CC BY
21
DOI 10.25930/2687-1254/009.5.14.2021 УДК 631.531.041
ПРЯМОЙ ПОСЕВ И ЕГО ИНТЕРПРЕТАЦИЯ В СОВРЕМЕННОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ
А.И. Беленков, М.А. Мазиров, Д.В. Береза
В статье дан достаточно подробный анализ становления и развития прямого посева (нулевой обработки почвы) в современных условиях, рассмотрены и обобщены многолетние данные по изучению различных обработок почвы под культуры зернопро-пашного севооборота в опыте Центра точного земледелия (ЦТЗ) РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева. В числе приемов обработки почвы сравниваются отвальная, минимальная и нулевая (прямой посев) обработки. Много лет лидерство принадлежало отвальной обработке, что не исключает возможность минимизации обработки и даже отказ от нее. В среднем за годы исследований урожайность сельскохозяйственных культур на вспашке опережала нулевой вариант: по озимой пшенице - на 0,10 т/га, викоов-сяной смеси - на 2,8 т/га, минимальную обработку отвальная опережала по картофелю на 3,3 т/га, ячменю - на 0,10 /га. Однако полный отказ от обработки и применение прямого посева вызывает необходимость проведения дополнительных мероприятий по борьбе с сорняками, внесению удобрений, созданию благоприятных условий для роста и развития культур. Это можно достичь, только используя комбинацию приемов и глубины обработки почвы в севооборотах.
Ключевые слова: обработка почвы, культура, отвальная обработка, минимальная обработка, нулевая обработка, прямой посев, севооборот, урожайность, эффективность, комбинация приемов.
DIRECT SEEDING AND ITS INTERPRETATION IN MODERN AGRICULTURE
A.I. Belenkov, M.A. Mazirov, D.V. Bereza
The article gives a sufficiently detailed analysis of the formation and development of direct seeding (zero tillage) in modern conditions. It considers and summarizes long-term data on the study of various soil treatments for crops of grain-row crop rotation in the experiment of Center for Precision Agriculture (CPA) of Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy. Among the methods of soil cultivation, the following are compared: moldboard plowing, minimal cultivation and zero tillage (direct seeding). Mold-board plowing was in the lead for most years. However, this does not exclude the possibility of tillage minimizing and even rejection of it. On average, over the years of research, the crop yield with plowing was ahead of the zero tillage: winter wheat by 0.10 t/ha, mixture of vetch and oat by 2.8 t/ha, moldboard plowing was ahead of the minimum tillage in potatoes by 3.3 t/ha, barley - by 0.10 t/ha. However, a complete rejection of tillage and the use of direct seeding make necessary additional measures of weed management, fertilizing, creation of favorable conditions for the growth and development of crops. This can only be achieved by using a combination of techniques and tillage depth in crop rotations.
Key words: soil cultivation, crop, moldboard plowing, minimum cultivation, zero tillage, direct seeding, crop rotation, yield, efficiency, combination of techniques.
Введение. В мире все острее стоит вопрос о сохранности почв, особенно сельскохозяйственного назначения, так как ежегодно из оборота выбывает не менее 15 млн га пашни, сенокосов и пастбищ, из них 8 млн га выбывает из-за выделения земель под строительство жилья, промышленных и других объектов и 7 млн - в результате водной эрозии, дефляции и других видов деградации почв, приводящих к ежегодным потерям 0,62 т/га гумуса [1].
Аналогичная ситуация сложилась и в Российской Федерации, где из-за интенсивной, в основном отвальной, механической обработки почвы 42,6 млн га сельскохозяйственных угодий подвержено проявлению эрозии, и ежегодно эта площадь увеличивается на 0,4-0,5 млн. га. Это приводит к безвозмездной потере 15-20 т/га в год самых плодородных почв, что эквивалентно потерям 0,98 т азота, 0,2 т фосфора и 3,5 т калия.
Из-за 2-3-кратного проезда по всей площади пашни все более мощных и тяжелых почвообрабатывающих, посевных и других агрегатов наблюдается уплотнение пахотного слоя почвы. Это приводит к потере до половины и более будущего урожая. В результате длительного применения отвальной обработки почвы потеряно ее первоначальное, естественное плодородие и с времен В.В. Докучаева содержание гумуса в российских черноземах снизилось в 2 раза [1].
В то же время обработка почвы производится с благими намерениями: придание верхнему слою почвы оптимального для роста выращиваемых культур сложения, заделки в нее минеральных, органических удобрений и растительных остатков, борьбы с сорняками, вредителями и болезнями и создания благоприятных условий для прорастания семян и роста растений и формирования урожая. При этом система обработки почвы конкретного поля (производственного участка) зависит от возделываемой культуры, ее места в севообороте, типа почвы, климата и других условий [2, 3].
Поэтому в настоящее время в мире и в нашей стране применяются различные системы обработки почвы. Традиционная обработка включает ежегодную отвальную обработку почвы плугом с оборотом пласта, в результате которой сорняки, их семена и растительные остатки предшествующих культур сбрасываются на дно борозды и заделываются на глубину обработки, почва хорошо рыхлится, что способствует созданию оптимальных условий для посева и посадки сельскохозяйственных культур. Однако ежегодная отвальная обработка приводит к снижению плодородия почвы, и для его восстановления необходимо постоянно вносить в почву органические удобрения, растительные остатки предшествующих культур не сжигать, а измельчать и разбрасывать по поверхности в качестве удобрения.
В системе бесплужной обработки почвы уничтожение сорняков начинается сразу после уборки предшествующей культуры путем мелких и поверхностных обработок почвы дисковыми или плоскорежущими орудиями. Заделанные на небольшую глубину семена сорняков и падалица культурных растений хорошо прорастают, и их всходы уничтожаются последующими обработками или опрыскиванием гербицидами сплошного действия из группы глифосатов, которые могут применяться за 5-7 дней до или через 3-4 дня после посева культуры [4].
Прямой посев - это посев семян и заделка удобрений по пожнивным остаткам предшествующих культур без предварительной обработки почвы. В этом случае почва не обрабатывается также ни в процессе сева, ни во время вегетации возделываемых
№58(14), 2021
культур. Посев производится специальными сеялочными агрегатами, разрезающими растительные остатки, рыхляющими узкую щель в почве, в которую на заданную глубину высеваются семена и вносятся удобрения. После этого они специальными органами сеялки заделываются и прикатываются.
Необрабатываемая много лет почва пронизывается многочисленными капиллярами, оставшимися после отмирания корней возделываемых растений и образовавшихся в результате жизнедеятельности дождевых червей и другой биоты. По этим ходам в почву проникает воздух и влага, которая лучше сохраняется и эффективно используется для формирования более высокого урожая [5].
В мире наблюдается существенный рост площади возделывания сельскохозяйственных культур по технологии прямого посева. По данным продовольственной комиссии при ООН (ФАО), в 2014 г. эта технология применялась на 175,8 млн га, в 2016 г. - на 194,9 млн га, в 2018 г. - на 209,5 млн га. Среднегодовой прирост за это время составил от 8,2 до 9,3 млн га [6].
Лидерами по применению данной технологии являются США (45,7 млн га), Аргентина (33,6 млн га), Бразилия (33,2 млн га), Австралия (23,9 млн га) и Канада (21,5 млн га). В России в 2018 г. технологию прямого посева применяли отдельные хозяйства, в настоящее время площади посева по этой технологии увеличиваются и самое большое распространение она получает на черноземных почвах Северного Кавказа, Поволжья, Урала и Западной Сибири [7].
Однако до настоящего времени в нашей стране существует неоднозначное отношение к подобной технологии: от чрезмерного ее восхваления до полного отрицания. Причина тому - отсутствие научно обоснованной информации о возможности и эффективности возделывания сельскохозяйственных культур по данной технологии в различных почвенных и климатических условиях нашей страны.
Материал и методы исследований. Научные исследования по определению возможности и целесообразности возделывания сельскохозяйственных культур при минимальной обработке почвы и без ее обработки проводили в РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева в 2012-2020 гг. Полевые опыты проходили в четырехпольном зерно-пропашном севообороте с чередованием культур: викоовсяная смесь на корм - озимая пшеница + пожнивный посев горчицы сарептской на сидерат - картофель - яровой ячмень. Под все культуры севооборота применяли отвальную, минимальную и «нулевую» (без обработки) почвы. Для стабилизации почвенного плодородия и роста урожайности возделываемых культур после уборки озимой пшеницы пожнивно высевали промежуточную горчицу сарептскую, надземную и корневую массу которой заделывали в почву в качестве сидерального удобрения.
Результаты исследований и их обсуждение. Установлено, что в 2012-2014 и 2016 гг. урожайность зеленой массы викоовсяной смеси при прямом посеве превышала вспашку, в остальные годы, особенно в 2017, 2019, 2020 гг., урожайность после вспашки была достоверно выше, чем без обработки почвы. В среднем за годы исследований преимущество вспашки составило 2,8 т/га зеленой массы.
Во все годы исследований озимая пшеница на вспашке по урожайности превышала прямой посев. Исключение составил 2014 г., когда озимая пшеница по отвальной обработке сформировала урожай в 1,7 раза меньше нулевой, что произошло вследствие значительного выпадения всходов на отвальном фоне из-за обильных осадков осенью 2013 г. (таблица ).
№58(14), 2021
Таблица - Влияние способов обработки почвы на урожайность сельскохозяйственных культур, т/га (данные Центра точного земледелия РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева)
Обработка Год Сре
почвы 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 днее
Викоовсяная смесь на корм
Отвальная 20,6 22,1 24,5 31,2 25,3 22,8 13,8 7,6 22,6 21,2
Нулевая 27,3 24,3 25,3 28,9 27,5 6,0 11,5 3,8 11,0 18,4
НСР05 3,10 2,0 0,83 3,07 3,10 4,35 2,20 2,8 6,9 2,15
Озимая пшеница
Отвальная 6,31 6,12 2,75 6,74 5,00 5,46 5,46 3,59 6,73 5,35
Нулевая 6,15 5,87 4,59 6,73 5,52 5,13 4,83 2,55 5,96 5,25
НСР05 0,14 0,19 1,42 0,11 0,39 0,29 0,47 0,50 0,52 0,25
Карт офель
Отвальная 19,9 28,6 25,1 31,4 31,0 25,8 27,4 33,5 28,0 27,9
Мини-
18,3 25,9 24,6 26,2 26,7 22,5 25,2 27,5 24,8 24,6
мальная
НСР05 0,56 0,16 0,90 1,08 2,11 2,28 1,79 2,12 2,8 1.53
Продолжение таблицы
Яровой ячмень
Отвальная 4,33 5,16 3,85 5,52 4,03 4,29 3,70 2,62 2,86 4,04
Минимальная 4,20 5,00 4,01 5,22 3,99 4,04 3,79 2,76 2,48 3,94
НСР05 0,90 0,13 0,17 0,28 0,19 0,16 0,11 0,14 0,25 0,18
Средняя же за девять лет урожайность озимой пшеницы по отвальной обработке составила 5,35 т/га, без обработки почвы - 5,25 т/га. Но разница в пользу вспашки математически не доказуема, так как находится в пределах ошибки опыта. При такой урожайности с учетом исключения затрат на отвальную и сопутствующие обработки почвы, составляющие в технологии возделывания культуры до 25-30%, экономическая эффективность озимой пшеницы при возделывании без обработки почвы будет выше, чем при отвальной обработке [8]. Поэтому эту культуру в севообороте после викоовся-ной смеси целесообразно возделывать без обработки почвы.
Картофель стабильно во все годы исследований более высокую урожайность обеспечивал при выращивании по отвальной обработке почвы. В среднем урожайность клубней картофеля по вспашке достоверно превышала таковую при минимальной обработке почвы на 3,3 т/га [9], поэтому картофель в изучаемом севообороте лучше всего возделывать при проведении отвальной обработки плугом с оборотом пласта.
Яровой ячмень в большей половине исследований более высокую урожайность формировал по отвальной обработке, и только в 2014, 2018 и 2019 гг. отмечалось превышение урожайности при минимальной обработке. Но разница в пользу вспашки 0,1 т/га, или 3,5%, недостоверна, и с учетом существенного снижения затрат на обработку почвы яровой ячмень после картофеля экономически целесообразнее сеять после минимальной обработки почвы.
Заключение. В зернопропашном севообороте целесообразно применять различные способы основной обработки почвы с сочетанием отвальной, минимальной и нулевой обработок, что позволит рационально использовать материально-технические и людские ресурсы, стабилизировать урожайность и плодородие почвы [10].
Литература
1. Банькин В.Н. Ресурсосберегающим технологиям в земледелии альтернативы нет // Аграрное обозрение. 2009. № 2-3. С. 14-17.
2. Беленков, А.И., Шевченко В.А., Трофимова Т.А., Шачнев В.П. Научно-практические приемы совершенствования обработки почвы в современных адаптивно-ландшафтных системах земледелия: монография. - М.: Инфра-М, 2019. 279 с.
3. Орлова Л.В. Научно-практическое руководство по освоению и применению сберегающего земледелия. Рекомендации / Под общ.ред. Л.В. Орловой. - 3-е изд., доп. - М.: Евро-техника, 2006. 183 с.
4. Байбеков Р.Ф. Природоподобные технологии - основа стабильного развития земледелия // Земледелие. 2018. № 2. С. 5-8.
5. Мазиров М.А., Матюк С.Н., Полин В.Д. Критерии оценки пригодности почв к прямому посеву // Современные тенденции в научном обеспечении АПК Верхневолжского региона. Коллективная монография: в 2 томах. Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Верхневолжсий аграрный научный центр». Иваново, 2018. С. 109-119.
6. Белобров В.П., Юдин С.А., Ермолаев Н.Р., Дридигер В.К. и др. География прямого посева (No-Till) в мировом земледелии // Почвы и земельные ресурсы: современное состояние, проблемы рационального использования, геоинформационное картографирование: матер. Межд. науч.-практ. конф., посвящ. 85-летию кафедры почвоведения БГУ и 80-летию со дня рождения В.С. Аношко. - Минск, 2018. С. 198-203.
7. Иванов А.Л., Кулинцев В.В., Дридигер В.К., Белобров В.П. О целесообразности освоения системы прямого посева на черноземах России // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35. № 4. С. 8-16. DOI: 1024411/0235-2451-2021-10401
8. Дридигер В.К. Возделывание озимой пшеницы в системе прямого посева в Ставропольском крае: монография. - Ставрополь: АГРУС Ставропольского гос. аграрного ун-та, 2021. 192 с.
9. Беленков А.И., Березовский Е.В., Железова С.В. Совершенствование технологии возделывания картофеля в системе точного земледелия // Картофель и овощи. 2019. № 6. С. 30-34.
10. Alexey Belenkov, Mikhail Mazirov, Valeria Arefieva. Theoretical and practical aspects of basic soil treatment in the conditions of modern soil management systems in Russia // Eurasian Journal of Soil Science. 2018. № 7(4). Р. 300-307.
References
1. Bankin V.N. There is no alternative to resource-saving technologies in agriculture // Agrarian review. 2009. No. 2-3. P. 14-17.
2. Belenkov, A.I., Shevchenko V.A., Trofimova T.A., Shachnev V.P. Scientific and practical methods of improving soil cultivation in modern adaptive landscape farming systems: monograph. - M.: Inffra-M, 2019.279 p.
3. Orlova L.V. Scientific and practical guidance on the development and application of conservation agriculture. Recommendations / Under general editorship of. L.V. Orlova. - 3rd ed., Add. - M: Euro-technics, 2006.183 p.
4. Baybekov R.F. Nature-like technologies - the basis for the stable development of agriculture // Agriculture. 2018. No. 2. P. 5-8.
5. Mazirov M.A., Matyuk S.N., Polin V.D. Criteria for assessing the suitability of soils for direct seeding // Modern trends in scientific support of the agro-industrial complex of the Upper Volga region. Multi-authored monograph: 2 volumes. Federal State Budgetary Scientific Institution "Upper Volga Agrarian Scientific Center". Ivanovo, 2018.P. 109-119.
6. Belobrov V.P., Yudin S.A., Ermolaev N.R., Dridiger V.K. and others. Geography of direct seeding (No-Till) in world agriculture // Soils and land resources: current state, problems of rational use, geoin-formation mapping: materials of the International Scientific and Practical Conference dedicated to the 85th anniversary of the Department of Soil Science of the Belarusian State University and the 80th anniversary of the birth of V.S. Anoshko. - Minsk, 2018.P. 198-203.
7. Ivanov A.L., Kulintsev V.V., Dridiger V.K., Belobrov V.P. Feasibility of a direct sowing system on the Russian chernozems // Achievements of Science and Technology of AIC. 2021.V.35. No. 4. P. 816. DOI: 1024411 / 0235-2451-2021-10401
8. Dridiger V.K. Cultivation of winter wheat in the direct seeding system in the Stavropol Territory: monograph. - Stavropol: AGRUS of the Stavropol State Agrarian University, 2021.192 p.
9. Belenkov A.I., Berezovsky E.V., Zhelezova S.V. Improving the technology of growing potatoes in the system of precision farming // Potatoes and vegetables. 2019. No. 6. P. 30-34.
10. Alexey Belenkov, Mikhail Mazirov, Valeria Arefieva. Theoretical and practical aspects of basic soil treatment in the conditions of modern soil management systems in Russia // Eurasian Journal of Soil Science. 2018. No. 7 (4). P. 300-307.
Беленков Алексей Иванович, доктор с.-х. наук, профессор кафедры земледелия и МОД ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева», 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49. Тел.: +79269219196, E-mail: belenoka-leksis@nail.ru
Мазиров Михаил Арнольдович, доктор биол. наук, профессор кафедры земледелия и МОД ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева», 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49. Тел.: +79030152233, E-mail: mazi-rov@mail.ru
Береза Дарья Владимировна, аспирант кафедры земледелия и МОД ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева», 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49. Тел.: +79206166588, E-mail: missis-bereza2018@ya.ru
Belenkov Aleksey Ivanovich, Doctor of Agricultural Sciences, Professor of the Department of Agriculture and Methodology of Experimental Work, FSBEI of Higher Education "Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy", 127550, Moscow, Timiryazevskaya st., 49. Tel. +79269219196, E-mail: belenokaleksis@nail.ru.
Mazirov Mikhail Arnoldovich, Doctor of Biological Sciences, Professor of the Department of Agriculture and Methodology of Experimental Work, FSBEI of Higher Education "Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy", 127550, Moscow, Timiryazevskaya st., 49. Tel. +79030152233, E-mail: mazirov@mail.ru.
Bereza Darya Vladimirovna, postgraduate student of the Department of Agriculture and Methodology of Experimental Work, FSBEI of Higher Education "Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy", 127550, Moscow, Timiryazevskaya st., 49. Tel. +79206166588, E-mail: missis-bereza2018@ya.ru.
