Начальные этапы изучения технологии прямого посева в аридной зоне Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 631.58:631.153.7

В.Ю. Селиванова, А.В. Солонкин, Д.А. Волдырь

НАЧАЛЬНЫЕ ЭТАПЫ ИЗУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРЯМОГО ПОСЕВА

В АРИДНОЙ ЗОНЕ

НИЖНЕ-ВОЛЖСКИЙ НИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА-ФИЛИАЛ ФНЦ АГРОЭКОЛОГИИ РАН, ПОС. ОБЛАСТНОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ОПЫТНОЙ СТАНЦИИ, РОССИЯ

V.Yu. Selivanova, A.V. Solonkin, D.A Boldyr' NITIAL STAGES OF STUDYING THE TECHNOLOGY OF DIRECT SOWING IN THE ARID ZONE NIZHNE-VOLZHSKY RESEARCH INSTITUTE OF AGRICULTURE - BRANCH OF THE FEDERAL SCIENCE CENTER FOR AGROECOLOGY, RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES, POS. REGIONAL AGRICULTURAL

EXPERIMENT STATION, RUSSIA

V

I

Виктория Юрьевна Селиванова

Victoria Yurievna Selivanova vborodinaselivanova@mail.ru

Андрей Валерьевич Солонкин

Andrey Valerievich Solonkin доктор сельскохозяйственных наук niiskh@mail.ru

Дмитрий Александрович Волдырь

Dmitry Aleksandrovich Boldyr' кандидат сельскохозяйственных наук niiskh@mail.ru

Аннотация. Целенаправленное изучение системы NO-TILL было начато в 2018 гаду с перевода части сельскохозяйственной площади под опытный стационар для изучения влияния в острозасушливых условиях светло-каштановых почв Волгоградской области. Запасы продуктивной влаги в паровом (пар химический) поле за весь период парования и период вегетации изучаемых культур, оставались на уровне выше, чем в предыдущие годы с похожими условиями. Перед посевом запасы влаги составляли 90,2 мм, к концу вегетации яровых культур снизились до минимальных значений, в химическом пару, благодаря атмосферным осадкам второй половины июля, накопилось 85,7 мм продуктивной влаги в метровом слое. Микробиологическая активность почвы в паровых полях была на 60 % выше, чем обычно на классических обработках. Однако урожайность по выращиваемым культурам показала незначительную разницу в сравнении с классическими обработками, что предполагает в первые гады освоения технологии прямого посева снижение урожайности или низкие ее показатели. Урожай подсолнечника и кукурузы составил 1,9 т/га и 4,0 т/га, что для метеоусловий 2018 гада с ГТК=0,5 достаточно высокий результат. Экономическая эффективность яровых культур, выращенных по технологии прямого посева, показала высокий КЭЭ (коэффициент экономической эффективности) по сравнению с классическими обработками, который составил 3,36 по яровой пшенице и 4,65 по ячменю. Посев почвопокровных культур прямым посевом позволил получить, на первоначальном этапе исследований данные о положительном влияние на снегозадержание и влагонакопительную способность почвы. Полученные положительные результаты за 2018-2019 годы при применении

технологии прямого посева и почвопокровных культур позволяют говорить о необходимости дальнейших исследований в этом направлении.

Ключевые слова: Нижнее Поволжье, технология NO-TILL, запасы почвенной влаги, почвопокровные культуры, микробиологическая активность почвы, урожайность.

Abstract. The targeted study of the NO-TILL system began in 2018 with the transfer of part of the agricultural area under the experimental station to study the impact of light chestnut soils of the Volgograd region in acutely arid conditions. Reserves of productive moisture in the steam (chemical steam) field for the entire period of evaporation and vegetation period of the studied crops remained at a higher level than in previous years with similar conditions. Before sowing, moisture reserves were 90.2 mm, by the end of the growing season spring crops decreased to minimum values, in the chemical vapor, due to atmospheric precipitation of the second half of July, 85.7 mm of productive moisture accumulated in the meter layer. The microbiological activity of the soil in the steam fields was 60 % higher than usual in classical treatments. However, the yield on crops showed a slight difference in comparison with classical treatments, which suggests in the first years of the development of direct sowing technology, a decrease in yield or its low indicators. The yield of sunflower and corn was 1.9 t/ha and 4.0 t/ha, which is quite a high result for the weather conditions of 2018 with SCC=0.5. The economic efficiency of spring crops grown by direct seeding technology showed a high Kee (coefficient of economic efficiency) in comparison with classical processing, which amounted to 3.36 for spring wheat and 4.65 for barley. Sowing of groundcover crops by direct sowing, allowed to obtain, at the initial stage of research, data on the positive impact on snow retention and moisture-saving capacity of the soil. The obtained positive results for 2018-2019 with the use of direct seeding technology and ground crops, suggest the need for further research in this direction.

Keywords: Lower Volga region, NO-TILL technology, soil moisture reserves, ground cover crops, soil microbiological activity, yield.

Введение. Особую актуальность в современных экономических условиях хозяйствования приобретает изучение наиболее экономически и экологически эффективных приемов минимализации основной обработки почвы при длительном и краткосрочном применении в севооборотах с зерновыми культурами в почвенно-кпиматических условиях светло-каштановых почв Нижнего Поволжья. Острозасушливые условия территории, малоплодородные, подверженные деградации почвы и резко возросшая себестоимость продукции привели к необходимости в разработке менее затратных и в то же время перспективных и экономически обоснованных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, что, в свою очередь, требует новых зна-

ний по этому вопросу [1].

Для решения этих проблем была выбрана технология прямого посева или NO-TILL, что означает прямой посев без каких-либо обработок почвы, прямо по пожнивным остаткам с применением удобрений и чередованием полевых культур с разной корневой системой. Данный подход благоприятствует росту биологической активности микроорганизмов в почве, способствует более эффективному использованию влаги за счёт улучшения почвенной структуры и уменьшения испарения, а так же снижает энергозатратность, расход ГСМ на 40% и позволяет увеличить рентабельность сельскохозяйственной деятельности [2, 3].

Методика. Изучения технологии прямого посева (NO-

22 Научный журнал Вестник Курганской ГСХА

TILL) в острозасушливых условиях светло-каштановых почв Волгоградской области на полях НВНИИСХ-филиале ФНЦ агроэкологии РАН были начаты в 2014 году. Первый опыт прямого посева - это отказ от основной обработки почвы под яровые культуры в четырехпольном зернопаровом севообороте. Весенний посев по срокам начинался вместе с классическим вариантом, но только без предпосевных обработок и сеялкой с анкерными сошниками. Несмотря на различную влагообеспеченность по годам, проведенные учёты по влажности, агрегатному составу, пищевому режиму почвы и урожайности культур за три года исследований (2014-2017 гг.) по варианту с прямым посевом показали лучшие результаты, чем на классическом фоне.

Полученные первые положительные результаты применения прямого посева, а также интерес сельхозпроизводителей региона к этой технологии создали предпосылку к более детальному изучению системы прямого посева.

В 2018 году был заложен опыт по технологии прямого посева, или NO-TILL, с подбором адаптированных культур для выращивания в полупустынной зоне светло-каштановых почв Волгоградской области с различной корневой системой, а также включением химического пара в отдельные варианты. Предшественником послужила озимая пшеница, после которой на поле сохранилось достаточное количество пожнивных остатков, благодаря чему было накоплено большое количество влаги. Сев осуществлялся сеялкой прямого сева Дон-114, прямым аналогом аргентинской сеялки G 262.

Второй опыт по прямому посеву был заложен осенью 2018 года с применением «коктейля» из почвопокровных культур: нут, подсолнечник, овес, ячмень, кукуруза, бобы, суданская трава, горчица, сафлор. Смесь культур была рассчитана согласно количеству и занижена для более правильного распределения по полю. Схемы представлены на рисунок 1.

1(18

1(18 м

_324 м

Схема опыта с технологией прямого посева в 2018 г.

Рисунок 1

С

р 5

400 м

Схема опыта посева ячменя по почвопокровным культурам в 2019 г.

Схемы опытов 2018-2019 гг.

смотря на более частое и обильное выпадение их в период вегетации, в фазу формирования и налива зерна зерновых культур продуктивные осадки отсутствовали, что привело к снижению урожайности и качества зерна.

□ осадки, мм

1 среднесуточная t воздуха, ОС

и среднесуточная влажность воздуха,7о

Рисунок 2 - Метеоусловия вегетационного периода яровых культур 2018-2019 гг.

На момент посева яровых культур (ячменя, горчицы, нута) количество влаги в метровом слое составляло 90,2 мм - в 2018 году и 106 мм - в 2019 году. Ранние яровые культуры израсходовали осенне-зимние запасы влаги еще в первые фазы роста и развития, и к моменту формирования зерна они были крайне низкие, что в сочетание с почвенной и воздушной засухой привело к резкому снижению урожайности (рисунок 3).

Ячмень

Пар химический

120 100 80 60 40 20 0

j | | 'I ill

I ~I I I I— 60 J; j

I * III' i t ^^ f P P P

= 'з 3 a, s S

Цель исследований - изучить влияние основных обработок почвы и технологии NO-TILL на накопление и сохранение влаги при использовании зональных ресурсов увлажнения. Дать оценку влияния обработок на получение более высокого урожая яровой пшеницы в сухостепной зоне.

Результаты. Метеоусловия 2018 вегетационного года отличались низким количеством осадков за вегетационный период. Вместе с тем 44,7 мм, выпавшие за период от посева до 1 декады июля, смогли положительно повлиять на урожай яровых культур текущего года. Высокая температура и низкая относительная влажность воздуха в период вегетации привели к наличию частых и продолжительных воздушных и почвенных засух. В 2019 году ситуация с осадками была похожа на условия 2018 года (рисунок 2). Не-

запасы продуктивной влаги в слое 0- запасы продуктивной влаги в слое 0-1,0м, мм

1,0м, мм ■ запасы продуктивной влаги в слое 0-0,3 м, мм

Рисунок 3 - Динамика продуктивной влаги за 20182019 гг., мм

Осадки, выпавшие во второй половине июля 2018 года, на урожайность ранних яровых культур положительного влияния не оказали, а вот на формирование будущего урожая поздних культур (кукуруза, сорго, подсолнечник) дополнительная влага в период формирования зерна оказала положительное воздействие. Также июльские осадки позволили накопить достаточное количество продуктивной влаги в химическом пару.

Посев озимой пшеницы по прямому посеву производился 23 октября 2018 г. Всходы ушли в зиму в стадии шильца. В третьей декаде марта, после снеготаяния, началось неравномерное отрастание озимой пшеницы. В мае и июне отмечалась высокая температура воздуха и небольшие осадки, ГТК за этот период составил 0,5. Фаза полной спелости озимой пшеницы наступила уже в конце июня. Растения, использовавшие запасы продуктивной влаги первой половины вегетации, стали оттягивать влагу от развивающегося колоса, что привело к такому явлению, как «захват хлебов».

Посев почвопокровных культур произведен 27 июля 2018 г., вто время как с начала месяца выпало 77,9 мм осадков, что позволило получить всходы смеси почвопокровных культур. Перед посевом влажность почвы в слое 0-50 см составляла 18,2 мм продуктивной влаги, 17,3 мм из которых

было в слое 0-30 см. За август-ноябрь осадки так же были незначительные и не все растения смогли сформировать вегетативную массу в зиму крепкими растениями ушли единичные всходы подсолнечника, кукурузы, ячменя и горчицы. Наличие почвопокровных культур на опытном поле в период осенне-зимних осадков позволило накопить большое количество снега, и тем самым предотвратило промерзание почвы.

В зимние месяцы выпала достаточная сумма осадков (137,3 мм), сопровождающаяся оттепелями и образованием ледяной корки на протяжении всего зимнего периода. Самая низкая температура за зимний период составила -13,9 °С (26 февраля). ГТК за сентябрь-октябрь составил 0,4 (сумма активных температур -523,4, осадки за пери-од-22,5 мм). Высота снежного покрова на этом участке составляла 32-35 см, в то время как на участках со стерней озимой пшенице и на паровых полях высота снега варьировала от 16 до 25 см соответственно.

В конце апреля 2019 был произведен посев ячменя по почвопокровным культурам сеялкой ДОН-114. На момент сева влажность почвы составляла 29,4 мм в верхнем продуктивном слое почвы, что позволило получить дружные всходы ячменя. Посев поводился в двух вариантах: с минеральными удобрениями (нитроаммофоска 50 кг/га) и без них. Урожай ячменя, посеянного по почвопокровным культурам, превышал это показатель на ячмене, посеянном прямым посевом, но без использования почвопокровных культур (таблица 1).

Таблица 1 - Структурный анализ и урожайность культур при прямом посеве, 2018-2019 гг.

Культура Биологическая урожайность, т/га

2018 г. 2019 г.

Озимая пшеница - 0,85

Яровая пшеница 1,2 -

Ячмень (прямой посев) 1,6 1,0

Ячмень (почвопокровные культуры) - 1,3

Овес 1,0 -

Горчица 1,4 -

Рыжик 0,6 -

Сафлор 0,8 -

Нут 0,5 0,5

Кукуруза 4,0 -

Подсолнечник 1,9 -

нсрпй 0,07 0,04

Микробиологическая активность в почве на химическом пару в системе прямого посева изучалась методом разложения льняных полотен. На участках химического пара, равномерно прикрытого соломой и имевшего большие запасы влаги в слое 0-30 см, разрушение клетчатки происходило более активно в среднем на 40% за 2 года, чем на участках с неравномерным содержанием растительных остатков, и соответственно меньшим запасом влаги в верхнем слое почвы (таблица 2).

Расчёты биоэнергетической эффективности показали, что озимая пшеница и ячмень, выращенные по прямому посеву с учетом неблагоприятных метеоусловий 20182019 гг. при низких затратах на обработку имели коэффициент энергетической эффективности (далее КЭЭ) от 2,4 до 4,65. Учитывая низкий результат по урожайности в эти годы данные результаты можно считать хорошими. По прямому посеву КЭЭ вырос в два раза по отношению к основным обработкам, и это связано с меньшими затратами на обработку почвы и более высоким урожаем (таблица 3).

Таблица 2 - Микробиологическая активность почвы при прямом посеве в 2018-2019 гг., %

Степень покрытия поверхности пара Влажность разложения за 74 дня, % разложения за сутки, % Сумма осадков за период, мм

горизонт На дату закладки На дату выкопки

2018 год

Пар химический NO-TILL (солома) 0-30 12,0 19,1 20,2 0,32 86,5

30-50 15,0 20,6

Пар химический NO-TILL (без соломы) 0-30 8,6 10,05 12,8 0,16

30-50 12,0 12,0

2019 год

Пар химический NO-TILL (солома) 0-30 30,81 26,56 24,6 0,33 95,6

30-50 19,84 19,31

Пар химический NO-TILL (без соломы) 0-30 24,6 22,2 12,4 0,17

30-50 16,2 16,0

Таблица 3 - Биоэнергетическая оценка выращивания культур при основной обработке и прямом посеве, 2018-2019 гг

Культура КЭЭ

2018 г. 2019 г.

Озимая пшеница 2,4

Ячмень(прямой посев) 4,65 2,9

Ячмень(почвопокровные культуры) 3,8

HCPnfi 0,15

Выводы. Первые исследования показали результаты немного лучше классических обработок почвы. Таким образом, за первые годы изучения системы прямого посева получены положительные результаты. Вместе с этим не все традиционные подходы приемлемы при изучении этой системы, что делает необходимым поиск новых методов и решений. Технология прямого посева показала хорошие результаты по накоплению продуктивной влаги, усвоению осенне-зимних осадков и предотвращению деградации почвы. В 2018 году коэффициент экономической эффективности на всех культурах опыта отмечался на высоком уровне, что свидетельствует о высокой потенциальной продуктивности и рентабельности технологии прямого посева в нашей зоне. Полученные положительные результаты за 2018-2019 годы при применении технологии прямого посева позволяют говорить о необходимости дальнейших исследований в этом направлении.

Список литературы

1 Волдырь Д.А., Протопопов В.М., Селиванова В.Ю. Эффективность энергосберегающих обработок почвы в парозерновом севообороте в условиях Нижнего Поволжья //Научно-агрономический журнал. 2017. №2(101). С. 4-6.

2 Дридигер В.К. Технология NO-TILL и допускаемые при её освоении ошибки // Сельскохозяйственный журнал. 2018. № 1 (11). С. 11-22.

3 Дридигер В.К. Методические подходы к изучению систем земледелия без обработки почвы //Земледелие. 2014. № 7. С. 24-26

List of reference

1 BoldyrD.A., Protopopov V.M., Selivanova V.Yu. Efficiency of energy-saving tillage in a steam-grain crop rotation in the conditions of the Lower Volga region // Scientific-agronomical journal. 2017. №2 (101). Pp. 4-6.

2 DridigerV.K. NO-TILL technology and mistakes made during its development//Agricultural Journal. 2018. № 1 (11). Pp. 11-22.

3 Dridiger V.K. Methodological approaches to the study of farming systems without tillage//Agriculture. 2014. №7. Pp. 24-26.