 2020124062 (041577) от 13.07.2020. М. : Роспатент, 2020 [32]) ииспользована новая технология в производстве неплодных маток иновыйинструмент – пластиковая мисочка с клиновым держателем(Верещагин А.Н., Симанков М.К., Коробов Н.В. Способ изготовления восковой мисочки. Патент РФ №2319376 от 20.03.2008[9]).

В производстве плодных маток использовали новоеоборудование(Симанков М.К. Дискретный нуклеусный улей.Патент РФ 194077 (27.11.2019 [30]) и две новыетехнологиирепродукцииплодных маток (Симанков М.К. Способ получения плодной пчелиной матки. Патент РФ 2684234 от 04.04.2019 [29], Симанков М.К. Способ получения плодной пчелиной матки. Патент РФ 2729162 от 04.08.2020 [31]).

Результаты проведенных экспериментальнойработыи производственных опытов по внедрению новых технологий и новыхинструментовв процессе репродукции пчелиных матокпозволяют сделать следующие выводы:

1. Предлагаемаяновая технология искусственнойрепродукции маток, с использованием пластмассовых мисочек с клиновым держателем, позволяет их получать, исключая применение прививочных рамок.

2. Размеры третьего тергита неплодных маток, полученных по новойтехнологии, соответствуют ГОСТ 55487-2013[12].

3. Большая масса полученных неплодных маток, чем по ГОСТ 55487-2013[12], может быть связана с размещением личинок в пластиковых мисочках в более благоприятных микроклиматических условиях – на периферии гнезда, что в большей степени соответствует их естественной локализации при роении и «тихой смене».

4. Для увеличения процента приёма личинок в пластмассовых мисочках с клиновым держателем необходимо оптимизировать процесс подготовки семей-воспитательниц.

5. Наличие у пластиковой мисочки клинового держателя облегчает последующую фиксацию маточников в маточных клеточках, либо на сотах пчелосемей в которые они передаются.

6. Время вылетов пчелиных маток совпадает с периодом летной активности трутней. Брачные полеты матки совершают во время пика летной активности трутней – 16:00-18:00 часов, производя один – два брачных вылета.После четырех дней полетов маток из нуклеусов вылетов не зафиксировано.

7. Время пребывания неплодных маток, подсаженных в 7-10 дневном возрасте в нуклеусы, можно ограничить 4-5 днями, тем самым увеличить пропускную способность нуклеусов и получать большее количество плодных пчелиных маток с меньшими трудозатратами.

8. Две новыетехнологии репродукции плодных маток по их количеству, полученному от одной семьи, расходу пчёл и сохранности нуклеусов в период спаривания маток, отличаются не значительно.

9. Использование предлагаемых одноразовых нуклеусов, формирующихся преимущественно из молодых пчёл, позволяет увеличить приём неплодных маток и уменьшить слеты пчёл.

10. Слеты рабочих пчёл из дискретных нуклеусов можно предотвращать, размещая в сетчатом изоляторе рамку с разновозрастным расплодом.

11. На формирование нуклеусов на одну гнездовую рамку с расплодом в сетчатом изоляторе расходуется небольшое количество пчёл (150-200г).При этом матки находятся в более благоприятных микроклиматических условиях, так как нуклеусы располагаются либо постоянно в улье с пчелиной семьей, либо проводят там большую часть времени.

12. Выход плодных маток относительно затраченных неплодных, с использованием дискретного нуклеуса составил 67,5%, при формировании нуклеуса в улье с пчелиной семьёй – 83,3%.

13. Технологиярепродукции плодных маток с использованием дискретного нуклеусного улья отличается большими затратами рабочего времени на обслуживание, но возможностью от одной двенадцатирамочной семьи организовать отводок на 4 рамки и в течение 7 дней получить 3,4±0,38 шт. плодных маток. Технологию предпочтительнее использовать на товарных пасеках в начале лета, в период, когда требуется большое количество маток для формирования отводков, пчелопакетов и приделения пчелиных семей. Трудоемкость этого способа можно уменьшить, сократив пребывание маток в нуклеусе до 4-5 дней.

14. Технологиярепродукции плодных маток в нуклеусе, сформированного в сетчатом изоляторе и размещённого в улье с пчелиной семьёй,значительно менее трудоёмкий. Его предпочтительнее применять в течение всего летнего сезона на товарных пасеках, и в среднем получать по 3,3±0,33 шт. плодных маток от одной пчелиной семьи.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

• • • 1. Аветисян, Г.А.Пчеловодство / Г.А. Аветисян. – М.: Колос, 1975.– 296с.
      2. Афанасьева, Е.Ю. Совершенствование методики аналитического учета производственных затрат в системе управления пчеловодческими хозяйствами / Е. Ю. Афанасьева // Бухгалтерский учет и анализ. – 2015. –№ 3 (219). – С. 37-44.
      3. Березин, А.С. Методы морфометрии в определении породной принадлежности медоносных пчел / А.С. Березин // Биомика. – 2019. – Т. 11(2). – С. 167-189.
      4. Богомолов, К.В. Научно-технический прогресс и новые направления в инструментальном осеменении пчелиных маток /К.В. Богомолов, А.В. Бородачев // Роль генетического ресурса медоносных пчел среднерусской породы в продовольственной и экологической безопасности России: монография. – Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2016. – С. 72-79.
      5. Бородачев, А.В. Результаты и направления селекционной работы в пчеловодстве / А.В. Бородачев, Л.Н. Савушкина, В.А. Бородачев // Сборник научно-исследовательских работ по пчеловодству. Рыбное: «НИИ пчеловодства», 2015. – С. 41-47.
      6. Бородачев, А.В. Породы и типы медоносных пчел и их воспроизводство / А.В. Бородачев, Л.Н. Савушкина, В.А. Бородачев. – Сборник научно-исследовательских работ по пчеловодству и апитерапии. – Рыбное: ФГБНУ «НИИ пчеловодства», 2017. – С. 8-13.
      7. Брандорф, А.З. Методическое руководство по проведению селекционно-племенной оценки медоносных пчел среднерусской породы / А.З. Брандорф, М.М. Ивойлова. – Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2015. –40 с.
      8. Василиади, Г.К. Развитие пчелиных маток и факторы, влияющие на их качество / Г.К. Василиади. – М.: Росагропромиздат, 1991. – 79 с.
      9. Верещагин, А.Н.Патент на изобретение RU № 2319376. Способ изготовления восковой мисочки / А.Н. Верещагин, М.К. Симанков, Н.В. Коробов – № 2006101002, заявлено 10.01.2006, опубл. 20.03.2008. – 6 с.
      10. Газизов, Р. И. Вывод пчелиных маток : Биол., технол. аспекты и техн. рекомендации / Р. И. Газизов. – Уфа : Гилем, 2003 – 135 с.
      11. ГОСТ 20740-75 Ульи. Технические условия.[Электронный ресурс]: http://docs.cntd.ru/document/gost-20740-75 (дата обращения 20.07.2019).
      12. ГОСТ Р 55487-2013 Матка пчелиная. Технические условия [Электронный ресурс]: http://docs.cntd.ru/document/1200103313 (дата обращения 20.07.2020).
      13. ГОСТ 20728-2014 Семьи пчелиные.[Электронный ресурс]: http://docs.cntd.ru/document/1200114194 (дата обращения 20.07.2020).
      14. ГОСТ 25629-2014 Пчеловодство. Термины и определения.[Электронный ресурс]: http://docs.cntd.ru/document/1200113789 (дата обращения 20.07.2020).
      15. Димитриев, А.О. Оптимизация технологических и биологических факторов, влияющих на производство плодных пчелиных маток. Автореф. дисс. канд. с.-х. наук / А.О. Димитриев. – М, 2016. – 23с.
      16. Еськов, Е.К. Экология медоносной пчелы / Е.К. Еськов. – Рязань. Русское слово, 1995. – 392 с.
      17. Еськов, Е.К. Полеты рабочих пчел, маток и трутней / Е.К. Еськов, М.Д. Еськова // Пчеловодство. – 2017. – № 6. – С. 16-20.
      18. Карташев, А.Б. Получение элитной матки среднерусской породы / А.Б. Карташев // Пчеловодство. – 2013. – № 7. – С. 13-16.
      19. Комаров, М.П. Разведение пчел / М.П. Комаров. –М.: Колос, 1937. – 231 с.
      20. Комиссар, А.Д. Многоместные нуклеусные и микронуклеусные ульи / А.Д. Комиссар. – Киев: Национальный Аграрный Университет, 1997. –96с.
      21. Кривцов, Н.И. Среднерусские пчелы / Н.И. Кривцов. – СПб.: Лениздат, 1995. – 123 с.
      22. Кривцов, Н.И. Вывод маток и размножение пчелиных семей / Н.И. Кривцов, В.И. Лебедев, С.С. Сокольский. – Сочи: 2011. – 272 с.
      23. Луценко, Ю.В. Особенности ориентационного полета различных стаз медоносной пчелы Apis mellifera (Hymenoptera, Apidae)/ Ю.В. Луценко // Вестник зоологии. – 2008. – Т. 42. – Выпуск 6. – С. 543-550.
      24. Малков, В.В. Вывод пчелиных маток / В.В. Малков, А.Г. Мартынов, С.Н. Назин. – Рязань: Русское слово, 1994. – 103 с.
      25. Методы проведения научно-исследовательских работ в пчеловодстве / Авторский коллектив: А.В. Бородачев, А.Н. Бурмистров, А.И. Касьянов и др. Рыбное: НИИП, 2006. –156 с.
      26. Михайлов, А.С. Сезонная изменчивость пчелы / А.С. Михайлов // Опытная пасека. – 1927. – № 6. – С. 180-183.
      27. Морзе, Р.А. Вывод пчелиных маток / Р.А. Морзе. – М.: Колос, 1983. – 80 с.
      28. Руттнер, Ф. Матководство / Руттнер Ф. – Бухарест: «Апимондия», 1982. – 354 с.
      29. Симанков, М.К. Способ получения плодной пчелиной матки / М.К. Симанков. – Патент на изобретение RU 2684234 C1. 04.04.2019 (а). Заявка № 2017138706 от 07.11.2017.
      30. Симанков, М.К. Дискретный нуклеусный улей / М.К. Симанков. –Патент на полезную модель RU 194077 U1, 27.11.2019 (б). Заявка № 2018136308 от 15.10.2018.
      31. Симанков, М.К. Способ получения плодной пчелиной матки / М.К. Симанков. – Патент на изобретение 2729162 C1, 04.08.2020. Заявка № 2019113851 от 06.05.2019.
      32. Симанков, М.К. Способ искусственного вывода неплодных пчелиных маток / М.К. Симанков. – Свидетельство о государственной регистрации заявки на изобретение, рег. № 2020124062 (041577) от 13.07.2020.
      33. Симанков, М.К. Экологический индикатор последствий интродукции южных рас Apis mellifera L. в северные регионы / М.К. Симанков, С.В. Лихачев // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. – 2020. –№ 1 (29). – С. 77-85.
      34. Среднемесячная номинальная начисленная заработная плата. Росстат по Пермскому краю [Электронный ресурс]: https://permstat.gks.ru/storage/mediabank/MLymmopR/06sred-zp.jpg (дата обращения: 23.06.2020).
      35. Султанов, Р.Л. Качество маток и их масса / Р.Л. Султанов // Пчеловодство. – 1985. – № 7. – С. 10-12.
      36. Таранов, Г.Ф. Методы исследований по разведению и содержанию пчел / Г.Ф. Таранов // Тр. ВАСХНИЛа. Секция пчеловодства, 1971. – 146с.
      37. Таранов, Г.Ф. Вывод пчелиных маток серой горной кавказской породы в специализированных разведенческих хозяйствах / Г.Ф. Таранов. – Ученые записки. Вестник № 22. – Рязань: «Московский рабочий», 1974. – 92 с.
      38. Таранов, Г.Ф. Промышленная технология получения и переработки продуктов пчеловодства / Г.Ф. Таранов. – М.: Агропромиздат, 1987. – 319с.
      39. Тименский, П.И. Организация труда в пчеловодстве / П.И. Тименский. – М.: Россельхозиздат, 1982. –153 с.
      40. Тряско, В.В. Полиандрия у медоносной пчелы / В.В.Тряско // Труды НИИ пчеловодства. – М.:1955. – С. 17-19.
      41. Фриш, К. Из жизни пчел / К. Фриш. –М.: Мир, 1964.– 200 с.
      42. Цандер, Е. Вывод пчелиных маток и уход за ними / Е. Цандер. –Харьков: Издательский отдел Н.К.З., 1923. – 83 с.
      43. Щербина, П.С. Пчелиные матки, их селекция, вывод, смена и использование для образования новых семей / П.С. Щербина. –М.: ОГИЗ, Молотовское обл. изд-во, 1948. – 83 с.
      44. Jordan R. Die Zucht der Koniden, ausgehend vom Ei.// Binenvater, 1960, 81(1).– Р. 3-7.
      45. Uiver P. The effect of diet on queen rearing by caged worker honey bees. // Can. J. Zool. 1974, 54. –Р. 1156-1160.
      46. Vuillaume M. La form des cellules royales chez les abeilles. // Jns. Soc., 1957, 4 (4). –Р. 385-390.
      47. mySize (бесплатная программа. Версия 1.2).[Электронный ресурс]: https://freesoft.ru/windows/mysize (дата обращения: 20.07.2020).

Приложения

РЕФЕРАТ

Отчёт 86 с., 19 табл., 89 источн., 4 прил.

ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ, ЯРОВАЯ ПШЕНИЦА, ОРГАНИЧЕСКОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ, АГРОХИМИЧЕСКИЕ И АГРОФИЗИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЫ, РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ, ЛИСТОВАЯ ДИАГНОСТИКА, ФОРМИРОВАНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ ПОСЕВОВ, СКРЫТОСТЕБЕЛЬНЫЕ ВРЕДИТЕЛИ, КОРНЕВЫЕ ГНИЛИ, БУРАЯ РЖАВЧИНА, ГОЛОВНЯ, ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВОВ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА ЗЕРНА

Объектами исследования являются почва и яровая пшеница

Цель работы – определить влияние системы органического земледелия на показатели плодородия дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы, фитосанитарное состояние посевов и качество продукции зерновых культур.

Методы исследований: полевые наблюдения и лабораторные исследования.

Проведена оценка состояния производства зерна по органической системе земледелия в ООО «Агрофирма «Острожка» Оханского района Пермского края. Дан анализ изменения агрохимических свойств почвы, определена плотность ее сложения, проведена оценка развития растений, формирования продуктивности посевов, их засоренности, поражения растений скрытостебельными вредителями и болезнями (корневые гнили, ржавчина, головня), обеспеченности их элементами минерального питания, проведен анализ зерна по технологическим показателям, определены основные преимущества и недостатки технологии производства зерна по органической системе земледелия.

Предприятию выданы рекомендации по совершенствованию технологии возделывания зерновых культур по органической системе земледелия.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем отчете о НИР применяли следующие термины с соответствующими определениями:

1. Агротехнический прием — механизированная или ручная операция, выполняемая при возделывании любой культуры.
2. Агрофизические показатели почвы — комплекс свойств почвы, характеризующих гранулометрический, минералогический состав, структуру, плотность, порозность, воздухо- и влагоемкость, а также агротехнологические параметры почв.
3. Агрохимикаты — удобрения, химические мелиоранты, кормовые добавки, предназначенные для питания растений, регулирования плодородия почв и подкормки животных.
4. Агрохимические свойства почвы — это совокупность химических свойств почвы, определяющих режим питательных веществ, превращение внесенных удобрений и условия питания растений.
5. Биологические препараты — биологические средства борьбы с вредителями, возбудителями болезней растений и сорняками, основой которых являются агенты биологической природы (живые микроорганизмы или продукты их жизнедеятельности).
6. Бурая ржавчина — болезнь злаковых культур, вызываемая патогенными грибами Puccinia recondita.
7. Вегетационный период — у однолетних культур: период от всходов до созревания; у многолетних: от весеннего пробуждения почек до осеннего прекращения роста вегетативных органов и перехода в состояние покоя.
8. Влажность зерна (семян) – содержание в зерне (семенах) влаги выраженное в процентах к навеске.
9. Генная инженерия — совокупность методов и технологий по выделению генов из организма, осуществлению манипуляций с генами и введению их в другие организмы.
10. Гидролитическая кислотность почвы – обусловлена количеством ионов водорода и алюминия, находящихся в обменном (частично в необменном) состоянии в почвенном, которые извлекаются раствором гидролитически щелочной соли сильного основания и слабой кислоты.
11. Головня — заболевание, появление которого провоцируют различные виды патогенных грибов рода Tilletia, Urocystis, Ustilago.
12. Гумус — основное органическое вещество почвы, содержащее питательные вещества, необходимые высшим растениям, важный критерий при оценке её плодородия.
13. Густота продуктивного стеблестоя – количество стеблей на единице площади, несущих озерненное соцветие.
14. Густота растений — число растений на 1 м², на 1 га.
15. Дерново-подзолистая почва — подтип подзолистых почв, формирующихся в результате подзолистого и дернового процессов почвообразования под травянистыми и мохово-травянистыми лесами в условиях промывного водного режима.
16. Засоренность посевов – число и масса сорных растений в посеве.
17. Зерновые культуры – хозяйственно-биологическая группа растений, возделываемых для производства зерна.
18. Индекс деформации клейковины – показатель оценивающий упругость сырой клейковины зерна.
19. Консервирующая система обработки почвы – безотвальная обработка почвы.
20. Корневые гнили — заболевания зерновых культур, при которых поражаются корни и нижнее междоузлие растения несколькими видами патогенных грибов.
21. Лабораторная всхожесть семян – процент нормально проросших семян в пробе.
22. Листовая диагностика – метод определения потребности растения в макро и микроэлементах минерального питания.
23. Массовая доля сырой клейковины – отношение массы сырой клейковины в навеске зерна, к массе навески зерна взятой для анализа, выраженное в процентах.
24. Мелкая обработка почвы – обработка почвы на глубину от 8-10 до 14-16 см.
25. Микотоксины – это вторичные метаболиты микроскопических плесневых грибов, обладающие выраженными токсическими свойствами.
26. Минеральные удобрения — неорганические соединения, содержащие необходимые для растений элементы питания в виде различных минеральных солей.
27. Натура зерна — масса 1 литра зерна, выраженная в г/см³.
28. Норма высева — число всхожих семян, высеваемых на единице площади, измеряется в млн/га, тыс./га или масса семян, высеваемых на единице площади — в кг/га.
29. Обменная кислотность – это свойство, обусловленное наличием ионов водорода в почвенном растворе и обменных ионов водорода и алюминия в поглощающем комплексе почвы.
30. Органические удобрения — удобрения, содержащие элементы питания растений преимущественно в форме органических соединений.
31. Органическое земледелие (природное земледелие, биологическое земледелие, точное земледелие) – это метод ведения сельского хозяйства, который исключает применение пестицидов, гербицидов, химических удобрений, различных регуляторов роста растений, а так же генномодифицированного посевного материала.
32. Органическое производство — производство с использованием правил органического производства, установленных на всех стадиях органического производства, подготовки и оборота.
33. Органическое сельское хозяйство — производственная система, которая улучшает экосистему, сохраняет плодородие почвы, защищает здоровье человека, и, принимая во внимание местные условия и опираясь на экологические циклы, сохраняет биологическое разнообразие, не использует компоненты, способные принести вред окружающей среде.
34. Пестициды – химические вещества, применяющиеся для уничтожения болезней, вредителей и сорняков в посевах культурных растений и защиты готовой продукции.
35. Поверхностная обработка почвы – обработка почвы на глубину до 8-10 см.
36. Полевая всхожесть семян — количество всходов, выраженное в процентах от числа высеянных всхожих семян.
37. Посев — размещение семян по полю с заделкой в ложе прорастания.
38. Посевная годность семян — процент чистых всхожих семян в партии.
39. Продуктивная кустистость – количество продуктивных стеблей на растение.
40. Продуктивность соцветия (растения) – масса хозяйственно ценного продукта с одного соцветия (растения).
41. Промежуточная культура — культура, которая не занимает специального поля в севообороте, а выращиваются в промежутках между уборкой и посевом основных культур.
42. Развитие болезни – показатель, который определяют по площади пораженной поверхности органов, покрытых пустулами, налетами, пятнами или по интенсивности проявления других симптомов заболевания.
43. Распространенность болезни — количество больных растений или их органов, выраженное в процентах, к общему количеству осмотренных при учете растений.
44. Севооборот – научно-обоснованное чередование культур и пара во времени и пространстве.
45. Семена – часть растения, используемая для посева.
46. Сертификация органического производства — процедура, посредством которой орган по сертификации документально удостоверяет, что процесс производства органической продукции соответствует требованиям к организации органического производства, установленным в нормативных документах.
47. Сертификация почв для органического производства — процедура, включающая в себя проведение испытаний, посредством которой орган по сертификации удостоверяет, что почвы данного земельного участка относятся к зоне органического производства, на которых возможно выращивание органической растениеводческой продукции.
48. Сидераты – растения, выращиваемые с целью последующей заделки в почву для улучшения её структуры, обогащения азотом и угнетения роста сорняков.
49. Система земледелия – комплекс технологических (агротехнических), мелиоративных и организационных мероприятий по использованию земли, восстановлению и повышению плодородия почвы. комплекс технологических (агротехнических), мелиоративных и организационных мероприятий по использованию земли, восстановлению и повышению плодородия почвы.
50. Скрытостебельные вредители — группа видов насекомых вредителей, личинки которых живут в стеблях злаков.
51. Со́рные расте́ния — растения в посевах сельскохозяйственных культур, которые наносят ощутимый вред, выражающийся снижением урожайности и качества урожая.
52. Сорт – совокупность сельскохозяйственных растений обладающих морфологическими и хозяйственно-биологическими особенностями.
53. Срок посева – дата заделки семян в почву.
54. Сумма поглощенных оснований — суммарное количество поглощенных почвой оснований (Са, Mg, К, Na и др.).
55. Стекловидность зерна – показатель качества, оценивающий долю определенной роговидной консистенции эндосперма при его изломе или разрезе, выраженную в процентах.
56. Степень насыщенности основаниями — сумма поглощенных оснований , выраженная в процентах от емкости поглощения.
57. Технологические качества зерна — это совокупности признаков и показателей, природных особенностей, позволяющих оценить способность зерна дать продукцию определенного выхода и качества.
58. Технология возделывания культуры — комплекс агротехнических приемов, выполняемых в определенной последовательности, направленный на удовлетворение требований биологии культуры и получение высокого урожая заданного качества.
59. Тяжелосуглинистая почва – почва, содержащая в своем составе 40-50% частиц физической глины.
60. Тяжелые металлы — группа химических элементов со свойствами металлов (в том числе и полуметаллы) и значительным атомным весом либо плотностью.
61. Урожайность — урожай сельскохозяйственной культуры с единицы площади посева.
62. Фаза развития растений — условно выбранный период онтогенеза, в который происходят наиболее важные физиологические и морфологические изменения в растении.
63. Число падения – это показатель активности фермента альфа-амилазы в зерне и продуктах его переработки.
64. Яровая мягкая пшеница – вид зерновой культуры, переход в генеративную стадию развития у которой не требует длительного периода низких положительных температур.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

В настоящем отчете о НИР применяли следующие обозначения и сокращения:

г – грамм;

г. – год, город;

га – гектар;

ГОСТ – государственный стандарт;

ГТК – гидротермический коэффициент;

д.в. – действующее вещество;

д.р. – другие;

ЕС – Европейский Союз;

кг – килограмм;

м – метр;

м² – квадратный метр;

мг – миллиграмм;

млн – миллион;

млд – миллиард;

НИИ – научно-исследовательский институт;

ООН – Организация Объединенных Наций;

ООО – общество с ограниченной ответственностью;

ПГ – посевная годность семян;

ПДК – предельно допустимая концентрация;

рис. – рисунок;

РФ – Российская Федерация;

⁰С — градусы Цельсия;

см – сантиметр;

см³ – кубический сантиметр;

с.-х. — сельскохозяйственный;

т – тонна;

табл. – таблица;

т.е. – то есть;

тыс. – тысяч;

ФАО – продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций;

ФЗ – федеральный закон;

ц – центнер;

шт. – штук;

Нг – гидролитическая кислотность почвы;

N – азот;

К – калий;

Р – фосфор;

рНсол – обменная кислотность почвы;

S — сумма поглощенных оснований;

V – степень насыщенности почвы основаниями, коэффициент вариации;

% — процент.

ВВЕДЕНИЕ

Стратегия развития современного сельскохозяйственного производства, осложнение политической и экономической ситуации в мире предполагает решение проблемы повышения конкурентоспособности производимой в стране сельскохозяйственной продукции, достижения продовольственной независимости нашего государства, проведение замещения импортных продуктов питания.

Зерновое производство является основой агропромышленного комплекса России. Под посевами зерновых культур занято более 50% пашни, на долю зерна приходится треть стоимости валовой продукции растениеводства и стоимости кормов в животноводстве [68]. Первостепенное значение зерна определяется вкладом в решение продовольственной независимости населения страны, обеспечение его хлебом и другими продуктами переработки зерна, что составляет 40% общей калорийности питания, 50% потребности в белках и 60% в углеводах [5]. В пищевой и перерабатывающей промышленности оно составляет значительную часть сырья. У сельскохозяйственных животных и птицы на откорме кормовое зерно составляет более 85% рациона. Важное экономическое значение для страны имеет поступление средств от реализации зерна и продуктов его переработки.

При использовании зерна, особенно при достаточных объемах его производства на первый план выходят его качественные показатели. Анализ показывает, что значительная часть получаемой продукции загрязнена опасными веществами: тяжелыми металлами, пестицидами, микотоксинами. К этому приводят традиционные технологии возделывания зерновых культур, основанные на использовании больших доз синтетических агрохимикатов и пестицидов в неблагоприятных агроэкологических условиях. Поэтому переход на органическое земледелие это насущная потребность современного общества. Бесконтрольное использование средств химизации – это реальная угроза природе, употребление некачественных продуктов питания – угроза здоровью человека.

Однако резкий отказ производства от удобрений и пестицидов, особенно в условиях низкого плодородия почв и культуры земледелия сопровождается снижением возврата элементов минерального питания в почву, приводит к увеличению засоренности посевов, поражения их вредителями и болезнями и как следствие существенному снижению урожайности продукции.

Это требует проведения мониторинга почвенного плодородия, фитосанитарного состояния посевов и качества продукции, на базе сельскохозяйственного предприятия применяющего органическую систему земледелия. Проведение исследований позволит оценить агроэкологическую эффективность используемой органической системы земледелия в регионе и усовершенствовать применяемые технологии возделывания зерновых культур.

Целью работы является определение влияния системы органического земледелия на показатели плодородия дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы, фитосанитарное состояние посевов и качество продукции зерновых культур в ООО «Агрофирма «Острожка» Оханского района Пермского края.

Задачи работы:

1. Определить агрохимические показатели пахотного слоя почвы.

2. Определить засоренность посевов яровой пшеницы.

3.Определить поражение растений скрытостебельными вредителями.

4. Определить распространенность головни, развитие бурой ржавчины, распространенность и развитие корневых гнилей в посевах яровой пшеницы.

5. Определить технологические качества зерна яровой пшеницы.

6. Дать рекомендации по совершенствованию фактической технологии возделывания яровой пшеницы в предприятии.

1 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ОТЧЕТА О НИР. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

На саммите ООН в 1992 году была принята новая концепция развития мирового земледелия, основанная на принципе устойчивого природопользования. Ее целью является достижение гармонии между экологической безопасностью, экономической эффективностью и социальной значимостью производства. Реализация данной концепции ведется по нескольким направлениям:

— биотехнологическое – основано на создании и использовании устойчивых к неблагоприятным факторам трансгенных растений и микроорганизмов, что позволяет снизить химическую нагрузку на природу [81];

— адаптивно-ландшафтное – основано на технологиях учитывающих особенности экологических условий, ресурсов почвы, адаптивные свойства сортов и методы биологической интенсификации производства [40, 43];

— органическое земледелие – наиболее радикальное направление решения проблем вызванных применением традиционных технологий, оно основано на учете естественных законов природы, принимая во внимание местные условия и опираясь на экологические циклы, сохраняет биологическое разнообразие, оно не использует компоненты, способные принести вред окружающей среде [17, 24].

Эти альтернативные точки зрения порой вступают в противоречия, поэтому требуют объективной оценки.

1.1 Сущность органического земледелия

Организовать систему земледелия подобно природной экосистеме заставляет человека негативный опыт последних 200 лет хозяйствования. Интенсивная отвальная вспашка привела к развитию ветровой и водной эрозии почвы, снижению активности почвенной биоты, снижению содержания гумуса, ухудшению агрофизических свойств и водно-воздушного режима почв и, как следствие, к существенному снижению урожайности полевых культур в неблагоприятные годы [8, 35, 58].

Решая эти проблемы, органическое земледелие основывается на принципе сохранения плодородия почвы посредством применения мелкой, или поверхностной консервирующей обработки почвы, мульчирования ее поверхности пожнивными (поукосными) остатками, сидерации и применения органических удобрений и эффективных микробиологических препаратов. Эти агроприемы активизируют в почве микробиологические процессы и ценотические связи, восстанавливают и улучшают ее агрохимические и агрофизические свойства [45, 58, 62 , 65, 77 и др.]. Вторым принципом органического земледелия является получение экологически чистой продукции, свободной от остатков пестицидов, тяжелых металлов и других, вредных для организма человека и животного веществ. Поэтому органическое земледелие основано на использовании только органических удобрений. Минеральные агрохимикаты, синтетические препараты и пестициды не применяются. Из первых двух принципов органического земледелия вытекает третий – сохранение благоприятного состояния окружающей среды за счет снижения поступления вредных веществ в атмосферу, воду и почву.

В соответствии с Федеральным законом № 280 – ФЗ от 03.08.2018 [2] под органическим сельским хозяйством подразумевается совокупность видов экономической деятельности, которые определены Федеральным законом № 264 – ФЗ от 29. 12. 2006 «О развитии сельского хозяйства», при осуществлении которых применяются способы, методы и технологии, направленные на обеспечение благоприятного состояния окружающей среды, укрепление здоровья человека, сохранение и восстановление плодородия почв [1].

При производстве органической продукции растительного происхождения по законодательству необходимо соблюдать следующие требования:

1. Обособление производства органической продукции от производства обычной продукции, запрет на их смешивание при хранении и транспортировке.
2. Запрет на применение агрохимикатов, пестицидов и стимуляторов роста. В соответствии с ГОСТ 33980 – 2016 [32] определен перечень и условия применения агрохимикатов и средств защиты растений.
3. Запрет на использование методов клонирования и генной инженерии, а так же продукции полученной с использованием этих методов.
4. Запрет на использование гидропонного метода выращивания растений.
5. Запрет на использование ионизирующего излучения.
6. Разрешается применение для борьбы с болезнями, вредителями и сорняками средств биологического происхождения, агротехнических методов и методов термической обработки.
7. Подбор наиболее адаптивных и устойчивых к болезням сортов.
8. Разрешается использование приемов обработки почвы, сохраняющих ее естественное сложение, плодородие и биоразнообразие.
9. Рекомендуется применение севооборотов с бобовыми, сидеральными и промежуточными культурами.
10. Средства производства растительного (семена, посадочный материал) и животного (органические удобрения) происхождения должны быть получены в условиях органического производства.

Органическая продукция должна быть сертифицирована соответствующими отечественными или международными аккредитованными органами.

1.2 Состояние органического земледелия

В 1972 году была основана Международная федерация органического сельскохозяйственного движения, которая занимается пропагандой и внедрением органического сельского хозяйства. В результате к 90 годам ХХ века в мировом земледелии сформировался экономически значимый органический сектор. В 1991 году Европейский Совет министров принял сельскохозяйственный регламент ЕЭС № 2092/91 об органическом земледелии. Он обеспечил общие стандарты для стран ЕС, разрешил торговлю. Аналогичные законодательные акты были приняты и в других развитых странах мира. С этого периода мировое сельское хозяйство постоянно увеличивает производство экологически безопасной продукции. В 2008 году принят новый стандарт ЕС — Регламент комиссии ЕС № 889/2008 от 5 сентября 2008 года [66]. В 87 странах мира приняты специальные законы в данной сфере.

Органическое сельское хозяйство реализуется в 179 странах мира и показывает устойчивый тренд роста на протяжении последних десятилетий [46]. По разным оценкам число предприятий, занимающихся органическим сельским хозяйством в мире к 2017 году достигло 2,9 млн [89]. Общая обрабатываемая площадь по органическому сельскому хозяйству в 2017 году составила 69, 8 млн га, или 1,4% сельскохозяйственных угодий, что в четыре раза больше, чем в 2000 году [83]. В Европе сосредоточено 14,6 млн га. Наибольшая доля площадей под органическое земледелие отведена в Лихтенштейне — 37,9% и Австрии — 24%. Продажа органических продуктов в мире постоянно увеличивается, и составила в 2017 году 97 млд долларов. Наибольшая доля органических продуктов реализуется в Дании 13,3%, во многих странах она превышает 10% [89]. Ведущими рынками органической сельскохозяйственной продукции являются США – 35,8 млд евро, Германия — 8,6 млд евро, Франция – 5,5 млд евро, Китай — 4,7 млд евро. Самые высокие расходы на органические продукты отмечаются в Швейцарии — 262 евро и Дании — 275 евро [46].

Бурное развитие органического земледелия в мире вызвано двумя причинами:

— перепроизводство продукции, содержащей остаточные количества тяжелых металлов и пестицидов в индустриально развитых странах;

— ограничение материальных ресурсов в развивающихся странах, когда экстенсивное земледелие переходит в разряд органического [16].

В Российской Федерации внедрение данной системы земледелия в новейшей истории началось значительно позже. В 2013 году был зарегистрирован Союз органического земледелия. С 1 января 2020 года вступил в силу Федеральный закон «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 03.08.2018 № 280 – ФЗ, который регулирует отношения связанные с производством, хранением, транспортировкой, маркировкой и реализацией органической продукции. Региональные законы об органическом сельском хозяйстве приняты в Ульяновской области, Воронежской области и Краснодарском крае [46].

По данным Союза органического земледелия на 2019 год рынок органических продуктов в России составляет 120 млн долларов, но представлен преимущественно импортной продукцией. По международным стандартам сертифицировано 246 тыс. га сельскохозяйственных угодий как органические в 20 растениеводческих органических предприятиях [46]. По ГОСТ 33980 – 2016 на 10 августа 2020 года сертифицировано 32 предприятия [38].

Таким образом, в целом органическое земледелие России пока находится в стадии становления. Рынок органических продуктов в России только формируется. При отсутствии государственной поддержки на переходном периоде, низком технологическом уровне, высокой стоимости международной сертификации на этот рынок выходят только эко-энтузиасты. Крупные компании еще не вошли в эту сферу деятельности.

Тем не менее, по данным социологических опросов 58% жителей России готовы покупать органические продукты и потенциальная емкость рынка органических продуктов страны оценивается в 45 – 60 млд долларов, или в 2-10 % рынка продовольствия [46, 52 ]. Российскую продукцию готовы покупать страны ЕС и США. Потенциал рынка российской органической продукции для стран ЕС оценивается в 130 млн долларов, для мирового рынка органической продукции – 290 млн долларов [46]. Созданная в Российской Федерации в недавнее время правовая база является важным звеном, способствующим развитию органического земледелия в нашей стране. Российская Федерация обладает большими потенциальными возможностями для дальнейшего развития органического земледелия:

— наличие более 5 млн га залежных земель;

— отсутствие химической нагрузки на большей части сельскохозяйственных угодий длительное время;

— отказ страны от технологий генной инженерии.

1.3 Преимущества органического земледелия

Преимущества органического земледелия определяются тремя составляющими:

— производство экологически безопасной продукции;

— сохранение плодородия почв и окружающей среды;

— снижение затрат на производство.

По данным Научно-исследовательского института питания Российской академии медицинских наук, заболевания жителей России, связанные с нарушением питания составляют 30 – 50% всех заболеваний [52]. Это во многом связанно с тем, что продукция, произведенная в условиях традиционного интенсивного земледелия, загрязнена опасными веществами. Анализ показывает, что доля такой продукции составляет 40% [80].

Из-за употребления продукции, полученной с применением азотных удобрений, в организм человека поступают нитраты. Образующиеся при участии нитратов нитрозамины и нитрозамиды, обладают выраженными канцерогенными, мутагенными и эмбриотоксическими свойствами [67]. По данным исследований даже минимальные дозы азотных удобрений способствуют накоплению нитратов в растениях. Так при внесении под картофель даже 30 кг/га азота содержание нитратов в продукции увеличивается, по сравнению с без азотным фоном в 1,5 раза и достигает 33 мг/кг. При дозах 90 кг/га содержание нитратов достигает 114 мг/кг, т.е. увеличивается в 6 раз. В то время, как в странах ЕС предельно допустимая концентрация (ПДК) этих веществ в картофеле установлена в размере 30 мг/кг [12].

Пестициды являются сильными отравляющими веществами. Попадая в организм животного, они вызывают токсикозы. Наиболее опасны хлор и фосфорсодержащие соединения, которые способны накапливаться в биосфере, в том числе и в жировой ткани животных и человека. Они вызывают поражение печени, щитовидной железы. По данным исследований современные пестициды сохраняются в продукции от 20 до 66 дней [12]. Активное применение пестицидов приводит к негативным тенденциям в биосфере: формированию резистентных организмов, трансформации второстепенных вредоносных видов в экономически значимые, расширению трофических связей вредителей [44].

Тяжелые металлы As, Pb, Cd, Hd, Cu, Zn и радионуклиды могут накапливаться в организме и вызывать отравления не совместимые с жизнью.

Органическое земледелие позволяет существенно повысить качество продукции и питания человека. Производство, размещенное на почвах чистых от тяжелых металлов и пестицидов, позволяет получать исключительно безопасную продукцию. Приемы агротехники, применяемые в органическом земледелии, препятствуют их накоплению в продукции. Это относится к мелкой обработке почвы [47, 80], отказу от применения удобрений [80, 84]. Особенно много вредных веществ, при интенсивном ведении производства, накапливается в овощных и плодовых культурах. По отдельным позициям накопление вредных веществ в них превышает ПДК в 1,6 – 3,1 раза [9, 86]. В тоже время, размещение картофеля не ближе 500 м к автодороге полностью предупреждает накопление тяжелых металлов в почве и продукции [12].

Традиционное сельское хозяйство, занимая огромные площади, оказывает существенное влияние на окружающую среду. Во-первых, теряется плодородие почвы. Постоянная отвальная обработка почвы приводит к минерализации гумуса, потери которого не компенсируются поступлением органического вещества. По данным исследований за период с 1976 по 2015 годы абсолютное содержание гумуса в черноземах Ставропольского края снизилось на 0,73 – 1,06% при всех системах традиционного земледелия [33]. В черноземах Белгородской области содержание гумуса за последние 30 лет уменьшилось на 8% [83]. По данным ученых Пермского НИИ сельского хозяйства возделывание сельскохозяйственных культур по традиционным технологиям в течении 40 лет привело к относительному снижению гумуса в дерново-подзолистой почве на 13%. Компенсировать такие потери можно только ценой внесения высоких доз органических и минеральных удобрений [14].

Более 35 млн га пашни в Российской Федерации подвержено водной и ветровой эрозии, 50 млн га опустыниванию [57].

Консервирующая система обработки почвы в сочетании с внесением органических удобрений, включением в севооборот сидеральных культур, применяемая в органическом земледелии, способна предотвратить потери плодородия почвы, влаги и эрозионные процессы [60]. По данным Н.А Пеговой [62] в условиях Среднего Предуралья за одну ротацию севооборота консервирующая система обработки почвы по сравнению с отвальной вспашкой повысила содержание подвижных форм фосфора и калия соответственно на 7,1 и 37%, структурность почвы – на 13,2%, массовую долю органического вещества в пахотном слое на 37%. Применение почвозащитных севооборотов и безотвальной системы обработки почвы уменьшает ее смыв на 10% [42].В основе этих положительных процессов лежит повышение активности почвенных микроорганизмов. По данным Швейцарских ученых в органических системах земледелия увеличивается биоразнообразие микроорганизмов, длина микоризы грибов увеличивается на 40%, биомасса дождевых червей в 1,3 – 3,2 раза, что повышает эффективность использования органического вещества и минеральных ресурсов почвы [88]. По данным Всероссийского НИИ биологической защиты растений при органической системе земледелия снижается доля патогенных грибов рода Fusarium и повышается активность сапрофитных грибов рода Penicillium и Aspergillus.

При традиционном земледелии почва и вода загрязняются биогенными элементами и балластными веществами. ФАО констатировано, что 33% почвенных ресурсов Земли уже деградированы в средней или сильной степени. Определены и обоснованы 10 ключевых негативных факторов, препятствующих достижению рационального использования почвенных ресурсов:

1) водная и ветровая эрозия;

2) потери органического углерода;

3) дисбаланс питательных веществ;

4) засоление;

5) загрязнение;

6) подкисление;

7) утрата биоразнообразия;

8) изоляция от внешней среды урбанизированными территориями;

9) переуплотнение;

10) переувлажнение [71].

По оценкам специалистов, не менее 50% пашни Российской Федерации загрязнено ядохимикатами и прежде всего хлорорганическими соединениями [64]. Площадь загрязнения тяжелыми металлами составляет 3,6 млн га, радионуклидами – 17 млн га [3]. До 70% воды на планете загрязнено опасными веществами [80]. В природные воды ежегодно поступают фосфаты в количествах около 17 млн т [64]. В мировой океан ежегодно сбрасывается до 50 тыс. т пестицидов, а уровень содержания нитратов в реках Европы в 45 раз превышает естественный фон [51].

Органическое земледелие не наносит большого вреда природе, даже улучшает отдельные показатели почвы. Применение биологического препарата Гордебак и микробного препарата АгроМик увеличивает долевое участие олигонитрофильных микроорганизмов до 51 и 60 % , при одновременном снижении доли аммонифицирующих и усваивающих минеральный азот микроорганизмов. Препарат микробный Бактопин повышает содержание фосфатмобилизующих микроорганизмов до 40 %. Выявленная в ризосфере рапса при применении микробных препаратов высокая численность олигонитрофильных и фосфатмобилизующих микроорганизмов способствует поступлению в растения биологического азота и фосфора [70].

Сравнительные оценки показывают, что органическое земледелие менее затратно, чем традиционное, так как отказывается от таких дорогостоящих агроприемов, как отвальная обработка почвы, применение минеральных удобрений и пестицидов. Двадцатилетний опыт швейцарских аграрников показывает, что затраты на удобрения снижаются на 50%, пестицидов – на 97% [64]. По данным австрийских ученых общие затраты в интенсивном органическом земледелии ниже на 9% [87]. По данным отечественных ученых затраты при отвальной обработке почвы выше, чем при безотвальной на 40%, а при мелкой — на 75% [42].

1.4 Проблемы при переходе к органическому земледелию

Объемы применения органического земледелия существенно различаются по странам и континентам. В Европейских странах доля органического земледелия варьирует от 0,6 до 11,7%, в Северной Америке – 3,0-7,7%, в странах Азии и Африки – 0,4-0,5%. Россия, в числе стран, развивающих органическое земледелие, занимает одно из последних мест – менее 0,1% [69]. Переход земледелия на новую экологическую систему идет более активно в развитых странах, где отмечается перепроизводство сельскохозяйственной продукции, и есть запрос общества на здоровое питание без оглядки на его стоимость. В развивающихся странах, испытывающих дефицит продовольствия и низкую покупательную способность населения, этот процесс тормозится [53].

Первое с чем приходится сталкиваться при переходе на органическое земледелие – снижение урожайности сельскохозяйственных культур. Это, прежде всего, связано с отказом от главного средства интенсификации — минеральных удобрений. Значительная доля площади пашни имеет низкое содержание доступных макроэлементов, высокую кислотность. По данным агрохимического обследования в Российской Федерации 35% пашни имеют повышенную кислотность, 22% — обеднены подвижным фосфором, 10% — обменным калием, 30% — имеют низкое содержание гумуса и азота. Особенно остро эти вопросы встают на почвах подзолистого и дерново-подзолистого типа, содержание гумуса в которых в среднем составляет 1,75 – 2,13% [73]. По данным Л.А. Михайловой и Ю.А. Акманаевой [55] урожайность ячменя на почве слабо обеспеченной фосфором была ниже на 16%, чем на почве высоко обеспеченной этим элементом питания. Отказ только от азотных удобрений снижает урожайность культуры на 20 – 30%. Особенно сильное снижение урожайности отмечается на интенсивных культурах. При отказе от азотных удобрений в дозе 30 кг/га д.в. урожайность картофеля снижается на 37%, а по сравнению с дозой N60 – на 72%, N90 – 108% [12]. По обобщенным данным урожайность зерновых культур снижается на 20-30%, картофеля и сахарной свеклы – на 35-55%, плодов и овощей – на 20-40% [17, 40]. При отказе от удобрений ухудшается качество сельхозпродукции. В частности в зерне снижается содержание клейковины и белка, повышается загрязненность продукции семенами трудноотделимых сорняков (овсюга, татарской гречихи и др.).

Минеральные удобрения играют важную роль при обеспечении бездефицитного баланса гумуса и азота в дерново-подзолистой почве. По данным ученых Пермского НИИСХ, наряду с известкованием, внесением органических удобрений и насыщением севооборота бобовыми культурами, необходимо вносить в среднем на 1 га севооборотной площади (NPK)60 [14]. Для пополнения в почве запасов фосфора и калия решающее значение имеет внесение фосфорных и калийных удобрений [56, 73].

По данным австрийских ученых урожайность в органической системе земледелия, по сравнению с традиционной, снизилась на 19% [87]. Двадцатилетние исследования в Швейцарии показывают снижение урожайности в органическом земледелии на 20% [64].

Законы органического земледелия запрещают, за редким исключением, применение химических препаратов. Исключение из технологий возделывания культур применения химических препаратов (гербицидов, фунгицидов, инсектицидов, протравителей семян, регуляторов роста растений, индукторов устойчивости и др.) влечет за собой массовое развитие вредных организмов. Засоренность посевов и биоразнообразие сорняков увеличивается в 2 – 3 раза, численность членистоногих в 2 раза. Увеличивается биоразнообразие почвенных микроорганизмов, в том числе патогенных плесневых грибов и болезнетворных бактерий [88]. Если не сдерживать их развитие, то значительное количество продукции может заражаться микотоксинами [11, 74]. Существенную фитосанитарную опасность представляют собой инвазивные эпидемии растений, которые невозможно остановить без применения эффективных средств защиты растений [37]. Увеличению засоренности посевов способствует мелкая и безотвальная обработки почвы. По данным исследований безотвальная обработка почвы повышает засоренность по сравнению с отвальной вспашкой на 10 – 50% [18, 39, 48], мелкая в 1,3 – 2,8 раза, нулевая – в 2,3 – 4,5 раза [15, 18, 48].

Ученые отмечают, что при замене традиционных систем земледелия на органическую систему, имеется определенный переходный период, который связан с восстановлением всех естественных процессов в почве. Многолетние исследования зарубежных ученых показывают, что в перспективе органические методы выращивания могут обеспечивать уровень урожайности полевых культур на уровне 90 – 100% традиционных, особенно в неблагоприятные годы, когда средства интенсификации менее эффективны [88]. По данным Ротамстедской экспериментальной станции урожайность по традиционной и органической системам земледелия выровнялась через 150 лет [64].

Для предупреждения отрицательных факторов сопровождающих органическое земледелие необходимо строить ее на основе биологической интенсификации производства, а не скатываться к экстенсивным технологиям возделывания, особенно в условиях дефицита средств производства.

В предприятии должна быть разработана система биологизированных плодосменных севооборотов, включающих набор почвоулучшающих культур (бобовые, сидераты, промежуточные культуры)[61, 72], культур привлекательных для естественных энтомофагов (рапс, клевер)[79], агрофитоценозов устойчивых к вредителям и болезням (смешанные посевы, сидераты)[10, 76].

Во избежание деградации дерново-подзолистых почв, улучшения их гумусового и микробиологического состояния при органическом земледелии важное значение имеет систематическое внесение компостированных органических удобрений и извести в севообороте [41, 54, 78].

Для снижения распространения сорной растительности помимо плодосменного севооборота необходимо применять систему улучшенной безотвальной, мелкой (поверхностной) основной и предпосевной обработки почвы, включающей приемы провоцирующие рост сорняков с последующим их уничтожением [58], оптимизировать нормы высева, агротехнические сроки и качество проведения всех мероприятий.

Для снижения распространения вредителей и болезней необходимо использовать наиболее устойчивые сорта и применять интенсивную биологическую защиту с учетом экономического порога вредоносности вредных объектов [6, 34].

В условиях, когда урожайность полевых культур при органическом земледелии снижается, а спрос на чистую продукцию не столь высок, главным сдерживающим фактором его развития в Российской Федерации становится экономика производства. Для достижения высокой эффективности производства органической продукции нужна поддержка в виде субсидий со стороны государства. В странах ЕС субсидии фермерам за производство органической продукции составляют 170 – 600 евро/га [4, 82].

Это делает производство органической продукции не только рентабельным, но и более выгодным по сравнению с традиционным земледелием. В условия Австрии стоимость органической продукции выше на 26%, а дополнительный чистый доход составляет 129 евро/га [87]. В странах, где система поддержки не отлажена производители идут по пути снижения затрат, или экстенсификации органического земледелия. Это, безусловно, не позволяет решать вопросы повышения плодородия почвы, улучшения фитосанитарного состояния посевов на перспективу и приводит к снижению урожайности и качества продукции.

Таким образом, на данном этапе развития органического земледелия в Российской Федерации, оно является пока неким социально-политическим фактором. Вокруг этого направления много пропаганды, поэтому имеются и необъективные спекуляции. Нужна объективная оценка возможности реального его расширения в различных регионах страны, установление оптимального соотношения между интенсивным традиционным производством и органическим, определение регионов оптимального размещения органического производства. В связи с этим мониторинг состояния производства органической продукции в конкретном предприятии Среднего Предуралья позволит определить перспективы его развития в регионе.

2 МЕСТО, ОБЪЕКТ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Место и объект исследований

Исследования проводили в 2020 году в ООО «Агрофирма «Острожка» Оханского района Пермского края. Предприятие с 2017 года перешло на поверхностную обработку почвы по системе И.Е. Овсинского [58], а с 2019 года перешел на органическую систему земледелия. Центральная усадьба предприятия село Острожка находится в 15 км от районного центра г. Оханска и в 121 км от краевого центра г. Перми. От ближайшей железнодорожной станции поселка Менделеево 76 км. Со всеми указанными пунктами имеется автомобильное сообщение по дорогам с твердым покрытием. ООО «Арофирма Острожка» — это перспективное, активно развивающееся предприятие, созданное на базе совхоза с более чем полувековой историей [59] . Год основания – 1960 г. Год реорганизации  — 2014 г. Угодья Агрофирмы расположены в экологически чистом районе Пермского края. Территория хозяйства расположена на правобережном пространстве реки Кама, на склонах Оханской возвышенности.

На предприятии работает 97 человек специалистов и рабочих. Специализация предприятия  разведение  крупного рогатого скота, производство молочной продукции высшего качества, сертифицированное органическое растениеводство. С 2016 года предприятие занимается переработкой и реализацией молочной продукции в объеме 1,2 т в сутки.

Животноводство хозяйства представлено поголовьем 1020 единиц КРС, из них 562 фуражные коровы. Производство молока составляет 9 т в сутки.

Отрасль растениеводство имеет 3660 га пашни. Из них в 2019 году на 1175 га получен органический сертификат по стандартам стран ЕС, остальные 2485 га находятся в стадии конверсионного (переходного) периода. Возделывают зерновые культуры на 1597 га (44 %) (пшеница, ячмень и овес), многолетние травы (клевер, тимофеевка, люцерна, козлятник) – 960 га (26), лен масличный – 394 га (11%), однолетние травы и кукуруза – 185 га (5%). 164 га (4%) чистых паров отведено под посев озимой ржи. Часть земли отведена под размещение свежего навоза с ферм (будущие пары) (приложение А). Культуры размещаются по урочищам бессистемно, севообороты не внедрены. Средняя урожайность в 2019 году составила 17ц/га. Предприятие реализует до 200 т органического кормового зерна и семян зерновых культур.

Согласно результатам государственного агрохимического обследования сельскохозяйственных угодий от 2013 года на территории хозяйства встречаются два типа почв:

— дерново-слабоподзолистые и дерново-среднеподзолистые — 60%;

— дерново-глеевые оподзоленные – 40%.

Все почвы хозяйства имеют тяжелый гранулометрический состав. По гранулометрическому составу почвы делятся на две группы:

— тяжелосуглинистые – 90%;

— глинистые – 10%.

Эффективное плодородие почв существенно различается по полям и в пределах каждого поля. Наиболее высокие агрохимические показатели имеют прифермские участки.

Структура почвенного покрова по содержанию гумуса:

— 99% имеют низкое содержание гумуса, в том числе 53% почв — менее 2%, 46% почв – 2-3% гумуса;

— 1% почв имеют среднее содержание гумуса – более 3%.

Средняя обменная кислотность (рНсол) почв хозяйства составляет 5,4. Структура почвенного покрова по обменной кислотности:

— сильнокислые (рНсол ˂ 4,6) – 3%;

— среднекислые (рНсол 4,6-5,0) – 12%;

— слабокислые (рНсол 5,1-5,5) – 51%;

— близкие к нейтральным (рНсол 5,6-6,0) – 34%.

Среднее содержание подвижного фосфора в почвах составляет 121 мг/кг. Структура почвенного покрова по содержанию подвижного фосфора:

— очень низкое (0-25 мг/кг) – 6%;

— низкое (26-50 мг/кг) – 10%;

— среднее (51-100 мг/кг) – 32%;

— повышенное (101-150 мг/кг) – 28%;

— высокое (151-250 мг/кг) – 19%;

— очень высокое (˃ 250 мг/кг) – 5%.

Среднее содержание обменного калия в почвах составляет 141 мг/кг. Структура почвенного покрова по содержанию обменного калия:

— среднее (81-120 мг/кг) – 28%;

— повышенное (121-170 мг/кг) – 56%;

— высокое (171-250 мг/кг) – 13%;

— очень высокое (˃ 250 мг/кг) – 3%.

Предприятие располагается в лесолуговой природно-климатической зоне Центрального Предуралья Пермского края. Среднегодовая температура воздуха составляет 1,5 ⁰С, сумма активных температур 1600-1800 ⁰С. Осадков выпадает 460 мм в год, в том числе в летние месяцы 200 мм. Гидротермический коэффициент – 1,2-1,3. Осадки распределяются во времени неравномерно. Случаются июньские или июльские засухи. Продолжительность периода активной вегетации составляет 114-120 дней, безморозного периода 90-110 дней. Условия тепло и влагообеспеченности пригодны для возделывания раннеспелых и среднеспелых сортов яровых зерновых культур.

Объект исследования яровая мягкая пшеница (Triticum aestivum L.). Наблюдение за культурой проводили на четырех полях (урочищах): Борончиха малая (28, 76 га), Борончиха большая (163,39 га), За Селищами (299,75 га) и За Акушей (231,2 га).

2.2 Методика исследований

По теме проводили следующие наблюдения и исследования:

1. Определение агрохимических показателей гумусового горизонта почвы на экспериментальных полях:

— гумус по Тюрину в модификации ЦИНАО [21];

— сумма поглощенных оснований по Каппену – Гильковицу [23];

— гидролитическая кислотность по Капепену в модификации ЦИНАО [20];

— обменная кислотность потенциометрическим методом [22];

— подвижный фосфор и обменный калий по Кирсанову [19].

2. Определение плотности сложения почвы в гумусовом горизонте на экспериментальных полях методом высушивания проб почвы с ненарушенным состоянием. Пробы отбирали в слое почвы 10-15 см [13].

3. Наблюдения за развитием растений:

— визуально отмечали даты наступления фаз развития яровой пшеницы: полные всходы, 3-х листьев, начала кущения, выход в трубку, колошение, молочное состояние, тестообразное состояние, восковая спелость, твердая спелость [50];

— определение фактической глубины посева замером длины этиолированной части растения в фазе начала кущения;

— определение содержания общего азота, фосфора и калия в листьях в фазе кущения и колошения. Пробы листьев отбирали случайным методом по диагонали поля. Содержание N Р К в урожае определяли в одной навеске при сжигании ее по методу В.Н. Куркаева с последующим колориметрическим учетом азота с реактивом Несслера, фосфора по Труогу-Мейеру с окончанием на фотокалориметре, калия на пламенном фотометре [63];

— определение фактической глубины посева проводили путем замера этиолированной части растений в фазе начала кущения в пробах из 10 растений в 10 местах по диагонали поля;

— определение показателей продуктивности посева:

— подсчет густоты всходов в фазе начала кущения и густоты продуктивного стеблестоя в фазе восковой спелости на 10 площадках 1/6 м² взятых случайным методом по диагонали поля, расчет полевой всхожести;

— определяли числа колосков в колосе в фазе колошения и числа зерен в колосе фазе восковой спелости на 100 колосьях, отобранных случайным методом по диагонали поля;

4. Наблюдение за фитосанитарным состоянием посевов [75]:

— подсчет числа злаковых мух в фазе кущения на 100 взмахов сачком в 10 местах по диагонали поля;

— подсчет числа пораженных растений скрытостебельными вредителями в посеве в фазе кущения в пробах взятых на 10 площадках 0,25 м² по диагонали поля;

— определение развития и распространенности корневых гнилей в фазах кущения, колошения и тестообразного состояния в 10 пробах по десять растений, отобранных случайным методом по диагонали поля;

— определение развития бурой ржавчины в фазах колошения и тестообразного состояния в 20 пробах по 10 растений, отобранных случайным методом по диагонали поля;

— распространение пыльной головни в фазе восковой спелости просмотром 1000 растений по диагонали поля;

— засоренность посевов определяли количественным методом в фазе колошения на 10 площадках 0,25 м², выделенных случайным методом по диагонали поля [13].

5. Определение технологических качеств зерна:

— массовая доля белка [31];

— массовая доля и качество сырой клейковины [25];

— число падения [26];

— стекловидность [28];

— натура [29];

— масса 1000 зерен [27];

— влажность [30].

6. Математическую обработку данных проводили методом доверительного интервала [36].

Данные полученные в ходе исследований сравнивали с требованиями ГОСТ и общепринятыми нормативами для региона.

2.3 Условия исследований

Технология возделывания яровой пшеницы в ООО «Агрофирма Острожка» соответствует рекомендациям органического земледелия по ГОСТ 33980-2016 [32]. В систему органического земледелия логично вписывается поверхностная обработка почвы И.Е. Овсинского [58]. Суть которой состоит в сохранении почвенного профиля в ненарушенном состоянии. Обработка почвы проводится на глубину до 8 см. Этот поверхностный слой почвы с участием пожнивных и поукосных остатков выполняет мульчирующую роль, сохраняя ее от перегревания и пересыхания. В этих условиях постепенно нормализуется водно-воздушный режим почвы, активизируется деятельность сапрофитных микроорганизмов и другой почвенной биоты, угнетается патогенная микрофлора. На фоне восстановления естественных ценотических связей постепенно улучшается пищевой режим почвы.

Для борьбы с засоренностью посевов технология, применяемая в хозяйстве, предусматривает проведение серии предпосевных обработок почвы и сравнительно поздний для условий региона посев. Технология возделывания культуры включала в 2019-2020 годах следующие агротехнические мероприятия (табл. 1):

Таблица 1- Операционная карта производства зерна яровой пшеницы

Особенностями технологии возделывания культуры в 2020 году являются:

— размещение пшеницы по удовлетворительному предшественнику ячменю;

— отсутствие зяблевой обработки почвы.

Особенности агротехники по наблюдаемым урочищам приведены в таблице 2. На урочищах «Борончиха малая» и «Борончиха большая» 3 июня посеян среднеранний сорт пшеницы Екатерина с высокими сортовыми и посевными качествами. Глубина посева составила 4,5-4,7 см. Норма высева на урочище «Борончиха малая» по меркам региона была низкой 2,95 млн всхожих семян на га, на урочище «Борончиха большая» в пределах рекомендуемой. Сорт Экада 70 имел более низкие посевные и сортовые качества. Семена посеяны на глубину близкую к оптимальной ( 3 см) — 2,7-2,9 см. Норма высева была умеренно низкой 4-4,5 млн/ га. На урочище «За Селищами» посев был проведен на 3-4 дня раньше.

Таблица 2 — Особенности агротехники яровой пшеницы на урочищах

*ПГ – посевная годность семян

Характеристика сортов яровой пшеницы приведена в приложении Б.

Посевные качества семян использованных для посева приведены в приложении В.

Агрохимическая характеристика гумусового горизонта почв на исследуемых участках приведена в таблице 3.

Таблица 3 — Агрохимическая характеристика гумусового горизонта почв исследуемых участков, 2013 г.

По данным агрохимического обследования 2013 года почвы имеют низкое содержание гумуса — 2,3-3,1%. Дерново-среднеподзолистые почвы на урочищах «Борончиха малая» и «За Акушей» имеют слабокислую реакцию почвенного раствора (рНсол = 5,4). Их гидролитическая кислотность была более высокой (Нг = 3,5-4 мг-экв./100 г почвы) и, как следствие, степень насыщенности основаниями более низкой (V = 84-87%), чем дерново-слабоподзолистой почвы на урочище «Борончиха большая» и дерново-глеевой оподзоленной почвы на урочище «За Селищами». Эти почвы имеют реакцию почвенного раствора близкую к нейтральной (рНсол=5,7) и повышенное содержание обменного калия. Почвы всех урочищ имеют повышенное содержание подвижного фосфора. Оценка бонитета данных почв показывает, что уровень их плодородия можно оценить на 58 баллов. Цена балла для яровой пшеницы в Среднем Предуралье по данным исследований составляет в среднем 42 кг. В таком случае, только на фоне естественного плодородия действительно возможная урожайность яровой пшеницы на этих урочищах может достигать 24,4 ц/га.

Метеорологические условия в 2020 году отличались от средних многолетних значений. По данным метеостанции города Оханска [7] май был теплее средних многолетних значений на 2 ^ОС (приложение Г). Первые две декады были сухие, но обильные осадки (три нормы) в третьей декаде месяца создали благоприятные условия для прорастания семян и быстрого появления всходов. В июне установилась сухая прохладная погода. Среднесуточная температура воздуха была на 2,9 ^ОС ниже нормы, осадков выпало менее 50% нормы. В целом складывались благоприятные условия для кущения растений. Июль был экстремально жарким – на 4 ^ОС теплее обычного. Осадки выпали только в конце второй декады месяца. Это могло негативно отразиться на формировании числа колосков и зерен в колосе пшеницы. Теплый и сухой август и первая декада сентября способствовали хорошему наливу и созреванию зерна. Осадки второй декады сентября задержали уборку, но в третьей декаде условия благоприятствовали ее завершению.

3 ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ, СОСТОЯНИЯ ПОСЕВОВ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В СИСТЕМЕ ОРГАНИЧЕСКОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ООО «АГРОФИРМА ОСТРОЖКА» ОХАНСКОГО РАЙОНА ПЕРМСКОГО КРАЯ

3.1 Плодородие почвы

В 2019 году была проведена оценка выравненности в пространстве агрохимических показателей почвы на урочищах «Ладейка» и «За логом». Исследования показали, что при использовании почвы более трех лет в условиях органического земледелия не устраняет их вариабельность в пространстве в пределах поля (табл. 4 и 5). Слабая вариабельность отмечена только по рНсол на урочище «За логом». По показателям рНсол и К₂О на урочище «Ладейка» выявлена средняя вариация. По остальным агрохимическим свойствам почвы вариация сильная. Относительно невысокое изменение обменной кислотности почвы в пределах поля можно объяснить проведением известкования почвы в недалеком прошлом. Об этом свидетельствует и величина рНсол 5,0-6,8. Почвы полей являются преимущественно слабокислыми или близкими к нейтральным.

Таблица 4 – Изменение агрохимических показателей гумусового горизонта почвы на урочище «Ладейка», 2019 г.

Таблица 5 — Изменение агрохимических показателей гумусового горизонта почвы на урочище «За логом»,2019 г.

На наблюдаемых полях в 2020 году была проведена оценка агрохимических свойств почвы (табл. 6). Установлено, что по сравнению с 2013 годом (см. табл. 3), существенных изменений показателей не выявлено. Некоторые различия в показаниях по сумме поглощенных оснований и гидролитической кислотности связаны с точностью отбора проб в разные периоды на больших по площади урочищах. Отмечается низкое содержание нитратного азота в почве в начале вегетации. Это свойственно почвам дерново-подзолистого типа, но без применения азотных удобрений может привести к недостаточной обеспеченности растений этим элементом питания.

Таблица 6 — Агрохимическая характеристика гумусового горизонта почв исследуемых участков, 2020 г.

Таким образом, органическая система земледелия, применяемая в течение семи лет, не ухудшает агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы, не смотря на отсутствие минерального питания сельскохозяйственных культур, однако отмечается недостаточное накопление нитратного азота.

Поверхностная обработка дерново-подзолистых и дерново-глеевых тяжелосуглинистых почв на глубину до 8 см приводит к их разуплотнению. Данные показывают, что величина плотности сложения почвы в фазе тестообразного состояния пшеницы (19 августа) составила 0,91 – 1,12 г/см³ (табл. 7). Существенной разницы по полям не выявлено.

Таблица 7 – Плотность сложения почвы в фазе тестообразного состояния пшеницы, г/см³

Равновесная плотность сложения пахотного слоя дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы составляет 1,5 г/см³. Как правило, к концу вегетации при традиционной системе обработки почвы плотность ее сложения приближается к этой величине и достигает 1,35-1,40 г/см³[13].

3.2 Состояние посевов

3.2.1 Развитие растений

Наблюдение за развитием растений выявило некоторые особенности по сравнению с традиционной технологией. Всходы пшеницы появились 6-10 июня (табл. 8). Период посев – всходы составил всего 7 дней, что на 7 – 10 дней быстрее, чем при посеве в ранние весенние сроки по традиционной технологии в регионе [85]. Это может быть предпосылкой для достижения высокой полевой всхожести семян. Начало кущения отмечено через 14-15 дней после всходов, что соответствует средней продолжительности этого периода развития культуры при ранних сроках посева и создает хорошие условия для формирования вторичной корневой системы.

Таблица 8 – Даты наступления фенологических фаз развития яровой пшеницы на исследуемых участках

Тем не менее, сроки наступления фазы наступают позднее на 10-15 дней ее средних многолетних значений в регионе. Фаза выхода растений в трубку наступила через 11-12 дней после кущения, что быстрее на 2-3 дня, чем обычно, а колошение через 9 дней после выхода в трубку, или на 4-5 дней быстрее, чем по многолетним данным. Сокращение периода максимального потребления факторов жизни и критического периода в жизни растений создает предпосылки для уменьшения высоты стеблестоя, продуктивной кустистости и числа зерен в колосе [49]. Колошение наступило 12-15 июля, что дает гарантию созревания среднеспелых сортов пшеницы в регионе. Период колошение – начало восковой спелости зерна продолжался у сорта Екатерина 43 дня у сорта Экада 70 – 44-46 дней, что продолжительнее обычного на 4-7 дней и создает условия для формирования крупного зерна. Твердая спелость зерна отмечена 7-9 сентября. Уборку проводили 10-12 сентября на урочище «За Селищами». На других участках в связи с неблагоприятными погодными условиями 22-25 сентября, что, как правило, приводит к истеканию зерна и снижению массы 1000 зерен [85]. Общая продолжительность периода посев – твердая спелость у среднераннего сорта Екатерина составила 96 дней, у среднеспелого сорта Экада 70 – 101-102 дня. Вегетационный период (всходы – твердая спелость) составил соответственно 89 и 94-95 дней, что соответствует заявленным срокам в характеристике сортов (см. прилож. Б). Более продолжительным был у среднеспелого сорта период от начала кущения до восковой спелости.

Анализ температурного режима и режима увлажнения по периодам развития культуры показал, что в критический период кущение – колошение отмечается высокая температура воздуха, особенно на урочищах «Борончиха малая», «Борончиха большая» и «За Акушей» 18,8 -19,2 ^ОС и несмотря на наличие достаточного количества осадков гидротермический коэффициент (ГТК) составил только 0,8 (табл. 9, 10). Влажная теплая погода, установившаяся с колошения до восковой спелости, после периода засухи способствует формированию поздних побегов (подгон, подсед). У пшеницы Экада 70, посеянной на 3-4 дня раньше, условия для развития в течение периода вегетации были более благоприятными. ГТК был более выровненным по периодам развития (табл. 11). На всех полях условия для созревания были благоприятными, так как в период восковая спелость – твердая спелость количество осадков было минимальным, и ГТК составил 0,4.

Таблица 9 – Гидротермические условия по периодам развития яровой пшеницы на урочищах «Борончиха малая» и «Борончиха большая»

Таблица 10 – Гидротермические условия по периодам развития яровой пшеницы на урочище «За Акушей»

Таблица 11 – Гидротермические условия по периодам развития яровой пшеницы на урочище «За Селищами»

Различия в экологических и агротехнических условиях по полям оказали влияние на формирование продуктивности растений и посевов. Повышенная температура в период посев – всходы при поздних сроках посева в сочетании с достаточным увлажнением посевного ложа способствовала быстрому появлению всходов (см. табл. 9, 10, 11). Это обеспечивает высокую полевую всхожесть семян 70-84%, что на 5-19% больше, чем в среднем по традиционной технологии (табл. 12).

Таблица 12 – Показатели густоты посева и продуктивности растения яровой пшеницы

Оптимальная глубина посева на урочищах «За Селищами» и «За Акушей» обеспечила повышение полевой всхожести семян на 6-14%, по сравнению с ее величиной на других полях. Наиболее высокая полевая всхожесть на урочище «За Селищами» объясняется благоприятными условиями увлажнения в период посев – всходы при более раннем сроке посева.

Во всех посевах сформировались мелкие колосья. Число колосков в колосе в фазе колошения изменялось от 7,6 до 13,3 шт./м², что на 0,7-7,4 шт./м² меньше, чем необходимо для достижения урожайности 3 т/га в регионе. Высокую потенциальную продуктивность имели соцветия на урочище «Борончиха малая» (рис. 1). Число колосков в колосе в фазе колошения составляло в среднем 13,3 шт. Это можно объяснить меньшей нормой высева семян на этом урочище (см. табл. 2). При норме высева 6,1 млн/га при засушливой погоде в период кущение – колошение в посевах пшеницы на урочище «Борончиха большая» сформировался очень мелкий колос с числом колосков 7,6 шт. (рис. 2). Пшеница Экада 70 на других урочищах имела показатели близкие к урочищу «Борончиха малая». Пропорционально числу колосков в колосе формируется и число зерен. Существенно большее число зерен в колосе сформировалось на урочищах «Борончиха малая» и «За Селищами» — 21,5-23,6 шт. На урочище «За Акушей» — 16,8 шт. Наименьшее число зерен в колосе насчитывается у пшеницы Екатерина на урочище «Борончиха большая».

Рис. 1 – Длина колосьев пшеницы Екатерина на урочище «Борончиха малая»

Рис. 2 — Длина колосьев пшеницы Екатерина на урочище «Борончиха большая»

Густота посевов перед уборкой была невысокой 194 – 356 шт./м² продуктивных стеблей, что обусловлено низкой сохранностью и продуктивной кустистостью растений в условиях недостаточного увлажнения в период максимального потребления влаги. Только в посевах на урочище «Борончиха малая» при низкой норме высева отмечена меньшее снижение густоты стеблестоя по сравнению с густотой посева в фазе всходов. В этом посеве в большем количестве формировались растения с двумя и тремя продуктивными стеблями (рис. 3).

Рис. 3 – Многостебельные растения пшеницы

на урочище «Борончиха малая»

В 2020 году сложились благоприятные условия для формирования крупного зерна. Масса 1000 зерен у сорта Екатерина составила 34,2-34,4 г, у сорта Экада 70 – 37,1-37,5 г.

В результате биологическая урожайность зерна сформировалась невысокой 157-192 г/ м². Таким образом, потенциал естественного плодородия почв (24,4 ц/га) полностью не реализован. Эффективность реализации плодородия почв на урочищах составила 64-79%. Фактическая урожайность зерна яровой пшеницы на этих урочищах была еще ниже и составила 13 -14 ц/га. Это объясняется большими механическими и биологическими потерями урожая при затяжной уборке в неблагоприятных условиях, которые составили 3-5 ц/га 19-26%.

При отсутствии минерального питания, при недостаточном накоплении в почвах нитратного азота (см. табл. 6), особенно в условиях размещения пшеницы по ячменю, можно ожидать, что растения испытывали недостаток в потреблении макроэлементов (NPK). Анализ показал, что в фазе кущения содержание общего азота в листьях пшеницы было крайне низким – 1,40-1,93%, что в 3 раза ниже оптимального значения (табл. 13). К фазе колошения содержание азота в листьях на большинстве полей даже имеет тенденцию к некоторому увеличению до 1,77- 2,45%, но дефицит по-прежнему существенный – 1-2%

Таблица 13 – Содержание общего азота (N), фосфора (Р) и калия (К) в листьях пшеницы, %

Содержание фосфора и калия в листьях в течение вегетации было выше оптимальных значений, что свидетельствует о хорошей обеспеченности растений этими элементами питания даже без применения удобрений. Это можно объяснить хорошей обеспеченностью почв данными элементами питания (см. табл. 6).

3.2.2 Фитосанитарное состояние посевов

Данные наблюдений за летом злаковых мух показывают, что численность шведской мухи в фазе начала кущения пшеницы на всех наблюдаемых полях была ниже уровня экономического порога вредоносности (ЭПВ), который составляет 30 шт. на 100 взмахов сачка и изменялась от 27 до 29 шт. (табл. 14). Как следствие число пораженных растений в посеве не превышает 5%, что соответствует средней величине гибели растений в посеве в течение вегетации, поэтому не может существенно отразиться на величине урожайности культуры. Различий по данным показателям по урочищам не выявлено.

Таблица 14 — Численность шведской мухи и доля пораженных растений в посеве скрытостебельными вредителями

Таким образом, срок посева с 30 мая по 3 июня в условиях 2020 года не привел к сильному поражению растений скрытостебельными вредителями.

По данным мониторинга распространение корневых гнилей в посевах увеличивается от фазы кущения до фазы тестообразного состояния с 12 – 15% до 39 – 63% (табл. 15). Можно констатировать, что обработка семян смесью биологического препарата Псевдобактерин 2, Ж и гуминового препарата Гумат+7 обеспечивает надежную защиту растений от развития корневых гнилей до фазы колошения на уровне нижней границы ЭПВ (10%). К фазе тестообразного состояния отмечается существенное увеличение развития болезни на урочище «За Селищами» до 24%.

Аналогичное заключение можно сделать и по развитию бурой ржавчины. До фазы колошения оно составляет 2 – 7 %, что ниже ЭПВ (10%) (табл. 16). К фазе тестообразного состояния на большинстве урочищ развитие ржавчины достигает 17% и более.

Распространения головни в посевах в 2020 году не выявлено.

Таблица 15 — Распространение и развитие корневых гнилей, %

Таблица 16 — Развитие бурой ржавчины, %

В посевах яровой пшеницы встречается до двух десятков видов сорных растений. Из многолетних сорняков чаще в посевах встречаются Бодяк полевой (Cirsium arvense L.), Вьюнок полевой (Convolvulus arvense L.), Пырей ползучий (Agropiron repens L.). Из малолетних видов — преимущественно Ежовник обыкновенный (просо куриное) (Echinochloa crus-galli L.), в меньшей степени Марь белая (Chenopodium album L.), Ширица запрокинутая (Amaranthus retrofaxus L.), Дымянка лекарственная (Fumaria oficinalis L.), Пикульник обыкновенный (Galeopsis tetrahit L.) и др. Общая засоренность на урочищах «Борончиха большая» и «За Селищами» составляет 38 — 44 шт./м² (табл. 17). На других выше – 61 – 82 шт./м².

Таблица 17 — Засоренность посевов

На урочище «Борончиха большая» отмечается средняя засоренность малолетними сорняками 6 шт./м², на остальных высокая 22-30 шт./м², что можно объяснить более высокой нормой высева (см. табл. 2). Засоренность многолетними сорняками очень высокая на всех полях и составляет 20 – 58 шт./м² и не зависит от нормы высева пшеницы. Посевы засорены очень не равномерно, что можно связать с качеством обработки почвы и посева, неравномерным размещением культурных растений. Более равномерно сорняки размещаются на урочище «Борончиха большая», о чем свидетельствует самый низкий доверительный интервал. Это можно объяснить повышенной нормой высева на этом поле.

Таким образом, возделывание яровой пшеницы по зерновой культуре, отсутствие зяблевой обработки почвы, поверхностная предпосевная обработка почвы по типу поздней яровой культуры в условиях органического земледелия обеспечивает достаточную защиту от однолетних двудольных сорняков, но приводит к сильному засорению малолетними злаковыми сорняками и очень сильному засорению многолетними сорняками существенно превышающему ЭПВ.

Для решения выявленных проблем в условиях органической системы земледелия необходимо активнее использовать все известные агротехнические приемы: введение плодосменного зернопаротравяного севооборота, размещение зерновых культур по многолетним бобовым травам, применение двукратной осенней обработки почвы, оптимизация нормы высева зерновых культур.

3.3 Качество зерна

Анализ технологических качеств зерна пшеницы показал, что ценная пшеница Екатерина формирует зерно с лучшими технологическими качествами, чем сорт Экада 70 (табл. 18). Массовая доля белка в зерне сорта Екатерина составила 16, 8%, на 2,8-4,8% больше, чем в зерне сорта Экада 70. По содержанию белка зерно сорта Екатерина по ГОСТ 9353-2016 соответствует 1 классу, а зерно сорта Экада 70 — 2 или 3 классу. Качество зерна сорта Екатерина по содержанию клейковины соответствует 4 классу, сорта Экада 70 – 4 и 5 классу, но качество клейковины было высоким. Клейковина соответствовала 1 группе качества. По числу падения и стекловидности зерно пшеницы Екатерина соответствовало 1 классу, а у сорта Экада 70 – 2-4 классам. Качество зерна пшеницы Экада 70 не зависит от урочища.

Таблица 18 — Технологические качества зерна яровой пшеницы

В условиях 2019 года, отличавшегося сильным переувлажнением в период налива и созревания культуры, у пшеницы Экада 70 зерно отличалось крайне низкими технологическими качествами. По содержанию белка зерно соответствовало 3 классу, клейковина совсем не сформировалась, натура и стекловидность соответствовали уровню кормового зерна. Высокий показатель числа падения 297 с свидетельствует о высокой вязкости суспензии, но это больше связано со свойствами углеводного, а не белкового комплекса веществ.

Таким образом, можно утверждать, что недостаток азотного питания растений в течение вегетации не сказался на белковистости зерна ценного сорта Екатерина, но способствовал снижению содержания белка в зерне сорта Экада 70, а также привел к формированию зерна пшеницы с низким содержанием сырой клейковины. По комплексу показателей зерно пшеницы Екатерина соответствует 4 классу, сорта Экада 70 – 4 и 5 классам. Показателем, ограничивающим классность продовольственного зерна пшеницы в 2019 и 2020 году, является массовая доля сырой клейковины.

4 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНА В ООО «АГРОФИРМА «ОСТРОЖКА» ОХАНСКОГО РАЙОНА ПЕРМСКОГО КРАЯ

4.1 Основные недостатки органической системы земледелия при производстве зерна

На основе анализа технологии возделывания яровой пшеницы, оценки агрохимических и агрофизических показателей почвы, состояния посевов и качества продукции можно выделить следующие недостатки органической системы земледелия при производстве зерна в ООО «Агрофирма «Острожка»:

1. Низкая выравненность плодородия полей по всем агрохимическим показателям. Это приводит к увеличению пестроты в росте и развитии растений в посевах.

2. Нерациональная структура посевных площадей. Недостаточная доля озимых зерновых культур. Озимые культуры выращиваются периодически. В 2020 году они отсутствовали в посевах, под урожай 2021 года посеяно 164 га или 4% площади пашни. Это не позволяет сформировать полноценное паровое звено и использовать промежуточные культуры. Доля бобовых трав в структуре посевных площадей составляет 25%, половина из них это выводные поля козлятника и люцерны, которые не участвуют активно в окультуривании пашни.

3. Отсутствие севооборотов и бессистемное чередование культур по полям (урочищам). Значительная доля зерновых и технических культур размещается по зерновым предшественникам, что ухудшает режим минерального питания растений и фитосанитарное состояние посевов.

4. Неэффективное использование органических удобрений (навоза). Его перепревание в небольших по объему кучах на отведенных для этого полях приводит к потере большей части азота и увеличению запасов семян сорных растений в почве.

5. Отсутствие зяблевой обработки почвы. Это приводит повышению вероятности сохранения вредителей и инфекции на полях до следующего года, концентрации семян и корневищ сорняков в верхних слоях почвы. Это задерживает наступление физической спелости почвы весной на 7-10 дней, снижает эффективность предпосевной обработки почвы и приводит к запаздыванию с посевом.

6. Использование сортов с продолжительным вегетационным периодом и склонных к поражению грибными заболеваниями. Это приводит к риску развития эпифитотий, недозревания зерна и проведению уборочных работ при неблагоприятной погоде в холодные влажные годы.

7. Нарушение оптимальных агротехнических сроков проведения агроприемов. Запаздывание с предпосевной обработкой почвы снижает эффективность борьбы с сорняками и использование запасов влаги. Проведение посева ранних яровых культур в июне снижает эффективность использования всех экологических факторов и агротехнических мероприятий, связанных с затратами и реализации потенциала продуктивности культур и сортов. Уборка в течение 10-15 дней после наступления оптимальных сроков приводит к большим механическим и биологическим потерям урожая 0,3-0,5 т /га (19-26%).

8. Невысокое качество полевых работ. Это огрехи при предпосевной обработке почвы и посеве, низкая выравненность глубины обработки почвы и посева, не оптимальная норма высева. Это снижает дружность появления всходов, полевую всхожесть, способствует засорению посева, формированию позднего подгона и подседа.

Выявлены следующие негативные явления в состоянии агрофитоценозов зерновых культур:

1. Дефицит азотного питания растений на уровне 60-70% в фазе кущения и 30-50% в фазе колошения.

2. Сокращение критического периода развития яровой пшеницы «выход в трубку – колошение» до 9 дней (норма 14 дней).

3. Низкая густота продуктивного стеблестоя перед уборкой 194-356 шт./м² (норма 400-450 шт./м²).

4. Низкая потенциальная продуктивность колоса при числе колосков 7,6-13,3 шт.( норма 14-15 шт.).

5. Низкая выравненность посева, формирование позднего подгона и подседа.

6. Высокая засоренность посевов многолетними сорняками и малолетними злаковыми сорняками 44-82 шт./м².

7. Низкая эффективность использования естественного плодородия почвы 64-79%, низкая биологическая 15,7-19,2 ц/га и амбарная урожайность 13-14 ц/га.

8. Низкое содержание массовой доли сырой клейковины в зерне.

4.2 Рекомендации по совершенствованию технологии возделывания яровой пшеницы и других зерновых культур

Разработка и освоение полевых и кормового севооборотов с оптимальным насыщением бобовыми, озимыми и сидеральными культурами.

На первом этапе все урочища следует разбить на две группы по агрохимическим показателям гумусового горизонта почв.

Первая группа это урочища или их части, имеющие следующие агрохимические показатели: гумус более 2,5%, рНсол – от 5,5 до 6, Р₂О₅ более 120 мг/кг почвы. Это наиболее плодородные окультуренные участки пашни. Полей с данным уровнем плодородия в хозяйстве около 40% или около 1400 га.

На этих полях необходимо отвести постоянный участок 50 га для выращивания кукурузы на корм. Это должно быть урочище с южным склоном.

Под выводные поля люцерны (100 га) и козлятника (150 га) необходимо отводить участки с наименее кислой почвой (рНсол не менее 6,0).

До 300 га прифермских полей следует отвести под кормовой севооборот. В его структуру входят однолетние и многолетние травы и часть более требовательных зерновых культур. Предлагается следующая примерная схема кормового севооборота:

1. Вико (горохо)-овсяная смесь на зеленый корм.

2. Озимая рожь в смеси с озимой викой на зеленый корм + однолетние травы (рапс, вика, горох, овес) поукосно.

3. Яровая пшеница + клевер луговой одноукосный.

4. Клевер луговой 1 года пользования на зеленую массу и семена.

5. Клевер луговой 2 года пользования на зеленую массу, отава на сидерат.

6. Ячмень в смеси с горохом на кормовое зерно.

Площадь поля около 50 га.

Насыщение органикой в севообороте происходит за счет сидерации отавы клевера и соломы зерновых культур.

Оставшиеся 800 га первой группы земель отводятся под наиболее требовательные культуры полевого севооборота: озимая пшеница (озимая тритикале), лен, горох, ячмень, яровая пшеница. Предлагается следующая схема севооборота:

1. Клевер луговой (1 укос на зеленую массу, 2 укос на сидерат).

2. Озимая пшеница (озимая тритикале) на зерно.

3. Лен масличный (рапс на семена).

4. Яровая пшеница + клевер луговой двуукосный.

5. Клевер луговой (1 укос на зеленую массу и семена, 2 укос, отава на сидерат).

6. Ячмень на зерно.

7. Горох на зерно.

8. Ячмень (яровая пшеница) + клевер луговой двуукосный

Площадь поля 100 га.

Насыщение органикой в севообороте происходит за счет сидерации клевера в двух полях и соломы зерновых культур в пяти полях.

Вторая группа урочищ занимаю большую часть пашни 2250 га и имеет менее высокий уровень плодородия почвы: гумус 1,5 – 2,5%, рНсол 4.5 – 5,4 , Р₂О₅ – 50 – 120 мг/ кг. В этом севообороте следует размещать менее требовательные и кислотоустойчивые культуры: озимая рожь, овес, злаковые травы, возможно размещение яровой пшеницы. Предлагается следующая схема севооборота:

1. Пар чистый.

2. Озимая рожь на зерно.

3. Яровая пшеница + клевер луговой одноукосный в смеси с тимофеевкой луговой.

4. Клевер луговой+тимофеевка луговая 1 г.п. на зеленый корм.

5. Клевер луговой+тимофеевка луговая 2 г.п. на зеленый корм.

6. Клевер луговой+тимофеевка луговая 3 г.п. на зеленый корм.

7. Яровая пшеница (гречиха) на зерно.

8. Овес на зерно.

Площадь поля 280 га.

Насыщение органикой в севообороте происходит за счет внесения органического компоста в паровом поле в дозе 80 т/га и соломы зерновых культур.

Преимущества предложенных севооборотов:

• Обеспечивают возможность расширения набора полевых культур (озимая пшеница, озимая тритикале, горох, рапс, гречиха).
• Обеспечивает ежегодную площадь подсева и распашки клеверов и клеверо-тимофеечных смесей на уровне 500 га.
• До 95% зерновых культур размещается по отличным и хорошим предшественникам, в том числе до 60% по пласту и обороту пласта бобовых трав.

Распределение урочищ по полям севооборотов следует проводить с учетом одновременности сроков поспевания почвы для обработки.

2. Внедрение технологии послойного компостирования навоза с торфом в буртах. Соотношение компонентов — 1 часть навоза на 1-3 части торфа. Внесение компоста методом разбрасывания.

3. Известкование наиболее кислых почв с рНсол менее 5,0 в паровом поле зерно-паро-травяного севооборота. Дозу извести следует рассчитывать на сдвиг рНсол из расчета 950 кг на 0,1. При рНсол 4,5 доза извести 5,7 т/га позволяет довести обменную кислотность до уровня рНсол 5,1.

4. Подбор наиболее скороспелых сортов зерновых культур с высокими адаптивными свойствами (высокая кустистость, высокая масса 1000 зерен) и устойчивых к грибной инфекции. Анализ показывает, что к таковым из районированных сортов следует отнести следующие сорта:

— озимая пшеница Московская 39 (сорт наиболее устойчив к снежной плесени);

— озимая рожь Графиня (устойчив к ржавчине, мучнистой росе, отличается высокой регенерационной способностью);

— озимая тритикале Бета (зимостойкость выше, чем у других районированных сортов на 0,5-0,7 балла, сорт устойчив к ржавчине и снежной плесени);

— среднеспелый сорт яровой пшеницы Экада 70 (масса 1000 зерен 35-45 г, что на 3-4 г больше, чем у других сортов пшеницы, наиболее устойчив из районированных сортов к головневым, ржавчинным заболеваниям и мучнистой росе);

— среднеранний сорт овса Гармония (масса 1000 зерен 43-53 г, что на 9 г больше, чем у наиболее распространенного сорта Денс);

— сорт ячменя Надежный (отличается повышенной устойчивостью к грибковым заболеваниям и кислотности почвы).

5.Обработка семян биологическими препаратами содержащими комплекс эффективных микроорганизмов и в первую очередь, азотфиксирующие бактерии. Оптимальное обеспечение агроценозов азотом в условиях органического земледелия тесно связано с микробиологической фиксацией этого элемента из воздуха. При возделывании зерновых культур значение имеет ассоциативная азотфиксация. Азот фиксируется ассоциативными микроорганизмами во время их взаимодействия с растениями без образования специализированных органов. Применение диазотрофов во время выращивания злаковых культур позволяет получить прибавку урожая на уровне внесения 30 кг/га минерального азота. Для применения можно порекомендовать следующие препараты:

— Ризобактерин. Ж. В основу препарата входят азотфиксирующие микроорганизмы (Klebsiellaplanticola 5), отличающиеся высокой колонизирующей способностью, ростостимуляцией, антимикробным действием. Предназначен для предпосевной обработки семян зерновых культур в дозе 1 л/т .

— Ризоэнтерин, П — создан на основе штамма, относящегося к роду Enterobacter (E. aerogenes). Расход препарата 1,5 кг/т семян. Применяется на ржи, пшенице, ячмене.

— Ризоагрин, П — создан на основе штамма, относящегося к роду Agrobacterium (A. radiobacter). Расход препарата 3 кг/т семян. Применяется на пшенице.

— Азофит, Ж. В препарате используются бактерии-азотофиксаторы из рода Azotobacter vinelandii. Содержит в составе Гумат К. Расход препарата 1л/т семян. Применяется на зерновых и технических культурах.

Имеются и другие препараты.

При обработке семян эти препараты следует сочетать с биофунгицидами:

— Псевдобактерин 2, Ж. Содержит бактерии Pseudomonas aureofaciens, штамм BS 1393. Рекомендуется на зерновых культурах в дозе 1 л/т семян.

— Фитоспорин АС Концентрат. Содержит три основные группы микроорганизмов – антагонистов фитопатогенов: бактерии рода Bacillus Subtilis (сенная палочка), грибы рода Trichoderma и лизаты ризосферных бактерий. Все штаммы относятся к почвенным микроорганизмам, сосуществующим друг с другом. Доза расхода 100 мл/т.

Имеются и другие препараты.

6. Использование для посева семенного материала высших категорий качества не ниже 3 репродукции, откалиброванных по массе 1000 семян на уровне высших показателей, свойственных используемым сортам.

7. Переход на систему улучшенной зяблевой обработки почвы, включающей двукратное дискование трав с интервалом 15 дней, или дискование и последующую культивацию по стерневым предшественникам.

8. Переход к более ранним (майским) срокам посева с 20 по 30 мая.

9.Организация более оперативной уборки в течение не более 5-6 дней после наступления твердой спелости зерна.

10.Программирование и внедрение технологии возделывания на формирование оптимальной модели посевов зерновых культур на плановый уровень урожайности. Для получения амбарной урожайности яровой пшеницы не менее 2 т/га посев должен иметь следующие показатели:

— густота продуктивного стеблестоя — 370-400 шт./м²;

— число зерен в колосе — 13-15 шт.;

— масса 1000 зерен — 38-42 г.

Это обеспечивается при следующих условиях:

— норма высева — 5-5,5 млн всхожих семян на 1 га;

— полевая всхожесть семян – 70-75%;

— продуктивная кустистость – 1,1;

— число колосков в колосе — 13-15 шт.;

-выживаемость растений в течение вегетации – 90-95%.

Исходя из выше сказанного, может быть предложена следующая операционная схема усовершенствованной технологии возделывания яровой пшеницы в ООО «Агрофирма «Острожка» (табл. 19).

Таблица 19 – Операционная схема усовершенствованной технологии возделывания яровой пшеницы в ООО «Агрофирма «Острожка»

Технологические операции могут быть проведены другими агрегатами, выполняющими аналогичные функции. Может быть использован другой набор биологических препаратов для обработки семян.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. ООО «Агрофирма «Острожка» Оханского района Пермского края – первое и единственное предприятие региона, перешедшее в 2019 году на производство органической продукции растениеводства. Хозяйство имеет определенные условия, позволяющие ему заниматься органическим производством зерна. На 1175 га (32%) пашни получен органический сертификат по стандартам стран ЕС, остальные 2485 га находятся в стадии конверсионного (переходного) периода. С 2017 года предприятие перешло на поверхностную сберегающую обработку почвы по системе И.Е. Овсинского. Значительная часть почв (40%) имеет сравнительно высокое эффективное плодородие 50-58 баллов (гумус 2-3%, рНсол более 5, содержание подвижного фосфора более 100 мг/кг). Это позволяет при благоприятных климатических условиях и высокой культуре земледелия без удобрений получать до 20-25 ц/га зерна.

2. Мониторинг агрохимических и агрофизических показателей почвы показал, что органическая система земледелия, применяемая в течение семи лет, не ухудшает агрохимические показатели дерново-подзолистой почвы, не смотря на отсутствие минерального питания сельскохозяйственных культур, однако отмечается недостаточное накопление нитратного азота. Сохраняется низкая выравненность плодородия полей по всем агрохимическим показателям, что приводит к увеличению пестроты в росте и развитии растений в посевах. Поверхностная обработка дерново-подзолистых и дерново-глеевых тяжелосуглинистых почв на глубину до 8 см приводит к их разуплотнению. Плотность сложения почвы на глубине 10 см в фазе тестообразного состояния яровой пшеницы (19 августа) составила 0,91 – 1,12 г/см³, что на 0,3-0,4 г/см³ниже, чем при традиционной глубокой отвальной системе обработки.

3. Анализ технологии возделывания яровой пшеницы выявил следующие недостатки:

— не рациональная структура посевных площадей. Доля озимых зерновых культур составляет 0-4% площади пашни. Доля многолетних бобовых трав активно использующихся в окультуривании пашни не превышает 10%;

— отсутствие севооборотов и бессистемное чередование культур по полям (урочищам);

— не эффективное использование органических удобрений (навоза);

— отсутствие зяблевой обработки почвы;

— использование сортов с продолжительным вегетационным периодом и склонных к поражению грибными заболеваниями;

— нарушение оптимальных агротехнических сроков проведения агроприемов и невысокое качество полевых работ.

4. Мониторинг состояния агрофитоценозов яровой пшеницы в условиях органической системы земледелия показал:

— даже при поздних сроках посева на посевах пшеницы не отмечается активного лета злаковых мух, превышающего показатели экономического порога вредоносности. Доля пораженных растений в посеве не превышает 5%;

— поверхностная обработка почвы по системе земледелия И.Е. Овсинского в сочетании с обработкой семян перед посевом биологическим препаратом Псевдобактерин, Ж в дозе 1 л/т и препаратом Гумат+7 в дозе 0,2 кг/га защищает посевы яровой пшеницы от развития и распространения корневых гнилей и бурой ржавчины до фазы колошения на уровне экономического порога вредоносности, однако к фазе тестообразного состояния развитие и распространение этих заболеваний существенно увеличивается;

— при применении поверхностной весенней предпосевной обработки почвы по типу поздней яровой культуры отмечается сильное засорение малолетними злаковыми сорняками и очень сильное засорение многолетними корнеотпрысковыми и корневищными сорняками, общая засоренность посевов многолетними сорняками и малолетними злаковыми сорняками составила 44-82 шт./м²;

— дефицит азотного питания растений находится на уровне 60-70% в фазе кущения и 30-50% в фазе колошения;

— сокращение периода посев – всходы на 7-10 дней (до 7 дней) и повышение полевой всхожести на 5-19% по сравнению с традиционной технологией возделывания культуры. Продолжительность критического периода развития растений «выход в трубку – колошение» в условиях 2020 года сократился до 9 дней (норма 14 дней). Тем не менее, общая продолжительность вегетационного периода составила у среднераннего сорта 96 дней, у среднеспелого сорта 101-102 дня. Наступление уборочной спелости приходится на вторую половину сентября;

— низкую густоту продуктивного стеблестоя перед уборкой 194-356 шт./м² (норма 400-450 шт./м²). Низкую потенциальную продуктивность колоса при числе колосков 7,6-13,3 шт.( норма 14-15 шт.);

— низкую выравненность посева, формирование позднего подгона и подседа;

— низкую эффективность использования естественного плодородия почвы 64-79%. Биологическая урожайность культуры составила 15,7-19,2 ц/га, амбарная — 13-14 ц/га.

5. Недостаток азотного питания растений в течение вегетации не сказался на белковистости зерна ценного сорта Екатерина, но способствовал снижению содержания белка в зерне сорта Экада 70, а также привел к формированию зерна пшеницы с низким содержанием сырой клейковины. По комплексу показателей зерно пшеницы Екатерина соответствует 4 классу, сорта Экада 70 – 4 и 5 классам. Показателем, ограничивающим классность продовольственного зерна пшеницы в 2019 и 2020 году, является массовая доля сырой клейковины.

6. Решению выявленных проблем в органическом производстве зерна будут способствовать:

— разработка и освоение полевых и кормового севооборотов с оптимальным насыщением бобовыми, озимыми и сидеральными культурами;

— внедрение технологии послойного компостирования навоза с торфом в буртах;

— известкование наиболее кислых почв с рНсол менее 5,0 в паровом поле зерно-паро-травяного севооборота из расчета дозы на сдвиг рНсол;

— подбор наиболее скороспелых сортов зерновых культур с высокими адаптивными свойствами и устойчивых к грибной инфекции;

— обработка семян биологическими препаратами содержащими комплекс эффективных микроорганизмов и в первую очередь, азотфиксирующие бактерии;

— переход на систему улучшенной зяблевой обработки почвы;

— использование для посева семенного материала высших категорий качества не ниже 3 репродукции, откалиброванных по массе 1000 семян на уровне высших показателей, свойственных используемым сортам;

— переход к более ранним (майским) срокам посева с 20 по 30 мая;

— организация и проведение более оперативной уборки в течение не более 5-6 дней после наступления твердой спелости зерна;

— программирование и внедрение технологии возделывания на формирование оптимальной модели посевов зерновых культур на плановый уровень урожайности. Для получения амбарной урожайности яровой пшеницы не менее 2 т/га посев должен иметь следующие показатели:

-густота продуктивного стеблестоя — 370-400 шт./м²;

-число зерен в колосе — 13-15 шт.;

-масса 1000 зерен — 38-42 г.

Список использованной литературы

Приложения

Реферат

Отчёт 72 с., 21 табл., 13 рис., 177 источников, 2 прил.

РАЗРАБОТКА ОРГАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ (БИОЛОГИЗАЦИИ СЕВООБОРОТА) ПОВЫШАЮЩЕЙ ПЛОДОРОДИЕ ДЕРНОВО–ПОДЗОЛИСТОЙ СРЕДНЕСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КУЛЬТУР ПОЛЕВОГО СЕВОООБОРОТА

Ключевые слова: плодородие, дерново-подзолистая почва, органическая продукция, сидерат, солома, органическое производство, залежная почва, биопрепарат.

Объектами исследований являются дерново–подзолистые почвы и культуры севооборота, возделываемые на них.

Цель работы – разработать органическую систему применения удобрения, обеспечивающую сохранение плодородия дерново-подзолистых почв Среднего Предуралья и получение продукции хорошего качества. Изучить особенности изменения эколого-агрохимических свойств дерново-подзолистых почв при освоении залежей.

Методы исследований: полевые опыты, производственный опыт, лабораторные исследования.

Впервые в Среднем Предуралье на основании шестилетних исследований (2013-2019 гг.) разработана органическая система удобрений с учётом положительного баланса элементов питания и увеличения биологической активности почв. За счет использования органической системы удобрений на среднеокультуренных дерново-подзолистых почвах Среднего Предуралья содержание органического вещества повышается на 0,2–0,7%, инвертазная активность на 5–10 % по сравнению с минеральной системой применения удобрений.

Использование органической системы удобрения в зернопаровом севообороте позволило получить зерно яровой пшеницы с содержанием сырого протеина 20,9 % и сырой клейковины 19,5 %, что соответствует третьему классу по требованиям ГОСТ Р 9353–2016.

Использование органической системы удобрения обеспечило получение качества зерна овса на одном уровне с органоминеральной системой. Содержание сырого протеина составило – 10,9 %, сырой клетчатки – 12,0 % и сырой золы – 3,2 %.

Органическая система удобрения в сидеральном севообороте позволяет получить сено клевера 1 г.п. (1 укос) с содержанием каротина 71,3 мг/кг и сырого протеина 13,5 %.

Экономическая эффективность от внедрения составила 8,86 тыс. руб./га, при оценке дерново–подзолистой почвы с учетом полученного уровня плодородия (суммарного агрохимического показателя), рассчитанного по разнице в стоимости участков с использованием предложенной разработки и без нее.

Нормативные ссылки

В настоящем отчёте о научно–исследовательской работе использованы ссылки на следующие стандарты и нормативные документы:

1. ГОСТ 26207–91. Почвы. Определение подвижных форм фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО.
2. ГОСТ 26212–91. Почвы. Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО.
3. ГОСТ 26483–85. Почвы. Определение рН солевой вытяжки, обменной кислотности, обменных катионов, содержания нитратов и обменного аммония и подвижной серы методами ЦИНАО.
4. ГОСТ 27821–88. Почвы. Определение суммы поглощенных оснований по методу Каппена.
5. ГОСТ 29269–91. Почвы. Общие требования к проведению анализов.
6. ГОСТ 26489–85 Почвы. Определение обменного аммония по методу ЦИНАО.
7. ГОСТ 26951–86. Почвы. Определение нитратов ионометрическим методом.
8. ГОСТ 26107–84. Почвы. Методы определения общего азота.
9. ГОСТ 26213–91. Почвы. Методы определения органического вещества.
10. ГОСТ 26488–85. Почвы. Определение нитратов по методу ЦИНАО.
11. ГОСТ 28168 – 89. Почвы. Отбор проб.
12. ГОСТ 28268–89. Почвы. Методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений.
13. ГОСТ Р 9353–2016. Пшеница. Технические условия.
14. Постановление Правительства РФ от 14 июля 2012 г. N 717 «О Государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013 – 2020 годы»
15. Указ Президента РФ от 01.12.2016 г. № 642 «О Стратегии научно–технологического развития Российской Федерации».
16. Федеральный закон от 03.08.2018 N 280–ФЗ «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

Определения

В настоящем отчёте о научно–исследовательской работе применяли следующие термины с соответствующими определениями:

Агрономическая эффективность удобрений и мелиорантов – результат действия удобрений и мелиорантов, выраженный прибавкой натуральной основной продукции или прибавкой основной и побочной продукции пересчитанной в зерновые или кормовые единицы в расчёте на гектар или на единицу удобрения и мелиоранта.

Агрохимическая характеристика почвы – совокупность химических и физико–химических показателей, характеризующих эффективное плодородие почв – уровень обеспеченности с.–х. растений элементами минерального питания и условиями роста.

Азот аммонийный – минеральный азот, находящийся в аммонийной форме.

Азот минеральный – сумма аммонийного, нитратного и нитритного азота почвы, растений или органических удобрений.

Азот нитратный – азот, находящийся в форме нитрат–иона.

Аммоний обменный – аммоний, адсорбированный почвенным поглощающим комплексом, способный к эквивалентному замещению другими катионом.

Аммоний фиксированный – аммоний, закрепленный в межпакетном пространстве трехслойных глинистых минералов.

Биологическая активность почвы – интенсивность микробиологических процессов, протекающих в почве.

Вынос элемента питания растениями – общее количество питательного элемента, содержащегося в основной и побочной продукции, отчуждаемой с поля.

Гумус – часть органического вещества почвы, образующаяся при гумификации органических остатков.

Деградация почвы – ухудшение свойств и снижение плодородия почвы в результате воздействия природных или антропогенных факторов.

Действующее вещество (д.в.)– основной питательный элемент, содержащийся в удобрениях.

Доза удобрения (мелиоранта) – количество удобрения (мелиоранта), вносимого под конкретную культуру за один приём, которое выражают: при внесении минеральных удобрений в кг действующего вещества (д.в.) на гектар, в г д.в./м², мг/сосуд и др.; при внесении органических удобрений и мелиорантов в т/га, кг/м², г/сосуд.

Ёмкость катионного обмена почвы – количество катионов адсорбированных почвенным поглощающим комплексом почвы в обменном состоянии.

Загрязнение окружающей среды – поступление в окружающую среду веществ, которые оказывают на неё негативное воздействие.

Загрязнение почвы – содержание в почвах химических элементов, соединений и патогенных организмов в количествах, оказывающих вредное воздействие на состояние растений, здоровье, животных, человека.

Калий почвы обменный – калий, переходящий в раствор при взаимодействии почвы растворами нейтральных солей.

Кислотность почвы – свойство почвы, обусловленное преобладанием в почвенном растворе ионов водорода над гидроксонием, обменных ионов водорода и алюминия в почвенном поглощающем комплексе.

Кислотность почвы гидролитическая – кислотность почвы, проявляющаяся при обработке её раствором гидролитически щелочной соли.

Кислотность почвы обменная – кислотность почвы, проявляющаяся при обработке её раствором нейтральной соли.

Лабильное органическое вещество – растительные остатки разной степени разложения, предгумусовая фракция (детрит) и подвижные формы гумусовых веществ (водорастворимая и слабо закрепленная минеральными соединениями часть гумуса).

Легкоразлагаемое органическое вещество – входит в состав лабильного органического вещества и представлено в виде растительного опада, детрита, остатков почвенных животных и микроорганизмов, а также органических удобрений.

Минерализация органических веществ в почве – микробиологические процессы разложения органических веществ в почве с образованием минеральных соединений.

Минеральные удобрения – удобрения промышленного или ископаемого происхождения, содержащие питательные элементы в минеральной форме (соли).

Окультуривание почвы – совокупность мероприятий, направленных на улучшение агрохимических, агрофизических и биологических свойств почвы.

Органическое вещество почвы – совокупность всех органических веществ, находящихся в форме гумуса и остатков животных и растений.

Основное внесение удобрений – внесение основной массы удобрения до посева и посадки.

Питательный элемент – элемент удобрения, необходимый для роста и развития растений.

Плодородие почвы – способность почвы обеспечивать условия необходимые для жизни растений.

Подкисление почвы – увеличение кислотности почвы, вызванное почвообразовательным процессом, внесением физиологически кислых удобрений, отчуждением оснований с урожаем и другими видами воздействия.

Подкормка растений – внесение удобрений в период вегетации растений.

Показатели плодородия почвы – физические, химические, физико–химические, биологические и другие свойства (параметры) почвы, характеризующие её как среду жизнеобитания растений.

Почвенный поглощающий комплекс (ППК) – совокупность минеральных, органических и органоминеральных частиц твердой фазы почвы, обладающих поглотительной и обменной способностью.

Рядковое внесение удобрений – внесение удобрений при посеве или посадке растений в рядки.

Свойства почвы агрохимические – совокупность химических свойств почвы, определяющих режим питательных веществ, превращение внесенных удобрений и условия питания растений.

Степень насыщенности почвы основаниями – отношение суммы поглощенных оснований к емкости поглощения катионов, выраженное в процентах.

Сумма поглощенных оснований – общее количество поглощенных оснований в почве.

Технология внесения удобрений – комплекс последовательных производственных операций по внесению удобрения.

Токсичность – высокая концентрация элементов в почвенном растворе останавливающая рост корней и вызывающая гибель растений.

Углерод почвы общий – валовое содержание углерода в почве.

Углерод почвы органический – содержание органического углерода в почве.

Удобрение – вещество, используемое для питания растений и воспроизводства плодородия почвы.

Формы элементов подвижные – формы химических элементов, извлекаемые из почвы или субстратов различными вытяжками.

Элемент питания – химический элемент, необходимый для роста и развития растений.

Обозначения и сокращения

В настоящем отчете применяли следующие обозначения и сокращения:

% – процент;

°С – градус Цельсия;

Fтеор., Fфакт. – критерии Фишера;

r – коэффициент корреляции;

S – сумма обменных оснований;

t – температура;

V – степень насыщенности почв основаниями;

г – грамм;

г. – год;

г/м³ – грамм на метр кубический;

га – гектар;

г.п. – год пользования;

д.в. – действующее вещество;

ЕКО – емкость катионного обмена;

з.ед. – зерновая единица;

кг – килограмм;

к.ед. – кормовая единица;

л – литр;

м – метр;

м² – квадратный метр;

мг – миллиграмм;

мг–экв. – миллиграмм–эквивалент;

млн. – миллион;

мм – миллиметр;

Нг – гидролитическая кислотность почвы;

НСР₀₅ (НСР_0,95) – наименьшая существенная разность для 5 % уровня значимости;

рис. – рисунок;

рН_KCl – обменная кислотность почвы;

рН_H2O – актуальная кислотность почвы;

с. – страница;

с.–х. – сельскохозяйственный;

см – сантиметр;

т – тонна;

табл. – таблица;

тыс. – тысяч;

ц – центнер.

Введение

Принятие Федерального закона от 03.08.2018 N 280–ФЗ «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» вступающего в законную силу с 1 января 2020 года [1] и определение одним из приоритетных направлений Стратегии научно–технологического развития Российской Федерации о переходе к высокопродуктивному и экологически чистому сельскому хозяйству, продуктов питания (Указ Президента РФ от 01.12.2016 г.) [2] повышают актуальность разработки и внедрения органических систем удобрения в растениеводстве.

Задачи органического земледелия не ограничиваются только получением качественной экологически чистой продукции, но и обеспечением устойчивости агроэкосистем, сохранением и расширением воспроизводства почвенного плодородия, что достижимо за счет биологизации растениеводства, основанного на принципах максимально возможного применения возобновляемых биоресурсов: сидеральных паров, посева бобовых трав и бобово–злаковых травосмесей, запашки соломы, пожнивно–корневых остатков и различных органических удобрений.

1. Вместе с тем остается актуальным вопрос предотвращение выбытия земель сельскохозяйственного назначения, вовлечение залежных земель в сельскохозяйственное производство, разработка программ сохранения и восстановления плодородия почв [3].

Залежные земли являются потенциальным резервом для органического земледелия, поскольку длительное время не подвергались воздействию средств химизации.

Цель настоящей работы – разработать органическую систему применения удобрения, обеспечивающую сохранение плодородия дерново–подзолистых почв Среднего Предуралья и получение продукции хорошего качества. Изучить особенности изменения эколого–агрохимических свойств дерново–подзолистых почв при освоении залежей.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Дать анализ литературных источников о влиянии удобрений на состояние дерново–подзолистых почв.
2. Разработать органическую систему удобрения по поддержанию бездефицитного баланса элементов питания в дерново–подзолистых почвах Среднего Предуралья.
3. Изучить влияние органической системы удобрения на показатели плодородия дерново–подзолистых почв Среднего Предуралья в сравнении с минеральной и органоминеральной.
4. Проверить качество растениеводческой продукции, полученной с использованием изучаемых систем удобрения.
5. Провести производственную проверку использования элементов органического земледелия для повышения плодородия дерново–подзолистых почв.
6. Изучить влияние видов землепользования на показатели плодородия дерново–подзолистой почвы Среднего Предуралья, оценить возможность использования залежных земель в органическом земледелии.
7. Провести апробацию результатов на научных конференциях и выставках, опубликовать основные положения в печати.

Полученные результаты. В ходе исследований предложены: приёмы, обеспечивающие бездефицитный баланс элементов питания и перечень обязательных мероприятий направленных на получение продукции хорошего качества на дерново–подзолистых почвах Среднего Предуралья; проведена оценка залежных земель для вовлечения в органическое земледелие.

Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые в Среднем Предуралье разработана органическая система удобрений и вовлечения залежных земель с учётом положительного баланса элементов питания и увеличения биологической активности почв. За счет использования органической системы удобрений на среднеокультуренных дерново–подзолистых почвах Среднего Предуралья содержание органического вещества повысится на 0,2–0,7%, ферментативная активность на 5–10 % по сравнению с минеральной системой применения удобрений. Дано экологическое обоснование целесообразности возделывания культур с применением органической системы земледелия в регионе.

В настоящем отчете представлены результаты исследований за 2019 год, с учетом научного задела в период с 2013 по 2018 гг.

1 состояние изученности вопроса

1.1 Влияние удобрений на органическое вещество дерново–подзолистых почв

Мировая практика земледелия и многолетние исследования научных учреждений убедительно доказали, что плодородие почвы в значительной мере зависит от содержания органического вещества, так как в органическом веществе сосредоточены основные запасы азота и значительная часть фосфора почвы [4, 5, 6, 7, 8]. И роль органического вещества продолжает неуклонно расти с интенсификацией земледелия [9, 10, 11, 12].

Важная роль органического вещества объясняется его глобальным влиянием на все агрономически важные свойства почвы, ее энергетическую ценность, тесной взаимосвязью превращений с комплексом агротехнических приемов, сложностью воспроизводства в современных системах земледелия. Органическое вещество почвы является регулятором расхода элементов минерального питания, и предотвращает непроизводительные потери продуктов труднорастворимых минеральных удобрений [13, 14, 15, 16, 17, 18].

Запасы и состав органического вещества практически определяют все агрохимические и микробиологические свойства и продуктивность почв. Чем больше запасы гумуса в почве, тем богаче она азотом, фосфором и другими элементами питания растений [13, 19, 20]. Почвы с большим содержанием гумуса биологически активнее: в них выше численность микроорганизмов, более разнообразнее видовой состав, интенсивнее продуцируется СО₂, повышена ферментативная активность. Гумусированные почвы отличаются лучшими физическими свойствами, водно-воздушным и тепловым режимами, они устойчивы к эрозионным процессам. Особенно возрастает роль гумусированности почв при неблагоприятных погодных условиях [21].

Основной фонд пахотных угодий в Предуралье составляют дерново–подзолистые почвы, характеризующиеся низким природным уровнем гумуссированности (1-2%), что обусловлено процессом почвообразования таежно–лесной зоны, при том, что минимально необходимым количеством гумуса для дерново-подзолистых почв считают от 1,8 до 2,5% [22, 23]. Общие запасы гумуса в слое почвы 0–20 см у почв тяжелого гранулометрического состава составляют 60-80 т/га, а легкого, по данным ряда авторов, содержание гумуса варьирует от 15 до 30 т/га [24, 25].

Введение дерново-подзолистых почв в сельскохозяйственный оборот приводит к значительным изменениям и потерям органического вещества [26, 27, 28, 29, 30, 28]. Прежде всего, нарушается установившееся динамическое равновесие, которое выражается в изменении баланса между поступлением и минерализацией свежего органического вещества [32]. Наблюдается усиление разложения негумифицированного органического вещества и собственно гумусовых компонентов почвы, главным образом, активной части. Наибольшие потери органического вещества отмечаются в пахотном слое почвы за счет сокращения поступления растительных остатков и повышения аэрации почвы при распашке целины, что в конечном итоге приводит к усилению процессов минерализацией легкоразлагающихся соединений [33, 34].

В Нечерноземной зоне РФ ежегодная минерализация гумуса при возделывании сельскохозяйственных культур составляет примерно 0,5-0,9 т/га пашни в год. По данным А.В. Захаренко (2004), за последние 25-30 лет дерново–подзолистые пахотные почвы Нечерноземной зоны потеряли порядка 20-30% органического вещества.

Потери гумуса при возделывании зерновых культур составляет в среднем за год 0,3-0,7 т/га, пропашных увеличиваются до 2-2,2 т/га [35]. Максимальные потери гумуса в неудобренном, чистом пару [7, 36, 37, 38]. Потери гумуса в паровых полях без применения органических удобрений в среднем могут достигать 1,5-2,0 т/га в год [8].

Установлено, что для восполнения органического вещества дерново–подзолистых почв одних только послеуборочных растительных остатков недостаточно, требуется дополнительное внесение как органических, так и минеральных удобрений. Кроме того, вопрос о влиянии минеральных удобрений на содержание гумуса и органического вещества в почве остается спорным.

По мнению ряда ученых, минеральные удобрения способствуют минерализации органического вещества и поэтому при их применении наблюдается тенденция к снижению содержания гумуса [39, 40, 41, 42, 43]. Обобщенные данные опытов Л.К. Шевцовой [44] свидетельствуют, что применение минеральных удобрений на дерново-подзолистых почвах снижает содержание гумуса в них на 20-34%. По мнению А. М. Гринченко и др., [45], И.И. Филок и др., [46] на минерализацию гумуса в почве в большей степени воздействуют азотные удобрения. Н.З. Милащенко и др., [47] отмечают, что при разложении гумуса большая часть азота (нитраты) мигрирует вниз по почвенному профилю и является источником загрязнения подземных вод. Внесение больших доз минеральных удобрений ускоряет процесс минерализации гумуса, при этом он теряет свои агробиологические свойства, а почва становится малобуферной, теряется абсорбционная способность и структура.

Другие считают, что за счет роста урожайности культуры, количество поступающих в почву корневых и пожнивных остатков увеличивается, что позволяет минеральным удобрениям поддерживать постоянный уровень содержания гумуса, не компенсируя его потери [44, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54].

Общепризнанным мнением считается, что наиболее рациональным является совместное применение органических и минеральных удобрений [55, 56, 57, 58, 59]. Сочетание органических и минеральных удобрений сопровождается усиленным действием на плодородие почвы, а следствие и на продуктивность севооборота, по сравнению с раздельным их внесением [60]. Д.Н. Прянишников объяснял это, прежде всего улучшением условий питания растений в течение всего периода вегетации растений. Он отмечал, что совместное внесение навоза с минеральными удобрениями «….позволяет обильно снабдить растения усвояемой пищей на первых стадиях развития и дать в то же время в виде навоза резерв постепенно приходящих в действие питательных веществ».

Результаты многолетних исследований В.Ф. Зубенко [1], проводимых на дерново–подзолистых почвах Житомирской станции, так же доказали преимущественную роль совместного применения органических и минеральных удобрений. Положительный баланс органического вещества, при котором имеет место увеличение содержания гумуса в почве (на 0,21-0,24 %), наблюдалось в вариантах, где применялись органические удобрения в дозах 10 и 20 т/га и минеральные N₁₅P₃₁K₃₁ и N₃₀P₄₅K₄₅. В опыте Н.Е. Завьяловой [23], проводимом на дерново-подзолистой почве, доказано, что совместное применение органических и минеральных удобрений (NPK₆₀) повышает уровень гумусированности почвы до 2,29 %.

Н.С. Матюк и др., [61] установили, что совместное применение минеральных и органических удобрений в составе пожнивного сидерата и соломы позволило сбалансировать процессы минерализации и гумификации в пахотном слое почвы различных видов органического вещества. При использовании одной минеральной системы удобрения, а также в вариантах без удобрений, где единственным источником органического вещества являются лишь пожнивно-корневые остатки, преобладают процессы минерализации, что подтверждается и более высокими значениями относительного показателя минерализации – 1,54 и 1,42 соответственно.

Для Нечерноземной зоны при использовании органической системы удобрения многие ученые рекомендуют вносить 10–20 т/га навоза в год, для Черноземной – 5-7 т/га [5, 10, 62, 63]. В среднем по зонам РФ варьирование дозы составляет ± 7-7,5 т/га. Другие исследователи рекомендуют разовое внесение более высоких доз органических удобрений – до 60-100 т/га. [64]. Обеспечить такую потребность в органических удобрениях за счет навоза в современных условиях не представляется возможным, более того, с технической точки зрения это сложная задача [65, 66].

Вопреки устоявшемуся стереотипу, навоз не относится к единственному источнику повышению содержания органического вещества и накопления гумуса в почве. В условиях недостаточного применения минеральных и органических удобрений особое внимание следует уделить использованию в севооборотах зеленого удобрения [6, 42, 67, 68, 69, 70, 71, 72].

В России сидеральные культуры довольно хорошо изучены [73, 74, 75, 76, 77, 78].

Мнение исследователей о влиянии зеленого удобрения на органическое вещество почвы противоречивы. По мнению В.Д. Голубева [79], противоречивость полученных результатов исследований о влиянии зеленых удобрений на содержание гумуса в почве обусловлена многими причинами, но прежде всего различиями почвенно–климатических и агротехнических условий, определяющих интенсивность разложения органического вещества сидерата. Одни считают, что это агроприем приводит к увеличению, другие – к снижению содержание гумуса [80]. Это противоречие мнений о роли влияния сидеральных культур на плодородие почвы и продуктивность культур севооборота требует дальнейшего изучения и уточнения для Нечерноземной зоны РФ.

Биомасса зеленого удобрения содержит столько же азота, сколько подстилочный навоз, но несколько меньше – фосфора и калия [81, 82]. Так, зеленая масса донника в среднем содержится азота 0,7–0,8 %, фосфора 0,05 %, калия 0,20 % и 0,9–1,0 % кальция [83, 84]. При этом возделывание сидератов обеспечивает поступление в почву органического вещества, заменяющего около 30–50 т/га подстилочного навоза [85, 86]. По данным Е.П. Харламова [87],а запашка 20–30 т зеленой массы сидеральных культур заменяет внесение 15 т/га компоста. С.С. Сдобников [88], И.А. Чуданов [89] сошлись во мнении, что по своему удобрительному действию запашка зеленой массы сидеральных культур равноценно средним дозам навоза и восполнение запасов органического вещества в почве происходит с минимальными трудозатратами.

Ю.А. Малышева [90] в своих исследованиях установила, что введение в севооборот сидерального пара способствует повышению содержания гумуса в год запашки сидератов и в последействии на 10–20% по сравнению с чистым паром. Л. Трипольской и др. [91] так же установлено, что в условиях промывного водного режима почв внесение зеленого удобрения позволяет поддержать стабильный баланс гумуса в зерновых агрофитоценозах.

Другим немало важным источником органического вещества является солома. На современном этапе в структуре посевных площадей в производстве зерна преобладают зернобобовые и зерновые культуры. Получаемая побочная продукция позволяет компенсировать часть недостающего количества органических удобрений, в частности, соломой зерновых культур (Дедов А.В., 2012; Безлер Н.В., 2013) [92, 93].

По данным В. Г. Лошакова [94], в почву заделывается только 40–45% от общего количества соломы. После уборки зерновых культур солому скирдуют на окраинах полей, так она храниться порядка 2–3–х лет с надеждой на дальнейшее хозяйственное использование, но многие хозяйства отказываются её использовать на удобрение, предпочитая сжигать её. В.Р. Вильямс [95] считал, что вредные последствия сжигания могут превзойти всякие ожидания: «Сжигание стерни приводит к быстрой и полной минерализации всех пожнивных остатков, – писал он, – весь запас зольных элементов мертвого органического вещества растений чрезвычайно быстро обращается в минеральные соли, которые столь же быстро выщелачиваются». Сжигание 40–50 ц стерни и соломы приводит к потере до 20–25 кг/га азота и 1500–1700 кг углерода и приводит к непоправимому ущербу окружающей среде и плодородию почвы. Внесение же 1 тонне соломы по удобрительной ценности эквивалентно 2–3 т полуперепревшего навоза, что определяет её высокую удобрительную ценность [96, 97].

Использование соломы в качестве удобрения позволяет агрофитоценоз по своим трофическим связям приблизить к системе природного ценоза.

При этом, ряд соображений агрономического и организационно–экономического характера: обеспечение почвы органическим веществом, улучшение её биологических и физико–химических свойств, сокращение производственных затрат благодаря исключению работ по уборке, перевозке, погрузке и разгрузке соломы, разбрасыванию подстилки и удалению навоза из стойл, его погрузке и разгрузке, укладыванию в штабели и разбрасыванию по полю позволяет судить о целесообразности и создании условий эффективного применения соломы в качестве удобрения [98, 99, 100].

Из применяемых в настоящее время удобрений солома содержит наибольшее органического вещества. В 1 тонне навоза (при влажности 85%) содержится около 270 кг органического вещества, а в 1 тонне соломы – 800 кг. Принято считать, что при урожайности зерновых 3,0 т/га в почву с соломой возвращается до 3200 кг органического вещества, при этом в пахотном горизонте происходит его накопление от 200 до 250 кг/га [101].

Солома подвергается процессам гумификации в почве, тем самым увеличивая или же поддерживая его содержание на исходном уровне [102, 103, 104].

Ежегодная запашка 3 т/га соломы покрывает естественные потери органического вещества, а внесение 5–6 т/га соломы создает предпосылки для увеличения количества гумуса в почве [105].

В опытах Высшей сельскохозяйственной школы (г. Брно, Чехия) установлено, что ежегодное внесение в почву соломы ярового ячменя при его бессменном выращивании в течение пяти лет имело преимущество по сравнению со сжиганием и увеличивало содержание гумуса. Положительное влияние запашки соломы в почву установлено и 10–летними исследованиями научных учреждений земли Гессен (Германия), где этот агроприем позволил не только поддерживать бездефицитный баланс гумуса в почве, но и повысить его содержание [106].

Исследованиями А.В. Дедова и др.[92] доказано, что запашка 5 т/га соломы в севообороте с кукурузой на силос приближало баланс гумуса к бездефицитному. В севообороте с сахарной свеклой внесение соломы снижало потери гумуса на 0,11 %. По данным Н.А. Максютова и др. (2011), внесение соломы в паровое поле позволяет сохранить положительный баланс гумуса.

В исследованиях, проведенных в Северо–Западном НИИСХ (1988), при применении соломы в количестве 4–5 т/га ежегодно совместно с минеральными удобрениями за 6 лет увеличилось содержание гумуса в дерново–подзолистых легкосуглинистых почвах с 1,48 до 1,70%.

Эффективность удобрения соломой заметно возрастает при сочетании её с 10–12 кг минерального азота на 1т соломы. Добавление к соломе минеральных удобрений увеличивает скорость разложения в 1,4 – 1,5 раза [92]. Это наглядно видно из результатов опытов Н. Maeder (1990), где через 8 месяцев целлюлоза ржаной соломы без добавления азота разлагается на 4 %, а с добавлением азота – почти полностью. Лигнин без добавления азота разлагается на 24 % и при добавлении – на 50%.

Несмотря на многочисленные исследования о ценности различных видов органических удобрений, в полученных результатах имеются некоторые противоречия, что свидетельствует о недостаточной изученности данного приема обогащения почвы органическим веществом

1.2 Влияние удобрений на агрохимические показатели и биологические свойства дерново–подзолистых почв

В Нечерноземной зоне дерново–подзолистые почвы являются основной пахотного фонда земель и занимают около 80 % всей площади пашни Пермского края. Эти почвы, характеризуются повышенным содержанием подвижных форм марганца и алюминия, недостатком питательных веществ, низкой микробиологической активностью, имеют кислую реакцию (рН = 4 – 4,5), значительную обменную кислотность (1–2 мг–экв. на 100 г почвы), низкие (5 – 15 мг–экв. на 100 г почвы) ёмкость поглощения и степень насыщенности основаниями [107, 108, 109].

Реакция почвенного раствора – весьма существенный фактор плодородия. Использование различных систем удобрений приводит к выраженной дифференциации агрохимических свойств почвы. В результате интенсивного использования сельскохозяйственных угодий, резко повышается расход кальция и магния из почв, что приводит к усилению процесса подкисления [12, 110].

Ряд исследователей отмечают, что возделывание сельскохозяйственных культур без внесения удобрений, как и несбалансированное питание, негативно влияет на почвенное плодородие дерново–подзолистых почв [53, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117]. Минеральные удобрения, как правило, приводят к повышению урожайности сельскохозяйственных культур, приводя к ухудшению физико–химические свойства почвы. Подтверждением являются результаты опыта Н.Т. Чеботарева и др. [57]: использование минеральных удобрений в дозе N₆₀P₇₅K₇₅ на дерново–подзолистой среднесуглинистой почве без внесения органических удобрений способствовало повышению рН_KCL с 4,3 до 4,0.

Заметные изменения кислотно–основных свойств почвы в сторону подкисления в вариантах с ежегодным односторонним применением минеральных форм удобрений – 0,30 ед. приводит И.В. Русакова [118].

В опыте О.В. Чухиной и др. [108] применение минеральной системы удобрения, отмечены вполне ожидаемые закономерности: увеличение гидролитической кислотности на 0,4 мг–экв/100 г почвы и тенденция к снижению суммы поглощенных оснований на 0,2 мг–экв/100 г почвы в пахотном слое.

Общепризнанным считается, что совместное внесение минеральных и органических удобрений не приводит к подкислению почвенного раствора. Исследования О.В. Чухиной и др. [108] показывают, органоминеральная система удобрений имела преимущества перед минеральной, так как обеспечивала более низкую гидролитическую кислотность – меньше 0,9–1,0 мг–экв./100 г почвы и существенно больше сумму поглощенных оснований – на 4,2–4,4 мг–экв./100 г почвы в пахотном слое, показатель рН был равен 5,1 как перед закладкой, так и по окончании 10 лет исследований.

Схожие результаты представляют А.С. Башков и др., [58]. При использовании органической системы удобрения выражено снижение гидролитической кислотности на 1,2 мг–экв./100 г почвы. Минеральные удобрения существенно подкисляют почву; снижение рН_КСl составило 0,53 единицы, а увеличение гидролитической кислотности – на 0,6 м–моль/100 г почвы в сравнении с почвой контрольного варианта. Применение органо–минеральной системы удобрения показало значительное достоверное увеличение рН_KCl – на 0,74 и 0,54 единицы относительно контроля. Д.Н. Прянишников считал, что при сочетании удобрений гуминовые вещества навоза, обладающих высокой буферностью и поглотительной способностью, соответственно сдерживают сдвиг реакции, способствуя понижению концентрации солей и поддержанию реакции среды на нужном уровне, страхуя тем самым требовательные культуры от неблагоприятных воздействий.

Обеспеченность почвы доступными элементами питания растений – так же является одним из показателей ее плодородия.

Непосредственным источником фосфорного питания растений служат фосфат–ионы, находящиеся в почвенном растворе, поэтому концентрация фосфора в почвенном растворе – наиболее важный показатель не только оценки обеспеченности растений фосфором, особенно в начальные стадии их роста и развития, а так же и общего плодородия почвы [119].

Как известно, содержание подвижного фосфора в почве без внесения удобрений снижается. О.В. Чухина и др., [108], Е.М. Митрофанова и др., [120] отмечают снижение содержания подвижного фосфора на 15 % при использовании пашни в течение 20–ти лет без внесения удобрений.

При внесении фосфорсодержащих удобрений при взаимодействии их с почвой происходит накопление остаточных фосфатов и увеличивается степень их подвижности. При этом рекомендуется вносить удобрения систематически, в дозах, превышающих вынос фосфора растениями [121, 122].

Внесение органических удобрений 1 раз за ротацию 6–ти польного севооборота в дозах 40 и 60 т/га способствует накоплению подвижных фосфатов на 15–24 %. Систематическое применение минеральных удобрений способствует достоверному увеличению содержания этого элемента и составляет 26 %. Максимальное же увеличение содержания подвижного фосфора в почве на 42–88 % обеспечивает внесение органических удобрений на фоне N₆₀P₆₀K₆₀ [120].

В опыте И.В Русаковой [118] органоминеральная система удобрения немного уступает по накоплению подвижного фосфора минеральной системе: 106 и 127 мг/кг соответственно.

Ряд авторов отмечают, что применение только одних органических удобрений не достаточно для улучшения фосфатного состояния почвы, увеличение содержания находится на уровне тенденции и статистически не значимо [118, 120]. Очевидно, это явление связано с тем, что фосфор в органических удобрениях находится в органической форме и медленно минерализуется.

Основным показателем обеспеченности растений калием принято считать содержание его в почве в обменной форме.

Дерново–подзолистые почвы характеризуются невысоким содержанием обменного калия и его содержание устойчиво снижается. Ежегодный дефицит в земледелии варьирует от 16 до 30 кг/га в связи с тем, что калий занимает лидирующие позиции среди других элементов–биофилов по выносу с урожаями культур.

А.Г. Гриньков [123] считает, что увеличение обменного калия в почве происходит интенсивнее при применении органических удобрений по сравнению с калийными минеральными. По его мнению, для увеличения обменного калия в дерново–подзолистых почвах на 1 мг на 100 г почвы требуется внести от 20 до 80 кг/га К₂О сверх выноса урожаем.

В.У. Пчелкин [124], Н.Г. Беляев [125], К.А. Гаврилов и др. [122], считают что положительный баланс и заметное увеличение калия, возможно получить только при использовании высоких доз калийных удобрений – 120 кг/га.

Однако большинство авторов придерживаются общепринятого мнения, что совместное применение органических и минеральных удобрений способствуют повышению урожайности культур и увеличению обменного калия в почве.

Так в опыте В.И. Титовой [126], минимальное содержание К₂О в почве отмечено на безудобренном варианте (76 мг/кг). В вариантах с внесением азота, фосфора и их совместного внесения оно повышалось до среднего уровня обеспеченности. Внесение калия, в том числе и в составе навоза, значительно увеличивало обеспеченность почвы калием, в большей степени при совместном внесении NPK и навоза – 164 мг/кг.

Наряду с физико–химическими свойствами почвы, характеризующих почвенное плодородие, существует ещё и биологические, а именно биологическая активность почвы.

Биологическая активность почвы характеризуется взаимодействием обитающих в ней живых организмов с почвенной средой (в 1 г хорошо окультуренной почвы количество их может достигать нескольких миллиардов, а общая масса – до 10 т/га) [127]. Для комплексной оценки биологической активности почв используют микробиологические (численность, состав различных групп микро– и мезоорганизмов, биомасса микроорганизмов и т.д.) и биохимические (уровень ферментативной активности, нитрификационная способность, целлюлолитическая активность, «дыхание» почвы и т.д.) показатели [128].

Дерново–подзолистые почвы характеризуются низкой биологической активностью. Объясняется это высокой кислотностью почв, бедностью органическим веществом и азотом. Низким содержанием подвижных форм фосфора и калия, слабой насыщенностью основаниями [129, 130, 131]. Внесение удобрений в почву оказывает существенное влияние на биологическую активность почв. Результаты исследований по длительному влиянию применения органических и минеральных удобрений и их сочетаний на биологическую активность почвы противоречивы.

Влияние минеральных удобрений на микроорганизмы почвы очень сложный процесс и зависит от многочисленных факторов: видов, доз и соотношений удобрений, продолжительности их действия, агрохимических свойств почвы, её влажности, буферности, возделываемых культур и т.д. [132]. Так как минеральные удобрения, являются определяющим фактором биологической активности почвы и ее биодинамики, именно они являются предметом исследования многих авторов. Но так как данная проблема, является многогранной и сложной, то в литературе нет единого мнения об их влиянии на состав и активность почвенных микроорганизмов.

Большинство исследователей отмечают положительное влияние минеральных удобрений на интенсивность биологических процессов почвы [133, 134, 135, 136, 137].

Стимулирующий эффект минеральных удобрений отмечен Е.Н. Мишустиным [130]. Внесение минеральных удобрений в почву, находившуюся все время в состоянии пара, заметно увеличило общую биогенность. Под кормовой свеклой (предшественник озимая пшеница, высеваемая по обороту пласта многолетних трав), на фоне (NPK)₆₀ было в два раза больше бактерий, 1,5 – грибов, и в 3 раза – актиномицетов по сравнению с неудобренным вариантом. При этом он отмечает, что благотворное влияние получено при внесении умеренных доз и угнетающее действие от большого количества минеральных удобрений (N₁₈₀Р₁₆₀К₁₈₀). Высокие дозы минеральных удобрений оказывают ингибирующее действие на разложение клетчатки в дерново–подзолистых почвах. Следовательно, даже разовое внесение минеральных удобрений в повышенных и высоких дозах может приводить к существенным изменениям показателей биологической активности почвы, изменять микробоценоз в год их внесения.

Наряду с этой оценкой ряд исследователей отмечают негативное влияние систематического применения минеральных удобрений на физико–химические свойства почвы, изменение которых вызывает снижение микробиологической и ферментативной активности [129, 138, 139].

В большинстве случаев в результате внесения одних минеральных удобрений наблюдается подкисление почвы, которое отрицательно влияет на развитие актиномицетов и усиливает размножение грибов.

В нашей стране и за рубежом установлено, что внесение малых доз удобрений, особенно на фоне извести, не только не угнетало, а, напротив, увеличивало численность агрономически важных физиологических групп почвенных микроорганизмов – аммонифицирующих, нитрифицирующих, денитрифицирующих бактерий и целлюлозоразрушающих микроорганизмов, повышало ферментативную активность почв и интенсивность продуцирования почвенного углекислого газа. По мнению Л.А. Карягиной [131], длительное внесение минеральных удобрений не снижает общую биогенность почвы на фоне извести, а при благоприятных погодных условиях существенно увеличивает численность бактериальной микрофлоры, особенно аммонифицирующих микроорганизмов. Количество целлюлозоразлагающих микроорганизмов в этих условиях увеличивалось идентично внесению в почву органических и смешанных удобрений.

Ряд авторов [128, 140] отмечают, что органические удобрения, в том числе солома, повышают уровень биогенности почв. В большинстве случаев отмечалось достоверное увеличение численности аммонифицирующих, целлюлозоразлагающих и нитрифицирующих микроорганизмов [141]. В.М. Чикановой [142] установлено, что биогенность дерново–подзолистой почвы и соотношение в ней отдельных групп микробного центра коррелятивно связаны с применением органических и минеральных удобрений: внесение органического удобрения оказывает активизирующее влияние на развитие бактерий и актиномицетов, снижает количество плесневых грибов, а при органо–минеральной системе удобрения повышается активность споровых аммонификаторов и целлюлозоразрушающих микроорганизмов.

Аналогичные результаты получены в опыте Н.И. Владыкиной (2014), где в качестве органических удобрений использовали навоз и солому зерновых культур. Исследования показали, при внесении соломы на фоне навоза (60 т/га) активность целюлозоразлагающих микроорганизмов повысилась к концу первой ротации на 10,6%, к концу второй – 20,6%.

Совместное внесение невысоких доз минеральных удобрений с навозом или любым другим видом органического удобрения в основном способствует повышению биологической активности почв благодаря усилению в них микробиологических процессов.

Совместное внесение соломы и минеральных удобрений приводит к увеличению микробиологической активности почвы в 2,5 раза, при этом вдвое увеличилось активность уреазы и инвертазы, а каталазы – в 1,2–1,5 раза. Максимальная биологическая активность почвы отмечается на 2–й год после внесения соломы.

Таким образом, анализируя вышеизложенное можно сделать вывод, что внесение навоза – один из лучших способов улучшения биологических свойств почвы, ценность которого возрастает особенно после длительного применения минеральных удобрений, что обуславливает повышенную минерализацию органического вещества. Поскольку в современных условиях количество навоза ограничено, необходимо использовать другие источники, способные обогащать почву органическим веществом – органические отходы сельского хозяйства, промышленности, побочная продукция и т. д.

Имеющиеся в литературе сведения свидетельствуют о высокой эффективности применения удобрений под зерновые культуры на дерново–подзолистых почвах. Однако данные по оптимизации совместного внесения минеральных и органических удобрений в Пермском крае ограничены. В связи с этим возникает необходимость более детального исследования эффективности доз минеральных удобрений по различным парам, а также внесение соломы при возделывании озимой ржи и яровой пшеницы в звене севооборота, их влиянии на качество зерна и экономическую эффективность.

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Методика полевых исследований

Для решения поставленных задач в 2019 году продолжены исследования в стационарном опытах (шестипольных севооборотах), заложенных в 2013-2015 гг. на учебно–научном опытном поле ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ. В 2019 г были отобраны и проанализированы почвенные образцы на первой и второй закладках севооборота. На второй закладке севооборота проведён учёт урожая последней культуры севооборота и определено качество полученной продукции.

Объекты исследований – озимая рожь, яровая пшеница, клевер 1 г.п., ячмень, овёс и дерново–мелкоподзолистая среднесуглинистая почва. В опыте высевались сорта, районированные в Пермском крае.

Влияние систем удобрения на продуктивность, качество культур и изменение свойств дерново–мелкоподзолистой среднесуглинистой почвы изучали по следующей схеме:

Фактор А – вид севооборота : А₁ – сидеральный; А₂ – зернопаровой.

В – система удобрения

В₁ – без удобрений

В₂ – органическая (запашка соломы озимой ржи)

В₃ – минеральная (N₆₀Р₆₀К₆₀)

В₄ – органоминеральная (N₆₀Р₆₀К₆₀+ солома).

Основная и предпосевная обработка почвы общепринятая для Пермского края. После уборки озимой ржи, измельченная солома (комбайн с соломорезом) запахивалась. Опыт 2–х факторный, повторность опыта 4–х кратная. Расположение делянок систематическое в 2 яруса (методом расщепленной делянки). Площадь делянки первого порядка – 150 м², второго – 75 м².Учетная площадь 40 м². Удобрения в опыте вносили вручную весной разбросным способом под предпосевную культивацию. Из удобрений использовали аммонийную селитру, двойной суперфосфат и калий хлористый.

Оценку целлюлолитической активности почвы определяли методом «аппликации». Льняные полотна помещали в почву на 30 дней через неделю после посева.

Уборку и отбор проб для анализа проводили в фазе полной спелости культуры прямым методом учета урожая. Все работы, связанные с проведением опыта, осуществляли в соответствии с требованиями методик [143].

В 2019 г. на территории ООО «Птицефабрика «Менделеевская» проведен производственный опыт по использованию компоста марки «Компост–М» производимого по ТУ 20.15.80–041–05107346–2018 на основе куриного помета, как элемента органической системы удобрения на дерново–подзолистой среднесуглинистой почве.

В опыте изучали 2 варианта: контроль (без внесения удобрений) и с внесением компоста с дозой внесения 90 кг/га рассчитанной по азоту. Исследования проводили на двух смежных участках площадью 100 га при выращивании кукурузы на зеленую массу. Компост вносили под зяблевую вспашку в 2018 г., образцы почвы для анализов отбирали в августе 2019 г.

2.2 Условия проведения опыта

Урожайность сельскохозяйственных культур во многом зависит от условий почвенного плодородия. Опыты проведены на наиболее распространенной в Пермском крае дерново–мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве. По данным Т.В. Вологжаниной [144], Т.В. Вологжаниной и др. [145, 146] около 69,8 % пахотных земель области занимают дерново–подзолистые почвы разной степени оподзоленности и разного гранулометрического состава. Морфологическая характеристика разреза представлена в приложении 1, а её агрохимическая характеристика по горизонтам представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Агрохимическая характеристика дерново–мелкоподзолистой среднесуглинистой почвы

По данным таблицы 1 можно отметить, что почва опытного участка имеет среднюю обеспеченность подвижным фосфором и повышенную обменным калием. Реакция среды слабокислая.

Ежегодные наблюдения показывают, что метеорологические условия вегетационного периода оказывают значительное влияние на урожайность и качество возделываемых культур. Они являются одним из главных факторов, которые определяют наступление и продолжительность фаз вегетации, что сказывается на формировании структуры урожайности, а, следовательно, и урожая в целом.

Климат Предуралья континентальный с продолжительной холодной снежной зимой и теплым коротким летом. Пермский район, где расположено опытное поле, относится к IVб агроклиматическому району. Район умеренно теплый, влажный. Лето умеренно теплое, средняя температура июля 16,5–18,5 ^ОС. Продолжительность безморозного периода 100–110 дней (с 25–31 мая по 9–13 сентября). Продолжительность десятиградусного периода около 111–119 дней. Сумма активных температур составляет 1600–1800 ^ОС, ГТК – 1,4. Средняя температура самого холодного в году месяца – января –15–16 ^ОС. Средняя из наибольших декадных высота снежного покрова за зиму в поле равна 50–70 см. Правда, погодные условия конкретных лет чаще всего не совпадают со средне многолетними, что влечёт за собой ежегодные колебания урожайности при одном и том же уровне агротехники и плодородии почвы [147], что подтвердилось и в годы проведения исследований. По результатам опытов, проведенных П.П.  Романовым [148] было установлено, что увеличение количества осадков за вегетационный период приводит к снижению оптимальной густоты продуктивного стеблестоя и массы зерна с растения.

На разложение и гумификацию органического вещества влияют в совокупности, как температура, так и влажность. Это подтверждает опыт П.С. Костычева в обработке В.Р. Волобуева [149]. Выяснено, что наиболее полное разложение органического вещества происходит при влажности почвы 60–65% и температуре почвы 45–50 ^оС. Если данные гидротермические условия выходят за эти пределы, то минерализация органического вещества задерживается.

Метеоданные температуры и осадков в сравнение со среднемноголетними данными представлены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1 – Среднемесячная температура 2014–2019 гг. в сравнении со среднемноголетними данными

Рисунок 2 – Среднемесячная норма осадков 2014– 2019 гг. в сравнении со среднемноголетними данными

Среди представленных водно–термических условий стоит отметить, что в 2014 году середина периода вегетации характеризовалась относительно низкими температурами. В 2015 году первая половина вегетационного периода характеризовалась высокими температурами и низким количеством осадков, а во второй половине наблюдалось аномально большое количество осадков и более низкие температуры. Также стоит отметить 2016 год, среднемесячная температура была выше среднемноголетней на протяжении всего вегетационного периода, а количество осадков было очень низким. В 2017, 2018 и 2019 гг. характеризовались избыточным количеством осадков. Также нужно сказать, что в 2015, 2017, 2018 и 2019 гг. были отмечены высокие показатели ГТК, что говорит о том, что в данные годы климат был прохладным и очень влажным, а 2016 год наоборот характеризовался очень сухим и жарким климатом (ГТК:2014 г. – 1,3; 2015 г. – 1,9; 2016 г. – 0,8; 2017 г. – 1,9, 2018 г. – 2,1; 2019 – 2,7).

Исследования по изучению влияния видов землепользования на показатели плодородия дерново–подзолистой почвы проводили в условиях опытного поля Пермского НИИСХ в различных биогеоценозах: пашня (чистый пар) – пашня (бессменный ячмень) – пашня (ячмень в севообороте) – залежь 37 лет – коренной лес (более 100 лет). Почва исследуемого участка – дерново–слабоподзолистая тяжелосуглинистая сформированная на покровных отложениях красноцветной бескарбонатной глины. Исследуемый участок расположен в с. Лобаново Пермского района Пермского края на очень пологом длинном склоне северо–восточной экспозиции.

В литературе используются различные определения термина «залежь». В настоящей работе использовали геоботанический подход Д.И. Люри с соавторами [150, с. 6], по которому залежь – это «… природная экосистема, которая когда–то (более года назад) использовалась для возделывания сельскохозяйственных культур, но с тех пор выведена из оборота, и сейчас на ней происходит восстановление природных экосистем посредством естественных сукцессионных процессов или в результате искусственной рекультивации».

Отбор образцов проводили в узлах гексагональной 7–ми точечной решетки с расстоянием от центрального узла решетки до периферических – 7 м. С пашни образцы отбирали с глубины 5–25 см, а в лесу с гумусовых горизонтов.

Агротехника культур выращиваемых на пашне общепринятая для центральной зоны Пермского края. Удобрения на пашне в период ведения севооборота (37 лет) не вносились.

Дыхательную активность определяли путем адсорбции СО₂ с поверхности почвы по методу В.И. Штатнова в дополнении Б. Н. Макарова (1975) [151].

2.3 Методика полевых и лабораторных наблюдений и исследований

Для полной морфологической и агрохимической характеристики почвы был заложен почвенный разрез (приложение 1). Отбор почвенных образцов проводили в соответствии с ГОСТ 28168–89. Предварительную пробоподготовку почвенных образцов проводили согласно рекомендациям Международной организации по стандартизации (ИСО 11464).

Лабораторные анализы почвенных образцов проводили по следующим методикам:

• содержание гумуса по Тюрину [150];
• обменной кислотности рН_КСl [153];
• гидролитическая кислотность по Каппену [154];
• подвижный фосфор и обменный калий по Кирсанову [155];
• сумма поглощенных оснований по Каппену–Гильковицу [156];
• определение нитратного азота в почве ионометрическим методом [157];
• определение аммонийного азота в почве [158];
• содержания подвижного углерода органического (С_{Г.К.+Ф.К.}) в вытяжке пирофосфата натрия в смеси со щелочью с рН 7 [159];
• определение гумуса в почве по Никитину с колориметрическим окончанием по Орлову–Гриндель [159];
• определение легкогидролизуемого азота в почве по методу И.В. Тюрина и М.М. Кононовой [151];
• определение общего содержания азота в почве (методы Кьельдаля и Иодльбауэра) [161];
• содержание водорастворимого калия по методу А.Н. Александровой [151];
• легкоподвижный калий 0,02 М CaCl₂ [151];
• обменный калий в вытяжке 1н раствора CH₃COONH₄ (по Масловой) [151];
• содержание необменного легкогидролизуемого калия после настаивания с 2н HCl по методу В.У. Пчелкина [151];
• фиксированный калий определяли после кипячения в 10% HCl по К.К. Гедройцу [151].
• определение ферментативной активности почв (инвертаза, уреаза) [162];
• субстрат–индуцированное дыхание (СИД, мкг/г почвы/ч) оценивали по скорости дыхания микроорганизмов за 4 ч ее инкубации после обогащения глюкозой [163];
• базальное дыхание (БД, мкг/г почвы/ч) определяли по скорости выделения СО₂ почвой за 24 ч ее инкубации при 22 °С и увлажнении водой, очищенной от СО₂ [163];
• углерод микробной биомассы рассчитывали по формуле: Смик (мкг С/г почвы) = СИД (мкг СО₂/г почвы/ч) ×40,04 + 0,37 [163];
• микробный метаболический коэффициент (Q_R) рассчитывали как отношение скорости базального дыхания к скорости субстрат–индуцированного дыхания [164];
• целюлолитическая активность почвы определяли методом аппликации [165].

Качество зерна яровой пшеницы, ячменя и овса определяли методом БИК–спектрометрии с помощью инфракрасного анализатора «ФТ–10», внесенного в Госреестр СИ РФ, по следующим показателям:

− величину стекловидности;

− содержание сырого протеина;

− количество и качество сырой клейковины;

− содержание сырой золы;

− содержание сырого жира.

Статистическая обработка результатов исследований проведена с использованием компьютерных программ Microsoft Excel по алгоритму дисперсионного анализа в изложении Б.А. Доспехова [143] и Statistica 6.0.

Перед проведением лабораторных исследований ферментативной активности проводили «оживление» биологических процессов в воздушно–сухих почвенных пробах. Для этого образцы компостировали в течение 14 суток в вентилируемом термостате при 22ºС и поддержании влажности 60% ППВ.

3 результаты исследований

3.1 Влияние систем удобрения и вида пара на продуктивность культур полевого севооборота на дерново–мелкоподзолистой почве Среднего Предуралья

1. Необходимым условием для выбора наиболее оптимального варианта системы удобрения для любого вида севооборота на дерново–мелкоподзолистой среднесуглинистой почве в Пермском крае является определение его продуктивности (табл. 2).
2. Таблица 2 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на продуктивность севооборота, т/га з.ед.

1. Продуктивность звена севооборота (табл. 2) в опыте не зависела от вида севооборота F_ф<F₀₅. Наибольшая прибавка в опыте 0,56 т/га з.е. была получена при возделывании культур по органоминеральной системе удобрения. Органическая система удобрения не даёт существенной прибавки урожайности. Минеральная и органоминеральная системы удобрения по продуктивности находятся на одном уровне.
2. Качество продукции – это совокупность биологических, технологических и потребительских свойств и признаков, определяющих её пригодность к использованию по назначению. Понятие качества состоит из нескольких признаков, которые определяются сортовыми особенностями и условиями возделывания, уборки, хранения и технологии переработки. Это самый объективный и обобщающий показатель научно– технического прогресса, уровня организации производства, дисциплины труда и важнейший источник экономии продовольственных ресурсов. В таблицах 3 и 4 приведено влияние вида севооборота и систем удобрения на качество культур полевого севооборота.
3. Для характеристики пищевой, товарной и кормовой ценности зерна яровой пшеницы основными качественными показателями являются сырой протеин и клейковина.
4. Таблица 3 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на качество зерна яровой пшеницы, % нав.с.в.

1. Массовая доля сырой клейковины в зерне яровой пшеницы изменялась по вариантам опыта от 15,7% до 26,4%. Исходя из требований ГОСТ Р 9353–2016 зерно, полученное в опыте по этому параметру соответствовало третьему классу. Максимальное содержание сырого протеина (18,2–18,5 %) и сырой клейковины (25,3–26,4 %) получено при использовании минеральной системы удобрения.

Использование органической системы удобрения в зернопаровом севообороте позволило получить зерно яровой пшеницы с содержанием сырого протеина 20,9 % и сырой клейковины 19,5 %.

1. Таблица 4 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на содержание каротина, сырого протеина и сырой золы в сене клевера розового 1 г.п. (1 укос)

1. В таблице 5 представлено влияние изучаемых факторов на содержание каротина, сырого протеина и золы в зелёной массе клевера. Как показывают полученные результаты, применение соломы под покровную культуру клевера увеличивает содержание и каротина, и сырого протеина на 16,3 мг/кг и 1,1 % соответственно. Содержание сырой золы уменьшается при органической системе удобрения. Лучшим вариантом в опыте по качеству стал вариант клевера в сидеральном севообороте при органоминеральной системе удобрения.
2. Таблица 5 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на качество ярового ячменя, % нав.с.в.

1. Органическая система удобрения в сидеральном севообороте позволяет получить сено клевера 1 г.п. (1 укос) с содержанием каротина 71,3 мг/кг и сырого протеина 13,5 %.
2. Таблица 6 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на качество овса, % нав.с.в.

1. Использование органической системы удобрения обеспечило получение зерна овса с содержанием сырого протеина 10,9, клетчатки 12,0 и золы 3,2 на уровне органоминеральной системы.
2. Вид полевого севооборота не оказал заметного влияния ни на один из определяемых показателей качества. Содержание сырого протеина по вариантам опыта колебалось от 12,1 до 14,9 %. Положительное влияние на накопление серого протеина в зерне ячменя оказала как минеральная, так и органоминеральная системы удобрения. Содержание сырого протеина в этих вариантах составило 14,9% при возделывании в севообороте с чистым паром. На остальные показатели качества системы удобрения не оказали влияния.

3.2 Влияние вида севооборота и систем удобрения на свойства дерново–мелкоподзолистой среднесуглинистой почвы

1. В связи с переходом к адаптивно–ландшафтным формам хозяйствования, задачами которых является сохранение плодородия почвы, а вместе с ним и увеличение продуктивности возделываемых культур, необходимо обращать внимание на изменение свойств почвы в севообороте.
2. В почвах непрерывно протекают разнообразные процессы, которые приводят к изменению химических свойств почв. Практическое применение находят показатели, характеризующие направление, степень выраженности, скорости протекающих в почвах процессов; исследуются динамика изменения свойств почв и их режим.
3. Исходя из данных таблицы 7, можно сделать вывод о том, что благодаря вариантам с применением минеральной и органоминеральной системой содержание подвижного фосфора и подвижного калия заметно увеличились. Однако применение минеральных удобрений способствуют подкислению почвы, на остальные агрохимические показатели ни вид севооборота ни система удобрения за шесть лет не оказали заметного влияния.
4. Одним из основных показателей плодородия почв является содержание общего углерода и общего азота в почве. Результаты по определению данных показателей представлены в таблице 8.
5. Таблица 7 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на агрохимические показатели дерново–мелкоподзолистой среднесуглинистой почвы

1. Таблица 8 – Влияние вида севооборота и системы удобрения на содержание общего углерода и азота в дерново–подзолистой среднесуглинистой почве, % к массе почвы

1. Из данных таблицы 9 видно, что после закладки опыта наблюдается тенденция уменьшения содержания общего углерода гумуса, за счет его частичной минерализации. По чистому пару минерализация шла более интенсивно из за агротехнической обработки почвы. Содержание общего азота после закладки опыта незначительно увеличилось.
2. Наиболее быстрому разложению подвергается лабильное органическое вещество. Результаты исследований по содержанию углерода лабильного органического вещества представлены в таблице 9.
3. Таблица 9 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на углерод лабильного органического вещества (ЛОВ) в почве, % к массе почвы

1. Анализ данных по влиянию вида севооборота и систем удобрений на содержание общего углерода лабильного органического вещества показал, что наиболее благоприятные условия для накопления С_лов наблюдаются в вариантах по чистому пару с применением минеральных и органоминеральных удобрений, где содержание С_лов составило 0,22 и 0,21 % соответственно. По сидеральному пару система удобрения оказала существенное влияние и содержание С_лов варьировало от 0,15% в контрольном варианте до 0,19% в органоминеральной системе удобрения.
2. Внесение удобрений влияет на содержание азота в почве, который необходим микроорганизмам для разложения органических остатков. Результаты определения общего, легкогидролизуемого и минерального азота в почве представлены в таблице 10.
3. Таблица 10 – Влияние вида севооборота и систем удобрения
4. на содержание азота в почве

1. По содержанию общего азота отмечена тенденция увеличения его содержания после закладки опыта и в вариантах по чистому пару относительно сидерального.
2. По результатам исследования на содержание легкогидролизуемого и минерального азота изучаемые системы удобрения не оказали влияния. Содержание легкогидролизуемого азота осталось на том же уровне и колебалось от 97 до 106 мг/кг почвы. Низкое содержание минерального азота можно объяснить его потреблением растениями клевера в период его вегетации.
3. Биохимические превращения органического вещества в почве происходят под действием ферментов. Активность ферментов может меняться при внесении в почву удобрений. Результаты исследований по влиянию систем удобрений на инвертазную и уреазную активность почв представлены в таблице 11.
4. Таблица 11 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на ферментативную активность дерново–мелкоподзолистой среднесуглинистой почвы

1. Вид севооборота оказывает существенное влияние на инвертазную активность почвы. Инвертазная активность почвы по сидеральному пару выше чем по чистому на 3,6 мг глюкозы на 1 г за 24 часа.
2. Фактор системы удобрения не оказал существенного влияния на инвертазную активность по чистому пару F_ф<F_05, но существенно повлиял на активность инвертазы в сидеральном пару, где наибольшая активность данного фермента была отмечена в контрольном варианте (19,6 мг глюкозы на 1 г за 24 часа.), а наименьшая в отмечена в варианте с минеральной системой удобрения (10,8 мг глюкозы на 1 г за 24 часа.).
3. Органоминеральная система незначительно уступила контрольному варианту и составила 18,2 мг глюкозы на 1 г за 24 часа.
4. На активность уреазы вид севооборота не оказал существенного влияния F_ф<F_05. Изучая в отдельности влияние изучаемых факторов на уреазную активность, необходимо сказать, что наибольшая активность данного фермента отмечена в варианте без удобрений как по сидеральному, так и по чистому пару и составила 34 и 38 мг NH₃ на 10 г за 24 часа соответственно.
5. В целом лучшей системой удобрений по сидеральному пару является органоминеральная, а по чистому пару органическая.
6. В своих исследованиях мы определили целлюлолитическую активность почвы по интенсивности разложения льняного полотна, заложенного в полевом опыте. Результаты представлены в таблице 12.
7. Таблица 12 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на целлюлолитическую активность почвы

1. Как видно из таблицы 6 изучаемые нами факторы не оказали влияния на разложение льняного полотна F_ф<F₀₅. Мы можем говорить лишь о тенденции увеличения активности в сидеральном севообороте относительно зернопарового и увеличения активности в варианте с органической системой удобрения (13,6 %).
2. Активность микробного сообщества в почве определялась методом базального и субстрат–индуцированного дыхания. Полученные результаты представлены в таблице 13.
3. Анализ данных базального дыхания показывает, что оба фактора оказали существенное влияние на изменение показателей. Интенсивность дыхания в зернопаровом севообороте существенно выше чем в сидеральном как в целом (на 0,4 мкг СО₂–С /г/ч), так и в частности с применением органической системы удобрения (на 1,4 мкг СО₂–С /г/ч).
4. В зависимости от системы удобрения наибольшие показатели БД были отмечены в варианте с органической системой удобрения в зернопаровом севообороте (5,3 мкг СО₂–С /г/ч), что существенно выше чем на контроле и в варианте с минеральным удобрением (на 1,4 и 1,6 мкг СО₂–С /г/ч соответственно). При этом органоминеральная система незначительно уступает органической (на 0,5 мкг СО₂–С /г/ч).
5. Таблица 13 – Дыхание дерново–подзолистой среднесуглинистой почвы в зависимости от вида севооборота и систем удобрения

1. При определение СИД как по взаимодействию 2х факторов, так и по каждому фактору в частности в сидеральном севообороте изучаемые факторы влияния не оказали. Лишь в зернопаровом севообороте можно констатировать достоверное уменьшение интенсивности дыхания в варианте с минеральными удобрениями относительно всех остальных вариантов (на 5,5 мкг СО₂–С /г/ч), где значения СИД были одинаковыми (17,9 мкг СО₂–С /г/ч).
2. Микрофлора почвы обуславливает ее способность противостоять неблагоприятным антропогенным и климатическим воздействиям. Показатель, который используют для оценки состояния почв это коэффициент микробного дыхания. Он показывает, насколько почва способна к самовосстановлению и поддержанию гомеостаза. Количество углерода, входящего в состав почвенных микроорганизмов характеризует такой показатель как углерод микробной биомассы. Результаты определения данных показателей представлены в таблице 14.
3. Таблица 14 – Влияние вида пара и систем удобрения на углерод микробной
4. биомассы и коэффициент микробного дыхания

1. По главным эффектам ни один из факторов влияния на показатель углерода микробной массы не оказали. По частным различия вид севооборота также не оказал существенного влияния на показатель. Система удобрения достоверно уменьшает количество микробного углерода в зернопаровом севообороте в варианте с минеральной системой удобрения по отношению ко всем остальным вариантам опыта (на 1,5), в которых показатель микробного углерода был одинаков (7).
2. Оптимальное соотношение коэффициента микробного дыхания составляет 0,2. Как видно из таблицы 14 в сидеральном севообороте большинство вариантов оказались близки к оптимальному показателю, за исключением варианта с органоминеральными удобрениями, где отклонение от нормы составило 0,12. В зернопаровом севообороте показатель в контрольном варианте наиболее близок к норме. В остальных вариантах отклонение составило от 0,07 до 0,1.
3. При оценке плодородия почвы, в отношении питания растений калием, важное значение имеет не только содержание его доступных форм (легкоподвижного и обменного), но и содержание так называемого ближнего легкогидролизуемого (по Пчёлкину) и дальнего фиксированного (по Гедройцу) резерва калия. Это обусловлено, прежде всего, тем, что различные формы калия могут в процессе истощения той или иной формы пополнять друг друга, находясь в тесном и непрерывном взаимодействии между собой.
4. Таблица 15 – Поступление калия в опыте, кг/га

1. Состояние калийного режима почвы можно увидеть на рисунках 3–12. Водорастворимый калий (рис. 3 и 4) находится непосредственно в почвенном растворе и является самым доступным для растений калием. На данную форму калия оказали влияние и вид севооборота и система удобрения.
2. В сидеральном севообороте в варианте без удобрений и при органической системе удобрения содержание водорастворимого калия в слое почвы 0–20 см осталось на прежнем уровне (15 мг/кг почвы). В зернопаровом севообороте в варианте без удобрений происходит резкое уменьшение водорастворимого калия до 7,5 мг/кг почвы. Лучшей системой удобрения в отношении содержания водорастворимого калия является минеральная система, как в сидеральном, так и в зернопаровом севооборотах, содержание водорастворимого калия в этих вариантах в конце ротации было соответственно 27 и 18 мг/кг почвы. В слое почвы 20–40 см (рис. 2) наблюдается аналогичная тенденция.

Рисунок 3 – Влияние вида севооборота и системы удобрения на изменение содержания водорастворимого калия в слое почвы 0–20 см, мг/кг почвы	Рисунок 4 – Влияние вида севооборота и системы удобрения на изменение содержания водорастворимого калия в слое почвы 20–40 см, мг/кг почвы

1. Легкоподвижный калий (включает в себя водорастворимый) (рис. 5 и 6) – калий поверхностного слоя органоминеральных и минеральных коллоидных частиц и является первым источником для пополнения водорастворимой формы и занимает неспецифические обменные позиции в ППК (его связь с ним самая слабая) [22]. Изменение его содержания как в слое почвы 0–20, так и в слое 20–40 находится в той же зависимости, как и водорастворимый калий.

Рисунок 5 – Влияние вида севооборота и системы удобрения на изменение содержания легкоподвижного калия в слое почвы 0–20 см, мг/кг почвы	Рисунок 6 – Влияние вида севооборота и системы удобрения на изменение содержания легкоподвижного калия в слое почвы 20–40 см, мг/кг почвы

1. Обменный калий, включает в себя две предыдущие формы калия и собственно обменный и является основным показателем обеспеченности растений калием. Как и легкоподвижный калий входит в состав ППК, но более прочносвязан с ним, удерживается силой электрического напряжения. Восполнение обменной формы калия идёт в первую очередь за счет легкогидролизуемой формы калия (по Пчёлкину). Как показали наши исследования, в сидеральном севообороте происходит увеличение обменного калия в слое почвы 0–20 см (рис. 7) по всем вариантам опыта. Это связано с использованием в качестве сидеральной культуры люпина, который характеризуется способностью «поднимать» элементы питания из нижележащих горизонтов и делать более доступными их для последующих культур севооборота полученные данные частично доказывают исследования Л.Л. Яговенко и ГЛ. Яговенко [23]. Если в слое почвы 0–20 в сидеральном севообороте происходит чуть большее накопление обменного калия, то в слое почвы 20–40 см (рис. 8) наблюдается обратная тенденция.

Рисунок 7 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на изменение содержания обменного калия в слое почвы 0–20 см, мг/кг почвы	Рисунок 8 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на изменение содержания обменного калия в слое почвы 20–40 см, мг/кг почвы

1. Легкогидролизуемая форма калия (обменный по Масловой и собственно необменный) может использоваться культурами с хорошо развитой корневой системой (в наших севооборотах – люпин, озимая рожь и клевер) и после истощения содержания обменного калия почвы. Согласно группировке содержание легкогидролизуемого калия в слоях почвы 0–20 (рис 9) и 20–40 см (рис. 10) характеризуется как повышенное. В сидеральном севообороте в варианте без удобрений содержание легкогидролизуемого калия в слое почвы осталось на прежнем уровне и составило 600 мг/кг почвы. При органической системе удобрения наблюдается тенденция к его уменьшению в сидеральном севообороте с 600 до 547 мг/кг почвы, а в зернопаровом к увеличению до 697 мг/кг почвы.

Рисунок 9 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на изменение содержания легкогидролизуемого калия в слое почвы 0–20 см, мг/кг почвы	Рисунок 10 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на изменение содержания легкогидролизуемого калия в слое почвы 20–40 см, мг/кг почвы

1. Фиксированный (необменный) калий удерживается электростатическими силами в глинистых минералах (рис. 11 и 12).

Рисунок 11 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на изменение содержания фиксированного калия в слое почвы 0–20 см, кг/кг почвы	Рисунок 12 – Влияние вида севооборота и систем удобрения на изменение содержания фиксированного калия в слое почвы 20–40 см, мг/кг почвы

Использование его для восстановления легкогидролизуемого калия почвы обусловлено деградацией гидрослюд. За ротацию севооборота в слое почвы 0–20 см в сидеральном севообороте содержание фиксированного калия осталось практически на прежнем уровне при всех изучаемых системах удобрения и колебалось от 1548 (органоминеральная) до 1560 (минеральная) мг/кг почвы. В зернопаровом севообороте наблюдается тенденция к истощению почвы в отношении фиксированного калия во всех системах удобрения. В слое почвы 20–40 см наблюдается обратная тенденция.

3.3 Влияние видов землепользования на эколого–агрохимические характеристики дерново–мелкоподзолистой почвы

1. Биохимические свойства являются важнейшей составляющей потенциального почвенного плодородия наряду с другими агрономически ценными показателями, такими как содержание и запасы гумуса, количество лабильного органического вещества; содержание питательных веществ; реакция почвенного раствора и т.д.
2. Биохимические процессы, проходящие в почве, связаны с превращением веществ и энергии, синтезом и распадом гумуса, окислительно–восстановительным режимом почвы, гидролизом органических соединений, и осуществляются с помощью ферментов [162].
3. Таблица 16 – Местоположение и ботаническое описание изучаемых биогеоценозов

1. Залежная растительность исследуемого участка (3) представлена разнотравно–злаковым луговым фитоценозом, подвергавшимся ранее (20 лет назад) систематическому сенокошению, без признаков зарастания древесной растительностью (табл. 16). Проективное покрытие 90 %, высота травостоя 35 см.
2. Древесная растительность лесного фитоценоза представлена в основном пихтами, елями. В подлеске – рябина, черёмуха, ива. В кустарниковом ярусе – смородина, шиповник, малина. В травянистый покров леса входят: кислица, сныть, звездчатка, копытень и др. Живое проективное покрытие 60 %, высота травостоя 20 см.
3. Исследованные почвы различались по содержанию гумуса (1,3–4,1 % для верхних слоев), наибольшая величина которого отмечена в коренном лесу (табл. 17). Дерново–слабоподзолистая тяжелосуглинистая почва коренного леса характеризовалась сильнокислой реакцией среды, высокой гидролитической кислотностью, что указывает на более выраженный подзолистый процесс.
4. Таблица 17 – Агрохимическая характеристика дерново–слабоподзолистой тяжелосуглинистой почвы опытного поля Пермского НИИСХ

1. Почвы лесного биоценоза и залежи отличались от других изучаемых вариантов более высоким содержанием минерального азота (40 и 32 мг/кг), а также повышенной и высокой обеспеченностью подвижным фосфором.
2. Отношение содержания аммоний формы азота к нитратной на пашне составило 1,1, в почве залежи 2,2 и в лесу 2,9, что, по мнению Scujins, Klubek (1982) может характеризовать луговой и лесной биогеоценозы как более климаксные устойчивые экосистемы по сравнению с пахотными агроценозами, где природное равновесие нарушено [167].
3. Универсальным показателем деятельности почвенных микроорганизмов является продуцирование ими углекислого газа. Совокупность популяций разных видов микроорганизмов по–разному реагирует на виды землепользования.
4. Так, например, достоверно увеличивается интенсивность дыхания в залежной почве (рисунок 13, табл. 18), где зафиксирован наибольший показатель который в среднем составил 6,74 кг/га/час, затем следует почва под посевом ячменя севооборотных полей.
5. Наиболее низкий уровень эмиссии СО₂ отмечен на почве лесного биоценоза – 0,9 кг/га/час, что по видимому, связано с различием гидротермических условий почвы по сравнению с другими исследуемыми вариантами (табл. 18), а также более высокой кислотностью (табл. 17).
6. Рисунок 13 – Продуцирование СО₂ дерново–слабоподзолистыми почвами биоценозов, среднее за июнь–июль 2019 г.
7. Так, в июле температура почвы в лесу была на 4 ^оС ниже, чем на залежном участке и на 2 ^оС по сравнению с пашней. Влажность почвы в лесу также значительно превышала показатели вариантов в полевых условиях. Е.В. Благодатской с соавт. (1995) установлены положительная корреляция дыхательной активности с температурой почвы и отрицательная с влажностью [168].
8. Таблица 18 – Продуцирование СО₂ дерново–слабоподзолистой тяжелосуглинистой почвой опытного поля Пермского НИИСХ

1. Такие различия микроклимата почвы могли оказывать влияние и на другие биохимические свойства почв, на которые влияют многие факторы, такие как: севооборот, удобрения, обработка почвы и т.д. [169–172]. Одним из главных показателей биологической активности является скорость разложения целлюлозы.
2. В наших исследованиях процесс разложения клетчатки наиболее интенсивно протекал в залежной почве (табл. 19). Известно, что клетчатка может разрушаться как бактериями, так и грибами. По данным Т.В. Аристовской (1980) в кислых дерново–подзолистых почвах грибы преобладают над бактериями [173]. По нашему мнению, более интенсивное разложение целлюлозы (49%) в почве залежи и пашни в севообороте (38%) указывает на более интенсивные процессы трансформации первичного органического вещества и вовлечения труднодоступных форм углеводов в биологический круговорот.
3. Таблица 19 – Ферментативная активность дерново–слабоподзолистой тяжелосуглинистой почвы опытного поля Пермского НИИСХ

1. Так, целлюлозоразлагающая активность дерново–слабоподзолистой почвы исследуемых биоценозов была прямо пропорциональна продуцированию СО₂, установлена тесная корреляционная зависимость между значениями этих показателей на всех изученных вариантах (r = 0,95±0,09). Н.В. Полякова с соавт. (2009) полагают, что усиление активности деструкторов целлюлозы не способствует минерализации гумуса, а разлагает первичные органические вещества, поступающие в почву с образованием гумусовых веществ [174].
2. Для дерново–подзолистых почв не характерна высокая уреазная активность в силу генетических особенностей, так и в исследуемых нами вариантах активность фермента была низкой (табл. 19). Наибольшая активность фермента отмечена в почве под бессменным посевом ячменя: каждые 10 г этой почвы в сутки ферментативно высвобождают 28 мг аммония, что по шкале Д.Г. Звягинцева [162] характеризует ее, как среднеобогащенную уреазой. Установлена обратная корреляционная зависимость между содержанием нитратного азота и активностью уреазы в изучаемых почвах (r= – 0,86±0,16).
3. Исследования многих авторов показали, что активность инвертазы лучше других ферментов отражает уровень плодородия и биологической активности почв, находится в тесной зависимости с содержанием гумуса [162, 175]. Полученные показатели инвертазной активности почв исследуемых вариантов находились на уровне 31,2–32,6 мг глюкозы/г почвы за сутки и по шкале оценки [162] характеризуются как средние. Между содержанием гумуса и активностью гидролаз связи не установлены.
4. Залежная дерново–мелкоподзолистая тяжелосуглинистая почва под луговой растительностью имеет более высокие значения выделения диоксида углерода с поверхности и активность разложения клетчатки, следовательно, и углерода микробной биомассы, что указывает на различия процессов минерализации органического вещества, трансформации качественного состава и накоплении гумуса по сравнению с пахотной почвой. Это обусловлено в первую очередь скоплением на поверхности почвы свежего органического опада и уже сформированной подстилки.
5. Таким образом, почвы одного подтипа, находясь в различном землепользовании (пашня (чистый пар) – пашня (бессменный ячмень) – пашня (ячмень в севообороте) – залежь 37 лет – коренной лес (более 100 лет)), существенно отличаются по биохимическим свойствам, а, следовательно, и уровню плодородия. Наиболее оптимальные условия для биохимических процессов дерново–мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы Среднего Предуралья формируются в условиях залежи с луговой растительностью. Такие земли являются наиболее пригодными для возобновления вспашки и ведения органического земледелия.

4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ КОМПОСТ–М ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО–ПОДЗОЛИСТОЙ СРЕДНЕСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЫ

Для экономической оценки плодородия почв исследуемых участков использовали метод, предложенный Л.Л. Шишовым с соавторами [165]. Используемая методика общей почвенно–экологической оценки и бонитировки почв в отношении различных сельскохозяйственных культур, учитывает опыт бонитировки почв, как в России, так и за рубежом. Метод позволяет определять почвенно–экологические показатели и баллы бонитетов почв от конкретного участка, поля до области, республики, зоны и т. д. В отличие от региональных бонитировок она дает сопоставимые результаты на единой основе для всей территории РФ.

Расчет агрохимического показателя и почвенно–экологического индекса провели на основании лабораторных исследований агрохимической характеристики почвы (табл. 20).

На основании полученных результатов можно отметить, что внесение компоста привело к снижению обменной и гидролитической кислотности, увеличению насыщенности почвы основаниями, содержанию подвижного фосфора и минерального азота.

Однако при расчете агрохимического показателя согласно используемой методики определяющими свойствами стали значения обменной кислотности и подвижного фосфора.

Таблица 20 – Агрохимическая характеристика дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы производственного опыта

ООО «Птицефабрика «Менделеевская», 2019 г.

Для оценки стоимости почвы рассчитан почвенно–экологический индекс, величина которого пропорциональна уровню плодородия почвы (табл. 21). Почвенно–экологическая оценка производилась на основании свойств почв, климатических показателей и некоторых других особенностей территорий.

Таблица 21 – Показатели экономической оценки исследуемых участков

Величина почвенно–экологического индекса является первой составляющей цены почвы. Вторая составляющая – ее тарифная категория.

Тариф для неорошаемых дерново–подзолистых почв Предуралья согласно методики [165] составил 93 руб./га (по ценам 1991 г.).

Полученная стоимость в ценах 1991 г. была пересчитана с учетом уровня инфляции и деноминации 2019 г. в соотношении 1000:1 с помощью программного калькулятора [176]. Результаты расчетов представлены в таблице.

Экономическая эффективность от внедрения составила 8,86 тыс. руб./га, при оценке почв с учетом полученного уровня плодородия (суммарного агрохимического показателя), рассчитанного по разнице в стоимости участков с использованием предложенной разработки и без нее.

Таким образом, использование Компоста–М с дозой внесения азота 90 кг/га может быть рекомендовано производству в качестве элемента органической системы удобрения, позволяющего сохранить и повысить плодородие дерново–подзолистых почв.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенной работы можно отметить следующие основные выводы:

• • • 1. Продуктивность севооборота, разработанной органической система удобрения в опыте не зависела от вида пара (F_ф<F₀₅) и составляла в среднем 3,02 т/га з.ед. Наибольшая прибавка (0,56 т/га з.е.) была получена при возделывании культур по органоминеральной системе удобрения.
      2. Содержание легкогидролизуемого и минерального азота при использовании органической системы удобрения находилось на одном уровне с минеральной и органоминеральной. Содержание легкогидролизуемого азота по вариантам опыта колебалось от 97 до 106 мг/кг, минерального от 14 до 25 мг/кг почвы. По содержанию общего азота отмечена тенденция увеличения его содержания после закладки опыта в вариантах без удобрений как в сидеральном, так и в зернопаровом севооборотах с 0,24% до 0,31–0,37% соответственно.
      3. В сидеральном севообороте складываются лучшие условия для питания сельскохозяйственных культур калием при всех системах удобрения. В сидеральном севообороте за шесть лет исследования наблюдается тенденция увеличения легкоподвижного калия в слое почвы 0–20 см с 23,2 до 27,2 мг/кг почвы при органической системе удобрения и до 33 мг/кг почвы при минеральной. В зернопаровом севообороте происходит снижение при органической системе с 24,7 до 18,8 мг/кг почвы и до 22,8 при минеральной. Содержание обменного калия по всем вариантам опыта увеличилось в варианте без удобрения в сидеральном севообороте на 31 % (с 167 до 218 мг/кг почвы) в зернопаровом на 14 % (с 167 до 190 мг/кг почвы). В сидеральном севообороте в варианте без удобрений содержание легкогидролизуемого калия в слое почвы осталось на прежнем уровне и составило 600 мг/кг почвы. При органической системе удобрения наблюдается тенденция к его уменьшению в сидеральном севообороте с 600 до 547 мг/кг почвы, а в зернопаровом к увеличению до 697 мг/кг почвы. Лучшей системой удобрения для сидерального и зернопарового севооборотов стала минеральная и органоминеральная.
      4. Наиболее интенсивное накопление лабильного органического вещества почвы отмечено в вариантах в зернопаровом севообороте, где наибольшие значения показателя были отмечены в минеральной и органоминеральной системах удобрения (0,22 и 0,21% соответственно). В сидеральном севообороте значения С_лов варьировали от 0,15 до 0,19%, что также говорит о существенном влиянии фактора систем удобрения.
      5. Вид севооборота оказал существенное влияние на инвертазную активность почвы. Ведение сидерального севооборота обеспечивало наибольшую инвертазную активность почвы. Увеличение произошло на 3,6 мг глюкозы на 1 г за 24 часа по сравнению зернопаровым севооборотом, при НСР₀₅=1,9 мг глюкозы на 1 г за 24 часа. Система удобрения не оказала существенного влияния на данный показательF_ф<F₀₅. На активность уреазы вид севооборота не оказал существенного влияния F_ф<F_05. Наибольшая активность данного фермента отмечена в вариантах без удобрений как в зернопаровом, так и в сидеральном севообороте и составила 34 и 36 мг NH₃ на 10 г за 24 часа соответственно.
      6. Интенсивность базального дыхания в зернопаровом севообороте существенно выше, чем в сидеральном, как в целом (на 0,4 мкг СО₂–С /г/ч), так и в частности с внесением соломы (на 1,4 мкг СО₂–С /г/ч). При определение СИД как по главным эффектам, так и по частным различиям в сидеральном севообороте изучаемые факторы влияния не оказали. Лишь в зернопаровом можно констатировать достоверное уменьшение интенсивности дыхания в варианте с минеральными удобрениями относительно всех остальных вариантов (5,5 мкг СО₂–С /г/ч), где значения СИД были одинаковыми (17,9 мкг СО₂–С /г/ч).
      7. Использование органической системы удобрения в зернопаровом севообороте позволило получить зерно яровой пшеницы с содержанием сырого протеина 20,9 % и сырой клейковины 19,5 %, что соответствует третьему классу по требованиям ГОСТ Р 9353–2016.

Использование органической системы удобрения обеспечило получение качества зерна овса на одном уровне органоминеральной системой. Содержание сырого протеина составило – 10,9 %, клетчатки – 12,0 % и золы – 3,2 %.

Органическая система удобрения в сидеральном севообороте позволяет получить сено клевера 1 г.п. (1 укос) с содержанием каротина 71,3 мг/кг и сырого протеина 13,5 %.

• • • 1. По результатам проведения производственной проверки по внесению компоста на основе куриного помета, как элемента органической системы удобрения, установлено увеличение агрохимического показателя, балла бонитета и оценочной стоимости дерново–подзолистой среднесуглинистой почвы. Экономическая эффективность от внедрения составила 8,86 тыс. руб./га, при оценке почв с учетом полученного уровня плодородия (суммарного агрохимического показателя), рассчитанного по разнице в стоимости участков с использованием предложенной разработки и без нее.
      2. Дерново–слабоподзолистая тяжелосуглинистая почва, находясь в различном землепользовании (пашня (чистый пар) – пашня (бессменный ячмень) – пашня (ячмень в севообороте) – залежь 37 лет – коренной лес (более 100 лет)), существенно отличаются по биохимическим свойствам и уровню плодородия. Наиболее оптимальные условия для биохимических процессов дерново–мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы Среднего Предуралья формируются в условиях залежи с луговой растительностью. Такие земли являются наиболее пригодными для возобновления вспашки и ведения органического земледелия.

Список использованных источников

1. Федеральный закон от 03.08.2018 N 280–ФЗ «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» // Российская газета. – 6 августа 2018 г. –Федеральный выпуск № 170(7633).
2. Указ Президента РФ от 01.12.2016 г. № 642 «О Стратегии научно–технологического развития Российской Федерации». Электронный ресурс: www.pravo.gov.ru, 01.12.2016, N 0001201612010007 (дата обращения 12.12.2019).
3. Постановление Правительства РФ от 14 июля 2012 г. N 717 «О Государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013 – 2020 годы» Электронный ресурс: URL: http://gov.garant.ru/document?id=70110644&byPara=1&sub=1135812. (дата обращения 3.11.2017).
4. Зубенко В.Ф. Баланс органических веществ в разных севооборотах на дерново–подзолистых почвах // Агрохимия. – 1973. – № 4. – С. 61–68.
5. Кулаковская Т.Н., Костюкевич Л.И. Влияние систем удобрений на содержание и состав гумуса дерново–подзолистой супесчаной почвы // Агрохимия. – 1984. – №8. – С. 57–63.
6. Кононова М.М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения. – М.: Изд–во Акад. наук СССР, 1963. – 314 с.
7. Ганжара Н.Ф. Гумус, свойства почв и урожай // Почвоведение. – 1998. – №7. – С. 812–819.
8. Кирюшин В.И., Ганжара Н.Ф, Кауричев И.С. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах. – М.: Изд–во МСХА, 1993. – 99 с.
9. Кауричев И.С., Лыков А.М. Проблема гумуса пахотных почв при интенсификации земледелия // Почвоведение. – 1979. – №12. – С. 5–15.
10. Кулаковская Т.Н. Оптимизация агрохимической системы почвенного питания растений. – М.: Агропромиздат, 1990. – 219 с.
11. Корчагин В.А., Терентьев О.В. О воспроизводстве почвенного плодородия // Аграрная наука. – 2007. – №3. – С. 10 – 11.
12. Пегова Н.А. Органическое вещество пахотной легкосуглинистой почвы в зависимости от системы обработки почвы и фона удобрения // Достижения науки и техники АПК. – 2013. – № 9. – С. 22–25.
13. Тюрин И.В. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии. – М.: Наука, 1965. – 319 с.
14. Егоров В.В. Некоторые вопросы повышения плодородия почв // Почвоведение. – 1981. – №10. – С. 71–79.
15. Brune H. Bodenfruchtbarkeit – was ist das // Schweiz. Landw. Forsch. – 1990. – Jg.29, Nо.1. Р. 5–13.
16. Лыков А.М. Современные системы земледелия: сущность, теоретические основы, принципы разработки и освоения // Земледелие. – 1988. – № 12. – С. 9–14.
17. Лыков A.М. Ландшафтное земледелие: итоги и перспективы исследований // Химия в сельском хозяйстве. – 1997. – №4. – С. 20–26.
18. Шеуджен А.Х., Нещадим Н.Н., Онищенко Л.М. Органическое вещество почвы и его экологические функции. – Краснодар: ФГБОУ ВПО «Кубанский ГАУ, 2011. – 201 с.
19. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование. – Л.: Наука, 1980. – 221 с.
20. Поддымкина Л.М., Сафронов А.Ф., Золотарев М.А. Действие культур, удобрений и севооборота на содержание гумуса и кислотность почв // Плодородие. – 2007. – № 3. – С. 12–13.
21. Лыков А.М. Гумус и плодородие почвы. – М.: Моск. рабочий, 1985. – 192 с.
22. Дерюгин И.П., Безносов А.И., Башков А.С. Агрохимические основы применения удобрений и повышение плодородия почв Удмуртской АССР: Опыт и рекомендации. – Устинов, 1987. – 164 с.
23. Завьялова Н.Е. Гумусное состояние дерново–подзолистых почв Предуралья при различном землепользовании и длительном применении удобрений и извести: автореф. дис. доктора биол. наук: 06.01.04. – Москва, 2007. – 47 с.
24. Кауричев И.С. Почвы таежно–лесной зоны. Почвоведение. – М.: Агропромиздат, 1989. – 719 с.
25. Войтович Н.В. Плодородие почв Нечерноземной зоны и его моделирование. Служба агропромышленного комплекса России. – М.: Колос, 1997. – 388 с.
26. Мещанов В.Н., Нуриев С.Ш., Иванова А.П. Изменения плодородия почв ТАССР и прогноз на ближайшую их перспективу // Сб. «Вопросы химизации сельского хозяйства в Татарской АССР». – Казань: Таткнигиздат, 1985. – С. 20–25.
27. Нуриев С.Ш., Ишкаев Т.Х. Проблемы бездефицитного баланса гумуса в почвах Татарской АССР // Сб. «Научные основы и практические приемы повышения плодородия почв Урала и Поволжья». – Уфа, 1988. – С. 16–17.
28. Гамзиков Г.П., Кулагина М.Н. Изменение содержания гумуса в почвах в результате сельскохозяйственного использования // Обзорная информация. – М., 1992. – 48с.
29. Исмагилова Н.Х., Хлыстовский А.Д. Баланс и трансформация органического вещества и гумуса в пахотных почвах. Влияние удобрений, известкования и севооборота на гумусовое состояние дерново–подзолистой суглинистой почвы // Бюл. Почвенного ин–та им. В.В. Докучаева. – 1992. –Вып. 50. – С.40.
30. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И. Гетерогенность органического вещества дерново–подзолистой почвы // Тез. докл. на международной научной конференции. «Агрохимические приемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно–ландшафтных системах земледелия». – М., 2006. – С. 35–37.
31. Акулов П.Г. Методические подходы к воспроизводству плодородия и продуктивности черноземов ЦЧЗ // Совершенствование методологии агрохимических исследований. – М.: Изд–во МГУ, 1997. – С. 16–26.
32. Завьялова Н.Е., Косолапова А.И., Соснина И.Д. Гумусное состояние и азотный фонд дерново–подзолистой почвы Предуралья в условиях интенсивного землепользования // Агрохимия. – 2004. – №9. – С. 21–25.
33. Минеев В.Г., Шевцова Л.К. Влияние длительного применения удобрений на гумус почвы и урожай культур // Агрохимия. – 1978. – № 5. – С. 25–34.
34. Титова Н.А., Травникова Л.С., Когут Б.М., Кершенс М. Органическое вещество и проблема устойчивости в XXI в.: Соотношение и состав активной и инертной частей органического вещества черноземов длительных полевых опытов // Современные проблемы почвоведения. – М., 2000. – С. 369–383.
35. Никитин С.Н. Эффективность применения удобрений, биопрепаратов и диатомита в лесостепи Среднего Поволжья: автореф. дис. доктора с.–х. наук: 06.01.04. – Ульяновск, 2014. – 32 с.
36. Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А. Гумусообразование и агрономическая оценка органического вещества почв. – М.: Агроконсалт, 1997. – 82 с.
37. Куликова А.Х. Воспроизводство биогенных ресурсов в агроэкосистемах и регулирование плодородия чернозема лесостепи Поволжья: дис. доктора с.–х. наук: 06.01.01. – Ульяновск, 1997. – 364 с.
38. Куликова А.Х., Яшин Е.А, Данилова Е.В. Эффективность диатомита и минеральных удобрений в технологии возделывания озимой пшеницы // Агрохимический вестник. – 2007. – № 5. – С. 18–19.
39. Хлыстовский А.Д., Касицкий Ю.И. Последействие фосфора, оптимальные фосфатные уровни в дерново–подзолистой тяжелосуглинистой почве и применение фосфорных удобрений // Агрохимия. – 1987. – №5. – С. 10–13.
40. Лыков A.М. Основные итоги исследований по проблеме органического вещества дерново–подзолистой почвы в интенсивном земледелии // Известия ТСХА. – 1976. – Вып. 2. – С. 8–20.
41. Безносиков В.А. Эколого–агрохимические основы оптимизации азотного питания растений на подзолистых почвах Европейского Северо–Востока России: автореф. дис. доктора с.–х. наук: 06.01.04. – Пермь, 2000. – 57 с.
42. Борисов В.А. Комплексная оценка различных систем удобрения в интенсивном овощном севообороте на аллювиальной луговой почве // Агрохимия. – 1985. – №5. – С. 28–29.
43. Донских И.Н., Новицкий М.В., Чернов Д.В. Лабораторно–практические занятия по почвоведению // Учебное пособие. – Санкт–Петербург: Проспект науки, 2009. – 319 с.
44. Шевцова Л.К. Гумусовое состояние и азотный фонд основных типов почв при длительном применении удобрений: автореф. дис. доктора биол. наук: 06.01.04. – М.: МГУ, 1988. – 48 с.
45. Гринченко A.M., Муха В.Д., Чешсек Г.Я. Трансформация гумуса при сельскохозяйственном использовании почв // Вестник с.–х. науки. – 1979. – № 1. – С.36–40.
46. Филок И.И., Шеларь И.А. Влияние сельскохозяйственного освоения и длительного применения удобрений на гумусное состояние темно–серых лесных почв // Агрохимия. – 2002. – №1. – С.16–22.
47. Милащенко Н.З., Захаров В.Н. Производство экологически чистых и биологически полноценных продуктов питания // Химизация сельского хозяйства. – 1991. – №1. – С. 4.
48. Люжин М.Ф. Роль водорастворимых органических веществ в гумификации растительных остатков // Зап. Ленингр. с.–х. ин–та. – 1973. – Т. 206. – С. 41–45.
49. Хлыстовский А.Д., Вехов П.А., Богданов Н.М. Влияние длительного применения минеральных и органических удобрений на органическое вещество почвы // Химия в сельском хозяйстве. – 1979. – №8. – С. 23–30.
50. Орлов В.М., Чернохлебова Г.А., Мирошенко М.П. Использование биологического азота при возделывании озимой пшеницы // Вестник с.–х. науки. – 1989. – №7. – С.76–80.
51. Гамзиков Г.П., Кулагина М.Н. Влияние длительного систематического применения удобрений на органическое вещество почвы // Почвоведение. – 1990. – № 11. – С. 57–60.
52. Минеев В.Г., Дебрецене Б., Мазур Т. Биологическое земледелие и минеральные удобрения. – М.: Колос, 1993. – 415 с.
53. Минеев В.Г., Гомонова Н.Ф., Овчинникова М.Ф. Устойчивость созданного длительным применением агрохимических средств плодородия дерново–подзолистой почвы // Агрохимия. – 2003. – № 2. – С. 5–9.
54. Гомонова Н.Ф. Эколого–агрохимические функции удобрений при их длительном применении (50 лет) в агроценозе на дерново–подзолистой почве: автореф. дис… доктора биол. наук: 06.01.04 – М.: МГУ, 2010. – 45 с.
55. Державин Л.М., Седова Е.В. К вопросу о воспроизводстве гумуса // Агрохимия. – 1988. – №9. – С. 117–127.
56. Лукин С.М., Жуков А.И., Баринова К.Е. Динамика и баланс органического вещества в почвах при использовании различных систем удобрения // Бюлл. ВИУА. – 2001. – № 114. – С. 26–27.
57. Чеботарев Н.Т., Тулинов А.Г. Влияние длительного применения удобрений на агрохимические показатели и баланс органического вещества в дерново–подзолистой почве Республики Коми // Аграрный вестник Урала. – 2011. – № 2. – С. 11–12.
58. Башков А.С., Бортник Т.Ю., Загребина М.Н., Карпова А.Ю. Изменение плодородия дерново–подзолистой суглинистой почвы и продуктивности полевых культур при длительном применении удобрений // Теоретические и технологические основы воспроизводства плодородия почв и урожайность сельскохозяйственных культур: Материалы Международной научно–практической конференции. – М.: Изд–во РГАУ–МСХА, 2012. – С. 140–149.
59. Гомонова Н.Ф., Минеев В.Г. Динамика гумусного состояния и азотного режима дерново–подзолистой почвы при длительном применении удобрений // Агрохимия. – 2012. – № 6. – С. 23–31.
60. Мамченков И.П., Васильев В.А. Эффективность сочетания навоза и минеральных удобрений в севооборотах // Агрохимия. – 1972. – № 5. – С. 47–57.
61. Матюк Н.С., Селицкая О.В., Солдатова С.С. Роль сидератов и соломы в стабилизации процессов трансформации органического вещества в дерново–подзолистой почве // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. – 2013. – № 3. – С. 63–74.
62. Пестряков В.К. О содержании и составе гумуса лесных и пахотных дерново–подзолистых почв Северо–Запада // Почвоведение. – 1974. – № 7. – С. 69–73.
63. Курганова Е.В. Динамика плодородия и продуктивности дерново–подзолистых почв в условиях интенсивного земледелия: дис. доктора с.–х. наук: 06.01.04. – М., 2004. – 279 с.
64. Минеев В.Г., Шевцова Л.К. Влияние длительного применения удобрений на гумус почвы // Агрохимия. – 1978. – № 7. – С. 134–141.
65. Довбан К.И., Бузмаков В.В. Зеленые удобрения – опыт и перспективы // Земледелие. – 1981. – №1. – С. 60–62.
66. Шкарда М. Производство и применение органических удобрений. – М.: Агропромиздат, 1985. – 364 с.
67. Куликова А.Х. Гумусовое состояние черноземов Ульяновской области и пути его оптимизации // Эколого–агрохимические, технологические аспекты развития земледелия Среднего Поволжья и Урала. – Казань: Изд. Казанского университета, 1995. – С. 17–18.
68. Масютенко Н.П. Гумусное состояние и управление воспроизводством органического вещества черноземных почв ЦЧЗ // Тезисы докладов II съезда общества почвоведов. Т.1. – С.–Пб., 1996. – С. 368–369.
69. Хамуков В.Б., Евтушенко Н.Н. Проблемы бездефицитного баланса гумуса в почве // Химия в сельском хозяйстве. – 1996. – №2. – С. 2–3.
70. Ганжара Н.Ф. Почвоведение. – М: Агроконсалт, 2001. – 394 с.
71. Сафиоллин Ф.Н., Галлиев К.Х. Биологизация земледелия – основа высоких урожаев // Земледелие. – 2005. – №2. – С. 10–11.
72. Марчук Е.В. Взаимодействие удобрений и биологического азота в севооборотах на легких дерново–подзолистых почвах // Агрохимический вестник. – 2013. – № 4. – С. 29–31.
73. Алексеев Е.К. Зеленое удобрение в нечерноземной полосе. – М.: Сельхозгиз, 1959. – 278 с.
74. Бузмаков В.В. Зеленое удобрение // Химизация с.–х. – 1988. – № 6. – C. 33–37.
75. Бердников A.M. Научное обоснование применения зеленых удобрений в современном земледелии на дерново–подзолистых почвах Полесья УССР: автореф. дис… доктора с.–х. наук: 06.01.04. – 1990. – 38 с.
76. Державин Л.M. Применение удобрений в интенсивном земледелии // Современное развитие научных идей Д.Н. Прянишникова. – М.: Наука, 1991. – С.74–94.
77. Бутов A.B. Воспроизводство плодородия почвы и повышение урожайности картофеля в специализированных полевых севооборотах ЦЧР: автореф. дис. доктора с.–х. наук: 06.01.04. – Воронеж, 1997. – 39 с.
78. Артемов И.В., Гулидова В.А. Пути сохранения и повышение плодородия почв в условиях агроландшафтных комплексов // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2001. – № 4. – С. 62–64.
79. Голубев В.Д. Зеленое удобрение в орошаемом земледелии Поволжья: автореф. дис. доктора с.–х. наук: 06.01.04. – Саратов, 1965. – 32 с.
80. Schieder E. Ergebnisseeines 15 JarigenDauerdungsversuchesmit Stroh und Stallmist / E. Schieder, W. Breunig //Archiv–Acker und Pflanzenbau und Bodenkunde. 1978. – Bd 22, N 10. – Р. 653 – 687.
81. Васильев В.А., Филиппова Н.В. Справочник по органическим удобрениям. – М.: Россельхозиздат, 1984. – 253 с.
82. Азаров Б.Ф. Симбиотический азот в земледелии Центрально–Черноземной зоны Российской Федерации: автореф. дис… доктора с.–х. наук: 06.01.04. – М., 1995. – 60 с.
83. Федоров В.А. Некормовая солома на удобрение // Итоги работы географической сети опытов с удобрениями и пути повышения эффективности применения удобрений в ЦЧЗ, Поволжье, на Северном Кавказе. – Белгород, 1977. – С. 18–19.
84. Казьмин В.М., Коломейченко В.В. Как поддержать почвенное плодородие // Земледелие. – 2001. – №5. – С. 30–32.
85. Зезюков Н.И. Накопление и разложение растительных остатков под культурами агроценозов в ЦРЗ // Регулирование биологических процессов и плодородие черноземов при различных чередованиях культур: сб. материалов конф. – Воронеж, 1986. – С.14–19.
86. Зезюков Н.И., Придворев Н.И., Трунов В.И., Баранов А.М. Сохранить плодородие черноземов // Земледелие. – 1996. – № 5. – С. 6–7.
87. Харламов Е. Гумус и плодородие // Агропромышленный комплекс России. – 1990. – № 2. – С. 29–30.
88. Сдобников С.С. Роль органических удобрений в повышении плодородия почв в интенсивном земледелии // Плодородие почв и пути его повышения. – М.: Колос, 1983. – С. 53–55.
89. Чуданов И.А., Каллимулин А.Н. Какие предшественники лучше // Земледелие. – 1994. – № 6. – С. 17–18.
90. Малышева Ю.А. Динамика органического вещества светло–серой лесной почвы под влиянием сидератов и приемов обработки: дис. канд. с.–х. наук: 06.01.03. – Н. Новгород. – 224 с.
91. Трипольская Л., Романовская Д., Шлепетене А. Гумусное состояние пахотной дерново–подзолистой почвы в условиях применения различных видов зеленых удобрений // Почвоведение. – 2008. – № 8. – С. 997–1005.
92. Дедов А.В., Несмеянова М.А., Хрюкин Н.Н. Приемы биологизации и воспроизводство плодородия черноземов // Земледелие. – 2012. – № 6. – С. 4–7.
93. Безлер Н.В. Запашка соломы ячменя и продуктивность культур в зернопропашном севообороте // Земледелие. – 2013. – № 4. – С. 11–13.
94. Лошаков В.Г. Промежуточные культуры – важнейший элемент интенсивных систем земледелия // Агрономические основы специализации севооборотов. – М.: Агропромиздат, 1987. – С. 29–40.
95. Вильямс В.Р. Собрание сочинений. – М.: Сельхозиздат, – 1953. – 421 с
96. Мукатанов А.Х., Хасанов Р.Ф., Гарипов Т.Т., Середа Н.А. Гумусное состояние чернозема обыкновенного и урожайность яровой пшеницы при внесении органических удобрений (Башкортостан) // Агрохимия. – 1994. – № 2. – С. 58–62.
97. Стифеев А.И., Смирных И.В. Использование соломы в качестве почвоудобрительного материала на выщелоченных черноземах // Вопросы современного земледелия. – Курск. – 1997. – С. 38–37.
98. Колсанов Г.В., Куликова А.Х., Корнеев Е.А., Хвостов Н.В. Использование соломы для удобрения гороха на типичном черноземе лесостепи Поволжья // Агрохимия. – 2002. – № 11. – С. 43.
99. Колсанов Г.В., Куликова А.Х., Корнеев Е.А., Хвостов Н.В. Использование гороховой соломы для удобрения озимой ржи на черноземе типичном // Агрохимия. – 2004. – № 5. – С. 47–53.
100. Смолин Н.В. Влияние средств химизации и соломы на баланс гумуса в зерновом севообороте на черноземе выщелоченном // Агрохимия. – 2008. – № 1. – С. 21–27.
101. Каюмов М.К. Программирование урожаев сельскохозяйственных культур. – М.: Агропромиздат, 1989. – 320 с.
102. Калининская Т. А. Влияние соломы на деятельность азотфиксирующих микроорганизмов почвы // Использование соломы как органического удобрения. – М.: Наука, 1980. – С.48–54.
103. Kantze Dr. Strohdungung auf Moorboden / Dr. Kantze // Land–wirtschaftsblatt Weser–Ems. – 1984. – Bd.131, No 23. – Р.14–17.
104. Чекмарев П.А., ОбущенкоС.В., Троц Н.М. Влияние системного применения минеральных удобрений на содержание гумуса в черноземе обыкновенном // Достижения науки и техники АПК. – 2013. – № 6. – С. 32–34.
105. Чеботарев Н.Т. Повышение плодородия дерново–подзолистой почвы средней тайги Европейского Севера // Агрохимический вестник. – 2008. – № 6. – С. 35–36.
106. Pickenbrock A. Umstellen auf «biologische» Wirtschaftsweiselohntsich das? // Top Agrar. – 1988, No 2. – Р.28–33.
107. Лыков А.М. Воспроизводство плодородия почв в Нечерноземной зоне. – М.: Россельхозиздат, 1982. – 143 с.
108. Чухина О.В., Жуков Б.П. Плодородие дерново–подзолистой почвы и продуктивность культур в севообороте при применении различных доз удобрений // Агрохимия. – 2013. – № 11. – С. 10–18.
109. Козлова А.В. Эффективность длительного применения органических и минеральных удобрений в различных дозах и сочетаниях при возделывании овса в полевом севообороте на дерново–подзолистой легкосуглинистой почве: автореф. дис. канд. с.–х. наук: 06.01.04. – М.,2015. – 16 с.
110. Нуриев С.Ш., Шакиров В.З., Лукманов А.А. Кислотность почв и баланс кальция и магния в земледелии Республики Татарстан // Агрохимический вестник. – 2006. – № 3. – С.29–30.
111. Переверзев В.Н., Иваненко Н.К. Влияние удобрений на калийный режим подзолистой почвы и урожайность зеленой массы овса // Агрохимия. – 2001. – №8. – С. 11–17.
112. Небольсин Н.А., Небольсина З.П. Оценка плодородия почв после прекращения использования удобрений // Плодородие. – 2004. – №4. – С. 12–13.
113. Егоров В.С., Бычкова Л.А. Последействие различных систем удобрения на азотный режим дерново–подзолистой почвы // Агрохимия. – 2006. – №5. – С. 12–19.
114. Надежкина Е.В. Дополнительное использование азота почвы при внесении азотных удобрений // Агрохимия. – 2006. – №3. – С. 5–13.
115. Поляков В.А. Трансформация фосфорных удобрений в дерново–подзолистой почве // Плодородие. – 2006. – №4. – С. 24.
116. Шафран С.А. Прогноз содержания фосфора и калия в почвах Центрального района Нечерноземной зоны // Агрохимия. – 2006. – №9. – С. 5–12.
117. Шафран С.А., Прошкин В.А., Ваулина Г.И., Козеичева Е.С. Влияние агрохимических свойств почв на окупаемость азотных удобрений // Агрохимия. – 2010. – №8. – С. 15–23.
118. Русакова И.В. Влияние соломы зерновых и зернобобовых культур на содержание углерода, агрохимические свойства и баланс элементов питания в дерново–подзолистой почве // Агрохимический вестник. – 2015. – № 6. – С. 6–10.
119. Дышко В.Н Оптимизация фосфатного состояния дерново–подзолистых почв в условиях Центрального Нечерноземья // Экологические функции агрохимии в современном земледелии. Материалы Всероссийского совещания Геосети. – М., 2008. – С. 67–69.
120. Митрофанова Е.М., Васбиева М.Т. Фосфатный режим дерново–подзолистой почвы при длительном применении органических и минеральных удобрений // Агрохимия. – 2014. – № 9. – С. 13–19.
121. Минеев В.Г. Влияние систематического применения органических и минеральных удобрений в разных почвенно–климатических условиях СССР на свойства почв // Бюллет. ВИУА, вып. 35. – М., 1977. – С. 29–32.
122. Гаврилов К.А. Влияние удобрений на плодородие дерново–подзолистых почв. В кн.: Эффективное применение удобрений в Нечерноземной зоне. – М.: Россельхозиздат, 1983. – 270 с.
123. Гриньков А.Г. Влияние различных систем удобрений на плодородие дерново–подзолистой почвы: автореф. дис. канд. с.–х. наук: 06.01.04 – М., 2002. – 16 с.
124. Пчелкин В.У. Почвенный калий и калийные удобрения. – М.: Колос, 1966. – 335 с.
125. Беляев Г.Н. Влияние удобрений на содержание подвижных форм калия в почве и урожай картофеля // Агрохимия. – 1976. – № 12. – С. 37–42.
126. Титова В.И., Варламова Л.Д., Тюрникова Е.Г., Архангельская А.М., Нефедьева В.В. Изменение продуктивности культур и агрохимических показателей почвы в 9–й ротации севооборота в многолетнем полевом опыте при применении удобрений // Агрохимия. – 2013. – № 7. – С. 25–32.
127. Орлова О.В. Повышение плодородия почв при активизации почвенной микрофлоры, регулируемой биоудобрениями // Сельскохозяйственная биология. – 2011. – № 3. – С. 98–101.
128. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология. – М.: Изд–во МГУ, 1983. – 248с.
129. Авдонин Н.С. Повышение плодородия кислых почв. – М.: Колос, 1969. – 304 с.
130. Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия. – М.: Наука, 1972. – 342 с.
131. Карягина Л.А. Микробиологические основы повышения плодородия почв. – Минск: Наука и техника, 1983. – 181 с.
132. Галимова Р.А. Сезонная динамика численности микроорганизмов в длительно удобряемых светло–каштановых почвах Алма–атинской области // Изв. АН Каз.ССР. Сер биол. – 1971. – № 3. – с. 35–42.
133. Любарская Л.С. О некоторых результатах исследований в длительных опытах с удобрениями. В сб.: Эффективность удобрений по зонам страны. – М., 1973.
134. Макаров Б.Н. Воздушный режим дерново–подзолистой почвы. – М.: Наука, 1975. – С. 1–344.
135. Доспехов Б.А., Васильев Д.В., Усманов Р.Р. Действие удобрения соломой на плодородие дерново–подзолистых почв при разных системах ее обработки в севообороте // Использование соломы как органического удобрения. – М.: Наука, 1980. – С. 144–156.
136. Каутская Л.В. Некоторые микробиологические показатели чернозема мощного слабовыщелоченного при длительном применении удобрений // Микроорганизмы как компонент биогеоценоза. – Алма–Ата: Кайнар, 1982. – С. 115–116.
137. Михновская А.Д. Влияние минеральных удобрений на формирование микробных сообществ при различных условиях влажности и температуры почвы // Структура и функции микробных сообществ почв с различной антропогенной нагрузкой. – Киев, 1982. – С. 168 –171.
138. Гельцер Ф.Ю. Значение однолетних и многолетних травянистых растений в создании плодородия почвы // Почвоведение. – 1955. – № 5. С. 44–53.
139. Левин Ф.И. Количество растительных остатков в посевах полевых культур и его определение по урожаю основной продукции // Агрохимия. – 1977.– № 8. – С. 36–42.
140. Бугаев В.П., Осипова З.М. Свойства почвы и химический состав растений при длительном применении навоза и минеральных удобрений // В сб.: Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы и продуктивность севооборотов. – М.:, Вып. Ш., 1968. С. 43–62.
141. Нурмухаметов Н.М. Солома и сидераты важные средства повышения микробиологической активности почвы // Земледелие. – 2001. – №6. – С. 14–16.
142. Чиканова В.М. Влияние удобрений на биологическую активность почвы: автореф. дис. канд. с.–х. наук. – Жодино, 1966. – 25 с
143. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). – М.: ИД Альянс, 2011. – 352 с.
144. Вологжанина Т.В. Почвенный покров // Агрохимия на службе земледелия. – Пермь, 1981. – С. 9–39.
145. Вологжанина Т.В., Бутенко В.Ф., Москвитин Н.А. Земельный фонд и плодородие почв Пермской области // Повышение эффективности применения удобрений в хозяйствах Уральской зоны: Межвуз. сб. науч. тр. Пермь, 1983. – С. 3–8.
146. Вологжанина Т.В., Москвитин Н.А., Бутенко В.Ф. Природно–климатические условия и почвенный покров Пермской области // Приёмы повышения плодородия почв Северо–Востока Нечерноземья: Межвуз. сб. науч. тр. – Пермь, 1985. – С. 3–5.
147. Осокин И.В. Погода и урожайность зерновых культур в Предуралье // Агрометеорологические условия и агротехнические факторы повышения урожайности полевых культур в Предуралье: Сб. научн. тр. – Пермь, 1996. – С. 3–8.
148. Романов П.П. Научные основы совершенствования технологии возделывания и улучшения качества зерна яровых культур на Среднем Урале: (пшеница, ячмень) // Автореферат дис…доктора с.–х. наук. – Пермь. – 1979. – 36 с.
149. Волобуев В.Р. Почвы и климат / под ред. Ковда В.А.– Изд. АН Азербайджанской ССР, 1953. – 323 с.
150. Люри Д.И. Динамика сельскохозяйственных земель России в XX веке и постагрогенное восстановление растительности и почв / Д.И. Люри, С.В. Горячкин, Н.А. Караваева, Е.А. Денисенко, Т.Т. Нефедова. – М.: ГЕОС, 2010. – 416 с.
151. Агрохимические методы исследования почв / Под ред. А.В. Соколова. – М.: Наука, 1975. – 657 с.
152. ГОСТ 26213–91. Почвы. Методы определения органического вещества. – М.: Стандартинформ, 1991. – 8 с.
153. ГОСТ 26483–85. Почвы. Определение рН солевой вытяжки, обменной кислотности, обменных катионов, содержания нитратов и обменного аммония и подвижной серы методами ЦИНАО. – М.: Изд–во стандартов, 1985. – 5 с.
154. ГОСТ 26212–91. Почвы. Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО. – М.: Изд–во стандартов, 1992. – 7 с.
155. ГОСТ 26207 – 91. Почвы. Определение подвижных форм фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО. – М.: Изд–во стандартов, 1991. – 7 с.
156. ГОСТ 27821–88. Почвы. Определение суммы поглощенных оснований по методу Каппена. – М.: Изд–во стандартов, 1988. – 7 с.
157. ГОСТ 26488–85. Почвы. Определение нитратов по методу ЦИНАО. – М.: Изд–во стандартов, 1985. – 4 с
158. Середа Н.А., Валеев В.М., Баязитова Р.И., Алибаев А.А. Практикум по агрохимии. – Уфа: Изд–во БГАУ, 2004. – 115 с.
159. Шеуджен A.Х., Нещадим Н.Н., Онищенко Л.М. Органическое вещество почвы и методы его определения. – Майкоп: «Полиграфиздат «Адыгея», 2007. – 344 с.
160. ГОСТ 26107–84 Почвы. Методы определения общего азота. – М.: Издательство стандартов, 1984. – 8 с.
161. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований. – Ростов н/Д: Изд–во РГУ, 2003. – 216 с.
162. Anderson J.P.E., Domsch K.H. A physiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils. Soil Biology and Biochemistry. – 1978. – V. 10, No 3. – P. 215–221.
163. Ананьева Н.Д., Полянская Л.М., Сусьян Е.А., Васенькина И.В., Вирт С., Звягинцев Д.Г. Сравнительная оценка микробной биомассы почв, определяемой методами прямого микроскопирования и субстрат–индуцированного дыхания // Микробиология. – 2008. – № 77. – С. 404–412.
164. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. – М.: Колос, 1972. – 216 с.
165. Косолапова А.И., Фомин Д.С., Субботина М.Г. Биохимические свойства дерново–мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы Среднего Предуралья в зависимости от вида землепользования // Пермский аграрный вестник. – 2017. – № 4 (20). С. 69–74.
166. Scujins J., Klubek B. Soil biological properties of a mountain forest sere: corro–boration of Odum’s postulates // Soil Biology and biochemistry. 1982. V. 14. № 5. P. 505–513.
167. Благодатская Е.В., Ананьева Н.Д., Мякшина Т.Н. Характеристика состояния микробного сообщества почв по величине метаболического коэффициента // Почвоведение. 1995, №2. С. 205–210.
168. Дзюин Г.П.. Белоусова Л.А.. Ложкина С.В. Биологическая активность дерново–подзолистой почвы // Аграрная наука Евро–Северо–Востока. – 2006. – № 8. – С.75–79.
169. Авров O.E. Влияние температуры и влажности почвы на разложение соломы // Использование соломы как органического удобрения. М.: Наука, 1980. С. 103–113.
170. Fischer, T., Subbotina, M. Climatic and soil texture threshold values for cryptogamic cover development: a meta analysis // Biologia. 2014. 69/11:1520–1530.
171. Subbotina M., Mikhailova L., Kuznetsova T. The carbon of microbial biomass and microbial producing of carbon dioxide of soddy shallow clay loam podzolic soil under the influence of bio–waste // Рroceedings of the International soil science Conference “Soils in space and Time”. 2013. Pp. 257–258.
172. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. Л.: Наука, 1980. – 187 с.
173. Полякова Н.В. Плодородие темно–серых лесных почв при их окультуривании / Н.В. Полякова, В.В. Ивенин, Ю.Н. Платонычева, Е.Н. Володина // Плодородие. 2009. – № 1. – С. 34–35.
174. Subbotina M., Fischer, T., Mikhailova L., Losev D. The influence of postagrogenic transformation on biological properties of soddy shallow clay loam podzolic soil in the Preduralie // Agriculture and Forestry. 2016. Vol.62. Issue 1: 59–63.
175. Шишов Л.Л. Теоретические основы и пути регулирования плодородия почв / Л.Л. Шишов, Д.Н. Дурманов, И.И. Карманов, В.В. Ефремов. – М. : Агропромиздат, 1991. – 304 с.
176. Статбюро: калькуляторы инфляции в России. Электронный ресурс: URL: https://www.statbureau.org/ru/russia/inflation–calculators?dateBack=1991–1–1&dateTo=2015–12–1&amount=5310.05.

Приложения