CC BY
19
УДК 631.51: 631.44S.4
Обработка черноземов: опыт и тенденции развития
культур, площадь каждой из которых определялась согласно рекомендованной в регионе структуре посевных площадей. Система севооборотов проектировалась в соответствие с экологическими требованиями, учетом особенностей и сложности рельефа, почвенных, гидрогеологических и местных климатических условий территории. Расчет баланса органического вещества в почве позволил определить, в каком количестве требуется вносить органические удобрения и какую часть полученной фитомассы растений надо оставлять в поле, чтобы поддержать необходимый баланс плодородия.
Внедрение подобных проектов адаптивно-ландшафтных систем земледелия позволит сельхозтоваропроизводителям области, выбрав наилучший вариант агротехнологии и максимально используя биоклиматические ресурсы местности, повысить рентабельность производства.
Сегодня в сложных рыночных условиях у нас есть возможность разработать и предложить сельскохозяйственным предприятиям Воронежской области проекты адаптивно-ландшафтных систем земледелия, основанные на строгом соблюдении экологических законов земледелия и учитывающие экономические задачи каждого сельскохозяйственного предприятия.
Working-out experience on adaptive-landscape systems of agriculture in Voronezh region
A.M. Novichikhin, B.A. Rybalkin, M.I. Sal'nikov, T.I. Diachkova, O.A. Abanina, O.V. Turusov
There are considered the aspects of sowing lands' formation and the system of ecological crop rotations, which meet the case of adaptive-landscape agriculture and allow the agricultural production for stable economic farm' activity.
Keywords: lands' assessment, crop rotations' system, vegetable remains' intake in soil, humus balance.
В.И. ТУРУСОВ, член-корреспондент РАСХН A.M. НОВИЧИХИН, кандидат сельскохозяйственных наук
Воронежский НИИ сельского хозяйства им. Докучаева E-mail: niish Ic@mail. ru
Рассмотрены способы основной обработки черноземов Воронежской области с позиций сохранения потенциального и формирования эффективного плодородия. Названы причины снижения гу-мусированности черноземов и урожайности полевых культур при глубоких вспашках, плоскорезной и безотвальной обработках. Дан прогноз эффективности технологии No-till на черноземах ЦЧЗ.
Ключевые слова: вспашка, безотвальная обработка, плоскорезная обработка, урожайность, гумус, растительные остатки, засоренность.
В полеводстве на долю механической обработки почвы приходится до 40 % энергетических и 2S % трудовых затрат, из них большая часть расходуется на проведение основной обработки. Проблема минимизации этого процесса очень важная, хотя и не новая. Она не раз поднималась как за рубежом, так и у нас в стране [1-4], но до сих пор остается открытой.
В нашем институте стационарный опыт по обработкам почвы велся более 30 лет, с конца 60-х годов прошлого века. Варианты опыта включали ежегодные вспашку на глубину 20-22, 2S-27, 30-32 и 3S-37 см, обработку плоскорезом на 10 см под зерновые и на 30 см - под пропашные культуры, рыхление плугом без отвалов на 2S-27 см, а также разноглубинные вспашки в десятипольном севообороте. Опыты велись на двух фонах: с удобрениями и без них. В вариантах с удобрениями ежегодно под основную обработку почвы вносили минеральные туки в дозе N60P60K60. Кроме этого, два раза за первую ротацию севооборота вносили навоз (по 30 т/га).
Исследования показали, что приемы основной обработки по-разному влияли как на формирование эффективного, так и уровень потенциального плодородия черноземов.
Изменение глубины вспашки, по-
верхностная и безотвальные обработки хотя и обеспечивали некоторое изменение агрофизических свойств чернозема (плотность сложения, скважность, пористость аэрации и др.), но эти показатели не выходили за пределы оптимальных диапазонов и практически не оказывали влияния на урожайность полевых культур. По накоплению весенних запасов влаги в почве и их расходованию в течение вегетации полевых культур достоверных различий между различными приемами обработки также не получено.
Вместе с тем, заделка и распределение послеуборочных растительных остатков и удобрений в почве при различных способах обработки были неодинаковы. Вспашка на глубину 20-25 см обеспечивала относительно равномерное распределение их в обрабатываемом слое. При углублении вспашки до 30-35 см наибольшее количество органических остатков попадает в нижнюю часть пахотного слоя, а на поверхность выносится менее обеспеченный растительными остатками слой. Обработка почвы без оборота пласта приводит к аккумуляции основного количества корневых остатков в верхнем слое почвы, а значительная часть пожнивных остатков и удобрений остается не заделанной. Вот эти различия, как показали наши исследования, и оказывают решающее влияние на изменение потенциального и формирование эффективного плодородия.
Влияние различных приемов обработки на изменение запасов гумуса в почве показано в таблице I. По отношению к ежегодной вспашке на 20 см, вспашка на 30 и 35 см достоверно снизила содержание гумуса в слое почвы 0-40 см (соответственно на 0,24 и 0,41 %). Ежегодная обработка почвы плоскорезом и плугом без отвалов также привела к снижению содержания гумуса на 0,28 и " 0,22 %. При этом с углублением | вспашки наиболее заметное сниже- £ ние плодородия произошло в верх- | нем слое почвы (0-20 см), а по плос- ^ корезной и безотвальной обработ- z кам - в нижележащих слоях. R
Применение удобрений способ- р ствовало поддержанию валовых за- 2
N>
I. Содержание гумуса в почве после тридцатилетнего (1968-1970 - 1998-2000 гг.) применения
различных приемов основной обработки, %
Без удобрений С удобрениями
Вариант слой почвы, см
0-20 20-30 30-40 0-40 0-20 20-30 30-40 0-40
Вспашка ежегодно на 20-22 см 7,24 7,05 5,92 6,86 7,24 7,12 6,18 6,94
25-27 см 7,05 6,99 5,93 6,76 7,23 7,09 6,19 6,94
30-32 см 6,81 6,73 6,15 6,62 6,95 6,85 6,41 6,79
35-37 см 6,60 6,49 6,10 6,45 6,82 6,59 6,30 6,63
Обработка ежегодно 7,06 6,67 5,55 6,58 7,08 6,79 5,64 6,65
плоскорезом Рыхление ежегодно плугом 7,07 6,74 5,66 6,64 7,08 6,87 5,92 6,74
без отвалов на 25-27 см
пасов гумуса в почве на более высоком уровне. В среднем по всем удобряемым вариантам в слое 0-40 см гумуса содержалось на 0,08 % больше, чем в вариантах без удобрений. Максимальный эффект взаимодействия удобрений и обработки проявился в вариантах с применением вспашки на глубину 20 и 2S см.
С увеличением глубины вспашки, а также при обработках почвы без оборота пласта биологические процессы трансформации органического вещества смещаются в сторону снижения гумусообразования и усиления минерализации. При этом наибольшее усиление процессов минерализации органического вещества по глубоким вспашкам происходит в слое 0-20 см, а по безотвальным обработкам - в нижележащих горизонтах. Кроме этого, как отмечают многие исследователи [5, 6, 7], оставление на поверхности почвы стерневых остатков при безотвальных обработках обусловливает химизм их разложения, сравнимый с тлением или медленным горением, при котором не происходит ни образования гумуса, ни поступления в почву минерального азота. Для полноценного образования гумуса из растительных остатков обязателен их контакт с минеральной частью почвы.
От приемов обработки почвы зависит распределение доступных элементов минерального питания по профилю почвы. При ежегодной вспашке на 20 см наибольшее содержание доступного фосфора и обменного калия сосредотачивается в слое 0-20 см. По мере увеличения глубины вспашки до ЗS см происходит постепенное выравнивание содержания этих элементов в слое 040 см. По безотвальным обработкам основное количество подвижных
фосфора и калия аккумулируется в поверхностном слое 0-10 см, что ухудшает их использование растениями при иссушении верхнего слоя, даже при непродолжительном отсутствии дождей. Особенно значительная дифференциация пахотного слоя по обеспеченности фосфором и калием была в вариантах плоскорезной и безотвальной обработки на фоне применения удобрений, что свидетельствует о снижении их эффективности при разбросном способе внесения под эти приемы обработки.
На рисунке представлена динамика накопления нитратов за период с конца апреля до второй половины июля на паровых участках, где отсутствует его потребление растениями. В ранневесенний период наибольшее содержание нитратов в слое почвы 040 см наблюда-
Учет урожайности за три ротации севооборота показал (табл. 2), что наибольший сбор кормовых единиц в целом по севообороту получен при ежегодной вспашке на 20 см. Увеличение глубины вспашки, а также применение плоскорезной и безотвальной обработок привело к снижению продуктивности севооборота. Такая закономерность получена как на фоне удобрений, так без них.
Для озимых, которые используют элементы питания из почвы главным образом в позднеосенний и ранне-весенний периоды, плоскорезная или поверхностная обработки вполне подходят, хотя получить качественное зерно по этим видам обработки все-таки проблематичнее, чем по вспашке. К периоду налива и созревания зерна продуцирование нитратов в почве по плоскорезной обра-
ется по плоскорезной обработке. По вспашке на 20 см их количество немного меньше, а по более глубоким вспашкам на 25 и 35 см - еще меньше. Однако уже в первой декаде июня прирост содержания нитратов по плоскорезной обработке практически прекращается, а по отвальным обработкам - продолжается, и чем глубже вспашка, тем больше темпы прироста.
N-N03 мг/кг
20
18
16
14
12
1С
<
'У - 1- - -
' /
1 У/
< г
3 2 1
■ 4
25.04,
25.05.
25.06.
25.07.
Накопление нитратного азота в почве (слой 0-40 см) на паровых участках в течение вегетации: I - вспашка на 20-22 см, 2 - вспашка на 25-27 см, 3 - вспашка на 35-37 см, 4 - обработка плоскорезом
2. Сбор кормовых единиц при различных приемах основной обработки почвы за три ротации десятипольного севооборота, т/га
Фон Ежегодная вспашка на, см Обработка плоскорезом на 10-12 см под зерновые, 30-32 см - под пропашные культуры Ежегодное рыхление плугом без отвалов на 25-27 см
20-22 25-27 30-32 35-37
Без удобрений 4,03 4,00 3,91 3,90 38,7 3,79 С удобрениями 4,95 4,87 4,77 4,72 4,66 4,69
ботке практически прекращается. Для культур с длинным вегетационным периодом (сахарная свекла, подсолнечник и кукуруза) более предпочтительна глубокая вспашка.
Безотвальные обработки, как при краткосрочном, так и при длительном систематическом их применении, а также их исключение приводят к росту засоренности посевов, особенно многолетними корнеотпрысковы-ми сорняками, способствуют усилению пораженности культур болезнями и вредителями.
Обобщение результатов исследований, проведенных как в Центрально-Черноземной зоне, так и других регионах, показало, что отвальная обработка по сравнению с безотвальной способствует снижению поражения ячменя корневыми гниля-ми (на 50-63 %), повреждения злаковых культур шведской мухой (почти в два раза) и поражения их мучнистой росой, септориозом и ржавчиной.
При плоскорезной обработке по сравнению со вспашкой снижается всхожесть семян из-за наличия большого количества пожнивных остатков в посевном слое, ухудшающих контакт семян с почвой, обеспеченность их влагой, и увеличения болезнетворных начал.
Достоинство безотвальной и поверхностной обработок заключается в более низкой их затратности по сравнению с отвальной вспашкой. В условиях интенсивного земледелия ухудшение минерального питания при проведении этих обработок можно компенсировать дополнительным внесением минеральных удобрений, а ухудшение фитоэнтомологической обстановки поправить внесением пестицидов. Однако, как показывают экономические расчеты, полный переход на безотвальную систему обработки уже на второй-третий год начинает проигрывать отвальной вспашке.
Нашим институтом разработаны ресурсосберегающие системы обработки почвы для различных видов
2 Земледелие № 4
севооборотов и различных районов Воронежской области. Они включают чередование различных по интенсивности обработок и имеют почвозащитную и стокорегулирую-щую направленность. Так, доля отвальной обработки в севооборотах северного и центрального районов должна, по мнению ученых, составлять 60-70 %, а на юге области - снижаться до 3S-40 %. Насыщение севооборотов противоэрозионными обработками должно зависеть от особенностей рельефа.
В заключении скажем о технологии нулевой обработки почвы (No-till), достаточно широко применяемой в мировой практике. В России ее пытаются внедрять некоторые хозяйства Краснодарского края, Самарской, Волгоградской, Липецкой и Белгородской областей, включились в этот процесс и несколько хозяйств Воронежской области. Не останавливаясь подробно на описании технологии, скажем, что введение ее обосновано на почвах, сформированных на подстилающих породах, не склонных к уплотнению, и должно сопровождаться использованием микробиологических препаратов типа «Байкал». В Центрально-Черноземной зоне наиболее плодородная часть пахотных земель - черноземы - сформированы на глинистых отложениях четвертичного происхождения. Отличительная особенность этих отложений - пластинчатая структура, которая при механическом воздействии подвергается сильному уплотнению. В полевых условиях естественное разуплотнение почв после проходов тяжелой сельскохозяйственной техники происходит через два-три года. Поэтому мы считаем, что использование нулевой обработки в наших условиях допустимо лишь на супесчаных почвах и легких суглинках.
Как показали исследования, проведенные в нашем институте, отказ от обработки в течение 10-IS лет ведет к затуханию биологических процессов в почве. Продуктивность такой почвы даже после ее распаш-
ки в течение двух лет будет ниже, чем старопахотной пашни. На такой почве ниже и эффективность применяемых удобрений. Поэтому не стоит не строить иллюзий по поводу возможности отказа от обработки почвы.
Литература
1. Овсинский И.Е. Новая система земледелия. - Киев, 1899. - 235 с.
2. Мальцев Т.С. Вопросы земледелия. - М.: Колос, 1971. - 391 с.
3. Витер А.Ф., Новичихин А.М. Изменение плодородия обыкновенного чернозема ЦЧЗ под влиянием приемов основной обработки//Вестник сельскохозяйственной науки, 1984. - № 1. - С. 77-84.
4. Шикула Н.К., Назаренко Г.В. Минимальная обработка черноземов и воспроизводство их плодородия. - М.: Агропро-миздат, 1990. - 320 с.
5. Тюрин И.В. Из результатов работы бригады АН СССР по изучению системы обработки почв по способу Т.С. Мальцева на Шадринской опытной станции/ /Почвоведение, 1957. - № 8. - С. 1-11.
6. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации - Л.: Наука, 1980. - 287 с.
7. Витер А.Ф., Турусов В.И., Гарма-шов В.М., Гаврилова С.А. Обработка почвы как фактор регулирования почвенного плодородия. - Воронеж, Истоки, 2011. - 208 с.
Chernozem treatment: experience and tendencies of development
V.I. Turusov, A.M. Novichikhin
There are considered the ways of main chernozem soil treatment in Voronezh region for the sake of preserving its potential efficient fertility. There are given the reasons of the decrease of humus availability in chernozem soils and that of jj field cultures' yield after deep plowing, | flat-cut and boardless treatments. There is g also given the prognosis of No-till i
technology' efficiency on chernozem soil ! in Central Chernozem Zone. 2
Keywords: plowing, boardless treatment, flat-cut treatment, yield, humus, vegetable remains, dockage. H
■ P
9
