CC BY
19дтнли™
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
УДК:631.51:631.6.02
Гаевая Э.А., кандидат биологических наук, Тарадин С.А.
ФГБУН «Федеральный Ростовский аграрный научный центр»
Ресурсосбережение при основной обработке почвы на эрозионно-опасных склонах Ростовской области
Ресурсосбережение в земледелии осуществляется за счет одной из главных и наиболее дорогостоящей технологической операции -обработки почвы.Нарядус чисто агрономическим содержанием этой технологической операции она также имеет и экономическое значение. Поскольку обработка почвы наиболее затратная и дорогостоящая часть возделывания сельскохозяйственных культур она должна быть оптимизирована [1-2].
Далеко еще не все вопросы обработки почвы решены как в теоретическом, так и в прикладном аспекте. Нередки случаи, когда тот или иной вид обработки без учета экологических и иных конкретных условий преподносится как универсальный для повсеместного применения. В последнее время стали широко применять нулевую обработку почвы. Воспринимать ее следует как крайний вариант минимизации, не для решения всех вопросов и не во всех по-чвенно-климатических условиях [3-4]. Столь же бессмысленна, как излишняя минимизация, так и излишняя обработка почвы. Более того, ежегодная вспашка требует значительных материальных и временных затрат, но и ещё разрушительна для почвы. Как другая крайность она также не пригодна для успешного возделывания культур в севообороте. Излишняя глубина обработки в эрозионноопасных условияхуси-
ливает разрушительные процессы - будь то водная эрозия или дефляция почв [5].
Целью исследования явилось изучение влияния различных систем обработки почвы на урожайность сельскохозяйственных культур и возможностью замены их ресурсосберегающими способами обработки почвы на эрозионно-опасных склонах Ростовской области.
Материалы и методы. Исследования проводили в многофакторном стационарном опыте, расположенном на склоне балки Большой Лог в Аксайском районе Ростовской области. Опыт заложен в системе контурно-ландшафтной организации территории склона юго-восточной экспозиции крутизной до 3,5-4,0° с комплексом гидротехнических простейших сооружений. Изучали четыре си-
стемы основной обработки почвы под яровые культуры:
- чизельная обработка - осуществляется чизельным плугом ПЧ-2,5, как основная обработка на глубину 27-30 см под подсолнечник, 23-25 см под горох и на 20-22 см под ячмень;
- комбинированная обработка - комбинированным почвообрабатывающим агрегатом АКВ-4; глубина обработки под яровые культуры - 14-15 см;
- поверхностная (дискование) -бороной дисковой тяжёлой БДТ-3 на максимально возможную глубину до 20-22 см под горох и подсолнечник, и на 14-15 см - под ячмень;
- отвальная обработка (вспашка) - плугом ПН-4-35 под горох на глубину 23 -25 см, под ячмень на 20-22 см, под подсолнечник -27-30 см.
Склон балки Большой Лог, Аксайский район, Ростовская область
№6 август 2019
А1РЦФОРУМ
Обработка почвы зависела от чередования культур в севообороте, а также от объемов и сроков внесения органических и минеральных удобрений. Одним из показателей, при помощи которого оценивается результат выполнения обработки почвы, является её плотность. Изменялась плотность почвы, как в течение вегетационного периода яровых культур, так и в осенне-зимние месяцы. После выполнения основной обработки почва имела наименьшую плотность, к уборке она увеличивалась, и особенно это было отмечено перед основной обработкой. В течение всего
вегетационного периода почва по этому показателю стремилась к равновесному состоянию. Так, в период сева яровых плотность почвы в слое 0-30 см составляла 1,09-1,16 г/см3, а перед уборкой она увеличивалась до 1,16-1,24 г/см3. В посевах подсолнечника плотность почвы перед уборкой была выше, чем по яровым зерновым культурами (таблица 1.).
Использование поверхностных обработок под яровые культуры незначительно увеличивало плотность почвы, но она оставалась в оптимальных пределах. Поверхностные обработки выполняются на глубину, не превышающую 1015 см. Эта глубина достаточна для выполнения качественного сева и заделки семян в почву.
Не во всех случаях равновесная плотность почвы оптимальна для возделывания сельскохозяйственных культур. В большинстве случаев показатели плотности, выше необходимых для нормального формирования растений. Разница между оптимальной для растения и равновесной плотностью, определяет необходимость в обработке почвы. И, наоборот, если эта разница невелика - создаются предпосылки для минимизации обработки.
В большинстве степных районов одной из главных задач обработки почвы в севооборотах является создание условий для накопления, а также сохранения
и рационального использования доступной влаги. Особенно это проблема актуальна для эрози-онно-опасных склонов. Излишне плотная почва плохо впитывает атмосферную влагу, слишком рыхлая хорошо впитывает, но также легко теряет ее. Для того чтобы создавался запас почвенной влаги и его можно было бы рационально использовать нужна оптимальная для конкретныхусловий плотность почвы. Предотвращение эрозионных процессов возможно при выполнении основной обработки почвы поперек склона, образующиеся борозды способны задерживать талую воду, а рыхлая почва в большей степени её впитывает.
Запас влаги под яровыми культурами существенно различается при всех способах обработки почвы - как традиционной, так и минимизированной. Глубокиеобработки почвы, такие как чизельная и отвальная накапливают больше влаги в метровом слое (5,2-8,9 %), чем мелкие или поверхностные обработки (таблица 2.).
Накопление влаги в основном достигается за счет оптимального соотношения капиллярных и некапиллярных промежутков в структуре почвы. В условиях недостаточной влагообеспеченно-сти оно должно составлять 2,5:1, при достаточном увлажнении (до 80-85 % НВ) некапиллярная скважность должна составлять 13-15 % объема почвы.
Таблица 1.
Плотность почвы под яровыми культурами в зависимости от обработки почвы и от фазы
вегетации, в слое 0-30 см, г/см3
Обработка почвы Посев Уборка
Подсолнечник Яровой ячмень Горох Подсолнечник Яровой ячмень Горох
Чизельная 1,14 1,14 1,16 1,22 1,16 1,18
Комбинированная 1,15 1,15 1,14 1,24 1,18 1,20
Поверхностная 1,15 1,16 1,16 1,24 1,19 1,18
Отвальная 1,09 1,10 1,10 1,20 1,18 1,17
Таблица 2.
Запас влаги продуктивной влаги в зависимости от обработки почвы в слое почвы 0-100 см, мм
Обработка почвы Посев Уборка
Подсолнечник Яровой ячмень Горох Подсолнечник Яровой ячмень Горох
Чизельная 145,3 154,3 166,2 5,8 3,4 5,5
Комбинированная 138,6 147,6 152,2 6,9 2,5 2,8
Поверхностная 135,4 149,3 151,3 7,1 1,6 2,5
Отвальная 142,9 153,7 160,2 3,2 3,1 4,4
29
дтнли™
- РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
Таблица 3.
Коэффициент структурности в зависимости от обработки в слое почвы 0-30 см, %
Способ обработки почвы Посев Уборка
Подсолнечник Яровой ячмень Горох Подсолнечник Яровой ячмень Горох
Чизельная 2,5 6,2 5,2 1,8 2,0 1,7
Комбинированная 2,5 6,8 5,4 1,5 1,8 1,8
Поверхностная 2,2 6,7 6,3 1,9 2,4 2,3
Отвальная 2,2 6,0 6,0 1,7 1,9 2,0
Таблица 4.
Урожайность яровых культур при различных системах обработки почвы, т/га
Обработка почвы Культура
Горох Подсолнечник Яровой ячмень
Чизельная 2,01 1,63 2,69
Комбинированная 1,62 1,56 2,63
Поверхностная 1,78 1,59 2,65
Отвальная 1,95 1,60 2,74
НСР 05 0,35 0,2 0,21
Ещё один из показателей качественной подготовки почвы к посеву - это её структурно-агрегатный состав. Наиболее оструктурена почва была в период сева яровых культур. Частые культивации при подготовке к посеву и междурядные обработки увеличивают количество пылевидной фракции, и уменьшают агрономически ценные агрегаты. Коэффициент структурности, характеризующий оструктурен-ность почвы, под пропашными культурами составляет 2,2-2,5, а под зерновыми и зернобобовыми культурами 5,2-6,8. К уборке под всеми культурами наблюдалось увеличение крупно глыбистой и пылевидной фракции, за счет уменьшения агрономически ценных агрегатов поэтому и коэффициент структурности уменьшался (таблица 3).
Для сохранения структурного состояния почвы, целесообразно заменить борьбу с сорной растительностью с механической на - химическую. С другой стороны, излишняя химическая нагрузка на почву может привести к угнетению почвенной микрофлоры и нарушению циклов биологического круговорота химических веществ и как следствие потери почвенного плодородия. Рациональное чередование механических и химических методов борьбы с сорной растительностью позволит и увеличить урожайность
культур и сохранить почвенное плодородие. В условиях недостаточной влагообеспеченности более целесообразна мелкая и поверхностная обработка. И в том, и в другом случае в зависимости от условий и глубокая, и мелкая обработки могут быть выполнены и в отвальном, и в безотвальном вариантах.
Вместе с тем результаты большей части проведённых исследований указывают на преимущество в сохранении почвенного плодородия и создании оптимальных условий для возделываемых культур разноглубинной обработки почвы, тем более, если при её выполнении имело место рациональное сочетание отвальных и безотвальных вариантов.
Сокращение технологических операций в системе обработки почвы ведет к возрастанию засоренности в полях севооборотов и необходимости значительного увеличения использования гербицидов. В этом случае эффект от экономии средств затраченных на выполнение технологических операций необходимо сравнивать с затратами на средства защиты растений, при этом не забывая о пестицидной нагрузки на почву и экологическом эффекте.
Рациональное размещение культур в севооборотах, качественная подготовка почвы, ис-
пользование факторов повышения почвенного плодородия это в первую очередь - применение удобрений, а также оптимальные нормы высева, качественное выполнение посева, высококачественный посевной материал, все это позволяет иметь в севооборотах конкурентоспособный стеблестой основных культур. От всех этих мер в совокупности зависит урожайность культур, ее стабильность при минимизации системы обработки почвы (таблица 4).
Мелкие и поверхностны обработки почвы несущественно снижают урожайность яровых культур. В тоже время эти обработки являются ресурсосберегающими, поскольку позволяют экономить затраты на возделывание культуры. В севообороте глубокое рыхление, вспашка, или какой - либо другой вид безотвальной обработки оказывают влияние на характер формирования и урожайность последующих культур в севообороте, что снижает необходимость ежегодной глубокой обработки. Тем более что зерновые колосовые культуры, составляющие половину и более севооборотной площади, к глубокому рыхлению менее требовательны.
Чизельная обработка почвы значительного влияния на урожайность яровых культур не оказывала, мелкие поверхност-
№6 август 2019
АП'ОФиРУМ
ные обработки почвы снижали урожайность на 3,3-16,9 % в сравнении с отвальной. Ресурсосбережение в системе основной обработки почвы складывается из экономии горюче-смазочных материалов и экономии затрат времени на выполнение операций. Поэтому оценить потери в урожайности культур возможно только в сравнении с экономией затрат на выполнение самой дорогостоящей операции - обработкой почвы.
Применение энергосберегающих обработок (чизельной, комбинированной и дискования) кроме почвозащитного значения, также должно снижать затраты на технологию подготовки почвы на 47,7-65,2 %. Наиболее рациональной системой обработки почвы в севообороте может быть разноглубинная обработка, сочетающая как элементы энерго- и ресурсосбережения, так и агрономические положения по сохранению и повышению уровня почвенного плодородия и продуктивности в полях севооборотов. Параметры энерго- и ресурсосбережения, в том
числе и продолжительность тех или иных минимальных обработок, зависит от почвенно-кли-матических условий, в которых сберегающие обработки осуществляются, от поставленных хозяйственно-агрономических задач.
Выводы. Всесторонняя оценка процесса минимизации обработки почвы убеждает в том, что сводится он, прежде всего к устранению излишних технологических операций и оптимизации и по количеству, и по параметрам обработок необходимых для сохранения уровня почвенного плодородия и урожайности, в целом продуктивности севооборота. Использование ресурсосберегающих обработок почвы под яровые культуры незначительно увеличивает плотность почвы, засоренность посевов и не оказывает значительного влияния на накопление доступной влаги. Применение энергосберегающих обработок незначительно снижает урожайность яровых культур на 3,316,9 %, но при этом отмечено существенное снижение затрат на
технологию подготовки почвы (47,7-65,2 %). Попеременное глубокое и мелкое рыхление в наибольшей степени способствуют улучшению водно-физических свойств почвы, уничтожению сорной растительности, нормализации фитосанитарного состояния поля и в результате - повышению урожайности сельскохозяйственных культур при оптимизации энергетических затрат на их возделывание.
Литература
1. Черкасов Г.Н., Пыхтин И.Г., Гостев А.В. Современный подход к систематизации обработок почвы в агротехнологиях нового поколения // Достижения науки и техники АПК. - 2016. - Т. 30. - № 1. - С. 5-8.
2. Борин А.А., Лощинина А.Э. Обработка почвы и сорняки // Защита и карантин растений. - 2016. - № 7. - С. 36-38.
3. Карипов Р.Х., Тлеппаева А.А. Минимальная и нулевая обработка почвы в условиях сухостепной зоны // Наука и Мир. - 2017.
- Т. 2. № 1 (41). - С. 8-9.
4. Ленточкин А.М., Широбоков П.Е., Ленточ-кина Л.А. Нулевая, минимальная или отвальная обработка почвы // Земледелие.
- 2016. - № 3. - С. 9-13.
5. Гаевая Э.А., Мищенко А.Е., Сафонова И.В. Борьба с водной эрозией в севооборотах на склоновых землях // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации.
- 2012. - № 1 (5). - С. 91-100.
