CC BY
69
шшвяшшшшшшшшшшяшшштшшшшмшшшвш хяшшштшшжітятшшштяжтвжя* ттжж,; щят
НТП: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
УДК 631.5
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОСНОВНЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
Р. С. ШАКИРОВ, зав. отделом, доктор сельскохозяйственных наук
М.Ш. ТАГИРОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, директор
Татарский НИИСХ E-mail: tatniva@mail.ru
Резюме. В статье изложены результаты исследований, на базе которых разработаны адаптивные ресурсоэнергосберегающие технологии возделывания основных зерновых культур с максимальным использованием биологических факторов интенсификации земледелия, обеспечивающие расширенное воспроизводство плодородия почвы и стабильное получение запланированного урожая высокого качества с низкой себестоимостью.
Ключевые слова: ресурсо- и энергосберегающие технологии, зерновые культуры, биологические факторы, программируемый урожай.
В наших исследованиях была поставлена задача решения проблемы производства зерна путем применения ресурсоэнергосберегающих технологий с обязательным получением планируемой урожайности продукции высокого качества с небольшими затратами и воспроизводством плодородия почвы. В связи с этим мы разрабатывали технологии, которые базируются на максимальном использовании биологических факторов, пластичных высокоурожайных, устойчивых к болезням и вредителям сортов, высококачественных семян, интегрированной защиты растений с учетом ЭПВ, щадящем режиме обработки почвы энергосберегающими машинами нового поколения и на строгом соблюдении сроков проведения и качества полевых работ.
Из биологических факторов главное место отводилось севооборотам с посевами однолетних и многолетних бобовых трав, использованию сидера-тов, соломы, навоза, биологических удобрений,а в защите растений — применению защитностимули-рующих экологически безопасных средств.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в комплексных стационарных опытах Татарского НИИСХ в 1997-2004 гг. Почва опытного участка серая лесная среднесуглинистая с содержанием гумуса 3,02... 3,10 %, щелочногидролизуемого азота — 69,5...71,0 мг/кг, Р205 — 300 мг/кг, К20 —
80... 100 мг/кг, сумма поглощенных оснований —
20...21 мг-экв/100 г почвы, pH в пахотном и подпахотном слоях — 4,9 и 5,0.
Эффективность различных систем удобрений и основной обработки почвы, которые относятся к числу главных факторов формирования урожая изучали в двух севооборотах: зернопаротравяном (пар сидеральный — озимая рожь — яровая пшеница + люцерна — люцерна 1-3 г.п. — яровая пшеница — овес) и зернопаропропашном (пар сидеральный — озимая рожь — яровая пшеница — горох — озимая рожь — кукуруза — яровая пшеница — овес).
Опыт по основной обработке почвы включал варианты с отвальной вспашкой на глубину пахотного слоя (25...26 см) и минимальной обработкой (плоскорезное рыхление на 14... 15 см). На их фоне испытывали три системы удобрений: без удобрений (абсолютный контроль); органоминеральная; минеральная. Органические удобрения вносили в количестве 3,5 т/га зеленой массы сидерата и 6,13 т/га соломы, нормы минеральных удобрений рассчитывали расчетно-балансовым методом на запланированные урожаи зерна злаковых культур 4,0 т/га, сена многолетних трав — 7,0 т/га, зеленой массы кукуру-
Таблица 1. Изменение содержания элементов плодородия в пахотном слое по чвы за первую ротацию севооборотов в слое 0...25 см (1997-2004 гг.)
Система удобрений Зернопаротравяной Зернопаропропашной
способ обработки почвы
вспашка плоскорезное рыхление вспашка плоскорезное рыхление
Содержание гумуса, %
Исходное 3,10 3,10 3,02 3,02
Без удобрений 3,25 3,31 2,95 3,09
Органоминеральная 3,84 3,94 3,15 3,35
Минеральная 3,64 3,84 3,05 3,10
Щелочногидролизуемый азот, мг/кг почвы
Исходное 71,0 71,0 69,5 69,5
Без удобрений 75,6 78,1 64,9 67,9
Органоминеральная 96,0 98,5 72,5 77,9
Минеральная 81,2 86,8 70,2 71,3
Р205, мг/кг почвы
Исходное 300,0 300,0 300,0 300,0
Без удобрений 322,5 325,0 272,0 290,0
Органоминеральная 360,0 410,0 360,0 377,5
Минеральная с 330,0 360,0 350,0 360,1
к20, мг/кг почвы
Исходное 100,0 100,0 80,0 80,0
Без удобрений 95,0 114,0 74,8 78,0
Органоминеральная 136,0 186,0 136,0 186,0
Минеральная 118,0 123,0 88,0 123,0
зы — 40,0 т/га. За 2-3 дня до посева семена обрабатывали комплексным стимулирующим гуматизиро-ванным составом. При этом общепринятые дозы химического фунгицида уменьшали на 50 %, а в случае слабой пораженное™ семенного материала болезнями исключали вообще. Это сокращало затраты на протравливание семян на 60 %.
Определение содержания гумуса, технологических качеств зерна и другие анализы проводили общепринятыми методами в сертифицированных аналитических лабораториях.
Результаты и обсуждение. По итогам первой ротации зернопропашного севооборота на фоне вспашки без внесения удобрений отмечено уменьшение содержания гумуса. В зернопаротравяном севообороте во всех вариантах зафиксирован его положительный баланс. Такая ситуация связана с тем, что, по нашим наблюдениям, за три года вегетации люцерны даже без внесения удобрений в почве накапливается около 13 т/га абсолютно-сухого вещества корней и пожнивных остатков, а при органоминеральной системе удобрений величина этого показателя достигает 22 т/га.
Содержание щелочногидролизуемого азота, Р205 и К20 в почве также было больше в зернопаротравяном севообороте.
В целом за ротацию восьмипольного севооборота с тремя полями люцерны без удобрений содержание гумуса увеличилось в зависимости от системы обработки почвы на 0,15...0,21 %, щелочногидролизуемого азота — на 4,6...7,1 мг/кг почвы подвижного фосфора (Р20,) — на 22,5 и 25, обменного калия (К^О) — на 5...14 мг/кг почвы, по сравнению с исходными показателями. Наибольшие величины соответствуют варианту с плоскорезным рыхлением.
В составе органического вещества почвы в зернотравяном севообороте отношение С : С. до нача-
ГК фк
ла опыта в слое 0... 30 см составляло 1,74. К концу ротации на фоне естественного плодородия оно увеличивалось до 1,83, а при внесении удобрений — до
2,01...2,17. Таким образом, в этом севообороте качественный состав гумуса сохраняется даже без внесения удобрений, а при их использовании он улучшается. В случае возделывания сельскохозяйственных культур на фоне естественного плодородия при такой структуре посевных площадей накопление гумуса составляло 660 кг/га, а при использовании органоминеральной системы удобрений с внесением си-дерата и соломы, оно достигает 1,06 т/га. Таким образом, в севообороте с тремя полями бобовых многолетних трав восполнить минерализацию гумуса можно без органических удобрений. Следует отметить, что это возможно только при урожайности надземной зеленой массы не менее 300...350 ц/га.
После завершения первой ротации восьмипольного зернопаропропашного севооборота при плоскорезном рыхлении наблюдалось некоторое увеличение содержания гумуса (0,07 %), а при классической обработке — снижение (0,07 %), что объясняется усилением его минерализации при вспашке. В варианте с органоминеральной системой удобрений внесение свежего органического вещества (сидера-ты, солома) на фоне плоскорезной обработки способствовало увеличению концентрации гумуса в пахотном горизонте, по сравнению с исходным показателем, на 0,33 %. Одновременно отношение Сге : Сфк расширилось до 2,22, что свидетельствует об увеличении количества суммы гуминовых кислот.
При интенсивной технологии с использованием только минеральных удобрений, а также систематической отвальной вспашки в течение 7 лет, содержание гумуса, по сравнению с исходным, увеличилось незначительно (на 0,03 %), а соотношение Сгк: Сфк сузилось.
Таким образом, в зернопаропропашном севообороте в отличие от зернопаротравяного внесение одних минеральных удобрений не обеспечивает восполнения минерализованного гумуса почвы, даже при увеличении поступления пожнивных остатков в результате повышения урожайности возделываемых культур. В связи с этим для воспроизводства плодородия серых лесных почв в зернопаропропашном севообороте необходимо внесение органических удобрений (сидераты, солома) с добавлением необходимых расчетных доз минеральных туков.
При обоих способах обработки почвы строение ее пахотного слоя и плотность сложения значительно улучшились, по сравнению с исходными величинами (табл. 2).
К концу ротации зернопаротравяного севооборота плотность сложения пахотного слоя почвы благодаря структурообразующей роли люцерны достигла оптимальных значений во всех вариантах (1,06... 1,13 г/см3). На фоне органоминеральной системы удобрений при плоскорезном рыхлении она снизилась до 0,9 г/см3, что свидетельствует о возможности перехода на прямой посев. В этом же варианте урожайность возделываемых культур оказалась ближе к запланированному уровню, а в отдельных случаях превысила его. При плане 4,0 т/га зерн. ед. продуктивность пашни в случае применения ресурсосберегающей технологии (максимальное использование биологических факторов земледелия, щадящий ре-
Таблица 2. Объемная масса почвы к концу ротации зернопаротравяного севооборота в зависимости от системы удобрений и обработки почвы, г/см3
Система удобрений Вспашка Плоскорезное рыхление
, к концу исходная ротации , к концу исходная ротации
горизонт, см
0...20\20...30\0...20\20...30\0...20\20...30\0...20\20...30
Без удобрений (контроль) 1,45 1,45 1,06 1,05 1,40 1,52 1,13 1,13 Органоминеральная 1,37 1,51 1,06 0,97 1,45 1,52 0,90 1,03
жим обработки почвы, органоминеральная система удобрений) достигла 4,94 т/га зерн. ед. в год. Для производства такого количества продукции потребовалось дополнительное использование азота в количестве 16 кг/га д.в. и калия — 20 кг/га д.в.
При внесении только минеральных удобрений в зернопаротравяном севообороте (интенсивная технология: максимальное использование минеральных удобрения и химических средств защиты растений, классическая система обработки почвы) для достижения продуктивности пашни 4,55 т/га зерн. ед. в год (план — 4 т/га) понадобилось ежегодное внесение 172,8 кг/га д.в. (ТЧ^Р^К^). Экстенсивная технология
год (Ы^Р^Кэд). В варианте с использованием естественного плодородия почвы в сочетании с отвальной обработкой почвы продуктивность пашни составила 2,5 т/га зерн. ед.
Согласно результатам экономического анализа в обоих севооборотах производство наиболее рентабельно (70,9... 177,5 %) при органоминеральной системе удобрения с плоскорезным рыхлением почвы (ресурсосберегающая технология). Себестоимость 1 ц зерн. ед. в зернопаротравяном севообороте в этом случае составила 93 руб. 50 коп., в зернопаропропашном — 115 руб. 50 коп., расход ГСМ соответственно 33,46 и 38,3 кг/га (табл. 3).
Таблица 3. Экономическая эффективность адаптивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур в севооборотах
Технология Продуктивность пашни, т/ц зерн. ед. Стоимость валовой продукции, руб./га За- тра- ты, рубУга Себестоимость, руб./ц зерн. ед. Условный чистый доход, руб./га Уровень рентабельности, % Расход ГСМ, кг/га
Восьмипольный зернопаротравяной севооборот
Экстенсивная (контроль) 3,00 7693,0 3464,3 115,5 4228,7 122,1 52,5
Интенсивная 4,55 11845,0 8439,8 185,5 3405,2 40,3 66,3
Энергосберегающая,
биологизированная 4,94 12817,8 4619,1 93,5 8198,7 177,5 33,46
Восьмипольный зернопаропропашной севооборот
Экстенсивная (контроль) 2,50 5346,6 5034,10 201,3 311,9 6,2 50,3
Интенсивная 4,34 8641,0 9798,59 225,8 1157,5 -11,8 64,8
Энергосберегающая,
биологизированная 4,52 8922,5 5221,96 115,5 3702,0 70,9 38,3
(без удобрений и средств защиты растений, классическая система обработки почвы) обеспечила получение 3,00 т/га зерновых единиц, а урожайность отдельных злаков составляла 2,68...3,72 т/га зерна.
Аналогичные закономерности выявлены и в зернопаропропашном севообороте. Наилучшие показатели (4,52 т/га зерн. ед.) зафиксированы в варианте с органоминеральной системой удобрений и плоскорезной обработкой почвы (ресурсосберегающая технология), где кроме заделки органического вещества применяли 106 кг/га д.в. минеральных удобрений (^Р^) в год. В случае использования только минеральных удобрений на фоне вспашки (интенсивная технология) для достижения почти такой же продуктивности пашни (4,34 т/га зерн. ед.) потребовалось внесение 219 кг д.в. NPK на 1 га в
В остальных вариантах себестоимость повышается, а рентабельность производства уменьшается. Более того, в зернопаропропашном севообороте при внесении только минеральных удобрений на фоне вспашки производство убыточно (-11,8 %), что объясняется применением высокой дозы удобрений (219 кг/га д.в.).
Выводы. Таким образом, ресурсоэнергосберегающая технология, которая базируется на зернопаротравяном севообороте, органоминеральной системе удобрений, минимальной обработке почвы, обеспечивает повышение урожайности возделываемых культур и продуктивности пашни в 1,5-2 раза, экономию удобрений на 40...50 %, ГСМ — на 25...35 %, повышает плодородие почвы, а также уровень рентабельности производства зерна (до 177 %).
Литература.
1. Болотов А. Т. Избранные сочинения по агрономии, плодоводству, лесоводству, ботанике общества испытателей природы. — М., 1952. — 482с.
2. БолоовА.Т. О разделении полей. // Труды Вольно-экономического общества. — СПБ, 1971. — 177с.
3. Комов И.М. О земледелии. — СПБ, 1988.
4. Ермолов А.С. Организация полевого хозяйства. Изд. 4-ое. — СПБ, 1901. — 590 с.
5. Советов А. В. О системах земледелия. // Избранные сочинения. М.: Сельхозгиз, 1950.
6. Стебут И.А. Из соч. в 2-х томах. — М.: Сельхозгиз, 195. — т. 2. Вопросы земледелия, растениеводства и образования. — 631 с.
7. Прянишников Д. П. Об удобрении полей в севооборотах. — Изд-во МСХ РСФСР, 1962.
RESOURCE-SAVING TECHNOLOGIES OF MAIN GRAIN CULTURES CULTIVATION R.S. Shakirov, M.Sh. Tagirov
Summary. This article outlines the investigation results; on the basis of them were developed the adaptive resource-energy-saving technologies of main grain cultures cultivation with the maximum usage of biological factors of farming intensification, providing expanded reproduction of soil fertility and stable obtaining of planned yield of high quality with low cost.
Key words: resource and energy-saving technologies, grain crops, biological factors, programmed yield.
