CC BY
36
ОБРАБОТКА ПОЧВЫ
УДК 633.63:631 :631.8:631.4S2
Эффективность основной обработки почвы под сахарную свеклу в Центрально-Черноземной зоне
O.K. БОРОНТОВ, доктор сельскохозяйственных наук П.А. КОСЯКИН, М.Н. ЕЛФИМОВ, Е.Н. МАНАЕНКОВА, С.С. ПОПОВ, Е.В. ЕНИН, Д.С. ДЬЯКОВ Всероссийский НИИ сахарной свеклы им. А.Л. Мазлумова E-mail: [email protected] В.А. КОРОЛЕВ, доктор биологических наук Воронежский государственный университет
Рассмотрено многолетнее влияние систем обработки почвы и удобрения чернозема выщелоченного на содержание гумуса, питательных элементов, рост, продуктивность сахарной свеклы и эффективность ее возделывания.
Ключевые слова: обработка почвы, сахарная свекла, продуктивность, гумус, питательные вещества, листовая поверхность, корнеплод.
В сельскохозяйственном производстве особое внимание уделяется вопросам ресурсосбережения, поэтому товаропроизводители все чаще переходят на технологии, предусматривающие минимизацию основной обработки почвы, вплоть до полного отказа от нее [I, 2]. Целесообразность перехода на нулевую и минимальную обработки некоторые исследователи связывают с улучшением агрофизических и агрохимических свойств почвы, увеличением содержания гумуса в пахотном слое, п ростом производительности труда и 5 сокращением затрат [2, 3]. По дан-N ным же Воронежского НИИСХ им. В.В. ^ Докучаева и ВНИИЗиЗПЭ, активное z внедрение технологий нулевой об-s работки на черноземах приводит к § снижению эффективности применя-5 емых удобрений, повышению засо-! ренности, уменьшению плодородия ® и продуктивности пашни [I, 4]. Счи-
20
тается также, что достоинства отвальной и безотвальной обработок можно сочетать в зависимости от специализации хозяйств, севооборота, склона, культуры и т.п. 6].
В нашем институте эффективность различных систем основной обработки почвы изучается с 198S г. в стационарном опыте со следующим чередованием культур: черный пар - озимая пшеница - сахарная свекла - ячмень с подсевом клевера -клевер на один укос - озимая пшеница - сахарная свекла - однолетние травы - кукуруза на зеленую массу.
Схема опыта включает четыре системы основной обработки почвы:
А - отвальная глубокая вспашка на глубину 30-32 см под все культуры, в том числе под сахарную свеклу (улучшенная зябь);
Б - безотвальная мелкая вспашка на глубину 20-22 см, под сахарную свеклу - улучшенная зябь;
Г - безотвальная (плоскорезная) обработка под все культуры севооборота, в том числе под сахарную свеклу - на глубину 12-14 см, а через 10-12 дн. - на глубину 30-32 см (улучшенная зябь);
Д - комбинированная обработка: под зерновые и травы - плоскорезное рыхление, под пропашные и черный пар - отвальная вспашка, под сахарную свеклу - безотвальное рыхление на глубину 12-14 см, а через 10-12 дн. отвальная вспашка на глубину 30-32 см.
Опыты заложены на трех фонах удобрений:
1 - контроль (без удобрений);
2 - удобрения получают три культуры севооборота, в том числе сахарная свекла (х160Р160К160). Всего вносится 1Х45Р45К45 + навоз, S,S т/га севооборотной площади;
3 - удобряются все культуры, в том
числе сахарная свекла (М160Р160К160). Всего вносится Ы59Р59К59 + навоз, 11 т/га севооборотной площади.
Площадь делянки - 110 м2, учетная - 30 м2, повторность трехкратная. Почва - чернозем выщелоченный среднемощный.
Исследования показали, что системы основной обработки почвы и удобрения по-разному влияли на содержание гумуса и питательных веществ. Так, если при закладке опыта содержание гумуса в пахотном слое составляло S,S7 %, то по завершении второй ротации севооборота без удобрений оно снизилось на 0,17-0,28 % (табл. 1).
Такие потери объясняются не только отсутствием удобрений, но и высокой (33 %) насыщенностью севооборота пропашными культурами.
При внесении удобрений потери гумуса находились в пределах точности определения, а при применении Ы59Р59К59 + 11 т навоза на 1 га севооборотной площади наблюдается тенденция к его увеличению. Ежегодная безотвальная обработка способствовала большей потере гумуса, чем другие системы обработки почвы. Так, без удобрений содержание гумуса снизилось на 0,28 %, а при внесении Ы45Р45К45 + S,S т навоза на 1 га - на 0,14 %. При безотвальной обработке происходит большее снижение содержания гумуса в нижележащих слоях почвы, чем в верхнем. Например, градиент падения гумуса в слое ^-30 см при отвальной обработке составил 0,^ %, а при безотвальной - 0,22 %, что указывает на дифференциацию пахотного слоя.
От систем обработки почвы зависит также изменение содержания доступных элементов питания. За время исследований нитрификацион-ная способность почвы в пахотном слое увеличилась без удобрений на 9-11 мг/кг, а при их применении -на 12-22 мг/кг. Чем большее количество удобрений было внесено, тем выше прирост нитрификационной способности почвы. Системы безотвальной и комбинированной обработок почвы в большей степени способствовали росту нитрификацион-ной способности почвы, что обус-
läöääTöeä iMü..p65 20 23.04.2013, 18:50
I. Изменение содержания гумуса и питательных веществ в слое почвы 0-30 см при разных системах основной обработки почвы и удобрения
Способ обработки Фон удобрений Гумус, % N-N03, мг /кг Р2^ мг/кг К20, мг/кг
2011 г. + к 1986 г. 2011 г. + к 1986 г. 2011 г. + к 1986 г. 2011 г. + к 1986 г.
Отвальная 0 5,35 -0,22 30 9 87 22 168 70
глубокая (NPK)45 5,52 -0,05 35 12 105 49 186 88
(NPK)59 5,62 0,05 41 16 119 66 21 1 113
Отвальная 0 5,39 -0,18 33 10 85 20 170 72
мелкая (NPK)r5 5,50 -0,07 41 19 94 40 180 82
(NPK)S9 5,60 0,03 44 20 101 45 196 98
Безотвальная 0 5,29 -0,28 35 11 85 20 178 80
(NPK)RS 5,43 -0,14 44 20 97 41 194 96
(NPK)S9 5,56 -0,01 46 22 113 56 217 109
Комбинирован- 0 5,40 -0,17 35 11 77 12 167 69
ная (NPK)R5 5,50 -0,07 39 16 98 42 187 89
(NPK)s9 5,65 0,07 44 22 110 54 194 96
НСР05 0,11
ловлено мелкой заделкой растительных остатков при безотвальной обработке и усилением микробиологической активности.
Увеличение содержания подвижного фосфора в почве составило 1266 мг/кг, или 1S-SS %, а обменного калия - 69-113 мг/кг, или 41-S4 % по сравнению с исходными показателями. Отвальная глубокая система основной обработки почвы оказала большее положительное влияние на содержание питательных веществ. Содержание подвижного фосфора составило 79-129 мг/кг, обменного калия - 172-211 мг/кг. Значительная дифференциация почвы по содержанию подвижных форм питательных веществ происходит при безотвальной системе обработки: в верхних слоях их накапливается больше, чем в нижележащих. Сочетание отвальных и безотвальных обработок почвы нивелирует это отрицательное явление.
Исследования агрофизических свойств чернозема выщелоченного выявили, что при разных системах
основной обработки почвы они находились в оптимальных для сахарной свеклы значениях, что свидетельствует о более высокой устойчивости чернозема к антропогенному воздействию. Однако постоянная безотвальная обработка приводит к уплотнению почвы, образованию «ложной структуры», снижению во-допрочности почвенной структуры на 7-25 % по сравнению с отвальной и комбинированной обработками.
Различные почвенные условия произрастания сахарной свеклы повлияли на формирование листовой поверхности растений и корнеплодов. Так, в конце июня суммарная листовая поверхность сахарной свеклы составила 0,68-2,62 тыс. м2/га, в зависимости от системы обработки почвы и удобрения (табл. 2).
Наибольшая суммарная листовая поверхность отмечена при отвальной обработке с применением удобрений (ЫРК)59 + 11 т/га навоза, наименьшая - при комбинированной обработке без удобрений. При последующих учетах наблюдалось увеличе-
ние листовой поверхности сахарной свеклы при внесении удобрений. Например, суммарная листовая поверхность составила без удобрений 1,69-2,24 тыс. м2/га, а при их применении - 2,69 тыс. м2/га. Во второй половине вегетации площадь листовой поверхности снижается, при этом удобрения и отвальная обработка почвы максимально сдерживали процесс отмирания листьев.
Наибольшие значения фотосинтетического потенциала были при возделывании сахарной свеклы на фоне отвальной системы обработки почвы, а удобрения увеличивали его. При безотвальной и комбинированной системах фотосинтетический потенциал снижался на 3-17 %. Однако рост корнеплодов сахарной свеклы не всегда коррелирует с фотосинтетической активностью растений, поэтому важнейший показатель при возделывании культуры - соотношение массы ботвы и корнеплода. В течение вегетации оно меняется от большего значения к меньшему. На этот процесс влияют внешние фак-
2. Динамика формирования ассимиляционной поверхности и массы корнеплодов сахарной свеклы в зависимости от основной обработки почвы и удобрений (в среднем за 2009-2012 гг.)
Обработка почвы Удобрения Суммарная листовая поверхность, тыс. м2/га Фотосинтетический потенциал, млн м2/га Масса корнеплода г
26.06 26.07 27.08 27.09 26.06 26.07 27.08 27.09
Отвальная 0 0,91 2,24 0,96 0,73 1,43 17 222 240 268
глубокая (NPK)RS 0,98 2,17 1,06 1,07 1,53 24 217 260 338
(NPK)59 1,25 2,62 1,69 1,10 2,11 37 269 295 402
Безотвальная 0 0,70 2,01 1,29 0,77 1,39 13 168 230 233
(NPK)45 1,12 1,85 1,38 0,74 1,52 18 184 313 342
(NPK)59 0,92 2,31 1,68 0,88 1,69 21 210 334 385
Комбиниро- 0 0,66 1,69 1,01 0,51 1,19 12 170 219 281
ванная (NPK)45 0,76 2,47 0,92 0,77 1,45 17 218 350 446
(NPK)59 0,94 2,69 1,48 0,97 1,79 20 184 467 525
iäöääiöeä i'i+äü..p65 21 23.04.2013, 18:50
3. Продуктивность сахарной свеклы в зависимости от обработки почвы и удобрений в севообороте
(звено с черным паром, 1987-2011 гг.)
Обработка почвы Удобрение Урожайность, т/га Сахаристость, % Сбор сахара, т/га Вероятный выход сахара, т/га Энергия, полученная в урожае, ГДж/га Коэффициент энергетической эффективности Себестоимость, тыс.руб/т Чистый доход, тыс.руб. с212га Рента-бель- ность, %
Отвальная 0 26,6 17,8 5,0 4,0 106 4,9 0,94 6,8 27
глубокая (NPK)45 (NPK)59 34,S 36,2 17.5 17.6 6,2 6,9 5,1 S,3 131 136 3.3 3.4 1,17 1,11 1,2 3,2 38
Отвальная 0 24,9 17,9 4,8 3,8 94 4,5 0,90 7,5 33
мелкая (NPK)r5 33,2 17,6 6,1 4,9 124 3,2 1,09 3,6 10
(NPK)S9 35,2 17,4 6,5 5,1 126 3,2 1,03 6,0 17
Безот- 0 23,2 17,9 4,1 3,6 85 4,1 0,86 7,9 39
вальная (NPK)RS 31,4 17,4 4,9 4,6 104 2,6 1,13 2,3 6
(NPK)S9 0 33,3 17,4 5,3 4,8 125 3,2 1,06 4,6 13
Комбини- 26,4 18,0 5,3 4,1 96 4,4 0,95 7,6 30
рованная (NPK)R5 (NPK)s9 34,2 36,8 17,6 17,6 6,3 7,0 5,2 5,4 22 22 3,1 3,1 1,17 1,09 0,8 4,0 2 10
торы. Установлено, что при уборке сахарной свеклы наиболее низкое соотношение (0,21-0,29) оказалось при комбинированной обработке почвы, тогда как при отвальной и безотвальной оно составило 0,28-0,46. Наибольшие темпы роста массы корнеплода были при комбинированной системе обработки в севообороте с внесением удобрений (ЫРК)59 + 11 т/га навоза. Наименьшая масса корнеплода оказалась при безотвальной обработке почвы. Урожайность сахарной свеклы в зависимости от варианта опыта представлена в таблице 3.
При отвальной мелкой и безотвальной обработках урожайность сахарной свеклы снижалась до 23,2 т/га, или на 7-13 %. При внесении удобрений отрицательное влияние мелкой и безотвальной обработок сохранялось, хотя и на более высоком уровне урожайности. Удобрения, вносимые в севообороте, увеличивали урожайность культуры на 3041 %, а наибольшая урожайность
(36,8 т/га) получена при комбинированной системе обработки почвы с применением (NPK)59 + II т/га навоза.
Урожайность сахарной свеклы в засушливые годы без удобрений снижалась на 30-3S %, а с внесением удобрений - только на 12-16 % по сравнению с годами нормального увлажнения. Стабилизирующее воздействие оказала при этом комбинированная система основной обработки в севообороте.
Сахаристость сахарной свеклы была наибольшей без применения удобрений (17,8-18,0 %), а с их использованием она существенно снижалась (на 0,2-0,S %), поэтому определяющее влияние на сбор и выход сахара оказала урожайность культуры.
Ввиду ухудшения качества сырья при безотвальной обработке почвы выход сахара снижался сильнее, чем при отвальной и комбинированной. Наибольший выход сахара (S,2-S,4 т/га) получен при комбинирован-
ной обработке, а при безотвальной
- на 13 % ниже (4,6-4,8 т/га).
Наибольшее количество энергии, полученной в урожае (136 ГДж/га), было при отвальной системе основной обработки почвы с внесением удобрений (ХРК)59 + 11 т/га навоза. Без удобрений количество полученной энергии снижалось до 8S-100 ГДж/га, или в среднем на 29 %, а минимальный сбор энергии был при безотвальной обработке.
Энергетическая эффективность возделывания сахарной свеклы без удобрений составила при отвальной глубокой обработке - 4,9, при отвальной мелкой - 4Д при безотвальной
- 4,1, при комбинированной - 4,4.
Удобрения, повышая урожайность, снижали энергетическую эффективность в среднем на 31 %, однако при глубокой отвальной обработке коэффициент энергетической эффективности составил 3,3-3,4, что выше, чем при других обработках.
Результаты исследований показали, что по сравнению с отвальной системой обработки почвы в севообороте при комбинированной обработке продуктивность севооборота увеличилась на 3 %, условно чистый доход повысился на S %, энергетическая эффективность - на 8 %, коэффициент использования минеральных удобрений - на 17 %, запасы доступной влаги возросли на 8 % при снижении засоренности на 27 % и распространенности корнееда -на 10 % (табл. 4).
Таким образом, для получения высоких стабильных урожаев сахарной свеклы с хорошими технологическими качествами в ЦЧЗ необходимо применять комбинированную
4. Эффективность основной обработки почвы, % к отвальной обработке (по результатам 26-летнего стационарного пыта)
Показатель Системы обработки почвы
безотвальная комбинированная
Продуктивность сахарной свеклы -8 0
Продуктивность севооборота -7 +4
Условно чистый доход -10 +5
Энергетическая эффективность +4 +8
Содержание гумуса в пахотном слое -1 +1
Доступная влага в почве -10 +8
Коэффициент использования удобрений -18 +17
сахарной свеклой
Засоренность сахарной свеклы + 20 -27
Пораженность корнеедом + 25 -10
22
1абааТоёа ii+au..p65 22 23.04.2013, 18:50
УДК 633:33:631.51:631.41/.432
Влияние способов основной обработки почвы на ее водный и питательный режимы при возделывании сахарной свеклы
основную обработку почвы в зерно-паропропашном севообороте с внесением (NPK)59 + II т/га навоза.
Литература
1. Витер А.Ф., Турусов В.И., Гармашов В.М., Гаврилова С.А. Обработка почвы как фактор регулирования почвенного плодородия. - Воронеж: Истоки, 2011. -208 с.
2. Олейников И.В. Эффективность мелкой обработки почвы при возделывании сахарной свеклы в Центральном Черноземье/Автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. - Курск, 2006. - 19 с.
3. Небавский В.А., Чернявская С.А. «1\1о-ТИ1» vs «Классика»//Аграрный консультант, 2011. - № 1. - С. 16-20.
4. Черкасов Г.Н., Дубовик Е.В., Дубовик Д.В., Казанцев С.И. Плодородие чернозема типичного при минимизации основной обработки//3емледелие, 2012.
- № 4. - С. 23-25.
5. Карабутов А.П., Соловиченко В.Д., Уваров Г.И., Найденов А.А. Способы повышения урожайности озимой пшеницы и сахарной свеклы в Белгородской обла-сти/Биологизация адаптивно-ландшафтной системы земледелия - основа повышения плодородия почвы, роста продуктивности сельскохозяйственных культур и сохранения окружающей среды: Матер. Всеросс. науч.-практ. конфер. БНИИСХ. - Белгород: Отчий край, 2012.
- С. 84-90.
6. Гулидова В.А. Теоретические основы повышения урожайности культур и снижения энергозатрат в севообороте с рапсом при разных системах основной обработки почвы в лесостепи ЦЧР/Ав-тореф. дис. ... докт. с.-х. наук. - Воронеж, 2000. - 46 с.
Efficiency of main soil treatment for sugar beet in Central Chernozem zone
O.K. Borontov, P.A. Kosyakin, M.N. Elfimov, E.N. Manaenkova, S.S. Popov, E.V. Enin, D.S. D'yakov, V.A. Korolev
Long-term influence of main soil treatment and fertilizers applied for leached black earth upon humus content, nutrients, growth and productivity of sugar beet and efficiency of its cultivation is shown. Keywords: soil treatment, sugar beet, productivity, humus, nutrients, leaf surface, beet root.
В.А. ВОРОНЦОВ, кандидат сельскохозяйственных наук
Тамбовский НИИ сельского
хозяйства
E-mail: [email protected]
Проанализированы изменения водного и питательного режимов, происходящие в типичном черноземе в результате применения различных способов основной обработки почвы в зернопаро-пропашном севообороте.
Ключевые слова: сахарная свекла, обработка почвы, влажность почвы, элементы питания, сахаристость, урожай.
Сахарная свекла - одна из наиболее трудоемких и энергоемких культур, выращиваемых в северо-восточной части Центрального Черноземья, к тому же снижающая при определенных условиях естественное плодородие почвы. Первостепенное значение в технологии возделывания этой культуры придается обработке почвы, которая является основой технологии и важнейшим средством регулирования водного и питательного режимов почвы [I], обеспечивающих получение хороших урожаев при разных погодных условиях. В последние годы появилось много публикаций о переходе на ресурсосберегающие технологии возделывания пропашных культур, основанные на мелкой безотвальной обработке почвы, свидетельствующих о том, что в большинстве регионов России не было получено положительных результатов [2].
В условиях юго-востока ЦЧЗ наиболее оптимальный способ обработки черноземных почв под сахарную свеклу, обеспечивающий высокие устойчивые урожаи культуры -вспашка на 20-22 и 25-27 см в отвальных и комбинированных системах обработки почвы в севообороте [3, 4].
В 2001-2011 гг. в Тамбовском НИИ сельского хозяйства сравнивали различные системы основной обработки почвы в полевом четырехпольном зернопаропропашном севообороте: чистый (черный) пар - озимая
пшеница - сахарная свекла - ячмень.
Изучались четыре системы основной обработки почвы: традиционная отвальная на 20-22 см в пару и под зерновые культуры и на 27-30 см - под сахарную свеклу; бессменная поверхностная на 8-10 см под все культуры севооборота; бессменная безотвальная в пару и под зерновые культуры на 20-22 см, под сахарную свеклу - на 27-30 см; комбинированная, сочетающая отвальную вспашку на 27-30 см под сахарную свеклу с безотвальной обработкой на 20-22 см в пару и под зерновые культуры.
В качестве минерального удобрения под основную обработку вносили азофоску (М60Р60К60). Для проведения отвальной вспашки использовали плуг ПН-5-35, для безотвальной обработки - чизельный плуг ПЧ-2,5, для поверхностного рыхления - дисковую борону БДТ-3,0. Во все годы исследований обязательным было проведение перед основной обработкой дискового рыхления с помощью БДТ-3,0.
Почва стационарного поля - чернозем типичный мощный тяжелосуглинистый, содержащий в пахотном слое 7,3-7,5 % гумуса. Содержание подвижного фосфора и обменного калия - от среднего до высокого.
Погодные условия в годы проведения опытов резко отличались. Пять лет(2002, 2005, 2007, 2009, 2010)с суммой осадков за вегетационный период 57-70,1 % от многолетней нормы характеризовались как засушливые, в особенности 2010 г., когда за вегетационный период выпало всего 162,5 мм осадков (57 % от среднемноголетней нормы), а температурный режим был выше сред-немноголетнего значения на 5,1 °С. Шесть лет (2002, 2003, 2006, 2007, " 2009, 2010) отличались весенней л засухой. Благоприятными и средни- е ми по увлажнению были 2001, 2003, л 2004, 2006, 2008 и 2011 гг., когда за е вегетационный период выпадало 2 осадков в 1,1-1,2 раза больше сред- Ц немноголетней нормы. Все это по- 2
зволило наиболее объективно и все- о
3
láóááíóéá ¡Ráü..p65 23 23.04.2013, 18:50
