CC BY
57
растений в агроценозах и улучшать их урожайные перспективы в процессе вегетации. Так, использование оптического устройства Green Seeker Handheld Crop Sensor, Model HCS-100 (Trimble, USA) предоставляет возможность оперативной оценки вегетационного индекса (NDVI) зерновых культур на его соответствие высокопродуктивным эталонным посевам. В случае значительного занижения указанного параметра, чаще всего связанного с изреженностью посевов, наверстать упускаемую урожайность возможно за счёт существенного повышения продуктивности сохранившихся растений, например, путём проведения некорневых азотных подкормок в фазы выхода в трубку и колошения.
Литература
1. Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации (утверждена Указом Президента Российской Федерации от 1 декабря 2016 г. № 642. [Электронный ресурс]. URL: http:// www.kremlin.ru/acts/bank/41449 (дата обращения 29.10.2019).
2. Чибилёв А. А. Ключевые проблемы региональной экологической политики в степной зоне России и сопредельных государств // Степной бюллетень. 1998. № 2. [Электронный ресурс].
URL: http://savesteppe.org/ru/archives/5435 (дата обращения 29.10.2019).
3. Лопырев М.И. Модернизация систем земледелия на эколого-ландшафтной основе // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2012. № 3 (34). С. 49 - 56.
4. Афанасьев Р.А. Агрохимическое обеспечение точного земледелия // Проблемы агрохимии и экологии. 2008. № 3. С. 46 - 53.
5. Гулянов Ю.А. Возможности интеллектуальных цифровых технологий в экологизации ландшафтно-адаптивного земледелия степной зоны // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. 4 (78). С. 8 - 11.
6. Филин В.И. Программирование урожая: от идеи к теории и технологиям возделывания сельскохозяйственных культур // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. 2014. № 3 (35). С. 1 - 11.
7. Гулянов Ю.А. Адаптация приёмов возделывания озимой пшеницы к климатическим особенностям // Земледелие. 2004. № 4. С. 28 - 29.
8. Гулянов Ю.А. Адаптация технологических приёмов возделывания озимой пшеницы в степных районах Южного Урала // Агробиологические особенности, технологии возделывания и параметры моделей высокопродуктивных агроценозов полевых культур в засушливых условиях Южного Урала: сб. науч. трудов. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2006. С. 10 - 23.
9. Гулянов Ю.А., Коренной А.С., Дорошева Е.Е. Роль азотсодержащих минеральных удобрений в формировании полноценного зерна озимой пшеницы на чернозёмах южных Оренбургского Предуралья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 2 (58). С. 24 - 26.
10. Ерошенко Ф.В., Сторчак И.Г., Шестакова Е.О. Данные дистанционного зондирования и фотосинтетическая продуктивность посевов озимой пшеницы // Вестник АПК Ставрополья. 2016. № 4 (24). С. 157 - 162.
Почвозащитные и ресурсосберегающие системы обработки почвы в земледелии Челябинской области
A.A. Агеев, к.с.-х.н., Ю.Б. Анисимов, к.с.-х.н., А.В. Вражнов,
чл.-кор. РАН, д.с.-х.н, ФГБНУ Челябинский НИИСХ
Челябинская область является важным зер-носеющим регионом страны, производящим продовольственное зерно сильных и твёрдых сортов яровой пшеницы. Основным направлением стабилизации производства зерна является совершенствование общепринятых технологий возделывания зерновых культур на основе ресурсосберегающих и почвозащитных систем обработки почвы в полевых севооборотах. В современных условиях обработка почвы остаётся важнейшим элементом зональных систем земледелия на агроландшафтной основе, обеспечивающим не только регулирование продуктивности пашни, энергетических затрат, но и сохранение почвы от эрозии, повышение её плодородия, эффективное использование удобрений [1]. Академик В.И. Кирюшин указывает, что в числе узловых проблем экологизации земледелия значительный приоритет имеет развитие минимизации обработки почвы и прямого посева [2].
В настоящее время в Челябинской области площадь сельхозугодий составляет 4704 тыс. га, площадь пашни в реестре - 2936 тыс. га, пашни в обработке - 2222 тыс. га, из них по ресурсосберегающим системам обработки почвы - около 658 тыс. га, или около 30 %. В том числе минимальная обработка почвы проводится на 558 тыс. га, нулевая - на 100 тыс. га.
Целью настоящего исследования являлось изучение систем основной обработки почвы в полевых севооборотах с различным насыщением зерновыми культурами на ресурсосберегающей основе с соблюдением почвозащитных требований и рационального использования биоклиматических ресурсов северного лесостепного агроландшафта Челябинской области. Работа выполнена по теме государственного задания «Разработать ресурсосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур различной интенсивности для устойчивого производства растениеводческой продукции и сохранения земельных ресурсов».
Материал и методы исследования. Исследование проводили в течение 2013 - 2018 гг. в северном лесостепном агроландшафте на базе стационарного полевого опыта, заложенного в 1976 г. на опытном поле Челябинского НИИСХ [3].
Почва опытного участка - чернозём выщелоченный тяжелосуглинистый маломощный, имеющий реакцию среды, близкую к нейтральной (рН=5,6), повышенную степень насыщенности основаниями, повышенное содержание обменного калия, низкие запасы подвижного фосфора при содержании общего гумуса 6,6 - 7,9 %.
Схемой опыта было предусмотрено изучение четырёх систем обработки почвы по классификации В.И. Кирюшина, А. Л. Иванова [4] в полевых севооборотах - зернопаровом с чередованием
пар - пшеница - горох - ячмень и зерновом с чередованием рапс - пшеница - горох - пшеница: I - отвальная система обработки почвы (контроль), которая включала ежегодную вспашку под все культуры севооборота на глубину 20 - 22 см, а в паровом поле в конце периода парования - глубокое рыхление на глубину 25 - 27 см; II - комбинированная система с применением вспашки на глубину 20 - 22 см один раз в ротацию севооборота под замыкающую культуру севооборота, а под остальные культуры и в пару - разноглубинную безотвальную обработку почвы, в паровом поле на глубину 25 - 27 см, под зерновые - на 12 - 14 см; III - минимальная система с ежегодной мелкой плоскорезной обработкой почвы под все культуры севооборота. В начале и в конце парования поля применяли мелкое плоскорезное рыхление на глубину 10 - 12 см; IV - нулевая система (без обработки), которая предусматривала внесение глифосата Торнадо 500 в дозе 3 - 4 л/га за 7 - 8 дней до посева культур. Паровое поле подготавливалось химическим способом с 2-кратным применением глифосатов.
Размещение вариантов систем обработки почвы и полей севооборотов рендомизированно, в 4-кратной повторности, площадь делянки - 700 м2, учётная - 124 м2. Система удобрений включала внесение К20 _ 30 кг д.в. и Р20 _ 35 кг д.в. на 1 га пашни в зависимости от возделываемой культуры и предшественника. На варианте с нулевой системой обработки почвы дополнительно вносилось N15 кг д.в. на 1 га. Агротехника возделывания полевых культур соответствовала системе земледелия для северного лесостепного агроландшафта Челябинской области.
Высевали реестровые сорта сельскохозяйственных культур в оптимально поздние сроки: яровая пшеница - Челяба степная, ячмень - Челябинский 99, горох - Аксайский усатый 55, рапс - Юбилейный. Посев культур при отвальной, комбинированной и минимальной системах обработки почвы производился рядовой универсальной сеялкой СС-6 «Бастер» с предпосевной культивацией КЛДП-7. При нулевой системе применяли прямой посев СС-6 с дисковым ножом и двухдисковым сошником. Посевы яровых зерновых культур по вегетации обрабатывались баковой смесью гербицидов (Балерина, 0,5 л/га + Ластик-экстра, 1,0 л/га), рапса по вегетации (Миура, 0,8 л/га + Галион, 0,3 л/га), горох по вегетации (Гербитокс, 0,8 л/га; Миура, 0,8 л/га). По мере появления вредителей культур применяли рекомендуемые инсектициды: Борей в дозе 0,1 л/га и Брейк в дозе 0,06 л/га. В исследованиях использовались общепринятые методики по определению водно-физических свойств и агрохимических показателей почвы, засорённости посевов и учёта урожайности культур [5 - 7].
Климат зоны исследования умеренно-увлажнённый, континентальный. Относительная влажность воздуха варьирует от 20 до 100 %. ФАР (фотосинтетическая активная радиация) не является лимитирующей для зоны. Урожай зерновых культур по приходу ФАР - 60 - 86 ц/га. Среднее многолетнее количество осадков составляет 423 мм. За весенне-летний период выпадает 294 мм. Накопление влаги в почве происходит в основном в осенне-зимние месяцы. Максимальный её запас отмечается ранней весной в пределах 160 - 180 мм. Средняя температура самого холодного января - минус 16,4 °С и самого жаркого июля - плюс 17,5 °С. Безморозный период составляет 100 - 120 дней. Сумма активных температур равна 2205 °С.
Исследования проводили в годы, сильно различающиеся по погодным условиям, что характерно для региона Южного Зауралья. Вегетационный период 2013 г. был экстремальным, с засухой в июне и переувлажнением в августе, с ГТК =1,5. Относительно благоприятные условия были в
2014 г. с превышением осадков в 2,5 раза в июле и ГТК за вегетацию 1,46. Вегетационный период
2015 г. с ГТК =1,7, с превышением осадков в мае и июле соответственно в 3,3 и 1,5 раза, что в целом больше среднемноголетних данных на 30,5 %. В 2016 г. ГТК =1,3 за вегетацию, с недостатком влаги в начале периода и её избытком при созревании культур. 2017 г. являлся благоприятным для полевых культур, с показателями осадков и тепла, близкими к среднемноголетним данным, с ГТК =1,14. Условия вегетации 2018 г. с ГТК =1,3 отличались резкими колебаниями теплового режима, холодной поздней весной, заморозками в июне и отставанием развития растений на 2 - 3 недели.
Результаты исследования. Наши наблюдения за 2013 - 2018 гг., представленные в таблице 1, чётко характеризуют изменения показателей плодородия чернозёма выщелоченного в связи с различными системами обработки почвы в севообороте. На выщелоченных малогумусных чернозёмах лесостепных агроландшафтов Южного Зауралья при ограниченном количестве осадков лучшие условия для получения высоких урожаев складываются при более интенсивных обработках почвы, а её расход происходит более рационально на мелких плоскорезных и нулевых вариантах [8]. В начале вегетационного периода, ранней весной, содержание продуктивной почвенной влаги в слое 0 - 100 см характеризуется как контрастное по системам обработки почвы при преимуществе нулевой технологии (табл. 1).
Объёмная масса почвы является важной характеристикой агрофизического состояния пахотных земель. В опыте она соответствовала оптимальному диапазону 1,14 - 1,15 г/см3 для роста и развития яровых зерновых культур как
1. Показатели плодородия чернозёма выщелоченного в зависимости от систем обработки почвы, 2013-2018 гг.
Система Показатель
обработки почвы содержание продуктивной объёмная масса почвы содержание N-N0 биологическая
влаги в слое 0-100 см, мм в слое 0-30 см, г/см3 в слое 0-40 см, мг/кг активность почвы, %
Отвальная 125 1,14 13,0 42,9
Комбинированная 128 1,13 11,5 42,5
Минимальная 122 1,14 11,2 37,9
Нулевая 130 1,15 10,2 36,7
2. Накопление растительных остатков в различных севооборотах в зависимости от систем обработки почвы, т/га, 2013-2018 гг.
Севооборот Система обработки почвы Среднее
отвальная комбинированная минимальная нулевая
Зернопаровой 3,5 3,0 2,9 2,7 3,0
Зерновой 4,6 4,5 4,0 3,9 4,2
Среднее 4,0 3,8 3,4 3,3 3,6
по традиционной технологии, так и при минимизации почвообработки. Это свидетельствуют о высокой устойчивости чернозёмных почв к уплотнению, что согласуется с данными учёных Западной Сибири [9]. Оценка пористости пахотного слоя чернозёма выщелоченного по показателям объёмной массы почвы (1,14 - 1,15 г/см3) и плотности твёрдой фазы почвы (2,48 г/см3) в зависимости от различных систем обработки почвы характеризуется как удовлетворительная и составляет 54 - 55 % по формуле:
^общ. = (1 - (1,14 - 1,15/2,48) X 100 %).
Снабжение растений элементами пищи находится в тесной зависимости от физико-химических свойств почвы и её состояния. Уровень обеспеченности растений доступным азотом по содержанию нитратов при применении систем обработки почвы заметно снижается от отвальной к нулевой технологии.
Повысить эффективность систем минимизации обработки почвы возможно при условии применения компенсирующих доз азотных удобрений.
Различные способы обработки, изменяя условия жизни почвенных микроорганизмов, оказывают существенное влияние на их активность, состав и тем самым непосредственно воздействует на пищевой режим в почве [10]. В посеве пшеницы по пару методом льняных полотен установлено, что снижение интенсивности обработки от вспашки до нулевой уменьшало показатель микробиологической активности почвы с 42,9 до 36,7 %.
На пашне из-за отчуждения органического вещества с урожаем поступление его в почву резко сокращается и зависит от вида культуры. После уборки зерновых культур в условиях северного лесостепного агроландшафта Челябинской области, как правило, остаётся не более 30 - 40 ц/га, что подтверждается результатами нашего иссле-
дования. В полевых севооборотах растительных остатков в виде соломы было накоплено недостаточно и составляло 3,0 - 4,2 т/га (табл. 2).
Высокая насыщенность севооборотов зерновыми культурами и широкое освоение почвозащитных технологий обработки почвы - всё это заметно ведёт к усилению засорённости полей и заселению специфическими видами и группами сорняков. В этой связи снижению засорённости посевов способствует наличие хорошо подготовленного поля чистого пара и чередование различных по биологии культур.
На мелких плоскорезных обработках, а также на варианте с нулевой технологией, засорённость посевов была выше в сравнении с более интенсивной системой обработки почвы. Её уровень в 7,2 - 8,3 % не превышал порога вредоносности сорняков, но обусловил причину снижения урожайности на этих вариантах (табл. 3).
Экономическая и энергетическая оценка -наиболее важный показатель эффективности изучаемых технологий возделывания полевых культур с применением различных систем обработки почвы. За период исследования наиболее высокие показатели получены при производстве зерна по минимальной системе обработки почвы в зернопаровом севообороте. Данная технология обеспечила получение 2,16 т зерновых единиц с 1 га с рентабельностью 189 % и коэффициентом энергетической эффективности 3,4 ед., что
3. Удельная масса сорняков в общей биомассе агроценозов, % перед уборкой, 2013-2018 гг.
Севооборот Система обработки почвы Среднее
отвальная комбинированная минимальная нулевая
Зернопаро-
вой 3,4 3,6 6,1 5,1 3,9
Зерновой 6,2 8,7 10,6 9,2 8,7
Среднее 4,8 6,2 8,3 7,2 6,3
4. Экономическая и энергетическая оценка производства зерна в полевых севооборотах Южного Зауралья, 2013-2018 гг.
Система обработки почвы Показатель
Севооборот выход зерн. ед. с 1 га пашни, т рентабельность, % КЭЭ*
Зернопаровой отвальная комбинированная минимальная нулевая 2,43 2,36 2,16 2,15 179 173 189 158 3.7 3.8 3,4 3,7
НСР05 0,27 - -
Зерновой отвальная комбинированная минимальная нулевая 2,42 2,36 2,10 2,11 174 178 171 161 2,8 2,8 2.5 2.6
НСР05 0,24 - -
Примечание: КЭЭ* - коэффициент энергетической эффек
свидетельствует о её конкурентоспособности в земледелии Южного Зауралья (табл. 4).
Сорта яровой пшеницы, адаптированные к местным агроэкологическим условиям, гарантируют получение зерна высокого качества по паровым и лучшим непаровым предшественникам [11]. По данным лаборатории оценки качества зерна в опытах получена продукция с содержанием 26,1 - 34,1 % клейковины и 13,1 - 18,1 % белка в зависимости от применяемых систем обработки почвы в севообороте. Более высокое качество зерна соответствовало отвальной и комбинированной системам обработки почвы. Минимальная и нулевая системы обработки почвы в полевых севооборотах обеспечивали сбор урожая зерна с качеством, соответствующим 3-му классу ГОСТа и выше при применении умеренных доз минеральных удобрений.
Выводы
1. Почвозащитные и ресурсосберегающие системы обработки почвы в полевых севооборотах Южного Зауралья служат средствами сбережения почвы, рационального водного и пищевого режимов, в целом - улучшения экологии полей.
2. Наиболее высокие экономические показатели получены при производстве зерна по минимальной системе обработки почвы в зер-нопаровом севообороте.
3. Система нулевой обработки почвы в севооборотах равнозначна минимальной системе по
ности
выходу зерновой продукции с 1 га пашни, но уступает по уровню рентабельности на 10 - 31 %.
4. Высококачественное зерно яровой пшеницы с содержанием клейковины получено при отвальной и комбинированной системах обработки почвы.
Литература
1. Кирюшин В.И. Минимизация обработки почвы: перспективы и противоречия // Пути решения экологических проблем в сельскохозяйственном производстве Урала: матер. науч. конф. 21 декабря 2006 г. Екатеринбург, 2007. С. 19 - 27.
2. Кирюшин В.И. Задачи научно-инновационного обеспечения земледелия России // Земледелие. 2018. № 3. С. 3 - 8.
3. Вражнов А. В. Адаптивная интенсификация систем земледелия на Южном Урале: монография. Челябинск: ЧГАУ, 2002. 272 с.
4. Кирюшин В.И. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агро-технологий. Методическое руководство / под ред. академиков РАСХН В.И. Кирюшина и А. Л. Иванова. М.: Росинформагротех, 2005. 784 с.
5. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследований физических свойств почв и грунтов. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Изд. 5-е, доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
7. Милащенко Н.З. Борьба с сорняками на полях Сибири. Омск: Западно-Сибирское книжное издательство, 1978. 131 с.
8. Ресурсосберегающие способы обработки почвы в адаптивно-ландшафтном земледелии Зауралья / под общ. ред. С.Д. Гилева. Куртамыш: ГУП «Куртамышская типография», 2010. 194 с.
9. Холмов В.Г., Юшкевич Л.В. Интенсификация и ресурсосбережение в земледелии лесостепи Западной Сибири: монография. Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2006. 369 с.
10. Кислов А.В. Биологизация земледелия и ресурсосберегающие технологии в адаптивно-ландшафтных системах степной зоны Южного Урала: монография. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2012. 268 с.
11. Оптимизация систем обработки почвы при производстве зерна высокого качества / А. А. Агеев, Ю.Б. Анисимов, А.В. Вражнов [и др.] // АПК России. 2017. № 24/4. С. 929 - 936.
Агрофизические свойства горно-долинных светло-каштановых почв Иссык-Кульской котловины: результаты мониторингового исследования
С.А. Мамытканов, ст. преподаватель, Г.Ф. Эшимкулова,
к.с.-х.н., Кыргызский НАУ им. К.И. Скрябина
Значение агрофизических свойств почвы возрастает в современных условиях земледелия,
причём неблагоприятные водно-физические показатели часто выступают лимитирующими факторами плодородия и урожайности полевых культур. Улучшение агрофизических свойств, разработка мероприятий по их направленному
