CC BY
16
УДК 633.11: 631 .SI: SSI .4:S81 .S4
Гребнекулисная обработка почвы под пшеницу в склоновых агроландшафтах
А.И. ШАБАЕВ, член-корреспондент РАСХН Н.М. ЖОЛИНСКИЙ, Т.В. ДЕМЬЯНОВА, М.С. ЦВЕТКОВ, кандидаты
сельскохозяйственных наук
НИИ сельского хозяйства Юго-Востока E-mail: [email protected] С.М. ЯНИНА
Саратовский государственный университет им. Н.И. Вавилова
Представлены агроэкологические и экономические показатели ресурсосберегающих технологий возделывания пшеницы на склоновых агроландшафтах Поволжья с применением различных способов основной обработки почвы.
Ключевые слова: агроландшафт, засуха, эрозия, обработка почвы, орудия, ресурсосбережение, кулисы, экономика, экология, эффективность.
В Поволжье, отличающемся разнообразием почвенно-климатичес-ких условий, расположены четыре природные зоны: лесостепная, засушливая черноземная степная, сухая степная и полупустынная. Неравномерность выпадения осадков, засухи и эрозия почв - частые спутники аграрного производства в регионе. Неоднородность агроэкологичес-ких условий, а также многообразие агроландшафтов в областях Поволжья вызывают необходимость дифференцированного применения почвозащитных ресурсосберегающих технологий и энергосберегающих технических средств при возделывании зерновых культур.
В Поволжье склоновые земли занимают около 60 % пашни [1]. С увеличением крутизны склона снижается плодородие и содержание влаги в почве. Работа сельскохозяйствен-^ ных машин на таких землях из-за ® сложности рельефа затруднена, сни-I-- жается их производительность. Вы-z полнение полевых работ здесь на ф основе устаревших, не адаптирован-ч ных технологий ведет к снижению ■з содержания гумуса в почве и опас-е; ным экологическим последствиям. § Так, при возделывании зерновых п
22
культур на склоновых землях возникает риск интенсивного проявления эрозии почв: весной - от стока талых вод на зяби и слабо развитых посевах озимых, летом - от ливневых осадков на паровых полях.
Преобладающими типами агро-ландшафтов Поволжья являются пла-корно-равнинный и склоново-лож-бинный, которые занимают соответственно 41,3 и 39,1% площади пашни. Для них обоснованы и апробированы научные принципы и особенности дифференцированного применения ресурсосберегающих технологий при возделывании зерновых культур [2].
В засушливых районах Поволжья на каштановых и светло-каштановых почвах установлено положительное влияние безотвальных обработок (комбинированными агрегатами и машинами, корпусами Т.С. Мальцева, плоскорезами различного типа, стойками СибИМЭ, чизелями) на сне-гораспределение, зимне-весеннее накопление влаги, защиту от эрозии и дефляции, плодородие почв, ресурсосбережение и урожайность зерновых культур [3].
На каштановых и черноземных почвах Заволжья в основе почвозащитных технологий лежит безотвальная
(плоскорезная, минимальная) обработка, которую в зернопаровых и зер-нопаропропашных севооборотах сочетают (один-два раза за ротацию) со вспашкой, что обеспечивает лучшую заделку удобрений, снижение засоренности и улучшает условия питания растений.
На черноземах Правобережья по плоскорезной и минимальной обработкам часто отмечается недобор урожая зерновых культур, связанный с повышенной засоренностью посевов, снижением мобилизации азота и соответственно дефицитом его для растений [4]. Технологии, включающие вспашку обычным плугом, способствуют лучшему накоплению нитратного азота, однако на склоновых землях увеличивают опасность проявления водной эрозии и приводят к ежегодной технологической эрозии: отваливание пласта вниз по склону преобладает над перемещением почвы вверх по склону.
Поэтому для возделывания зерновых культур на склонах черноземной степи необходимы принципиально новые почвозащитные способы обработки почвы, лишенные отмеченных недостатков.
В 197S-2007 гг. на склоновых землях стационарных опытов НИИСХ Юго-Востока изучали в зернопаровом севообороте различные способы основной обработки почвы под озимую и яровую пшеницу. Предшественники: для озимой пшеницы -черный пар после яровой пшеницы, для яровой пшеницы - озимая пшеница и просо. Опыт включал следующие варианты обработки почвы:
Рис. I. Гребнекулисная обработка почвы орудием ОП-ЗС
ГабааГоёа ii+au.p65 22 25.09.2012, 14:42
мг/кг
Рис. 2. Содержание нитратного азота в слое почвы 0-30 см в посевах яровой пшеницы по фазам роста и способам основной обработки
вспашка на 20-22 см плугом ПЛН-S-3S; гребнекулисная безотвальная на 20-22 см орудием противоэрози-онным ОП-3С; плоскорезная на 2022 см и минимальная на 10-12 см с помощью агрегата АПК-3. Все остальные технологические операции соответствовали традиционным технологиям возделывания зерновых. Делянки изучаемых вариантов оборудованы стоковыми площадками с треугольными водосливами для учета стока воды и смыва почвы.
Гребнекулисная обработка почвы, представляющая собой компромиссное технологическое решение между вспашкой и безотвальным рыхлением, разработана в НИИСХ Юго-Востока (патент № 231S4SS). Суть способа заключается в том, что срезанный верхний слой почвы вместе со стерней сдвигают, смешивают и перемещают от впереди идущих рабочих органов к последующим с одновременной сепарацией между ними почвенных частиц и распределением их в образованные минерализованные полосы. В чередовании с минерализованными полосами с возвышением над поверхностью почвы размещают гребнестерневые
кулисы, сформированные из сгруппированных пожнивных остатков и земляных валиков [S].
На юге Германии и Чехии применяют аналогичную полосную обработку с гребнеобразованием (Ridge-Till), которая эффективна в борьбе с эрозией почв при возделывании кукурузы, сои и служит альтернативой как посеву в мульчу, так и прямому посеву [6].
Особо важное значение гребнекулисная обработка имеет на сложных склонах при освоении адаптивно-ландшафтного земледелия, так как в процессе основной обработки на пашне через 1,0-1,5-3,0 м поперек склона формируют противоэро-зионные микрорубежи из гребне-стерневых кулис при чередовании их с минерализованными (без стерни) взрыхленными полосами и локальными щелями (рис. 1).
Созданы и прошли государственные испытания на Поволжской МИС: для отвальной гребнекулисной обработки - плуг ПН-5-35 со стернеуклад-чиком ПГО-1,75, для безотвальной - орудие противоэрозионное симметричное ОПС-3,5, орудие противо-эрозионное трехметровое со стерне-
укладчиком ОП-ЗС, орудие с щеле-вателем ОПЩ-ЗС, орудие шестиметровое ОП-6С. Орудия рекомендованы производству и по заявкам изготавливаются в ОАО «Волгодизельап-парат».
Выполнение гребнекулисной обработки новыми орудиями обеспечивает лучшее снегонакопление, уменьшение стока воды, смыва почвы и повышение запасов почвенной влаги на 16-18 мм. Потери нитратного и аммиачного азота со стоком талых вод, по сравнению со вспашкой, снижаются на 39 и 48 %.
За счет минерализованных полос и гребнестерневых кулис на склоновых землях улучшаются условия увлажнения почвы и азотного питания растений. При гребнекулисной безотвальной обработке содержание нитратного азота в почве в основные периоды роста и развития яровой пшеницы имело близкие значения с вариантами со вспашкой и устойчивое преимущество по сравнению с плоскорезной и минимальной обработками (рис. 2).
Урожайность яровой пшеницы зависела от гидротемических условий (ГТК) в годы исследований (197S-2007) и изменялась от 6 до 20 ц/га (табл. 1). Применение стартовой дозы минерального азота Ы30 обеспечило прибавку урожая в засушливые годы 0,7-1,3 ц/га, в средние по увлажнению - 1^-2,1 и благоприятные - 2,32,7 ц/га.
Лучшие увлажнение почвы и азотное питание растений при гребнекулисной обработке по сравнению с плоскорезной и минимальной способствовали повышению урожайности яровой пшеницы без удобрения на 1,6-2,2, с внесением М30-на 2,0-2,6 ц/га. При этом уровень урожайности, полученный без удобрения, приближался к урожайности в вариантах с плоскорезной и минимальной обработками при внесении азота, что свидетельствует о вероятности повышения эффективного плодородия почвы с помощью греб-некулисной технологии.
Использование новых орудий при выполнении гребнекулисной технологии возделывания яровой пшеницы на склонах по сравнению с тра- " диционной (на базе вспашки) способ- | ствует снижению расхода топлива на £ 14-20 %, а общих эксплуатационных 1 затрат - на S-12 %.
Урожайность озимой пшеницы при 2 возделывании по чистому пару в и среднем была в 1^-2,0 раза выше, м
чем яровой. Благодаря биологичес- 2
р
I. Урожайность яровой пшеницы в зависимости от технологии возделывания, ц/га
ГТК Удобрение Основная обработка почвы
вспашка гребнекулисная | плоскорезная | минимальная
<0,6 Без удобрения 6,9 7,8 5,9 6,2
Х3„ 8,1 8,9 7,2 6,9
0,6-1,0 Без удобрения 11,3 11,6 10,4 9,5
хз„ 12,8 13,2 12,3 11,6
>1,0 Без удобрения 16,1 17,4 15,4 15,2
хз„ 18,8 20,1 17,9 17,5
НСР05 для обработки - 0,33, для удобрения - 0,23, для ГТК - 0,29 ц/га
Габааюёа if+äü.p65 23 25.09.2012, 14:42
2. Урожайность озимой пшеницы в зависимости от технологии возделывания при различных гидротермических условиях
(ГТК), ц/га
ГТК
Удобрение
Основная обработка почвы
вспашка гребнекулисная плоскорезная минимальная
<0,6 Без удобрения 32,3
N30 3R,1
0,6-1,0 Без удобрения 33,9
NQ0 37,4
>1,0 Без удобрения 34,4
Nqo 36,2
32,3 34,8 35,1 38,8 35,5 38,8
НСР05 для обработки - 0,99, удобрения - 0,70, ГТК
31,3 33,3 35,6
37.2
34.3 36,8
0,85 ц/га.
30,2 33,1
30.6 33,8 33,1
36.7
3. Агроэкологическая эффективность способов обработки почвы под озимую пшеницу, возделываемой в разных агроландшафтах (в среднем за ^ лет)
Агроландшафт, крутизна склона Вспашка на 20-22 см Гребне-кулисная на 20-22 см Плоскорезная на 20-22 см Минимальная на 10-12 см
Средняя урожайность озимой пшеницы, ц/га
Склоново-ложбинный, 1-3с 35,5 36,9 35,3 34,3
Склоново-овражный, 3-5с 34,2 36,1 33,3 32,8
Эколого-экономическая эффективность, руб/га Склоново-ложбинный, 1-3с 7570 10792 9541 8797
Склоново-овражный, 3-5с 6739 10437 7509 6869
ким особенностям этой культуры и возделыванию по пару урожайность меньше зависела от гидротермических условий года и колебалась в пределах 30-38 ц/га (табл. 2).
Ранневесенняя азотная подкормка посевов озимой пшеницы в дозе N30 обеспечила прибавку в 2-3 ц/га при средней урожайности по всем вариантам обработки почвы в засушливые годы - 32-34, в средние и благоприятные - 34-37 ц/га.
Максимальная урожайность озимой пшеницы и лучшие эколого-эко-номические показатели (включая предотвращенный ущерб от проявления эрозии почв в результате снеготаяния и ливней) при возделывании ее на склонах получены на фоне гребнекулисной обработки (табл. 3).
При средней урожайности озимой пшеницы 36,1-36,9 ц/га и цене за I т зерна S тыс. руб. эколого-экономи-ческая эффективность гребнекулисной технологии в склоновых агроландшафтах выше на 3,2-3,7 тыс. руб/ га, или на 43-SS %, чем традиционной (на базе вспашки). При этом про-сч изводственные затраты в соответ-о ствии с типом агроландшафта умень-N шаются на 20-21 % при рентабель-£ ности 1S6-172 %.
По сравнению с традиционной
s технологии с плоскорезной и мини-
ф мальной обработками почвы повы-
ф шают эколого-экономическую эф-
5 фективность возделывания пшени-
ф
m
24
цы в склоново-ложбинном агролан-дшафте на 26,0-16,2 %, в склоно-во-овражном - на 11,4-1,9 %. Модернизированная почвозащитная технология с гребнекулисной обработкой по сравнению с ними имеет лучшие эколого-экономические показатели в склоново-ложбинном агроландшафте - на 13-38 %, в склоново-овражном - на 22^2 %.
Особенности дифференцированного применения почвозащитных ресурсосберегающих технологий возделывания озимой и яровой пшеницы в зависимости от агролан-дшафта изложены в методических рекомендациях и технологических картах [Д 7, 8].
Технологии с гребнекулисными обработками почвы испытаны и внедрены в склоново-ложбинных агро-ландшафтах ОПХ «Экспериментальное» и «Елизаветинское» НИИСХ Юго-Востока, Поволжской МИС, Ульяновском и Самарском НИИСХ, где подтвердились основные показатели повышения агроэкологической эффективности возделывания и продуктивности зерновых культур.
Таким образом, применение модернизированной почвозащитной технологии на базе гребнекулисной обработки почвы позволяет в склоновых агроландшафтах успешнее преодолевать засушливые явления, снижать эрозионные процессы, дополнительно накапливать почвенную
влагу, повышать продуктивность, устойчивость и безопасность зернового производства в аридных условиях эрозионно опасного региона.
Литература
1. Шабаев А.И. и др. Экология, агро-ландшафты и защита растений в адаптивном земледелии Поволжья. ФГУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2007. -420 с.
2. Шабаев А.И. Адаптивно-экологические системы земледелия в агроланлшаф-тах Поволжья: Моногр. ФГУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2003. - 284 с.
3. Жук А.Ф., Спирин А.П., Покровский В.В. Почвовлагосберегающие технологии и комбинированные машины. - М.: ВИМ, 2001. - 92 с.
4. Немцев Н.С., Карпович К.И. Эффективность почвозащитной системы обработки почвы на выщелоченных черноземах Ульяновской области/Почвоводоох-ранное земледелие в Поволжье. - Саратов, 1985. - С. 62-70.
5. Способы гребнекулисной обработки почвы и перспективные орудия для ресурсосберегающих технологий: Метод. ре-коменд. - Саратов, 2007. - 64 с.
6. Till с приставкой StripZ/Новое сельское хозяйство, 2011. - № 6. - С. 82-86.
7. Ресурсосберегающие технологии возделывания озимой пшеницы в агролан-дшафтах Поволжья: Метод. рекоменд. -Саратов, 2008. - 64 с.
8. Ресурсосберегающие технологии возделывания озимой и яровой пшеницы в агроэкологических условиях Саратовской области: Метод. рекоменд. - Саратов, 2009. - 60 с.
Статья поступила е редакцию
I0.10.2011
Ridge-windbreak row soil treatment for wheat cultivation at slope agrolandscapes
A.I. Shabaev, N.M. Zholinskiy, T.V. Demianova, M.S. Tsvetkov, S.M. Yanina
There are given agroecological and economic indicators of resource-saving technologies of wheat cultivation with different ways of main soil treatment in slope agrolandscapes of Volga region. Keywords: agrolandscape, drought, erosion, soil treatment, tools, resource-saving, windbreak rows, economics, ecology, efficiency.
ÎéSàéîoêà ïî+âû.p65 24 25.09.2012, 14:42
