CC BY
23
СЫ: 10.24412/0044-3913-2022-4-12-17 УДК 633.1:631.51.021: 631.582: (470.44/.47)
Ресурсосберегающие системы основной обработки почвы в 4-польном зернопаровом севообороте засушливой чернозёмной степи Поволжья
З. М. АЗИЗОВ, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: raiser_saratov@mail.ru) В. В. АРХИПОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник И. Г. ИМАШЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник Федеральный аграрный научный центр Юго-Востока, ул. Тулайкова 7, Саратов, 410010, Российская Федерация
Исследования с целью изучения влияния ресурсосберегающих систем обработки почвы и пестицидов на продуктивность культур и фитосанитарное состояние посевов проводили в севообороте пар черный - озимая пшеница - просо - яровая пшеница. Работу выполняли в 2013-2021 гг. на чернозёме южном тяжелосуглинистом в Саратовской области. Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов: 1) ежегодная вспашка на 28...30 см - контроль; 2) ежегодное лемешное лущение на 14.16 см; 3) ежегодное 2-кратное дискование на 8. 10 см; 4) ежегодная плоскорезная обработка на 14.16 см; 5...8) сочетания разноглубинных приёмов обработки почвы. При возделывании озимой пшеницы пестициды не использовали. У проса и яровой пшеницы семена и посевы обрабатывали пестицидами в вариантах 3, 4, 5, 7, 8. По всем культурам наименьшие различия по засорённости посевов, по отношению к контролю, отмечены при однократном дисковании под просо или яровую пшеницу в сочетании со вспашкой в севообороте. Близкими к контролю на озимой пшенице были варианты с ежегодным лемешным лущением или дискованием на 8.10 см, просо - с лемешным лущением на 14... 16 см, яровой пшенице - со вспашкой на глубину 20. 22 или 28...30 см через ротацию севооборота. Сбор зерна с 1 га севооборота при ежегодном лемешном лущении на 14.16 см был почти равен контролю. ^ При ежегодном дисковании, плоскорезной О и комбинированных разноглубинных об-^ работках величина этого показателя была 0, меньше, чем в контроле. Расход ГСМ и z энергии, а также финансовые затраты на ие уровне контроля отмечены в варианте с ел дискованием под озимую пшеницу, лемеш-де ным лущением - под просо, вспашкой на ^ 20.22или 28...30см - под яровую пшеницу. 2 Это позволило улучшить фитосанитарное Зе состояние почвы и посевов, не используя
пестициды, и произвести экологически безопасную продукцию без нанесения ущерба окружающей среде.
Ключевые слова: зернопаровой севооборот, чернозем южный, экология, ежегодная вспашка, урожайность, эффективность.
Для цитирования: Азизов З. М., Архипов В. В., Имашев И. Г. Ресурсосберегающие системы основной обработки почвы в 4-польном зернопаровом севообороте засушливой чернозёмной степи Поволжья // Земледелие. 2022. №4. С. 12-17. doi: 10.24412/0044-3913-2022-4-12-17.
Основа борьбы с засухой и адаптации к неравномерному выпадению осадков в течение периода вегетации в Нижнем Поволжье - рациональное сочетание озимых, ранних и поздних яровых культур. Очень важным в этом регионе элементом севооборота выступает чистый пар, обеспечивающий не только увеличение сбора зерна, но и устойчивость его производства по годам [1]. Поэтому обязательным звеном полевых севооборотов служит чистый пар и озимые культуры. Озимая пшеница формирует наибольший урожай вследствие лучшей обеспеченности посевов влагой и элементами питания.
Однако очевидны экологические и энергетические издержки парования в связи с невосполнимыми потерями органического вещества почвы. В таких условиях наиболее приемлемо полосное размещение культур, севооборотов и обработки почвы [2]. При размещении озимой пшеницы по непаровым предшественникам, занятым и сидеральным парам, факторами, ограничивающими урожайность, выступают фитосанитарная напряжённость и почвоутомление, обеспеченность посевов влагой и элементами питания.
Современные методы производства с использованием цифровых технологий в сфере точного земледелия позволяют эффективно применять удобрения и средства защиты растений, снижая затраты и экологические риски [3, 4]. Однако точное земледелие - базируется не на новых агротехнических приёмах, как это было с ранее осваиваемыми системами зем-
леделия (травопольная, пропашная, паровая и др.), а на существующих и рекомендованных аграрной наукой для каждой почвенно-климатической зоны мероприятий [5].
В современных рыночных условиях интенсификация сельскохозяйственного производства с использованием элементов биологизации возможна через единство принципов ресурсосбережения и экологической безопасности. Биологизация сельскохозяйственного производстваобеспечивает повышение продуктивности культур через мобилизацию ресурсов растения и почвы без применения пестицидов и минеральных удобрений воздействием севооборота, механических обработок с оборотом и без оборота пласта, органо-бактериальных удобрений и биопрепаратов.
Страте ги я науч но -техн ол о ги ч ес ко го развития РФ на перспективу - «переход к высокопродуктивному и экологически чистому агро- и аквахозяйству» [6] в связи с недостатком органической продукции [7, 8]. Современные технологии биологизированного земледелия с адаптивно-интегрированной защитой предполагают ограничение или полное исключение химических пестицидов и расширение применения биологических средств, в том числе полезной фауны и флоры с учётом особенностей фитосанитарной ситуации в каждом регионе [9, 10, 11].
Для поддержания оптимального фитосанитарного состояния посевов и оптимизации гигиенических требований к здоровой почве защита посевов от сорняков основывается на использовании механической обработки и высева сидерально-покровных культур, что сдерживает развитие сорной растительности ниже экономического порога вредоносности [12, 13]. Защита растений от вредителей базируется на изучении возможностей массового разведения и применения энтомофа-гов, путей сохранения и использования природных популяций полезных организмов [11], а от болезней - на развитии почвенного биоценоза, увеличении ферментного пула и повышении фитоиммунитета сельскохозяйственных растений [12]. Однако в таких условиях производственные затраты на возделывание культур постоянно растут в связи с удорожанием техники и горюче-смазочных материалов (ГСМ). Наибольшие энергетические затраты приходятся на обработку почвы. Поэтому весьма актуально повышение урожайности культур с одновременным снижением затрат на их экологически безопасное производство путём разработки ресурсосберегающих технологий, основанных на рациональном сочетании различных приемов основной обработки почвы.
Цель исследований - изучение влияния ресурсосберегающих систем обработки почвы и пестицидов на продуктивность культур и фитосанитарное состояние посевов в 4-польном зер-нопаровом севообороте засушливой чернозёмной степи Поволжья.
Работу выполняли в 2013-2021 гг. в стационарном полевом опыте лаборатории севооборотов и агротехнологий ФГБНУ «ФАНЦ Юго-Востока», заложенном в 1970 г в 4-польном зернопаро-вом севообороте со следующим чередованием культур: пар черный - озимая пшеница - просо - яровая пшеница. Почва опытного участка - чернозем южный малогумусный (содержание гумуса в пахотном слое - 4,3...5,1 %) среднемощный тяжелосуглинистый на темно-желтой делювиальной глине плакорно-равнинного агроландшафта в системе полезащитных лесных полос.
Схема стационарного полевого опыта предполагала изучение следующих вариантов основной обработки почвы:
1) ежегодная вспашка на глубину 28.30 см под все культуры севооборота (контроль);
2) ежегодное лемешное лущение на 14.16 см под все культуры севооборота;
3) ежегодное 2-кратное дискование на 8.10 см под все культуры севооборота;
4) ежегодная плоскорезная обработка на 14.16 см под все культуры севооборота;
5) 2-кратное дискование на 8.10 см в паровом поле под озимую пшеницу, 2-кратное дискование на 8.10 см с последующей плоскорезной обработкой на 14.16 см под яровые культуры;
6) вспашка под яровую пшеницу поочередно через ротацию севооборота на 20.22 см или на 28. 30 см, лемешное лущение на 14. 16 см под просо, 2-кратное дискование на 8.10 см в паровом поле под озимую пшеницу;
7) 2-кратное дискование на 8. 10 см под яровую пшеницу, вспашка на 20.22 см под просо и в паровом поле под озимую пшеницу;
8) вспашка на 20.22 см под яровую пшеницу и в паровом поле под озимую пшеницу, 2-кратное дискование на 8.10 см под просо.
Повторность в опыте трёхкратная. Размещение в три яруса по одной по-вторности на каждом, размер делянок 500.700 м2. Приёмы обработки почвы располагали рендомизировано блоками: с оборотом пласта, без оборота пласта, комбинированные разноглубинные. Поля севооборота развёрнуты во времени и в пространстве.
Семена яровой пшеницы и проса протравливали в вариантах 3, 4, 5, 7,
8 полусухим способом препаратом Тебу 60, МЭ дозой 0,4.0,5 л/т с использованием машины ПС-10. В фазе кущения в этих же вариантах посевы яровой пшеницы обрабатывали гербицидом Балет, КЭ в дозе 0,5 л/га, проса в той же фазе - гербицидом Всполох, ВР в дозе 0,5 л/га с использованием опрыскивателя Оетаго! 12 в агрегате с МТЗ-82,1. Химическую прополку посевов зерновых культур экономически целесообразно проводить при численности многолетних сорняков не менее 3,6 шт./м2, малолетних - не менее 20,5 шт./м2. Опрыскивание против вредителей осуществляли в период вегетации до молочной спелости препаратом Фастак, КЭ в дозе 0,10.0,15 л/га с расходом рабочей жидкости 200.400 л/га. При возделывании озимой пшеницы во всех изучаемых вариантах обработки почвы химические средства защиты растений не использовали.
Вспашку на глубину 20.22 и 28.30 см проводили плугом ПЛН-5-35 в агрегате с МТЗ 1523,1; на 14.16 см - ППЛ-10-25 + МТЗ-1221,3; плоскорезную обработку на 14.16 см -КПШ-5 + МТЗ-1221,3; дискование на 8.10 см - БДН-2,4х2 + МТЗ-1221,3 боронование - АБ-12-С + МТЗ-1221,3 культивацию - КПМ-4 + МТЗ-1221,3 посев - СЗ-5,4 + МТЗ-82,1; прикаты-вание - 3ККШ-6А + МТЗ-82,1. Уборку и учёт урожая осуществляли прямым комбайнированием комбайнами Сам-по 500 и Сампо Ростов 2010 с измельчением и разбрасыванием соломы в качестве органического удобрения.
Наблюдения и исследования проводили согласно общепринятым ме-тодикам.Засорённость парового поля и посевов культур определяли количественным методом путём наложения рамки площадью 0,25 м2 (0,5 м х 0,5 м) в 24-кратной повторности по диагонали делянок различных вариантов обработки почвы (Смирнов Б. М. Методика и техника учёта сорняков // Науч. тр. НИИСХ Юго-Востока. Саратов. 1969. Вып. 26. 197с.).
Учёт насекомых, обитающих в почве, проводили с использованием раскопок ям размером 0,25 м2 (0,5 м х 0,5 м). Для учёта большинства вредных насекомых отбирали почвенные пробы на глубину до 0,30.0,35 м. Число проб зависело от особенностей учитываемого вида, величины участка и обычно не превышало 10-и. Насекомых извлекали методом ручной разборки проб. Для учёта членистоногих, которые в течение какого-то периода жизни передвигаются по поверхности почвы, применяли земляные ловушки. Ловушками служили стаканы или банки объемом 0,5 л. Их осматривали с интервалом 7.10 дней. Насекомых, обитающих на растениях, учитывали на 20 площадках, используя рамку размером 0,25 м2 (0,5 м х 0,5
м). Ее накладывали на посев, а затем тщательно осматривали растения и поверхность почвы внутри рамки. На площадках подсчитывали взрослых насекомых или ихличинок в зависимости от сроков наблюдения и фаз развития растений. Одновременно глазомерно оценивали повреждённость листовой или стеблевой поверхности, метёлки, колоса. Быстро передвигающихся (особенно прыгающих) мелких насекомых учитывали с использованием ящика Петлюка, насекомых, находящихся на верхних частях растений, - с использованием сачка. Разбирали материал в лаборатории. Учёты болезней проводили в период от кущения до начала восковой спелости зерна. Во всех пробах определяли степень поражения каждого листа главного побега по шкале Петерсона, Кемпбела и Хан-нау (1948), Маннерса (М.: ВИЗР, 1985). Интенсивность поражения определяли визуально по степени поражения листа. В каждой пробе по шкале Гешеле (1971) учитывали отдельные ярусы листьев. Распространённость и развитие болезней определяли по общеизвестной формуле Чумакова (Методика учёта и прогноза развития вредителей и болезней полевых культур в ЦентральноЧернозёмной полосе. Всесоюз. НИИ защиты растений. 2-е изд., испр. и доп. Воронеж: Центр.-Чернозём. кн. изд-во. 1976. 136 с.).
Метеорологические условия в годы исследований (2013-2021 гг.) различались между собой как по температурному режиму и количеству осадков, так и по характеру их распределения. В 2013 и 2017 гг. периоды вегетации
были влажными (ГТКмай-ИюЛь > 0,8)
2014-2016 и 2018-2021 - средними (ГТК . - 0,6.0,8).
* май-июль ' ' '
Экспериментальные данные подвергали математической обработке методом дисперсионного анализа с использованием программы «Agros» (Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд. доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.). Экономическую и энергетическую эффективность приёмов и систем основной обработки почвы определяли расчётно-нормативными методами (Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. М.: ВНИИЭСХ, 1998. 220 с.; Методика энергетического анализа технологических процессов в сельскохозяйственном производстве / ВИМ, ЦНИИМЭСХ, ВИЭСХ. М., 1995. 96 с.).
Ранее мы установили, что в условиях рыночной экономики переход на севообороты с короткой ротацией с высокой долей чистого, в нашем случае - чёрного, пара выступает наиболее радикальным агротехническим
Ы (D 3 ü
(D
д
(D
5
(D
-Ь
О м м
приёмом очищения полей от многолетних и малолетних сорняков [14]. Наличие парового поля при своевременном уходе, когда диаметр розетки составлял менее 5 см, обеспечивало значительное угнетение многолетних сорняков. Например, молокан синий татарский, образовывал розетки диаметром более 5 см, ассимилировал и наращивал подземные органы, откладывая в них пластические вещества. Его подрезание в период образования розетки с диаметром менее 5 см способствовало наибольшему угнетению. Важное значение в очистке пахотного слоя почвы опытных участков от многолетних корнеотпрысковых сорняков имела глубина их подрезания. С её увеличением возрастал период отрастания. Так, если после подрезания на глубину 4 см молодые побеги отрастали через 13...17 дней, то при подрезании на 10 см - через 21.24 дня.
Рост засорённости посевов зерновых культур после лемешного лущения, дискования и плоскорезной обработки связан с тем, что после них меньше, чем после вспашки, отмечали дробление подземных органов многолетних корнеотпрысковых сорняков, что в условиях недостатка влаги в почве увеличивало способность отрезков к лучшему приживанию. При заделке семян сорных растений после проведения вспашки на глубину пахотного слоя значительная их часть в весенне-летний период выходила из состояния покоя и прорастала в толще почвы без образования всходов. После дискования и плоскорезной обработки семена были размещены в поверхностном слое почвы, из-за рыхлости и быстрого высушивания которого они прорастали значительно хуже, для улучшения контакта семян с влажной почвой в этом случае в период ухода за паром проводили на 1...3 культивации больше, чем при ежегодной глубокой вспашке. Так, в варианте 3 с ежегодным 2-кратным дискованием, наряду с культивацией на глубину 10.12 см, 8.10 см, 6.8 см и 6.8 см, как это было в контроле с ежегодной глубокой вспашкой в пе-
риод ухода за паром, дополнительно проводили до посева ещё 3 культивации на глубину 6.8 см, в варианте 4 с ежегодной плоскорезной обработкой -3 культивации, в варианте 5 с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу и 2-кратным дискованием с последующей плоскорезной обработкой под яровые культуры - 2 культивации, в варианте 6 с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу, лемешным лущением под просо и вспашкой под яровую пшеницу - 1 культивацию, в варианте 2 с ежегодным лемешным лущением - 2 культивации, в варианте
7 с 2-кратным дискованием под яровую пшеницу и вспашки под озимую пшеницу и просо - 2 культивации, в варианте
8 с 2-кратным дискованием под просо и вспашки под озимую и яровую пшеницы - 1 культивацию.
У яровых культур (проса и яровой пшеницы) как семена, так и сами посевы обрабатывали пестицидами в вариантах 3, 4, 5, 7, 8, поэтому в период ухода за чёрным паром под озимую пшеницу, под которую химические средства защиты не использовали, в этих вариантах вместо 4-х проводили 5.7 культиваций из-за существенного повышения числа многолетних корнеотпрысковых сорняков, по сравнению с контролем с ежегодной глубокой вспашкой (табл. 1). В дальнейшем это отразилось на затратах.
Учитывая значение чёрного пара и озимых в очищении полей от сорняков в начале ротации зернопарового севооборота и рост засорённости посевов в его конце, было решено проводить глубокую вспашку не в пару, а под последнюю культуру, что способствовало значительному подавлению сорной растительности и отказу от применения химических средств защиты (вар. 6). Малолетние сорные растения в посевах зерновых культур в изучаемом севообороте в большинстве лет были размещены в нижнем ярусе, поэтому мы в своей исследовательской работе обращали внимание на наиболее трудноискоренимые многолетние корнеотпрысковые виды.
1. Засорённость парового поля перед 4-й культивацией в зависимости от систем основной обработки почвы в севообороте (2019-2021 гг.)
№ варианта Количество сорняков, шт /м2
Система основной обработки корнеот- злако- двудоль- всего
прысковые вые ные
1 ежегодная вспашка на 28.30 см (контроль) 1,4 23,2 4,1 28,7
2 ежегодное лемешное лущение на 14.16 см 3,5 27,9 5,6 37,0
3 ежегодное 2-кратное дискование на 8.10 см 4,7 30,8 5,6 41,1
6 вспашка под яровую пшеницу на 20.22 или на 28.30 см, лемешное лущение на 14.16 см под просо, 2-кратное дискование на 8.10 см в паровом поле под озимую пшеницу 3,4 24,8 6,2 34,4
НСр05 1,2 Рф< Рт
Озимая пшеница, размещаемая по чёрному пару, формировала плотную надземную массу, которая подавляла сорные растения и препятствовала росту засорённости посевов. К началу ее уборки наименьшее количество многолетних корнеотпрысковых сорняков отмечено в вариантах с ежегодной глубокой вспашкой в севообороте (0,8 шт./м2) и комбинированными разноглубинными обработками - с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу, лемешным лущением под просо и вспашкой под яровую пшеницу (вариант 6), с 2-кратным дискованием под яровую пшеницу и вспашкой под озимую пшеницу и просо (вариант 7), с 2-кратным дискованием под просо и вспашкой под озимую и яровую пшеницы - соответственно 1,4, 1,1 и 1,0 шт./м2, а наибольшее - при ежегодном дисковании (вариант 3), плоскорезной обработке (вариант 4), лемешном лущении (вариант 2), комбинированной с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу и 2-кратным дискованием с последующей плоскорезной обработкой под яровые культуры (вариант 5) - соответственно 3,5, 3,0, 2,5 и 2,0 шт./м2 (табл. 2). Различия, по отношению к контролю, в первой группе вариантов оставались в пределах ошибки опыта, во второй были значимыми. Дискование стерни после уборки культур в севообороте перед плоскорезной обработкой (вариант 5) заметно снижало засорённость посевов озимой пшеницы многолетними сорняками (2,0 шт./м2), по сравнению с ежегодной плоскорезной обработкой без дискования (вариант 4), и на значимую величину, по сравнению с ежегодным дискованием (вариант 3). По общему количеству сорняков существенное преимущество за контролем оставалось, по сравнению с вариантам 4 с ежегодной плоскорезной обработкой и вариантом 5 с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу и 2-кратным дискованием с последующей плоскорезной обработкой под яровые культуры.
Засорённость посевов проса, высеваемого по озимой пшенице, зависела не только от самого приёма основной обработки, но и от его сочетания в системе зернопарового севооборота. Уменьшение кратности и глубины вспашки в севообороте привело к заметному повышению засорённости посевов этой культуры (вариант 6 с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу, лемешным лущением под просо и вспашкой под яровую пшеницу; вариант 7 с 2-кратным дискованием под яровую пшеницу и вспашкой под озимую пшеницу и просо; вариант 8 с 2-кратным дискованием под просо и вспашкой под озимую и яровую пшеницы). Так, в фазе кущения в контроле с ежегодной глубокой вспашкой
2. Засорённость посевов озимой пшеницы (полная спелость) и яровых культур (кущение) в зависимости от приёмов обработки почвы в севообороте (среднее
за 2013-2021 гг.), шт./м2
Озимая пшеница Просо Яровая пшеница
СдпИЯРТ в том числе в том числе в том числе
Вариап1 всего корнеотпрыс- всего корнеотпрыс- всего корнеотпрыс-
ковые ковые ковые
1 19,1 0,8 33,0 0,9 43,1 1,8
2 21,5 2,5 36,8 2,6 56,7 3,1
3 24,1 3,5 40,6 3,7 52,7 3,9
4 27,9 3,0 62,2 3,6 69,8 3,8
5 25,4 2,0 52,4 2,7 73,0 3,6
6 1 9,3 1,4 27,5 1,7 59,9 2,7
7 18,3 1,1 24,2 2,0 40,5 2,3
8 1 9,9 1,0 23,7 2,8 43,4 2,5
НСР05 5,4 1,2 24,4 2,0 16,5 0,9
число многолетних корнеотпрысковых сорняков составляло 0,9 шт./м2, а с однократной в конце севооборота (вариант 6) - 1,7 шт./м2. При ежегодном дисковании и плоскорезной обработке число многолетних корнеотпрысковых сорняков было значимо больше, чем в контроле. Кроме того, на фоне ежегодной плоскорезной обработки происходило существенное увеличение численности всех сорняков (62,2 шт./ м2), по отношению к контролю.
В замыкающем поле севооборота засорённость многолетними корне-отпрысковыми сорняками посевов яровой пшеницы в фазе кущения была существенно выше контроля в вариантах с ежегодным лемешным лущением (вариант 2), с дискованием (вариант 3), с плоскорезной обработкой (вариант 4), с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу и 2-кратным дискованием с последующей плоскорезной обработкой под яровые культуры (вариант 5), с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу, лемешным лущением под просо и вспашкой под яровую пшеницу (вариант 6). Существенное превышение контроля по численности всех сорняков отмечено в вариантах с ежегодной плоскорезной обработкой (4), с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу и 2-кратным дискованием с последующей плоскорезной обработкой под яровые культуры (5), с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу, лемешным лущением под просо и вспашкой под яровую пшеницу (6).
В целом по всем культурам наименьшие различия по засорённости посевов, по отношению к контролю, отмечены в вариантах 7 и 8, где под просо или яровую пшеницу проводили однократно дискование в сочетании с обычной вспашкой в севообороте. Близкими к контролю по отдельным культурам были варианты 2 с ежегодным лемешным лущением и 6 с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу, лемешным лущением под просо и вспашкой под яровую пшеницу.
Для характеристики фитосанитар-ного состояния посевов и прогнозиро-
вания их продуктивности большое значение имеет оценка повреждённости растений вредителями и болезнями.
Видовой состав фитофагов растительного яруса был представлен вредной черепашкой, жуком-кузькой, озимой совкой, хлебным пилильщиком, полосатой хлебной блохой, пьявицей красногрудой, пшеничным трипсом, обыкновенной злаковой тлёй, шведской мухой, скрытостебле-выми и др., которые доминировали в посевах. Из многоядных вредителей зарегистрированы луговой мотылек и озимая совка. Вспышек массовых размножений не наблюдали. Численность большинства фитофагов, за исключением пшеничных трипсов, личинок вредной черепашки и жука-кузьки в отдельные годы была ниже ЭПВ. Приёмы и системы основной обработки почвы оказывали благотворное влияние на снижение численности фитофагов как внутрипочвенного, так и растительного яруса, в сравнении с залежью, расположенной вблизи стационарного опыта, за исключением отдельных лет, например, 2013 г., когда наблюдали вспышку распространения жука-кузьки выше порога вредоносности
В условиях ежегодной плоскорезной обработки (вариант 4) плотность фитофагов-геофилов (проволочник -полосатый щелкун, ложнопроволоч-ник - степной медляк, личинка хлебного жука) значительно возрастала. Так, в среднем за 2017-2019 гг. при ежегодной вспашке количество личинок проволочника полосатого щелкуна составляло 2,5 шт./м2, с плоскорезной обработкой (вариант 4) - 4,3 шт./м2, личинок ложнопроволочника степного медляка - соответственно 0,4 и 1,2 шт./м2, личинок хлебных жуков - 1,5 и 3,0 шт./м2. Только количество гусениц озимой совки было практически одинаковым - соответственно 1,0 и 0,9 экз./м2.
Вспашка на глубину 20.22 и 28.30 см не допускала отрождения шведской мухи к сроку посева озимых. Поэтому в последующих полях севооборота, как, например, в посевах яровой пшеницы в варианте 4 с плоскорезной обработкой в среднем за 2017-2019 гг
наблюдали пупарии пшеничной мухи в количестве 51 экз./м2, со вспашкой (вариант 1) - 6,0 экз./м2, повреждён-ность растений - соответственно 15,0 и 5,0 %, в том числе погибших - 11,2 и 3,0 %, продуктивных стеблей - 410 и 436 шт./м2.
Наблюдения за динамикой заражения почвы овсяной нематодой показали, что чёрный пар, независимо от приёмов и систем основной обработки почвы, в среднем за 2017-2019 гг уменьшал инфекционное начало на 60.67 %, просо - на 63.69 %, благодаря культивациям. После уборки яровой пшеницы в контрольном варианте с ежегодной глубокой вспашкой отмечали 2,1 цист на 100 г почвы, тогда как на фоне с ежегодным дискованием (вариант 3) - 3,0 шт., а с ежегодной плоскорезной обработкой (вариант 4) - 4,3 цисты на 100 г почвы.
В годы наблюдений вред, наносимый клопом вредной черепашкой главным стеблям озимой пшеницы путём укола в варианте с ежегодной плоскорезной обработкой был выше, по отношению к варианту с ежегодной глубокой вспашкой, в 1,3 раза. Лесные полосы, окаймляющие стационарный полевой опыт, и ежегодная глубокая вспашка создавали условия энтомо-фагам, регулирующим количество вредной черепашки, что позволило в течение длительного времени и до сегодняшнего дня не использовать химические средства защиты растений против этого вредителя. Химическая борьба против перезимовавших клопов в вариантах с дискованием (3), с плоскорезной обработкой (4), с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу и 2-кратным дискованием с последующей плоскорезной обработкой под яровые культуры (5), резко отрицательно воздействовала на весь комплекс энтомофагов: жужелиц, пауков, муравьёв и быстрянок. Весенние химические обработки против перезимовавших клопов в период, когда на полях много жужелиц во взрослой стадии, снижали их численность в 1,6.3,0 раза. Численность жужелиц восстанавливалась через 3 недели благодаря миграции с необработанных участков. Перенесение обработок на конец мая вело к уменьшению генерации жужелиц в течение всего июня. Их численность через 10 дней после летней химической обработки была ы меньше в 3,0 раза, а восстанавлива- е лась в течение 1,5 недель. л
Химические обработки уменьшали Д численность пауков в 2,0.6,0 раз. Их л количество после летней химической | обработки восстанавливалось бы- 2 стрее, чем после весенней, что объ- 4 яснялось резким нарастанием тепла 2 в июле. Быстрянки при проведении 2 химических обработок погибали на
50.80 %. Весенние химические обработки приносили быстрянкам больший вред, чем летние, так как с середины июня наблюдали снижение их численности до первой декады июля. На Муравьёв ядохимикаты действовали резко отрицательно, поскольку восстановление их численности не отмечали даже через месяц. Однако применение инсектицидов в середине и в конце июня имело меньшее вредное воздействие на естественных врагов черепашки. Заражённость яиц клопов яйцеедами к этому времени достигала 70.90 %, мухи фазии, большинство видов жужелиц и быстрянок находились в стадиях, не доступных для действия ядов, а восстановление количества пауков происходило быстро. То есть сроки обработки играли важную роль в сохранении энтомофагов. В вариантах с приемами обработки с оборотом пласта и отсутствием ядохимикатов, эффективность в борьбе с черепашкой была не хуже, чем при опрыскивании инсектицидами.
В степной зоне Поволжья из-за чередования сухих, влажных и средних лет, а также неравномерного
выпадения атмосферных осадков в течение вегетационного периода, растительные и пожнивные остатки не успевали полностью разложиться. В засушливые годы происходило их накопление в почве вследствие ослабления разложения и минерализации, а во влажные, наоборот, - уменьшение из-за усиления этих процессов. Ежегодная плоскорезная обработка и ежегодное дискование способствовали накоплению растительных и пожнивных остатков на поверхности и в верхних слоях почвы, создавая тем самым благоприятные условия для размножения фитопатогенных грибов, вызывающих корневые гнили зерновых культур. Основными их видами были (по убыванию): гельминтоспориоз-ная, фузариозная, офиоболезная, церкоспореллезная, ризоктониозная корневая и прикорневая гнили. В связи с тем, что сохранение и накопление возбудителей многих болезней пшеницы (корневых гнилей, бурой ржавчины, мучнистой росы, твёрдой и пыльной головни, септориоза листьев и колоса и пиренофороза, гельминтоспориоза листьев, черни колоса и др.) отмечали
3. Энергетическая и экономическая эффективность систем основной обработки почвы (среднее за 2013-2021 гг.)
Вариант Урожайность, т/га Затрать на 1 т зерна
труда, чел.■час ГСМ, кг энергии, МДж финансов, руб.
Озимая пшеница
1 3,74 1 ,36 18,2 2770 4245,08
2 3,63 1 ,45 17,8 2861 4614,58
3 3,23 1,60 19,7 3244 5214,32
4 3,35 1 ,54 18,9 31 1 6 5019,61
5 3,24 1 ,56 18,4 3122 5051,00
6 3,42 1 ,45 16,3 2853 4645,69
7 3,52 1 ,51 20,8 3104 4912,30
8 3,57 1 ,46 19,4 2960 4709,89
НСР05 0,32
Просо
1 1,86 2,31 32,5 3106 5358,87
2 1,80 2,35 27,3 2822 5140,36
3 1,58 2,67 28,9 3243 7333,20
4 1 ,49 2,82 30,4 3412 7758,32
5 1,69 2,59 31,2 3333 7316,54
6 1 ,79 2,36 27,5 2838 5169,07
7 1,81 2,46 32,6 3278 6912,98
8 1,68 2,51 27,2 3050 6896,70
НСР05 0,14
Яровая пшеница
1 1,13 3,58 46,4 7830 10319,91
2 1,11 3,58 37,0 7343 9861,84
3 0,98 4,10 38,6 8746 12526,43
4 1,00 4,00 37,4 8531 12248,90
5 1,07 4,00 41,9 8486 12199,95
6 1,16 3,48 44,0 7560 9977,80
7 1,04 3,86 36,3 8241 11803,32
8 1,06 4,02 48,3 8849 12454,24
НСР05 0,11
Севооборот
1 1,68 2,67 35,9 4958 7441,59
2 1,64 2,74 31,5 4800 7510,21
3 1 ,45 3,08 33,9 5556 9357,38
4 1 ,46 3,05 33,4 5491 9275,00
5 1,50 3,05 34,9 5518 9285,37
6 1,59 2,77 32,8 4949 7697,09
7 1,59 2,89 35,7 5331 8821,65
8 1,58 2,57 35,1 5289 8776,85
НСР05 0,09
на падалице, послеуборочных растительных, пожнивных остатках и в почве, важную роль в предотвращении их развития и снижении вредоносности играет выбор системы основной обработки почвы в севообороте, связанной с проведением глубокой вспашки. Так, в среднем за 2017-2019 гг. число растений яровой пшеницы, поражённых корневыми гнилями, в варианте с ежегодным дискованием (3) составляло 3,0 шт./м2, урожайность - 1,55 т/га; в варианте с ежегодной плоскорезной обработкой (4) - соответственно 3,7 шт./м2 и 1,52 т/га; в контрольном варианте с ежегодной вспашкой -1,4 шт./м2 и 1,79 т/га. То есть разница в урожайности в пользу контрольного варианта составляла 0,24 и 0,27 т/га, или 13,4 и 15,1 %.
Различное влияние приёмов и систем основной обработки на фито-санитарное состояние почвы и посевов, наряду с другими факторами, проявилось в урожайности зерновых культур (табл. 3). В годы исследований наибольшую урожайность озимой пшеницы и проса отмечали при ежегодной глубокой вспашке, яровой пшеницы - в варианте с комбинированной разноглубинной обработкой, где под озимую пшеницу проводили 2-кратное дискование, под просо -лемешное лущение, а под яровую пшеницу - вспашку (вариант 6). Варианты с ежегодным лемешным лущением (2) и комбинированной разноглубинной обработкой, где под яровую пшеницу проводили 2-кратное дискование, под озимую пшеницу и просо - вспашку (7), по урожайности озимой пшеницы, проса и яровой находились на уровне контроля. По сбору зерна озимой пшеницы близким к контролю был также вариант с 2-кратным дискованием под просо и вспашкой под озимую и яровую пшеницы (8), по урожайности проса - вариант с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу, лемешным лущением под просо и вспашкой под яровую пшеницу (6), по сбору яровой пшеницы - вариант с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу и 2-кратным дискованием с последующей плоскорезной обработкой под яровые культуры (5), а также ранее обозначенные варианты 6 и 8.
Ежегодное дискование и ежегодная плоскорезная обработка приводили к существенному снижению урожайности культур, по сравнению с контролем. В варианте с дискованием и последующей плоскорезной обработкой (5) сбор зерна озимой пшеницы и проса также был существенно ниже, чем при ежегодной вспашке. Существенное снижение урожайности озимой пшеницы отмечено в варианте с 2-кратным дискованием под озимую пшеницу, лемешным лущением под просо и
вспашкой под яровую пшеницу (6), проса - в варианте с 2-кратным дискованием под просо и вспашкой под озимую и яровую пшеницы (8).
В годы исследований наибольший сбор зерна с 1 га севооборотной площади был отмечен в контроле (1,68 т/ га). Ежегодное лемешное лущение на глубину 14.16 см не снижало сбор зерна с 1 га севооборотной площади (1,64 т/га). Наименьшая в опыте величина этого показателя с существенной разницей в пользу контроля отмечена в вариантах с ежегодным дискованием (3), а также с плоскорезной обработкой без дискования (4) и с дискованием (5) - соответственно 1,45, 1,46 и 1,50 т/га. В остальных вариантах сбор зерна с 1 га снижался, по сравнению с контролем, на меньшую величину, однако различия были достоверными.
Лучшие удельные показатели в расчёте на 1 т произведенного зерна культур по затратам труда отмечены в варианте с комбинированной разноглубинной обработкой, где под просо проводили 2-кратное дискование, а под озимую и яровую пшеницы - вспашку (вариант 8), по расходу ГСМ и энергии - вариант с ежегодным лемешным лущением, по финансам - контрольный вариант. Близким к контролю по трём последним показателям был вариант 6 с комбинированной разноглубинной обработкой, где дискование на глубину 8.10 см проводили под пар - озимую пшеницу, лемешное лущение на глубину 14.16 см - под просо, вспашку на 20.22 или 28.30 см через ротацию севооборота - под яровую пшеницу (табл. 3).
Таким образом, применение в 4-польном зернопаровом севообороте под озимую, яровую пшеницы и просо ежегодно лемешного лущения на глубину 14.16 см позволяло собирать с 1 га пашни 1,64 т зерна, нести финансовые (7510 руб./т) и трудовые (2,74 чел.-час/т) затраты на уровне контрольного варианта с ежегодной вспашкой (соответственно 1,68 т/ га, 7442 руб./т, 2,67 чел.-час./т), обеспечивало снижение издержек, по отношению к вспашке, по ГСМ и энергии в расчете на 1 т зерна на 20,3 и 6,3 % без применения химических средств защиты растений.
К варианту с ежегодным лемешным лущением по расходу ГСМ, энергии и финансовых средств был близок вариант с комбинированной разноглубинной системой обработки почвы, где дискование на 8.10 см проводили в пару под озимую пшеницу, лемешное лущение на 14.16 см - под просо, вспашку на 20.22 или на 28.30 см через ротацию севооборота - под яровую пшеницу. Сочетание этих приемов обработки позволяло заделывать и перемешивать растительные остатки
с почвой, улучшать фитосанитарное состояние почвы и посевов и, наряду с ежегодной глубокой вспашкой, производить экологически безопасную продукцию без нанесения ущерба окружающей среде.
Литература.
1. Скороходов В. Ю., Зоров А. А. Особенности влияния парового поля на формирование агроценоза и продуктивность яровой пшеницы в полевых севооборотах региона с неустойчивым увлажнением // Российская сельскохозяйственная наука. 2021. № 5. С. 3-8. doi: 10.31857/S250026272105001X.
2. Азизов З. М. Значимость распределения влаги при полосном размещении сельхозугодий на земельной территории // Успехи современного естествознания. 2019. № 8. С. 13-21.
3. Ибрагимов Т. З. Интеллектуальный анализ в фитосанитарии: метод ассоциаций // Защита и карантин растений. 2022. № 1. С. 7-10. doi: 10.47528/1026-8634_2022_1_7.
4. Артохин К. С. Как оптимизировать применение пестицидов на уровне хозяйств // Защита и карантин растений. 2022. № 1. С. 23-33. doi: 10.47528/1026-8634_2022_1_7.
5. Гамзиков Г. П. Точное земледелие в Сибири: реальности, проблемы и перспективы // Земледелие. 2022. № 1. С. 3-8. doi: 10.24412/0044-3913-2022-1-3-9.
6. Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации: Указ Президента РФ от 1 декабря 2016 г. № 642. UPL: https: // reestr. extech.ru / docs / sntr.pdf (дата обращения: 30.11.2020).
7. Авилова А. В. Каковы перспективы органического земледелия в России? // Вестник Российской академии наук. 2016. Т 86. № 3. С. 237-243. doi: 10.31857/S0869587316030038.
8. Кирюшин В. И. Экологические функции ландшафта // Почвоведение. 2018. № 1. С. 17-25. doi.: 10.7868/S0032180X17010026.
9. Кудеяров В. Н. Эмиссия закиси азота из почв в условиях применения удобрений (аналитический обзор) // Почвоведение. 2020. № 10. С. 1192-1205. doi: 10.7868 / S0032180X20100 X.
10. Тихонович И. А., Завалин А. А. Перспективы использования азотфиксирующих и фитостимулирующих микроорганизмов для повышения эффективности агропромышленного комплекса и улучшения агроэкологиче-ской ситуации в Российской Федерации // Плодородие. 2016. № 5 (92). С. 28-32.
11. Долженко В. И. Защита растений: настоящее и будущее // Плодородие. 2018. № 1. С. 24-26. doi: 10.25680 / S19948603.2018.100.06.
12. Здоровая почва - условие устойчивости и развития арго- и социосфер (проблемно-аналитический обзор) / М. С. Соколов, В. М. Семёнов, Ю. Я. Спиридонов и др. // Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2020. № 1. С. 12-21. doi: 10.31857 / S0002332920010142.
13. Средообразующая роль фитосани-тарных культур, возделываемых по No-Till технологии в севооборотах / А. Н. Власенко, Н. Г. Власенко, П. И. Кудашкин и др. // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т 33. № 6. С. 5-9. doi: 10.24411 / 0235-2451-2019-10601.
14. Азизов З. М., Архипов В. В., Имашев И. Г. Изменение выхода зерна по ротациям
севооборотов в чернозёмной степи Нижнего Поволжья // Аграрный научный журнал, 2021. № 6. С. 4-8. doi: 10.28983/asj.y2021i6pp4-8.
Resource-saving systems of tillage in a 4-field grain-fallow crop rotation in the arid chernozem steppe of the Volga region
Z. M. Azizov, V. V. Arkhipov, I. G. Imashev
Federal Agricultural Research Center for South-East Region, ul. Tulaykova, 7, Saratov, 410010, Russian Federation
Abstract. The investigation aimed to determine the influence of resource-saving tillage systems and pesticide application on crop productivity and the phytosanitary state of crops in the crop rotation: bare fallow - winter wheat - millet - spring wheat. The work was carried out in 2013-2021 on southern heavy loamy chernozem in the Saratov region. The design of the experiment included the study of the following options: 1) annual ploughing at 28-30 cm (control); 2) annual shallow ploughing at 14-16 cm; 3) annual 2-fold disking at 8-10 cm; 4) annual flat-cut processing at 14-16 cm; 5-8) combinations of different-depth tillage methods. We did not apply pesticides during winter wheat cultivation. Seeds and crops of millet and spring wheat were treated with pesticides in options 3, 4, 5, 7, 8. For all crops, the smallest differences in crops infestation, in relation to the control, were noted with a single disking for millet or spring wheat in combination with ploughing in the crop rotation. For winter wheat, the variants with annual shallow ploughing or disking at 8-10 cm were close to the control, for millet - with shallow ploughing at 14-16 cm, for spring wheat - with ploughing to the depth of20-22 or 28-30 cm at the next rotation but one. Grain harvest from 1 hectare of crop rotation with annual shallow ploughing at 14-16 cm was almost equal to the control. With annual disking, flat-cutting and combined different-depth treatments, the value of this indicator was less than in the control. Consumption of fuels and lubricants and energy, as well as financial costs at the control level, were noted in the variant with disking for winter wheat, ploughing for millet, ploughing at 20-22 or 28-30 cm for spring wheat. This made it possible to improve the phytosanitary condition of the soil and crops without the use of pesticides, and to produce environmentally friendly products without damaging the environment.
Keywords: grain-fallow crop rotation; southern chernozem; ecology; annualplough-ing; yield; efficiency.
Author Details: Z. M. Azizov, D. Sc. (Agr.), leading researcher fellow(e-mail: raiser sara- § tov@mail.ru); V. V. Arkhipov, Cand. Sc. (Agr.), researcher fellow; I. G. Imashev, Cand. Sc. § (Agr.), researcher fellow. е
For citation: Azizov ZM, Arkhipov VV, Im- л ashev IG [Resource-saving systems of tillage е in a 4-field grain-fallow crop rotation in the 2 arid chernozem steppe of the Volga region]. 4 Zemledelie. 2022;(4):12-7. Russian. doi: ° 10.24412/0044-3913-2022-4-12-17. О
■ О
