Scientific basis of modernization of crop rotations and formation of their systems according to the specializations of farms in the Central Chernozem Region | Основы модернизации севооборотов и формирования их систем в соответствии со специализацией хозяйств Центрального Черноземья

English. The scientific basis of modernization of crop rotations and formation of their systems independently of the production specialization of a farm is the solution of the task of sustainable growth of plowland productivity together with soil fertility reproduction. The results of long-term experiments of a number of research institutions in Central Chernozem region were analyzed. The following regularities are taken into account: exchangeable energy (in GJ) of plant substance equals half-sum of nitrogen and phosphorus pentaoxide (in kg); humus energy content (in GJ) equals half of nitrogen (in kg) within it. When heat and moisture supply is sufficient the actual productivity exceeds the background one because of intensive consumption of humus mineralization products by plants. Fertilizer nitrogen ensures the increase in the plowland productivity and the decrease in humus consumption and it also facilitates the growth of the background soil fertility. In the formation of the latter biologization factors, such as green manure, legumes are most significant. The high efficiency of green manure is connected both with a large amount of easily decomposed organic matter and with the reduction of non-productive loss of moisture and carbon in the fallow field. Comparatively large nitrogen removal with legume crops is compensated 1.5-2 times by symbiotic nitrogen fixation. Up to 40 GJ/ha of quickly transformed exchangeable energy is given back to the soil with sugar beet tops. Modernization should be implemented by means of adequate choice of farm specialization considering, first of all, the specific features of an agrolandscape; an optimal share and favorable arrangement of highly productive crops from the point of view of specialization; a rational combination of chemical and biological fertilizing means.

Russian. Научная основа модернизации севооборотов и формирования их систем независимо от производственного направления сельхозпредприятий – решение задачи устойчивого роста продуктивности пашни с воспроизведением плодородия почв. Проанализированы результаты многолетних экспериментов ряда НИИ Центрального Черноземья. Учтены следующие закономерности: обменная энергия (в ГДж) вещества растений равна полусумме азота и пентаоксида фосфора (в кг); энергосодержание гумуса (в ГДж) равно половине заключенного в нем азота (в кг). При достаточной тепловлагообеспеченности фактическая продуктивность превышает фоновую в силу интенсивного потребления растениями продуктов минерализации гумуса. Азот удобрений обеспечивает прирост продуктивности пашни и сокращение расхода гумуса, а также способствует увеличению уровня плодородия почвы. В формировании последнего весьма значимы факторы биологизации: высокая эффективность сидерата связана как с большим количеством легкоразлагаемого органического вещества, так и с сокращением непроизводительных потерь воды и углерода в паровом поле; сравнительно большое отчуждение азота бобовыми культурами в 1,5-2 раза компенсируется симбиотической азотофиксацией; с ботвой сахарной свеклы в почву возвращается до 40 ГДж/га быстро трансформируемой обменной энергии. Модернизацию следует осуществлять путем адекватного выбора специализации за счет первоочередного учета особенностей агроландшафта; оптимальной доли и благоприятного размещения высокопродуктивных (с позиций специализации) культур; рационального сочетания химических и биологических удобрительных средств.