CC BY
34
повышению кислотности почвенной среды. Это обусловлено, с одной стороны, образованием минеральных кислот в процессе биохимических реакций и биологического окисления аммония азотных удобрений и взаимодействия азотных, фосфорных и калийных солей с ППК в обменных реакциях. С другой стороны, многие удобрения обладают так называемой физиологической кислотностью: из удобрений растения в большей степени поглощают катионы, чем анионы, поэтому, как правило, происходит подкисление почвенной среды.
Способы обработки определяют различное распределение и сосредоточение удобрений в почвенном профиле, что сказывается на уровне гидролитической кислотности. Безотвальная обработка при систематическом внесении минеральных удобрений привела к достоверному увеличению гидролитической кислотности в поверхностном слое почвы из-за повышения концентрации минеральных удобрений в этом слое ввиду ежегодного смешивания его с небольшим объемом почвенной массы и меньшей их доступностью для растений при снижении влажности почвы в период вегетации.
Таким образом, однократное применение различных приемов безотвальной, а также и нулевой обработки почвы не приводит к существенному изменению структурно-агрегатного состояния слоя 0-40 см чернозема обыкновенного, но ухудшает структурное состояние поверхностного слоя.
Длительные, систематические безотвальные способы обработки приводят к ухудшению структурно-агрегатного состояния верхних слоев почвы, особенно при применении минеральных удобрений.
Различные способы основной обработки без внесения минеральных удобрений существенного влияния на изменение буферно-кислотного состояния слоя 0-40 см не оказывают. Однако глубокие отвальные обработки на глубину 30-32 и ЗS-37 см могут применяться на черноземе обыкновенном для улучшения реакции почвенной среды. Безотвальные способы при длительном, систематическом применении в сочетании с удобрениями ухудшают физические и физико-химические свойства чернозема обыкновенного и поэтому их следует проводить только в комбинированных системах обработки в севообороте в сочетании с отвальными способами.
Литература
1. Никульников И.М., Боронтов O.K. Повышение плодородия черноземов// Земледелие, 2003. - № 5. - С. 30-31.
2. Дедов A.B., Драчев Н.А. Биологиза-ция земледелия ЦЧР. - Воронеж, 2010 -171 с.
3. Кирюшин В.И. Теория адаптивно-ландшафтного земледелия и проектирование агроландшафтов. - М.: КолосС, 2011. - 443 с.
4. Витер А.Ф., Турусов В.И., Гармашов В.М., Гаврилова С.А. Обработка почвы как фактор регулирования почвенного плодородия. - Воронеж: Истоки, 2011. -208 с.
5. Черкасов Г.Н., Дубовик Е.В., Дубовик Д.В., Казанцев С.И. Плодородие чернозема типичного при минимизации основной обработки//Земледелие, 2012. - № 4. - С. 23-25.
6. Трофимова Т.А., Коржов С.И. Обработка почвы в биологизированных се-вооборотах//Агро XXI, 2013. - № 7-9.
7. Акулов П.Г. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов. -М.: Колос, 1992. - 223 с.
8. Щербаков А.П., Васенев И.И. Агро-экологическое состояние почв ЦЧО. -Курск, 1996. - 326 с.
Статья поступила в редакцию I2.02.2014
Change of properties of chernozem ordinary at various ways of the basic processing
V.M. Garmashov, V.I. Turusov, S.A. Gavrilova
Experiments have shown that one-year application of receptions of basic processing the soil without ploughing, as well as zero processing does not result in essential change of a structural-modular condition of a layer of chernozem of 0-40 sm ordinary, but worsens a structural condition of a superficial layer 0-10 see. Long regular use of processing the soil without ploughing results in deterioration of structural-modular structure of soil in a layer of ground of 0-10 sm. Optimum physical and physical and chemical properties of the chernozem develop when plowing on depth 20-25 sm. Keywords: basic processing the soil, structural-modular structure, mineral fertilizers, zero processing.
УДК 633.1:631 .S3.041
Эффективность прямого посева в Зауралье
С.Д. ГИЛЕВ, И.Н. ЦЫМБАЛЕНКО, A.A. ЗАМЯТИН, кандидаты сельскохозяйственных наук А.П. КУРЛОВ
Курганский НИИ сельского хозяйства
E-mail: [email protected]
Приведены результаты изучения двух технологий прямого посева зерновых культур в центральной лесостепной зоне Зауралья - минимальной и нулевой (No-till). Установлено, что для повышения эффективности нулевой обработки на поверхность почвы должно поступать значительно больше пожнивных растительных остатков (мульчи), чем при выращивании яровой пшеницы. Предварительные исследования показывают, что в плодосменных севооборотах в качестве мульчирующей культуры можно использовать кукурузу на фуражное зерно.
Ключевые слова: технология возделывания, прямой посев, No-till, мульча, влагообеспеченность, урожайность, эффективность.
В последние десять-пятнадцать лет в Зауралье произошел ускоренный переход от традиционной (отвальной) системы обработки почвы к технологиям, в которых применяются минимальные и нулевые способы. В настоящее время по стерне без предварительной обработки в регионе засевается свыше S0 % посевных площадей зерновых культур и наблюдается тенденция увеличения таких посевов. Переход на прямой посев связан, в первую очередь, с возможностью экономии материальных и трудовых ресурсов, повышения производительности труда. Однако у такой технологии есть и недостатки: повышается засоренность посевов, изменяется видовой состав сорняков, ухудшается азотное питание и фитосанитарное состояние по- w севов [I, 2, 3] S
Продолжаются дискуссии россий- л ских ученых о преимуществе тех или w иных технологий [4, S], однако при s отсутствии убедительных экспери- 2 ментальных данных единого мнения T пока не выработано.
В 2008 г. в Курганском НИИСХ был о
R
láóááíóéá ¡Ráü.p65 19 29.07.2014, 15:31
I. Весенние запасы продуктивной влаги в метровом слое выщелоченного чернозема в зависимости от систем обработки почвы и предшественника, мм (в среднем за 2008-2013 гг.)
Предшественник Система обработки почвы
отвальная минимальная No-till +/- к отвальной
Пар 102 126 126 24
Пшеница по пару 82 111 108 26-29
Вторая пшеница 80 104 110 24-30
после пара Бессменная пшеница 85 107 111 22-26
В среднем 87 112 114 25-27
заложен стационарный опыт, где в двух севооборотах - зернопаровом (пар - пшеница - пшеница - пшеница) и зерновом (горох - пшеница - пшеница - пшеница), а также при бессменном возделывании пшеницы изучается эффективность двух технологий возделывания зерновых культур без осенней обработки почвы. Первая предусматривает посев по стерне сеялкой-культиватором СКП-2,1, оборудованным стрельчатыми лапами. Эта технология получила наиболее широкое применение в хозяйствах Курганской области. Вторая - нулевая (No-till), с использованием для посева по стерне сеялки СКП-2,1 с узкими анкерными сошниками, минимально нарушающая стерневой покров. Контролем служит технология, базирующаяся на отвальной обработке на глубину 22-24 см как под все культуры зернопарового севооборота, так и под бессменную пшеницу.
В зернопаровом севообороте при подготовке пара проводится две обработки глифосатсодержащими гербицидами: Ураган Форте (2 л/га) или Дефолт (2 л/га) + Ларен (0,01 кг/га). В вариантах с No-till за S-6 дн. до сева применяют глифосатсодержа-щие гербициды, а в период кущения пшеницы независимо от технологии возделывания посевы обрабатывают баковой смесью гербицида Элант-Премиум (0,8 л/га) и противо-злаковых гербицидов Пума Супер 100 (0,S л/га) или Аксиал (0,7 л/га). На посевах гороха применяют Фюзи-
лад (1 л/га). При появлении вредителей посевы дополнительно обрабатывают Децисом (0,2 л/га). Азотные удобрения врезаются в верхний слой почвы сеялкой С3-3,6 непосредственно перед посевом культур: в севооборотах - по IS, 30, 4S кг, под бессменную пшеницу - по 20, 40, 60 кг д.в. на 1 га пашни.
Посев проводили в оптимальные сроки: горох - в первой декаде мая; пшеница - в третьей. Норма высева пшеницы в вариантах с No-till составляла 4,0 млн, в вариантах с минимальной и отвальной системами обработки - S,0 млн, гороха - 1,S млн семян на 1 га.
Для посева использовали семена районированных, устойчивых к лис-тостеблевым болезням сортов яровой пшеницы селекции нашего института Терция или Зауралочка, а также гороха Аксайский усатый SS селекции Донского НИИСХ.
Уборку и учет урожая проводили с помощью комбайна Сампо^00, оборудованного измельчителем соломы, что позволяет равномерно распределять пожнивные остатки по поверхности поля.
Почва опытного участка - маломощный среднесуглинистый выщелоченный чернозем, содержащий гумуса (по Тюрину) 4,0-S,2 %, фосфора (по Чирикову) - 7,S-11,7 мг/100 г почвы, рН S,0-S,4.
Опытные участки находятся в центральной лесостепной зоне Курганской области, где среднегодовое количество осадков не превышает 3S0-
369 мм [6]. За период исследований (2008-2013 гг.) пять лет (83 %) оказались засушливыми (ГТК за июнь-август в 2008 г. - 0,6; в 2009 г. - 0,7; в 2010 г. - 0,3; в 2012 г. - 0,4). В 2013 г. хорошие условия увлажнения в мае сменились засухой в июне - первых декадах июля (ГТК 0,3 и 0,4). 2011 г. по гидротермическим условиям был благоприятным для возделывания зерновых культур (ГТК 1,3).
Исследованиями установлено, что в засушливые годы минимальные способы обработки способствовали лучшему сохранению продуктивной влаги по сравнению с классической отвальной обработкой. Максимальные влагозапасы в метровом слое почвы (126 мм) наблюдались весной в паровом поле, где механические обработки не применяли, а сорняки уничтожали с помощью гербицидов (химический пар). По непаровым предшественникам этот показатель составлял 104-110 мм, под бессменной пшеницей - 107-111 мм, в то время как по вспашке запасы влаги снижались соответственно до 102, 82 и 8S мм. В результате за счет минимизации почвообработок в среднем по зернопаровому севообороту в метровом слое почвы сохранилось 2S-27 мм влаги (табл. 1).
Изменение погодных условий (увеличение засушливости), которое наблюдается в последние годы, привело к падению продуктивности яровой пшеницы как на фоне отвальной обработки, так и при минимальных обработках. В таблице 2 приведены данные урожайности, полученные в этом севообороте в предыдущие, относительно благоприятные по увлажнению годы (1998-200S). При сравнении данных можно оценить снижение урожайности на различных фонах.
Технологии прямого посева имеют преимущество по урожайности зерна перед классической лишь в засушливые годы (2008-2013) и при систематическом применении
2. Урожайность яровой пшеницы в зернопаровом севообороте в зависимости от систем обработки почвы, удобрений и погодных условий при систематическом применении гербицидов, т/га
0
сч
(О
01
Z
ф
S Ц
ф Ч
ф ц
г
ф т
Предшественник
Система обработки почвы
1998-2005 гг. (ГТК 0,8-1,6) 2008-2013 гг. (ГТК 0,3-0,7)
отвальная отвальная минимальная No-till
No Nso No No No N45 45 No N45 45
2,40 2,39 1,87 1,89 1,52 1,73 1,59 1,75
1,40 2,02 1,36 1,34 1,34 1,73 1,25 1,70
1,15* 2,15* 1,25 1,34 1,15 1,59 1,14 1,48
1,65 2,19 1,49 1,52 1,34 1,68 1,33 1,64
Пар
Пшеница по пару Вторая пшеница после пара В среднем по севообороту
* Ячмень
20
1абааТоёа ii+au.p65 20 29.07.2014, 15:31
3. Количество растительных остатков после уборки урожая яровой пшеницы в зависимости от севооборота, азотных удобрений и способа обработки почвы, т/га (в среднем за 2008-2013 гг.)
Севооборот, бессменный посев Ыо-ИИ Минимальная обработка
без удобрений N N * 45' IN60 без удобрений NN * 45' IN60
Зернопаровой 2,14 2,56 2,15 2,60
Зерновой 2,76 3,05 2,80 3,06
Бессменная пшеница 2,56 3,20 2,62 3,20
*Для бессменной пшеницы.
4. Влияние технологий прямого посева на урожайность яровой пшеницы в зависимости от севооборота и азотных удобрений при систематическом применении гербицидов, т/га (в среднем за 2008-2013 гг.)
Севооборот, бессменное возделывание Удобрения, кг д.в. на 1 га пашни No-till Минимальная обработка
Горох - пшеница - Без удобрений 1,30 1,32
пшеница - пшеница N15-20 1,40 1,43
N30-40 1,46 1,54
N45-60 1,47 1,48
В среднем 1,41 1,44
Бессменная Без удобрений 1,15 1,19
пшеница N15-20 1,35 1,38
N30-40 1,44 1,42
N45-60 1,53 1,53
В среднем 1,37 1,38
НСР05для частных различий 0,15
средств химизации. На контрольных вариантах (без удобрений), наоборот, получены прибавки в пользу вспашки (соответственно 0,1S и 0,16 т/га).
В то же время разница в урожайности пшеницы при технологиях прямого посева сеялкой-культиватором, с помощью которой стерня полностью нарушается и заделывается в верхний слой почвы (минимальная система обработки), и сеялкой СКП-2,1 с узкими анкерными сошниками (No-till) за шестилетний период исследований не установлена (см. табл. 2). Таким образом, в настоящее время невозможно отдать предпочтение какой-нибудь из технологий.
При внедрении минимальных и нулевых обработок важное место приобретает структурное состояние почвы, которое зависит от поступления в нее лабильного органического вещества в виде растительных остатков (соломы, сидератов). По мнению
академика В.И. Кирюшина, высокую эффективность нулевой технологии можно ожидать при поступлении в почву от 4-6 до 10 т/га растительных остатков [7].
Расчеты, проведенные нами по методике Ф.И. Левина [8], показывают, что в четырехпольном зернопа-ровом севообороте на поверхности почвы в зависимости от технологии возделывания остается в среднем от 2,14 до 2,60 т/га пожнивных остатков яровой пшеницы (стерня, солома), что явно недостаточно (табл. 3).
Замена парового поля горохом, а также возделывание пшеницы бессменно позволило несколько увеличить поступление растительных остатков. Но и этого количества (3^-3,20 т/га) также оказалось недостаточно для того, чтобы проявилось преимущество нулевой технологии перед минимальной. Об этом свидетельствует равный уровень уро-
жайности и в зерновом севообороте (1,41 и 1,44 т/га), и при бессменном возделывании пшеницы (1,37 и 1,38 т/га) (табл. 4).
Предварительными исследованиями установлено, что в засушливом Зауралье единственной культурой, растительные остатки которой в полном объеме смогли бы выполнить мульчирующую роль при минимальных и особенно нулевых обработках, является кукуруза на фуражное зерно [9,10]. Например, в острозасушливом 2012 г. в плодосменном севообороте после уборки зерновой части урожая кукурузы на поверхности почвы по вариантам обработок оставалось от S,0 до S,7 т/га измельченной листостебельной массы, в засушливом 2013 г. - соответственно 7,8 и 8,9 т/га, в то время как масса соломы яровой пшеницы в зернопа-ровых и зерновых севооборотах в эти годы не превышала 1^-2,0 т/га.
Аналогичной точки зрения придерживается академик В.И. Кирюшин, который достаточно хорошо знает почвенные и климатические особенности Зауралья и Западной Сибири. Он считает, что для этих регионов кукуруза и сорго являются основными мульчирующими культурами и поставщиками лабильного органического вещества в почву [7].
Минимизация обработок требует корректировки технологии возделывания кукурузы как пропашной культуры. В этом мы убедились в засушливом 2012 г. В 2013 г. для улучшения качества посева по не обработанной осенью почве вместо обычной кукурузной сеялки использовали сеялку-культиватор СКП-2,1, оборудованную узкими анкерными сошниками. Для защиты посевов от сорняков участок перед посевом обработали глифосатсодержащим гербицидом, а в период вегетации (4-S листьев) применили Элант. Азотные удобрения (Ы80) внесли в верхний слой почвы перед посевом дисковой сеялкой.
Учет урожая початков и зерна провели вручную по вариантам посева на делянках площадью S,0 м2, оставшуюся после учета часть делянок
S. Продуктивность кукурузы при прямом посеве сеялкой СКП-2.1 с анкерными сошниками
по стерневому фону, т/га (2013 г.)
Способ посева Ширина междурядий, см Общая биомасса Сухая масса Зерно Сухая масса без зерна Выход зерна, %
Рядовой 22,8 2,4 12,4 5,00 7,38 40,5
Черезрядный 45,6 2,5 13,2 5,40 7,80 40,8
Широкорядный 68,4 2,6 15,2 5,85 9,35 33,8
НСР0,5 0,12 0,87
со
ф ф
л
ф
s
ф
Z
IO
О) P
о
laeaaioea ii+au.p65 21 29.07.2014, 15:31
убрали комбайном «Агрос» с измельчением и оставлением на поле листостебельной массы. Независимо от способов посева урожайность зерна изменялась в пределах 5,00-S,8S т/га, сухой листостебельной массы - от 7,38 до 9,35 т/га (табл. 5).
Было установлено, что сеялка СКП-2,1, оборудованная специальными узкими анкерными сошниками, обеспечивает заданную глубину заделки семян кукурузы по стерневому фону и удовлетворительное качество посева. В условиях засушливого 2013 г. кукуруза, возделываемая по нетрадиционной технологии, обеспечила высокую по сравнению с яровой пшеницей урожайность фуражного зерна и оставила на поле до 9,0 т/га листостебельной массы.
Таким образом, при возделывании зерновых культур в зернопаровых севооборотах на выщелоченном среднесуглинистом черноземе центральной лесостепной зоны Зауралья минимизация обработки почвы позволяет сокращать потери почвенной влаги на 25-27 мм и обеспечивать повышение урожайности на 0,12-0,16 т/га при условии применения средств химизации. Без удобрений и гербицидов преимущество остается за глубокой отвальной обработкой.
Повышение эффективности технологий, базирующихся на минимальной, и особенно нулевой обработке (No-till), возможно при условии увеличения количества органического вещества, поступающего в почву.
Замена парового поля кукурузой на зернофуражные цели значительно увеличивает продуктивность пашни, обеспечивает высокий выход зерна и листостебельной массы как в качестве мульчирующего покрытия, так и лабильного органического вещества, поступающего в верхний слой почвы.
Литература
1. Кирюшин В.И. Минимизация обработки почвы: упрощенчество и шаблоны неуместны//Аграрный эксперт, 2005. - № 6. - С. 38-43.
2. Телегин В.А., Гилев С.Д., Цымба-J ленко И.Н. и др. Повышение эффективен ности земледелия Зауралья в засушливых условиях. - Куртамыш, 2013. - С.
™ 118-150.
3. Курлов А.П., Гилев С.Д. Производ-s ство зерна в агротехнологиях с нулевой ф системой обработки почвы в условиях ф центральной лесостепи Зауралья. Совер-! шенствование системы земледелия Юж® ного Урала/Материалы координационно-
22
го совета по разработке и внедрению адаптивно-ландшафтных систем земледелия. - Челябинск, 2012. - С. 72-80.
4. Кирюшин В.И. Минимизация обработки почвы: перспективы и противо-речия//Агроснаб черноземья, 2011. -N01/02(121). - С. 6-7.
5. Черкасов Г.Н., Пыхтин И.Г., Рожков А.Г. и др. Научные основы формирования ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур в ландшафтном земледелии. -М.: Россельхозакадемия, 2010. - 85 с.
6. Система адаптивно-ландшафтного земледелия Курганской области. Под редакцией академика РАСХН А.Л. Иванова. - Куртамыш, 2012. - 493 с.
7. Кирюшин В.И. Проблема минимизации обработки почвы: перспективы развития и задачи исследований//Зем-леделие, 2013. - № 7. - С. 3-6.
8. Левин Ф.И. Количество растительных остатков в посевах полевых культур и его определение по урожаю основной продукции//Агрохимия,1977. - № 8. -С. 36-42.
9. Панфилов А.Э. Культура кукурузы в Зауралье. - Челябинск, 2004. - 356 с.
10. Сикорский И.А., Цымбаленко И.Н., Панфилов А.Э., Волынкин В.И., Фрумин И.Л. Практическое руководство по освоению интенсивной (зерновой) технологии возделывания кукурузы. - Новосибирск, 1990. - 68 с.
Статья поступила в редакцию 26.03.2014
Effectiveness of direct seeding in Zauralye
S.D. Gilev, I.N. Tsymbalenko, A.A. Zamyatin, A.P. Kurlov
In article results of researches on studying of two technologies of direct seeding of grain crops in the Central forest-steppe zone of the Urals ? minimal and No-till. It is established that for efficiency of zero technology on the soil surface should be much more vegetable crop residues (mulch) than when growing spring wheat. Preliminary studies show that as a mulch culture can be used corn grown on the cornmeal in плодосменный crop rotations. Keywords: technology of cultivation, direct seeding, No-till, mulch, moisture supply, productivity, efficiency.
КОРОТКО
В начале июля в РГЛУ-МСХА имени К.А. Тимирязева прошла Московская международная летняя экологическая школа «Агроэкологический мониторинг и инжиниринг». Мероприятие проведено при поддержке ЗАО «Байер», грантов РФФИ и Правительства Российской Федерации на базе лаборатории агроэкологического мониторинга, моделирования и прогнозирования экосистем (ЛАМП) РГАУ-МСХ имени К.А. Тимирязева (см. 2 стр. обложки).
Участников школы приветствовали президент Докучаевского общества почвоведов, член-корреспондент РАН С.А. Шоба, декан факультета почвоведения, агрохимии и экологии РГАУ-МСХ имени К.А. Тимирязева В.Д. Наумов, менеджер ЗАО «Байер» К.Л. Калакуцкий, старший научный сотрудник Биолого-почвенного института ДВО РАН В.А. Смаль, заведующий лабораторией агроэкологии и почвоведения Института полеводства и овощеводства (Сербия) Й. Васин, начальник управления маркетинга ОАО «Уралкалий» Л.И. Иноземцева.
Обширная и разнообразная программа школы включала лекции известных ученых, семинары, мастер-классы, экскурсии, выездные полевые занятия, культурные и спортивные мероприятия.
Были обсуждены такие важнейшие проблемы, как экологизация земледелия в соответствии с биосферной парадигмой природопользования, глобальные изменения антропоцена, экологический мониторинг природных газов и аг-роэкологическая оптимизация земледелия, экологическая безопасность продукции сельскохозяйственного производства, развитие современных технологий интегрированной защиты растений, перспективы агроэкологической оптимизации применения минеральных удобрений и т. д.
В течение 10 дней участники школы не только могли приобрести новые знания и навыки, но и получить важный опыт общения, что поможет им в предстоящей научной и практической работе.
läöääiöeä i'i+äü.p65 22 29.07.2014, 15:31
