CC BY
28
Агротехнология освоения залежных тёмно-каштановых почв северо-запада Казахстана и урожайность яровой пшеницы и травосмеси
Ж.М. Гумарова, к.с.-х.н, Западно-Казахстанский АТУ; О.В. Лощинин, д.с.-х.н., профессор, ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ
Проблема повышения плодородия и продуктивности земель в Казахстане в настоящее время остаётся актуальной.
Реформирование сельскохозяйственного производства в регионах привело к резкому сокращению возделываемых зерновых культур. В результате до 50% пахотных земель остались невостребованными и стали зарастать сорной растительностью [1]. Поднимая проблемы плодородия почв, следует обратиться к работам Н.В. Орловского, который в 30-е гг. прошлого столетия указывал, что для зоны сухих степей Заволжья и Приуралья залежь является самым дешёвым способом повышения почвенного плодородия [2]. Поэтому возвращение в хозяйственный оборот залежных земель, которые из-за экономических трудностей в своё время были
исключены из использования, является одним из решений проблем сельскохозяйственного производства региона. Однако для аграрного производства Казахстана возвращение залежных земель в разряд пахотных вызывает множество проблем, связанных с разработкой агротехнологических приёмов их обработки и использования.
В связи с этим освоение залежных почв должно проводиться по научно обоснованным технологиям, чтобы создать оптимальные условия для выращивания однолетних и многолетних сельскохозяйственных культур. Поэтому цель настоящего исследования заключается в определении влияния различных способов основной обработки почвы на урожайность яровой пшеницы и травосмеси в условиях северо-запада Казахстана.
Материал и методы исследования. Полевые опыты проводили в 2011—2016 гг. в ТОО «Пермский» Западно-Казахстанской области на типичных для степной зоны залежных тёмно-каштановых тяже-
лосуглинистых почвах. Погодные условия в годы проведения исследования были засушливыми, с ГТК от 0,29 до 0,41.
Схемой опыта было предусмотрено изучение продуктивности двух звеньев севооборотов на фоне трёх основных способов обработки залежных почв. Для увеличения достоверности и объективности экспериментальных данных опыты закладывались в трёх независимых в пространстве и во времени (2011, 2012, 2013 гг.) закладках в трёхкратной по-вторности. В каждой закладке в год освоения залежи для качественной разделки дернины проводили 2-кратную обработку почвы дисковыми орудиями (дискатор) на глубину 8—10 см. Затем на этом фоне под зябь применяли три варианта основной обработки почвы: плугом ПН-4-35 на глубину 25—27 см, плоскорезом КПГ-250 на 25—27 см и рыхление (элемент минимизации обработки почвы) плугом ПН-4-35 без отвалов на глубину 14—16 см. В последующем на этих участках размещались звенья севооборотов пар — яровая пшеница — яровая пшеница и пар — яровая пшеница + покровно травосмесь люцерны с житняком — травосмесь 2-го и 3-го года жизни.
Метод учёта урожая зерна яровой пшеницы в опытах— сплошная комбайновая уборка по вариантам и повторностям. Урожай растительной биомассы на целине, залежи (контрольные участки) и на посевах многолетних трав определяли методом площадок (парцелл) площадью 20 м2 (2 х 10 м) в трёхкратной повторности. Влажность биомассы приводили к стандартной для сена (16%) [3]. Данные биологической и фактической урожайности обрабатывали методом дисперсионного анализа на ПК [4, 5].
Результаты исследования. Для эффективного освоения залежи необходимы дифференцированная агротехника и подбор культур, которые в наибольшей степени обеспечат реализацию потенциала плодородия почвы, высокую урожайность и качество продукции [6]. Учёт урожая возделываемых в опыте культур (яровая пшеница и многолетние травы) позволил оценить эффективность изучаемых вариантов основной обработки почвы при освоении залежных тёмно-каштановых почв.
В связи с неблагоприятными засушливыми погодными условиями в годы проведения исследования (ГТК за период апрель — август 0,35—0,51) урожайность яровой пшеницы в опытах была низкой и составила в среднем 0,79 т/га в 2013 г., 0,40 т/га в 2014 г., 0,18 т/га в 2015 г. и 0,82 т/га в 2016 г. Изучаемые агротехнологические приёмы освоения залежных тёмно-каштановых почв северо-запада Казахстана позволили выявить их достоверное влияние на продуктивность яровой пшеницы и травосмеси.
Несмотря на засушливые условия в годы проведения исследования и низкие показатели продуктивности яровой пшеницы, данные за четыре
года показали достаточно чёткую градацию роста урожайности на фоне распашки тёмно-каштановой залежной почвы плугом ПН-4-35 на глубину 25—27 см по сравнению с другими видами основной обработки залежи (табл. 1).
Эффективность этого варианта связана с более благоприятными показателями плодородия почвы по сравнению с другими вариантами, в частности более высокими влагозапасами почвы, большим количеством доступных питательных веществ в почве, лучшей микробиологической активностью, меньшей уплотнённостью почвы и др.
Вариант с использованием в качестве орудия основной обработки залежной почвы плоскореза КПГ-250 на глубину 25—27 см показал практически такую же эффективность, уступив варианту с отвальной вспашкой в среднем на 0,05 т/га, в том числе в засушливые 2014 и 2015 гг. — на 0,02 т/га, а в наиболее урожайные 2013 и 2016 гг. — соответственно на 0,05 и 0,12 т/га (табл. 1). Необходимо отметить, что разница между вариантами с отвальной вспашкой и безотвальной обработкой была математически более достоверной только во влажные и урожайные годы, а в засушливые находилась на уровне НСР.
Применение при распашке залежных тёмно-каштановых почв элемента минимизации основной обработки почвы в виде мелкого рыхления (на глубину 14—16 см) по всем изучаемым показателям плодородия не оправдало себя. На этом варианте были хуже влагообеспеченность растений, уровень минерального питания, слабее микробиологическая активность, выше плотность почвы и др. В среднем этот вариант по урожайности яровой пшеницы уступил варианту с отвальной вспашкой на 0,20 т/га, а варианту с безотвальной обработкой — 0,15 т/га, или 34-28%.
Учёт урожая многолетних трав проводили в 2014, 2015 и 2016 гг., так как в год посева травы ещё не формировали достаточную для уборки биомассу. В связи со слабым развитием многолетних трав в первый год жизни был выбран вариант с их посевом под покров яровой пшеницы (табл. 2).
Если для яровой пшеницы погодные условия
2014 и 2015 гг. были острозасушливыми, то для многолетних трав они оказались более благоприятными, так как в начале вегетации трав отсутствовали засушливые явления, а начало засухи приходилось уже на период их уборки. Так, в 2014 г. за последние два дня марта, в апреле и в первые пять дней мая, т.е. когда многолетние травы интенсивно отрастали и формировали основную массу корней, выпало более 50 мм осадков, а в
2015 г. в апреле и до середины мая - почти 60 мм. Температурный режим воздуха в эти периоды был также благоприятный для вегетирования трав.
В первый год пользования (второй год жизни) молодая травосмесь житняка и люцерны сформировала урожай сухой биомассы (в расчёте на сено
1. Влияние приёмов основной обработки залежи на урожайность зерна яровой пшеницы, т с 1 га
Основная обработка при распашке залежи Год Среднее
2013 2014 2015 2016
ПН-4-35 на глубину 25-27 см 0,81 0,46 0,21 0,94 0,60
КПГ-250 на глубину 25-27 см 0,76 0,44 0,19 0,82 0,55
ПН-4-35 на глубину 14-16 см (рыхление) 0,52 0,31 0,14 0,65 0,40
НСР05 0,02 0,05 0,01 0,02 0,05
2. Влияние приёмов основной обработки залежи на урожайность сена многолетних трав, т/га
Основная обработка при распашке залежи Травосмесь первого года пользования Травосмесь второго года пользования
год год
2014 2015 среднее 2015 2016 среднее
ПН-4-35 на глубину 25-27 см 1,21 1,07 1,14 2,12 2,36 2,24
КПГ-250 на глубину 25-27 см 1,15 1,13 1,14 1,99 2,11 2,05
ПН-4-35 на глубину 14-16 см (рыхление) 0,86 0,72 0,79 1,35 1,76 1,56
НСР05 0,04 0,08 0,08 0,18 0,16 0,16
16-процентной влажности) на уровне 0,72—1,21 т/га. При этом чётко прослеживалось высокое положительное последействие на урожай трав глубоких основных обработок почвы при освоении залежи.
На фонах отвальной вспашки и безотвальной обработки залежи на глубину 25—27 см травосмесь первого года пользования в среднем дала урожай сена 1,14 т/га. Варианты с мелким рыхлением залежи на глубину 14—16 см существенно уступили вариантам с глубокими обработками, сформировав урожай биомассы в полтора раза меньше — 0,79 т/га. Основная причина низкой продуктивности трав, как и яровой пшеницы, на этом варианте — неблагоприятный водный режим почвы, характерными признаками которого являются значительно меньшие влагозапасы в верхнем полуметровом слое почвы и наличие сухой прослойки в более глубоких слоях.
Учёт урожая трав в 2015 и 2016 гг. (травосмесь второго года пользования или третьего года жизни) показал, что продуктивность сенокосов по сравнению с более молодыми растениями возросла почти в 2 раза (табл. 2). На фоне глубокой вспашки залежи урожайность травосмеси в среднем составляла 2,24 т/га сена, на фоне глубокой безотвальной обработки — 2,05 т/га и на фоне мелкого рыхления — 1,56 т/га. Следовательно, и на третий год после освоения залежи последействие основных обработок почвы проявляется очень чётко.
Использование травосмеси, а не чистых посевов житняка или люцерны, на наш взгляд, позволит поддерживать продуктивность сенокосов на высоком уровне и в последующие годы. Учёт урожая первого года пользования показал, что основным компонентом в этот год явилась люцерна: на её долю в общей биомассе приходилось в среднем 70—75% растений. На второй год пользования (третий год жизни) доля люцерны снизилась до
35—40%, а доля житняка увеличилась до 60—65%. При этом проективное покрытие поверхности почвы увеличилось за счёт высокой кустистости житняка.
Данные экономической эффективности освоения залежных почв, приведённые в таблице 3, показывают, что на вариантах с глубокими основными обработками почвы затраты в звене севооборота распахиваемая залежь — чистый пар — яровая пшеница — яровая пшеница окупаются уже первым урожаем. Чистый доход в среднем составил 0,59—0,26 тыс. тенге с 1 га при уровне рентабельности 2,4—1,1%. В целом низкая рентабельность данного звена севооборота была обусловлена засушливыми условиями и невысокой урожайностью яровой пшеницы в годы проведения исследования (в среднем от 0,40 до 0,60 т с 1 га).
Необходимо отметить, что за три года зерно яровой мягкой пшеницы, полученное с осваиваемых залежных участков, несмотря на низкую урожайность, имело высокие кондиционные показатели III класса: количество сырой клейковины было на уровне 23—24%. Это позволило реализовать его по цене 42 тыс. тенге за 1 т, что и обеспечило окупаемость затрат в звене севооборота первым урожаем.
В опытах с подсевом под покров яровой пшеницы многолетних трав (табл. 4) на вариантах с глубокой основной обработкой почвы при освоении залежи был дополнительно получен урожай сена, эквивалентный 0,14—0,15 зерн. ед. Это позволило в целом для звена севооборота распахиваемая залежь — чистый пар — яровая пшеница + травосмесь — травосмесь 1-го и 2-го года пользования увеличить чистый доход до 3,73—4,05 тыс. тенге/га и уровень рентабельности до 14,2—15,3%.
Выводы. Исследование влияния различных способов основной обработки почвы, используемых
3. Экономическая эффективностьзвена севооборота распахиваемая залежь - чистый пар - яровая пшеница - яровая пшеница при освоении залежных тёмно-каштановых почв (среднее за 2013-2016 гг.)
Основная обработка при распашке залежи Урожайность пшеницы, т/га Стоимость продукции, тыс. тенге на 1 га Затраты, тыс. тенге на 1 га Чистый доход, тыс. тенге с 1 га Себестоимость, тыс. тенге на 1 т зерна Уровень рентабельности, %
ПН-4-35 на глубину 25-27 см 0,60 25,20 24,61 0,59 41,02 2,4
КПГ-250 на глубину 25-27 см 0,55 23,10 22,84 0,26 41,54 1,1
ПН-4-35 на глубину 14-16 см (рыхление) 0,40 16,80 19,30 -2,50 48,25 -13
4. Экономическая эффективностьзвена севооборота распахиваемая залежь — чистый пар — яровая пшеница + травосмесь — травосмесь 1-го и 2-го года пользования при освоении залежных тёмно-каштановых почв (среднее за 2013—2016 гг.)
Основная обработка при распашке залежи Урожайность пшеницы и люцерны, т/га (зерно/з. е) Стоимость продукции, тыс. тенге на 1 га Затраты, тыс. тенге на 1 га Чистый доход, тыс. тенге с 1 га Себестоимость, тыс. тенге 1 т з. е. Уровень рентабельности, %
ПН-4-35 на глубину 25-27 см 0,60/0,15 30,47 26,42 4,05 35,24 15,3
КПГ-250 на глубину 25-27 см 0,55/0,14 28,04 24,31 3,73 35,83 14,2
ПН-4-35 на глубину 14-16 см (рыхление) 0,40/0,12 21,13 18,32 2,81 42,29 -3,5
при освоении залежных тёмно-каштановых почв, показало достаточно чёткое последействие на урожайность яровой пшеницы и многолетних трав. Обработка залежи на глубину 25—27 см по сравнению с мелким рыхлением на глубину 14—16 см обеспечила существенное повышение урожая яровой пшеницы более чем на 30% и травосмеси житняка и люцерны — на 45—55%.
Из глубоких обработок почвы более высокое последействие на урожай яровой пшеницы и многолетних трав оказывала отвальная вспашка. Безотвальная плоскорезная обработка залежи в большинстве случаев несколько уступала по показателям урожайности отвальной вспашке, но существенная разница проявлялась в основном во влажные годы. В засушливые и малоурожайные годы разница между этими фонами была мало существенной.
Основным требованием экономически эффективного способа освоения залежных почв является соблюдение агротехники, включающей (двукратную) разделку дернины, отвальную вспашку на глубину 25—27 см и тщательный уход за чистым паром в течение следующего лета и посев по пару зерновых культур. Вспашку плугом при освоении залежи можно заменить на глубокую безотвальную обработку, т.к. она по своему воздействию на основ-
ные показатели плодородия почвы и урожайность возделываемых культур мало уступает вспашке.
При такой технологии затраты в звене севооборота распахиваемая залежь — чистый пар — яровая пшеница — яровая пшеница окупаются урожаем высококачественного зерна на уровне 0,55—0,60 т с 1 га. При необходимости обеспечения хозяйства кормами экономически целесообразно на осваиваемых залежных почвах проводить посев травосмеси житняка и люцерны под покров зерновой культуры по схеме: распахиваемая залежь — чистый пар — яровая пшеница + травосмесь.
Применение мелких основных обработок почвы (рыхление на 14—16 см) при освоении залежи экономически не эффективно.
Литература
1. Кучеров В.С. Многолетние травы на пашне и биологизация земледелия / В.С. Кучеров, К.М. Ахмеденов, Г.З. Каирга-лиева, Ж.М. Гумарова // Организация территории: статика, динамика, управление: матер. VIII Всерос. науч.-практич. конф. с междунар. участием. Уфа, 2011. С. 99—103.
2. Орловский Н.В. Исследования почв Сибири и Казахстана. Новосибирск, 1979. 126 с.
3. Конюшков Н.С. К методике проведения опытов на сенокосах и пастбищах // Полевой опыт. М., 1968. С. 316—329.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. 416 с.
5. Соколов А. В. Определение точности опыта // Агрохимические методы исследования почв. М., 1975. С. 614—644.
6. Вьюрков В.В., Тлепов А.С. Показатели плодородия тёмно-каштановых залежных почв сухостепной зоны Приуралья // Наука и образование. 2009. № 4. С. 23—26.
