CC BY
44
ПОЛЕВОДСТВО И ЛУГОВОДСТВО
УДК 633.11»321»:631.51:631.58
Перспективы нулевой технологии возделывания яровой пшеницы в Центральной Лесостепи Зауралья
А.П. КУРЛОВ, С.Д. ГИЛЕВ, A.A. ЗАМЯТИН,
И.Н. ЦЫМБАЛЕНКО, кандидаты сельскохозяйственных наук Н.В. СТЕПНЫХ, кандидат экономических наук
Курганский НИИ сельского хозяйства
E-mail: [email protected]
Изложены результаты изучения нулевой системы обработки почвы при возделывании яровой пшеницы на маломощном, среднесуглинистом, выщелоченном черноземе Центральной Лесостепи Зауралья. Показано ее влияние на водный и питательный режим почвы, фитосанитарное состояние посевов, урожайность, производство зерна с гектара пашни и экономические показатели.
Ключевые слова: отвальная, минимальная, нулевая системы обработки почвы, азотные удобрения, продуктивная влага, засоренность, гербициды, урожайность.
Исследованиями ученых Зауралья [I-IO] установлена эффективность безотвальной обработки почвы, особенно в комбинированных сочетаниях вспашки и поверхностных приемов, что позволило применить систему безотвального земледелия на больших площадях нашего региона. Сегодня на полях Курганской области широко применяются ресурсо- и влагосберегающие технологии возделывания зерновых культур, включающие мульчирующие приемы обработки почвы. Осваиваются элементы нулевой технологии прямого посева по стерне с использованием долотообразных сошников и минимальным нарушением поверхностного слоя почвы. При такой системе обработки возникает много нерешенных вопросов, касающихся усло-
вий питания растений, фитосанитар-ного состояния, водно-физических свойств, плотности почвы, возможности выращивания тех или иных культур, набора и ассортимента техники.
Поэтому в центральной природно-климатической зоне Курганской области в 2008-2011 гг. мы провели исследования технологии выращивания яровой пшеницы на основе нулевой системы обработки, признанной в мире как no-till, в зернопаро-вом севообороте (пар - три поля пшеницы), зерновом (горох - три поля пшеницы) и в бессменных посевах. Альтернативными вариантами служили технологии, базирующиеся на отвальной и минимальной системах обработки почвы (ежегодная осенняя вспашка на 20-22 см и поверхностная обработка на 6-8 см) под все культуры севооборота и бессменную пшеницу. В зернопаровом севообороте пар готовили по типу черного: в первом случае вспашка + 4-S культиваций в период парования; во втором - поверхностная обработка + 4-S культиваций. При нулевой технологии механическую обработку не применяли, паровое поле в летний период дважды обрабатывали баковой смесью гербицидов Ураган Форте, 2 л/га + Ларен, 10 г/ га (химический пар).
Пшеницу высевали во второй-третьей декаде мая по вспашке дисковой сеялкой С3-3,6, по поверхностной обработке - сеялкой СКП-2,1, по стерне - СКП-2,1 с культиваторны-ми и долотообразными сошниками. Норма высева при посеве сеялками С3-3,6 и СКП-2,1 с культиваторными сошниками по вспашке, поверхностной обработке и по стерне - S,0 млн
ITeaäTänöäT.p65
25
всхожих зерен на I га, при использовании долотообразных сошников - 4,0 млн. Горох высевали долотообразными сошниками, норма высева - млн/га. В вариантах, где применяли долотообразные сошники, стерневой фон обрабатывали до посева гербицидом сплошного действия Ураган Форте (2 л/га). В зернопаровом севообороте вторую и третью пшеницу после пара, в зерновом севообороте и бессменных посевах - все поля в период кущения пшеницы независимо от технологии возделывания обрабатывали баковой смесью гербицидов против двудольных и злаковых сорняков (Элант-Премиум, 0,7 л/га + Пума Супер 100, 0^ л/га). На горохе применяли Фюзилад (1 л/га), по мере необходимости посевы дополнительно обрабатывали инсектицидом Децис (0,2 л/га).
Система удобрения включала четыре варианта: неудобренный фон и внесение минерального азота из расчета 20, 40 и 60 кг д.в. на 1 га пашни. Удобрения вносили сеялкой С3-3,6 до посева. Уборку проводили комбайном «Сампо^00» с измельчением соломы и оставлением растительных остатков на поле.
Почва опытного участка - маломощный, среднесуглинистый, выщелоченный чернозем с содержанием гумуса 4,0^,2 %, фосфора (по Чи-рикову)- 7^-11,7 мг/100 г почвы, суммой поглощенных оснований -19,3-21 ^ мг-экв/100 г почвы, рН S,0-S,4.
Первые три года исследований были засушливыми, отличались высоким температурным режимом, неравномерным выпадением осадков и даже полным их отсутствием в наиболее критические для роста и развития растений фазы (за июнь- ы август в 2008 г. ГТК составил 0,6, в | 2009 г. - 0,7, в 2010 г. - 0,3). Благо- £ приятным как по температурному ре- л жиму, так и по условиям увлажнения ! оказался 2011 г. (ГТК 1,3). л
В Центральной Лесостепи Заура- I
лья, где за год выпадает в среднем м
3S0-360 мм осадков, очень важно 2
ы
2S
23.12.2012, 19:19
иметь хорошие весенние запасы влаги в почве, чтобы получить дружные всходы. Результаты исследований показывают, что при нулевой технологии за счет стерни и растительных остатков больше накапливалось и сохранялось к посеву пшеницы продуктивной влаги (табл. I). В среднем за четыре года запасы влаги в метровом слое по химическому пару составили 121-125 мм, тогда как по черному со вспашкой и минимальной обработкой - 97-100 мм. Лучшая влагообеспеченность при нулевой технологии отмечена и по непаровым предшественникам, где перед посевом второй пшеницы после пара запасы продуктивной влаги по нулевой обработке достигали 106-108 мм, в бессменных посевах - 102-114 мм, а по вспашке и поверхностной обработке - соответственно 76-81 и 59-82 мм.
Другое важное условие получения стабильно высокого урожая пшеницы - обеспеченность растений элементами питания, прежде всего азотом. В засушливые годы во всех вариантах опыта отмечено низкое или очень низкое содержание нитратного азота в почве. Максимальное его количество (49,0 кг/га) в слое почвы 0-40 см к посеву пшеницы зафиксировано в варианте по черному пару со вспашкой (см. табл. 1). С удалением от пара и по мере минимизации обработки почвы запасы азота в почве уменьшались. Так, по вспашке перед посевом второй пшеницы после пара запасы нитратного азота составили 21,9 кг/га, по поверхностной и нулевой обработкам - 16,4 и 18,0 кг/га соответственно. Несколько выше обеспеченность азотом в этот период была на бессменной пшенице, возделываемой в системе нулевой обработки (27,5-33,0 кг/га), что, вероятно, связано с более благоприятными условиями увлажнения, при которых процессы нитрификации в засушливые годы протекали лучше.
Наблюдение за фитосанитарным состоянием посевов показало, что ос-« новным сорным компонентом в ва-
0 риантах с нулевой системой обработки почвы были однолетние мят-
2 ликовые и двудольные сорняки, ко-ф торые составляли от 80 до 100 %
1 массы сорных растений в посевах
ч пшеницы даже по пару. Применение
| в зернопаровом севообороте нуле-
ф вой технологии с системой герби-00
26
цидов (глифосатсодержащих в паровом поле, до посева и группы 2,4-Д на второй и третьей пшенице по вегетации) за четыре года позволило практически полностью очистить поля от многолетних видов сорняков. За ротацию севооборота их доля в общей массе уменьшилась с 9,5-18,6 до 0,1-0,4 %.
По непаровым предшественникам, возделываемым по стерневым фонам, также удалось существенно снизить засоренность многолетними корнеотпрысковыми сорняками (вьюнком полевым и осотами), количество которых за четыре года исследований уменьшилось с 24,0-46,7 до 0,1-1,6 %, что значительно ниже порога вредоносности.
Следовательно, систематическое применение гербицидов, в том чис-
ле глифосатсодержащих, в паровом поле и до посева в вариантах с нулевой технологией позволило за ротацию севооборота удерживать засоренность посевов пшеницы на уровне, который был при технологиях с механическими приемами обработки почвы (вспашкой и поверхностной) или даже немного ее уменьшить.
Принято считать, что с переходом на нулевую систему обработки почвы повышается опасность поражения зерновых культур корневыми гнилями. Однако в нашем опыте заражение растений пшеницы гель-минтоспориозом напрямую зависело от влагообеспеченности растений, способа посева и фона удобреннос-ти. В засушливые годы (2008, 2009, 2010) рыхление верхнего слоя почвы увеличивало потери влаги и со-
1. Запасы продуктивной влаги и нитратного азота в черноземе выщелоченном перед посевом яровой пшеницы в зависимости от системы обработки почвы и предшественника (в среднем за 2008-2011 гг.)
Система обработки почвы Продуктивная влага в слое 0-100 см, мм Нитратный азот в слое 0-40 см, кг/га
по пару по пшенице после пара бессменные посевы по пару по пшенице после пара бессменные посевы
Отвальная вспашка 97 81 76 49,0 21,9 18,0
на 20-22 см
Минимальная на 6-8 см 100 82 59 34,2 16,4 13,6
Нулевая (посев 121 106 102 35,0 18,0 27,5
культиваторным сошником)
Нулевая (посев 125 108 114 34,9 17,9 33,0
долотообразным сошником)
2. Урожайность, выход зерна яровой пшеницы в зернопаровом севообороте и при бессменном возделывании в зависимости от системы обработки почвы и удобрений (в среднем за 2008-2011 гг.)
Система обработки почвы Удобрения на 1 га пашни, кг д.в.
без удобрений Х40 ХТ0
Зернопаровой севооборот
Отвальная вспашка на 20-22 см 16,1/12,0 16,1/12,2 16,1/12,5 16,0/12,3
Минимальная обработка 15,6/11,6 17,9/12,6 17,4/13,4 17,6/13,0
на 6-8 см
Нулевая (культиваторный 14,5/10,9 17,6/13,2 17,5/13,1 19,1/14,3
сошник)
Нулевая (долотообразный 14,6/11,0 17,0/12,8 18,4/13,8 18,5/13,9
сошник)
Бессменные посевы
Отвальная вспашка на 20-22 см 12,1 15,1 15,1 14,9
Минимальная обработка 12,1 14,9 15,3 14,6
на 6-8 см
Нулевая (культиваторный 12,9 16,0 16,5 17,3
сошник)
Нулевая (долотообразный 13,3 15,8 16,7 17,8
сошник)
Примечание. В числителе - урожайность, ц/га, в знаменателе - выход зерна, ц с
1 га пашни. У бессменной пшеницы эти показатели совпадают.
1ТёааТап6аТ.р65 26 23.12.2012, 19:19
3. Урожайность и выход зерна пшеницы, возделываемой по нулевой технологии в севообороте горох - три пшеницы, ц/га (в среднем за 2008-2011 гг.)
Тип сошника Удобрения на 1 га пашни, кг д.в.
без удобрений NPO Nro N»
Урожайность
Культиваторного типа 13,9 15,5 17,0 16,2
Долотообразный 14,1 15,6 16,5 16,5
Выход зерна
Культиваторного типа 14,7 16,1 17,4 16,6
Долотообразный 14,5 15,9 16,6 16,8
ответственно поражение растений пшеницы. В зернопаровом севообороте без применения удобрений при посеве по стерне сеялкой с культи-ваторными сошниками развитие гельминтоспориоза составило в среднем 7,7 %, при нулевой технологии с посевом долотообразными сошниками - 4,6 %, а с удобрениями - соответственно 12,7 и S,6 %.
По мнению зарубежных исследователей [11], переход на нулевую технологию в первые годы после отказа от механической обработки почвы неизбежно ведет к снижению урожайности. В наших опытах эта закономерность подтвердилась лишь в вариантах без азотных удобрений. В среднем за четыре года в зерно-паровом севообороте без удобрений урожайность пшеницы по черному пару со вспашкой составила 20,4 ц/га, с поверхностной обработкой - 19,0 ц/га, по химическому пару при посеве сеялкой с сошниками культиваторного типа и долотообразными - соответственно 16,2 и 16,9 ц/га. С внесением 20-40 кг/га пашни азота урожайность пшеницы в двух последних случаях приблизилась к уровню урожайности по неудобренному черному пару. Аналогичная закономерность прослеживается и по непаровым предшественникам.
Без удобрений при нулевой системе обработки почвы средний показатель урожайности пшеницы в зернопаровом севообороте составил 14,5-14,6 ц/га, что меньше, чем по вспашке и минимальной обработке, на 1,5-1,6 и 1,0-1,1 ц/га. Благодаря применению азотных удобрений удалось существенно повысить урожайность: на фоне Х20 40 при минимальной системе до 17,4-17,9 ц/га, при нулевой - до 17,0-18,4 ц/га. На фоне N нулевая система обеспечила мак-
симальную в опыте урожайность -18,5-19,1 ц/га, что на 2,5-3,1 ц/га выше по сравнению с ежегодной отвальной и на 0,9-1,5 ц/га - с минимальной обработкой (табл. 2).
При бессменном возделывании пшеницы по стерне без азотных удобрений снижения урожайности относительно варианта со вспашкой не произошло. При внесении Х20 60 преимущество в урожайности (0,72,9 ц/га) также осталось за нулевой технологией.
Зернопаровой севооборот, имея преимущество перед бессменной пшеницей по урожайности в 1,8-3,5 ц/га, существенно уступал ей в производстве зерна с 1 га пашни. Самый высокий выход зерна пшеницы в бессменных посевах по вспашке и поверхностной обработке получен в вариантах с дозой Х40 (15,1-15,3 ц/га), а по нулевой - на фоне Х40 и Х60 при посеве сеялкой с культиваторными и долотообразными сошниками со-(ответственно 16,5 и 17,8 ц/га). Как в зернопаровом севообороте, так и в бессменных посевах больше произведено зерна (14,3 и 17,8 ц/га соответственно) по нулевой системе обработки.
Применение нулевой технологии в зерновом севообороте горох - три пшеницы на фоне Х40 60 и гербицидов позволило поднять урожайность пшеницы до 16,2-17,0 ц/га, т. е. до уровня, полученного при традиционной технологии со вспашкой в зер-нопаровом севообороте (16,0-16,1 ц/ га). При этом выход зерна с гектара пашни достиг 16,6-17,4 ц, что на 3239 % выше, чем в севообороте с черным паром (табл. 3).
На завершающем этапе научно-исследовательской работы большое значение имеет экономическая оценка технологий. На современном зерновом рынке наблюдаются значи-
тельные колебания цен. В период их падения, как это было во второй половине 2011 и начале 2012 гг., они оказались ниже себестоимости, что ведет к разорению сельскохозяйственных предприятий. Поэтому основной задачей сельхозпроизводителей становится снижение затрат на возделывание продукции. По нашим расчетам, чтобы получить нормативную рентабельность (30 %), себестоимость зерна не должна превышать 3S0 руб/ц.
Установлено, что в большей степени на себестоимость влияют способ обработки почвы и применение средств химизации, в частности удобрений и глифосатсодержащих гербицидов. Из изученных технологий низкую себестоимость зерна (менее 3S0 руб/ц) обеспечивают технологии с нулевой системой обработки почвы. В технологиях со вспашкой и поверхностной обработкой себестоимость зерна составила в среднем 401 руб/ц, или на четверть выше.
Таким образом, в Центральной Лесостепи Зауралья, где часто повторяются майско-июньские засухи, применение нулевой системы обработки на выщелоченных черноземах легкого и среднего гранулометрического состава дает возможность сохранить больше продуктивной влаги к посеву. Предотвратить падение урожайности пшеницы при переходе на прямой посев по стерне, особенно в первые годы, можно за счет применения невысоких доз азотных удобрений (20-40 кг/га пашни), гербицидов (включая глифосатсодержащие), а также возделывания гороха в зерновом севообороте (горох - пшеница - пшеница - пшеница). Нулевая технология в засушливые годы способствует стабилизации урожайности пшеницы и увеличению выхода зерна с гектара пашни, при этом себестоимость его снижается.
Литература
1. Мальцев Т.С. Пути борьбы за непрерывное повышение плодородия по-чвы//Агробиология, 1951. - № I. ш
2. Мальцев Т.С. Новая система обра- | ботки почвы и посева. - Курган, 1954. ¡¡
3. Мальцев Т.С. Через опыт в науку. - ¡ Курган, 1955. |
4. Мальцев Т.С., Кузнецов П.И. Новое л на Шадринской опытной станции//На- z ука и передовой опыт в сельском хозяй- л стве, 1958. - № 2. g
5. Мальцев Т.С. Земля полна загадок. i
со
I!éáá!añóá!.p65 27 23.12.2012, 19:19
УДК 631 .S82:633.11 »321 »:631.43
Оценка предшественников под яровую пшеницу
- Челябинск, Южно-Уральское кн. изд-во, 1969. - 200 с.
6. Глухих М.А., Калетин Г.А. и др. Обработка почв в Курганской области/Рекомендации. - Новосибирск, 1980.
7. Мальцев Т.С. Вопросы земледелия (избр.), 3-е изд. - М.: Агропромиздат, 1985. - 432 с.
8. Глухих М.А., Апетенок Г.Л., Попов А.П. и др. Обработка почвы в Курганской области. Метод. рекоменд. - Новосибирск, 1985. - 48 с.
9. Апетенок Г.Л., Батиков В.Г., Попов Г.П. и др. Обоснование выбора систем обработки почвы с разным уровнем минимизации в севооборотах по зонам Курганской области/Научное наследие Т.С. Мальцева в развитии современных ресурсосберегающих технологий. - Курган, 2005. - С. 22-69.
10. Собянин В.Б., Бастрычкина О.С., Елисов В.А. и др. Ресурсосберегающие способы обработки почвы в адаптивно-ландшафтном земледелии Зауралья. -Куртамыш, 2010. - 193 с.
11. Келлер К., Линке К. Успешное земледелие без плуга/Карлхайнц Келлер - 2, заново переработанное и дополненное издание. - Франкфурт-на-Майне: издательство DLG, 2001. - 118 с.
Статья поступила в редакцию 27.03.2012
Perspectives of zero soil treatment for spring wheat cultivation in Central forest-steppe zone of trans-Ural
A.P. Kurlov, S.D. Gilev,
A.A. Zamyatin, I.N. Tsymbalenko,
N.V. Stepnykh
Results of zero soil treatment research for spring wheat cultivation at thin, medium loamy leached chernozem soil in Central i- forest-steppe of trans-Ural are presented. 8 Influence of it on water and nutrient soil t- regime, phyto-sanitary condition of z sowings, yield, grain production and rn economic parameters is shown. | Keywords: ploughing, minimal and zero 3 soil treatment, nitrogen fertilizers, productive moisture, weedness, 2 herbicides, yield.
n ■
28
П.А. ПОСТНИКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук В.В. ПОПОВА
Уральский НИИ сельского хозяйства E-mail: [email protected]
Выявлено положительное воздействие предшественников в биологизиро-ванных севооборотах на физические, биологические свойства темно-серой лесной почвы и урожайность яровой пшеницы. Сидеральные пары с запашкой рапса и донника по агрономическому воздействию не уступают многолетним бобовым травам.
Ключевые слова: севооборот, предшественник, яровая пшеница, почва, влага, минеральный азот, урожайность.
В системе мероприятий для повышения урожайности зерновых культур большое значение имеет подбор предшественников, способных обеспечивать сохранение влаги, наличие в пахотном слое достаточного количества питательных веществ и благоприятную фитосанитарную обстановку [1].
В условиях увеличения доли посевных площадей пшеницы возрастает актуальность размещения ее по хорошим предшественникам, к наилучшим из которых относятся чистый пар и многолетние бобовые травы [2, 3]. В ресурсосберегающих технологиях возделывания зерновых важное значение придается сидерально-му пару, превосходящему чистый по своему агроэкологическому эффекту [4, S].
В нашем институте с 2002 г. изучаются следующие полевые севообороты, развернутые во времени и пространстве: зернопаротравяной (чистый пар - озимая рожь - ячмень с подсевом клевера - клевер 1 г. п.
- пшеница), зернопаросидеральный (сидеральный пар (рапс) - пшеница
- овес - однолетние травы, поукос-но рапс - ячмень), зернопаросидеральный (сидеральный пар (донник)
- пшеница - овес с подсевом клевера - клевер 1 г. п. - ячмень с подсевом донника), зернотравяной с насыщением многолетними травами 20 % (однолетние травы, поукосно рапс - ячмень с подсевом клевера
- клевер 1 г. п. - пшеница - овес), зернотравяной с насыщением многолетними травами 40 % (ячмень с подсевом клевера - клевер 1 г. п. -клевер 2 г. п. - пшеница - овес).
Севообороты заложены на трех фонах: без удобрений (естественный фон питания, контроль); минеральный (в среднем на 1 га севооборотной площади Х30Р30К30); органо-минеральный (на фоне М24Р241К,4 в зернопаротравяном применение подстилочного навоза в дозе 50 т/га; в зернопаросидеральном - рапс в паровом поле 12,5-22,2 т/га, поукос-ный рапс - 7,2 т/га, солома ячменя
- 3,5 т/га; зернопаросидеральном
- донник в паровом поле 8,8-11,2 т/га, солома пшеницы - 3,7 т/га; зер-нотравяном с насыщением многолетними травами 20 % - поукосный рапс 7,1 т/га, отава клевера - 14,6 т/га; зернотравяном с насыщением многолетними травами 40 % - отава клевера - 14,0 т/га.
Почва опытного участка - темно-серая лесная тяжелосуглинистая с содержанием гумуса 4,97-5,08 %, легкогидролизуемого азота - 133151 мг, подвижного фосфора - 228267, обменного калия - 150-168 мг на 1 кг почвы, сумма поглощенных оснований - 25,1-25,4 мг-экв. на 100 г почвы, рНсол 5,1-5,2.
В статье приводятся результаты опытов за вторую ротацию севооборотов (2007-2011 гг.). Метеоусловия в этот период заметно отличались от среднемноголетних показателей. В большинстве лет исследований не происходило восполнения запасов влаги в подпахотных горизонтах в послеуборочный период. В мае-июне отмечено выпадение осадков ниже нормы, и к тому же они носили ливневый характер, что отрицательно сказалось на урожайности большинства сельскохозяйственных культур в севооборотах.
Количество доступной воды в кор-необитаемом слое в весенний период зависит от многих факторов (предшественник, срок его уборки, осенне-зимние осадки и т.д.). В сентябре-октябре 2006-2010 гг. осадков выпало меньше среднемноголетней
lieaaianoai.p65 28 23.12.2012, 19:19
