CC BY
41
УДК 631.51:632.82:632.954
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР В СЕВООБОРОТЕ
А.Э. Лощинина, А.А.Борин.
Ивановская государственная сельскохозяйственная академия им. Д.КБеляева
В 2013-2017 гг. на типичных для большинства хозяйств Ивановской области дерново-подзолистых легкосуглснсстых почвах изучались агротехнологсс разной интенсивности (обработка почвы, удобрения, гербициды) в стационарном полевом севообороте. Сравнивались четыре системы обработке почвы: отвальную (общепринятую), плоскорезную (ресурсосберегающую), комбинированную (отвально-плоскорезную) с мелкую (ресурсосберегающую). На фоне обработок под культуры севооборота применялись удобрения с гербициды. Системы обработке почвы, обеспечивающее различное распределение пожнсвно-корневых остатков в обрабатываемом слое почвы, способствовали созданию однородного по содержанию гумуса пахотного слоя пре отвальной с комбинированной системах с его дсфференцсацсс по слоям при плоскорезной с мелкой системах. Удобрения обеспечили наиболее весомые прибавки урожая, меньший эффект получен от применения гербицидов с систем обработки почвы.
Ключевые слова: обработка почвы, удобрения, гербициды, засоренность, урожайность, агрофизика, экономическая оценка.
Введение. Одним из важнейших элементов систем земледелия является обработка почвы, которой принадлежит ведущая роль в регулировании водного, воздушного и пищевого режимов и создания оптимальных условий для роста и развития растений [3,7,8].В настоящее время в целях энерго- и ресурсосбережения весьма актуально ведение сберегающего сельского хозяйства. Наиболее приоритетным в данном направлении является замена традиционных технологий возделывания сельскохозяйственных культур на почвозащитные. Ресурсосберегающие технологии обработки почвы (нулевая, плоскорезная, чизельная, поверхностная) в последние годы получают всё большее распространение. Они направлены на уменьшение энергетических и трудовых затрат при производстве сельскохозяйственной продукции. Оставление на поверхности растительных остатков и стерни при проведении обработок без интенсивного крошения и обора-
чивания почвы, сдерживает процесс минерализации органического вещества [4].
В связи с сокращением применения органических и минеральных удобрений наиболее радикальным и малозатратным средством обогащения почвы органическим веществом являются растительные остатки и соломенная резка, вносимая в почву при уборке зерновых культур. В большинстве стран мира солома не удаляется с поля, а заделывается в верхний слой почвы [6,9].
Насыщение верхнего слоя почвы растительными остатками, при проведении обработки почвы без оборачивания, повышает её водоудерживающую способность и препятствует испарению влаги [5]. Однако этот способ имеет ряд недостатков: трудности с заделкой удобрений, слабое крошение обрабатываемого слоя и недостаточно эффективная борьба с сорняками [1,2].
Цель исследований - изучить влияние различных систем обработки почвы в комплексе с применением удоб-
рений и гербицидов на плодородие дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы и урожайность культур зернопаро-пропашного севооборота в условиях Верхневолжья.
Методика. Исследования проводятся в стационарном полевом севообороте кафедры агрохимии и земледелия Ивановской ГСХА заложенным в 1989 году, со следующим чередованием культур: пар чистый - озимая пшеница - овес с подсевом клевера лугового - клевер луговой - озимая рожь - картофель - ячмень. Почва - дерново-подзолистая легкосуглинистая. Пахотный слой мощностью 20 - 22 см перед закладкой характеризовался следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса - 2,10%, рНсол. - 5,7, сумма поглощенных оснований 17 мг-экв./100г почвы, подвижных форм фосфора 200, обменного калия -185 мг/кг почвы.
В севообороте изучаются четыре системы обработки почвы: ежегодная отвальная - общепринятая для Верхневолжья (контроль), ежегодная плоскорезная (ресурсосберегающая), ежегодная комбинированная (отвально-плоскорезная) и ежегодная мелкая (ресурсосберегающая). Опыт заложен методом расщепленных делянок. В нём изучаются системы обработки почвы - фактор А, удобрения -фактор Б, и гербициды - фактор С (табл. 1). За вегетационный период, по общепринятым методикам и ГОСТам определяли плотность сложения, твердость и агрохимические показатели почвы, засоренность посевов и урожайность. Проведена экономическая оценка различных технологий возделывания.
Результаты. При выращивании сельскохозяйственных культур наиболее рыхлое сложение пахотного слоя отмечается после проведения основной обработки почвы и составляет 1,20-1,22 г/см3 (НСРо5=0,01) при отвальной и комбинированной обработках и 1,25-1,27 г/см3 (НСР05=0,02) при плоскорезной и мелкой. Предпосевные обработки незначительно ( на 0,02-0,10 г/см3) изменяли плотность почвы. В дальнейшем, под действием факторов уплотнения, почва стремится к равновесному состоянию. Следует отметить, что при отвальной обработке скорость оседания и уплотнения почвы была выше, чем при плоскорезной. Самая высокая плотность отмечена при использовании мелкой системы обработки почвы. Однако в целом показатели плотности были близки к оптимальным значениям для культур севооборота. Системы обработки почвы оказали влияние на твердость пахотного слоя, значения которого изменялись от 7,6-9,9 кг/см2 в поле чистого пара и картофеля с периодической культивацией или рыхлением междурядий, до 10,8-12,1 кг/см2 под яровыми зерновыми культурами. Более высокие показатели твердости отмечены под озимыми культурами (12,9-14,8) и клевером - 16,5-17,0 кг/см2, что связано с длительным промежутком времени после проведения обработок почвы. В течение вегетационного периода твердость пахотного слоя, при отвальной системе обработки, была несколько меньше, по сравнению с другими вариантами, что коррелирует с данными по плотности сложения почвы. Максимальные значения твердости выявлены при мелкой системе обработки почвы, за счет большей плотности слоя 10-20 см.
Таблица 1
Схема трехфакторного полевого опыта
Фактор А Фактор В Фактор С
Система обработки почвы Удобрения Гербициды
основная предпосевная
Отвальная вспашка культивация (10-12 см) КПС-4 + БЗТС-1 без удобрений без гербицида
(20-22 см) ПЛН-3-35 озимая пшеница и рожь: основное -(КРК)30 , подкормка - N30 ячмень и овес: под предпосевную обработку -(КРК)э0, картофель: перед ячмень, озимая пшеница и рожь -Балерина 0,5 л/га; овес и клевер - Гер-битокс 1,0 л/га; картофель - Торнадо 2,0 л/га.
Плоскорезная обработка без оборачивания почвы (2022см) КПГ-2,2 культивация (10-12см) КПЭ-3,8 и БИГ-3
Комбинированная вспашка (20-22см) ПЛН-3-35 культивация (10-12см) КПЭ-3,8 и БИГ-3
посадкой - (КРК)60; клевер: подкормка весной - К30.
Мелкая дискование (14-16см) БДТ-3 культивация (10-12см) КПС-4 + БЗТС-1
Результаты исследований показали, что удобрения и различные системы обработки почвы не оказали значительного влияния на изменение агрохимических показателей: рНсол. за четыре ротации севооборота изменилась с 5,7 до 5,2 (НСР05 = 0,4), сумма поглощенных оснований с 17 до 24 мг-экв./100 г почвы (НСР05 = 4,2), содержание подвижного фосфора уменьшилось с 200 до 190 мг/кг почвы (НСР05 = 14,0), а обменного калия, наоборот, увеличилось с 185 до 210 мг/кг почвы (НСР05 = 18,5). Различающиеся по способу и глубине системы обработки почвы обеспечивали различное распреде
ление пожнивно-корневых остатков в обрабатываемом слое почвы, а также разные условия для протекания биохимических процессов их превращения. Установлено, что при отвальной и комбинированной системах обработки распределение содержания гумуса в различных частях пахотного слоя имеет гомогенный характер, а в вариантах плоскорезной и мелкой - гетерогенный, с большей гуму-сированностью слоя 0-10 см, что связано с высокой степенью концентрации органических веществ в поверхностном слое почвы (рис. 1).
Рис. 1. Содержание гумуса прс разных системах обработке почвы (%), 2016г.
В полевом севообороте проводились учеты видового и количественного состава сорняков и их биомассы. Было изучено действие систем обработки почвы и разных гербицидов на сорный компонент агрофитоценоза. Засоренность посевов возделываемых культур по численности и массе сорных растений различалась, однако общей закономерностью является увеличение числа сорняков по плоскорезной и мелкой системам об-
работки почвы, по сравнению с отвальной. При учете засоренности посевов до обработки гербицидами, численность сорняков по плоскорезной и мелкой обработкам была в 1,5 и 1,6 раза больше по сравнению с отвальной. Учет засоренности перед уборкой показал на значительное снижение численности сорняков, по вариантам с применением гербицидов (табл. 2).
Таблица 2
Влсянсе гербицидов на засоренность культур севееберета
Культура До обработки гербицидами Перед уборкой Техническая эффективность, % Сни-же-ние массы, %
численность сорняков, шт/м2 сырая масса, г численность сорняков, шт/м2 сырая масса, г
малолетние многолетние малолетние много-летние мало-летние много-летние
Озимая пшеница 30 8 91 9 3 17 70,0 62,5 81,3
Овес + клевер 37 6 206 10 2 35 73,0 66,7 83,0
Клевер 25 5 185 5 2 35 80,0 60,0 81,1
Озимая рожь 43 7 141 11 2 23 74,4 71,4 83,7
Картофель 7 4 85 3 2 24 57,2 50,0 71,8
Ячмень 46 6 272 12 3 30 73,9 50,0 89,0
НСР05 5,2 0,1 28,3 2,0 0,1 3,6
Из изучаемых факторов повышения плодородия (обработка почвы, удобрения, гербициды), наиболее значимое влияние на рост, развитие и урожайность возделываемых культур оказали удобрения (табл. 3). Применение гербицидов в севообороте обеспечило существенный эффект - 0,14-0,34 т/га (НСР05 = 0,13). В среднем по культурам севооборота, плоскорезная система обработки почвы обеспечила прибавку урожая по сравнению с отвальной (контроль) 0,08 т/га. Комбинированная система обработки почвы дала прибавку урожая 0,05, а мелкая - снижение 0,40 т/га (НСР05 = 0,05). Наибольший эффект от комплексного применения удобрений и гербицидов получен по
плоскорезной и отвальной системам обработки почвы.
Расчет экономической эффективности показал снижение производственных затрат по ресурсосберегающим (плоскорезной и мелкой) обработкам на 0,6 и 0,9 тыс.руб/га или на 3,8 и 5,7% по сравнению с отвальной. С экономической точки зрения наименее затратной является мелкая система обработки почвы.
Наиболее высокий чистый доход в севообороте обеспечила плоскорезная система обработки почвы, в комплексе с применением удобрений и гербицидов -35,3 тыс.руб/га или на 6,6% больше, чем по отвальной.
Таблица 3
Эффектсвнесть прсмененся удобрений прс разных системах обработке почвы (т/га)
Культура севообо рота Выход
овес + клевер клевер (сено) вало-
Система обработки почвы Удобрения озимая пшеница озимая рожь картофель ячмень вой энергии, ГДж/га
Отвальная 0 2,84 2,25 3,79 2,63 20,7 2,01 39,0
(контроль) КРК 3,80 3,03 4,66 3,53 23,5 2,76 49,5
Плоскорезная 0 2,94 2,22 3,70 2,72 21,1 1,99 39,7
КРК 3,88 2,94 4,62 3,67 24,0 2,72 50,2
Комбиниро- 0 2,85 2,28 3,73 2,65 21,0 2,00 39,3
ванная КРК 3,72 3,03 4,67 3,52 23,8 2,80 49,7
Мелкая 0 2,77 2,19 3,62 2,57 18,7 1,98 37,1
КРК 3,60 2,88 4,45 3,40 21,4 2,72 46,8
Среднее 0 2,85 2,23 3,71 2,64 20,4 2,00 38,8
КРК 3,75 2,97 4,60 3,53 23,2 2,75 49,0
Прибавка от удобрений 0,90 0,74 0,89 0,89 2,8 0,75 10,2
Повышение, % 31,6 33,2 24,0 33,7 13,7 37,5 26,3
НСР05 0,14 0,21 0,30 0,18 2,3 0,16
Выводы:
1. Изучаемые системы обработки оказали влияние на агрофизические свойства почвы. Большая плотность сложения пахотного слоя (1,35 г/см3) и твердость (12,0 кг/см2) отмечены по мелкой обработке.
2. Содержание гумуса в различных частях пахотного слоя при отвальной и комбинированной системах обработки имеет гомогенный характер, а в вариантах плоскорезной и мелкой обработки -гетерогенный, с большим содержанием в слое 0-10 см.
3. Приемы обработки почвы с меньшей глубиной (мелкая) и без оборачивания пахотного слоя (плоскорезная) увеличивали засоренность посевов в 1,5 и 1,6 раза по сравнению с отвальной. Техническая эффективность от применения гербицидов на малолетних сорняках составила 57,2-80,0%, а на многолетних -50,0-71,4%.
4. Ресурсосберегающие системы обработки почвы (плоскорезная и мелкая) способствовали снижению производственных затрат на 0,6 и 0,9 тыс.руб/га или на 3,8 и 5,7% по сравнению с отвальной.
ЛИТЕРАТУРА
1. Борин А.А., Коровина О.А., Лощинина А.Э. Обработка почвы в севообороте // Земледелие. 2013. № 2. С. 20-22.
2. Борин А.А, Лощинина А.Э. Влияние обработки почвы в комплексе с применением удобрений и гербицидов на урожайность культур севооборота // Земледелие. 2015. №7. С. 17-20.
3. Дридигер В.К., Кащаев Е.А., Стукалов Р.С., Паньков Ю.И., Войцеховская С.С. Влияние технологии возделывания сельскохозяйственных культур на их урожайность и экономическую эффективность в севообороте // Земледелие. 2015. №7. С. 20-23.
4. Еськов А.И., Русакова И.В. Повышение эффективности использования растительных остатков в ресурсосберегающих технологиях // Совершенствование научных основ, технологий производства и применения органических удобрений (1996-2011 гг.). Владимир. 2013. С. 506512.
5. Кульков В., Данилов А., Шишкин А. Почвозащитная и минимальная обработка чистого пара под озимую рожь в Саратовской области // Главный агроном. 2013. №7. С. 9-11.
6. Лукин С.М. Экологические проблемы производства и применения органических удоб-
рений в земледелии России // Экологические проблемы использования органических удобрений в земледелии. Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Владимир. ФГБНУ ВНИИОУ, 8-10 июля. 2015. С. 19-28.
7. Матюк Н.С., Полин В.Д., Николаев В.А. Изменение агрофизических свойств почвы под действием приемов обработки и удобрений // Владимирский земледелец. 2015. №2 (72). С.12-14.
8. Николаев В.А., Мазиров М.А., Зинчен-ко С.И. Влияние разных способов обработки на агрофизические свойства и структурное состояние почвы // Земледелие. 2015. №5. С. 18-20.
9. Юмашев Х.С., Брагин В.Н. Использование соломы для восполнения запасов органического вещества почвы в земледелии Челябинской области // Экологические проблемы использования органических удобрений в земледелии. Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Владимир. ФГБНУ ВНИИОУ, 8-10 июля 2015. С. 112-122.
Рукопись поступила в редакцию 23.04.2018
RESOURCE-SAVING TECHNOLOGIES OF CULTIVATION OF FIELD CROPS IN CROP ROTATION
A. Loshchinina, А.Borin.
In 2013-2017 on typical for the most of the farms of the Ivanovo area dernovo-podsolic light-loamy soils studied agrotechnologies of different intensity (processing of soil, fertilizer, herbicides) in a stationary field crop rotation. Four systems of processing of soil were compared: moldboard plowing (standard), flat plowing (resource-saving), combined (moldboard plowing, flat plowing) and shallow plowing (resource-saving). On the background of treatments under cultures of a crop rotation applied fertilizers and herbicides. Soil processing systems, that provide a different distribution of crop residues in the treated soil layer, contributed to the creation of a homogeneous content of humus of topsoil in the moldboard plowing and combined systems and its differentiation by layers in the flat plowing and shallow plowing systems Fertilizers have provided the most powerful increases of a crop, the smaller effect is received from application of herbicides and systems of processing of soil.
Key words: processing of soil, fertilizer, herbicides, contamination, productivity, agrophysics, economic estimation.
References
1. Borin A.A., Korovina O.A., Loshchinina A.EH. Obrabotka poch
vy v sevooborote /. Zemledelie. 2013. № 2. S. 20-22.
2. Borin A.A, Loshchinina A.EH. Vliyanie obrabotki pochvy v komplekse s primeneniem udobrenij i gerbi-cidov na urozhajnost' kul'tur sevooborota .Zemledelie. 2015. №7. S. 17-20.
3. Dridiger V.K., Kashchaev E.A., Stukalov R.S., Pan'kov YU.I., Vojcekhovskaya S.S. Vliyanie tekhnologii vozde-lyvaniya sel'skohozyajstvennyh kul'tur na ih urozhajnost' i ehkonomicheskuyu ehffektivnost' v sevooborote . Zemledelie. 2015. №7. S. 20-23.
4. Es'kov A.I., Rusakova I.V. Povyshenie ehffektivnosti ispol'zovaniya rastitel'nyh ostatkov v resursos-beregayushchih tekhnologiyah. Sovershenstvovanie nauchnyh osnov, tekhnologij proizvodstva i primeneniya orga-niche-skih udobrenij (1996-2011 gg.). Vladimir. 2013. S. 506-512.
5. Kul'kov V., Danilov A., SHishkin A. Pochvozashchitnaya i minimal'naya obrabotka chistogo para pod ozimuyu rozh' v Saratovskoj oblasti /. Glavnyj agronom. 2013. №7. S. 9-11
6. Lukin S.M. EHkologicheskie problemy proizvodstva i primeneniya organicheskih udobrenij v zemledelii Rossii // EHkologicheskie problemy ispol'zovaniya organicheskih udobrenij v zemledelii. Sbornik nauchnyh trudov Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. Vladimir. FGBNU VNIIOU, 8-10 iyulya. 2015. S. 19-28.
7. Matyuk N.S., Polin V.D., Nikolaev V.A. Izmenenie agrofizicheskih svojstv pochvy pod dejstviem prie-mov obrabotki i udobrenij .Vladimirskij zemledelec. 2015. №2 (72). S.12-14.
8. Nikolaev V.A., Mazirov M.A., Zinchenko S.I. Vliyanie raznyh sposobov obrabotki na agrofizicheskie svojstva i strukturnoe sostoyanie pochvy .Zemledelie. 2015. №5. S. 18-20.
9. YUmashev H.S., Bragin V.N. Ispol'zovanie solomy dlya vospolneniya zapasov organicheskogo vesh-chestva poch-vy v zemledelii CHelyabinskoj oblasti . EHkologicheskie problemy ispol'zovaniya organicheskih udobrenij v zemle-delii. Sbornik nauchnyh trudov Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. Vladimir. FGBNU VNIIOU, 8-10 iyulya 2015. S. 112-122.
