CC BY
281
УДК 631.51
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ И СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ*
И.Г. ПЫХТИН, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
А.В. ГОСТЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии Рос-сельхозакадемии
Е-mаil: [email protected]
Резюме. В статье приведены взгляды авторов на классификацию систем и способов основной обработки почв в севооборотах, условия их эффективного применения, предложены изменения некоторых понятийных терминов.
Ключевые слова: обработка почвы, понятие, концепция, классификация, система обработки, способ обработки.
Проведенные в последние годы в России исследования по вопросам обработки почвы под сельскохозяйственные культуры в плане влияния на продуктивность культур и качество продукции, наличие гумуса в почве, распределение питательных веществ по слоям, засоренность посевов, поражение растений болезнями и вредителями, энергоемкость, позволяют в несколько ином плане подойти к некоторым вопросам их оценки и применения.
Прежде всего, это относится к классификации терминов. На наш взгляд, для классификации основных обработок почвы необходимо выделить 5 иерархических уровней, тесно увязанных с возделываемыми культурами, характером воздействия на почву, глубиной обработки и прочими условиями: система; способы; вариант; прием;
технологическая операция.
Система основной обработки почвы - главная классификационная единица, под которой понимается совокупность научно обоснованных способов обработки почвы под несколько культур севооборота.
Ранее под системой обработки почвы подразумевали совокупность приемов основной, предпосевной обработки, посева и ухода за посевами под отдельные культуры. Такое понимание, на наш взгляд, сегодня исчерпало себя, поскольку более 20 существующих приемов основной обработки почвы, масса способов предпосевной и прочих обработок порождают огромное количество вариантов таких систем, разобраться в которых, а тем более классифицировать их, не представляется посильным любому исследователю.
В современном земледелии в России есть несколько устоявшихся систем основной обработки почвы. Первая и, пожалуй, наиболее распространенная — отвальная разноглубинная, которая предусматривает сочетание глубоких отвальных обработок почвы под пропашные со средними, мелкими отвальными и поверхностными способами обработки под остальные культуры. Эта система в последние годы подвергается критики из-за большой энергоемкости, подверженности пашни водной и ветровой эрозии, ускоренной минерализации органического вещества почвы.
Менее распространена безотвальная разноглубинная система основной обработки, которая базируется на глубоких безотвальных обработках почвы под про-
* в порядке обсуждения Достижения науки и техники АПК, №1-2012
пашные культуры, мелких безотвальных, поверхностных и нулевых обработках под зерновые культуры и однолетние травы. Она также не лишена недостатков, поскольку она способствует усилению засоренности посевов, увеличению поражения растений различными заболеваниями и вредителями. Для ее улучшения, по мнению множества исследователей, необходимо один раз в 3...
4 года прерывать безотвальную обработку вспашкой.
Пожалуй, наиболее приемлемой следует признать дифференцированную систему, которая предусматривает сочетание отвальных, безотвальных, поверхностных и нулевых способов обработки почвы под культуры севооборота. Это позволяет сохранить их продуктивность на уровне систематической отвальной обработки, замедлить темпы минерализации органического вещества, улучшить защиту почвы от эрозии, уменьшить расходы.
Под «способом основной обработки почвы» следует понимать совокупность взаимообусловленных приемов. По этому вопросу существует ряд проблемных аспектов. Прежде всего, непонятно по каким причинам в ГОСТ 16265-89 отсутствует уже давно устоявшийся в научном сообществе термин «способ обработки». Во-вторых, принятое на сегодня их деление на отвальные, роторные, комбинированные [9] давно не отвечает существующей практике, так как в его основу заложен подход, связанный с типом используемых сельскохозяйственных машин, а не с характером воздействия на почву. Это делает такую классификацию временной из-за непрекращающегося процесса совершенствования техники. Кроме того, существующее мнение о наличии только двух видов основной обработки (отвальных и безотвальных) не приемлемо из-за его ограниченности. На наш взгляд, все современные способы основной механической обработки почвы под культуры необходимо подразделять следующим образом: нулевая - характеризуется отсутствием основной обработки почвы под культуры, прямым посевом стерневыми или обычными сеялками по предварительно прокультивированной почве (как правило, противоэро-зионными культиваторами);
поверхностная - однократное или многократное использование дисковых агрегатов, противоэрозион-ных культиваторов на глубину не более 12 см. Рекомендовать, как в ГОСТ 16285-89, глубину до 8 см, на наш взгляд, нецелесообразно, так как в этом случае обработка неустойчива и недостаточна по качеству воздействия на верхний слой почвы;
безотвальная - рыхление игольчатой бороной или дисковыми агрегатами и последующая обработка почвы без оборота пахотного слоя плоскорезами, чизелями, стойками СибИМЭ и плугами без отвалов, на глубину 12 см и более;
отвальная - вспашка различными типами плугов с полным или частичным оборачиванием пахотного слоя на глубину 12 см и более.
В перечисленные четыре способа вписываются все существующие и будущие варианты основный обработки почвы, в том числе такие как «плоскорезная», «противоэрозионная», «контурная», «полупаровая», «глубокая», «мелкая», «мульчирующая».
Применительно к приведенным способам подлежит изменению и уточнению классификация глубины обработки почвы. По нашему мнению, более обосновано
деление следующего типа: поверхностная - 6.12 см; мелкая - 12.18 см; средняя (обычная) - 18.24 см; глубокая - более 24 см.
Какие же из перечисленных в классификации способов можно отнести к минимальной обработке? В ранее упомянутом ГОСТ указано, что минимальная обработка почвы
- научно обоснованная обработка почвы, обеспечивающая снижение энергетических затрат путем уменьшения числа и глубины обработок, совмещения операций в одном рабочем процессе и применения гербицидов. В современной научной литературе к минимальным зачастую относят безотвальные способы основной обработки почвы на глубину более 18 см на фоне гербицидов. Расчеты, проведенные специалистами ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии, показывают, что при традиционной вспашке ПЛН-5-35 на глубину 20.22 см затраты составляют 1033 МДж/га, а при безотвальной обработке ПГ-3-5 на такую же глубину с однократным опрыскиванием посевов гербицидами - 1176 МДж/га (576+600) [7]. Исходя из этого к «минимальным обработкам» следует относить нулевые, поверхностные, мелкие отвальные и безотвальные способы обработки почвы без использования гербицидов. В противном случае, они по энергоемкости приближаются к отвальным способам основной обработки, что противоречит принятому определению.
Применение различных способов под культуры не может иметь единого решения. Факторов, определяющих выбор наиболее подходящего из них, достаточно много [3, 5, 13] (тип почвы, ее физические свойства, подверженность эрозионным процессам, культура земледелия, предшественник, способ обработки почвы под предшественник, засоренность поля, условия погоды, наличие растительных остатков, ограничение срока применения, внесение органических удобрений, использование гербицидов, наличие необходимой техники и др.) Безусловно, один из важнейших факторов - биологические требования культуры. Причем велика вероятность того, что несколько различных способов могут обеспечить одинаковый результат.
По данным ВНИИЗиЗПЭ по реакции на минимализа-цию обработки почвы полевые культуры можно расположить в порядке убывания следующем образом: озимые зерновые - яровые зерновые - однолетние травы - гречиха - подсолнечник - кукуруза - сахарная свекла.
Реакция подсолнечника и кукурузы на применение мелких основных обработок почвы не однозначна [1, 12, 15], а при выращивании сахарной свеклы преимущество всегда оставалось за глубокой отвальной обработкой почвы [2, 4, 8, 10].
По зернобобовым и просу широкой базы данных, позволяющей утверждать возможность выращивания их по минимальным обработкам почвы пока нет [11, 14].
Изложенное позволяет сформулировать два принципиально важных положения:
различные способы основной обработки почвы имеют равное право на существование;
применение любого способа должно увязываться со сложившимися условиями на конкретном поле и не должно быть постоянным.
Вариант основной обработки - классификационная единица, учитывающая виды используемой почвообрабатывающей техники и представляющая из себя набор приемов основной обработки почвы с перечислением необходимых требований для их качественного выполнения. Учитывая многообразие выпускаемых почвообрабатывающих машин и орудий, количество возможных вариантов основной обработки почвы может превысить сотню, и в большинстве случаев они будут различаться одним приемом.
Ввиду того, что достижение одинакового результата в ряде случаев возможно при использовании нескольких способов обработки, выбор оптимального варианта можно облегчить с помощью специальных программ для персональных компьютеров.
В связи с очень высокими ценами на горючесмазочные материалы, недостатком механизаторов и прочих ресурсов, все большее распространение получает тенденция сведения основной обработки почвы к минимуму, замены энергоемких способов менее затратными. Появились и соответствующие термины, определяющие такие обработки, например, «сберегающее земледелие», хотя «сбережение», как правило, сопровождается увеличением применения пестицидов, что сводит эффект от экономии горючего и живого труда к минимуму.
Насколько обоснованы такие взгляды? С чисто теоретической точки зрения, систематические нулевые, поверхностные и мелкие безотвальные обработки почвы противоречат двум основным концепциям, которые существуют сегодня в обработке почвы, а именно - целесообразность дифференцированного применения систем и способов обработки почвы, а также необходимость создания в севооборотах глубокого рыхлого пахотного слоя почвы.
Первая концепция обоснована результатами огромного числа длительных полевых опытов более 30 научно-исследовательских учреждений в различных регионах России, которые изложены в рекомендациях, изданных под эгидой РАСХН в 1988 г. Она четко определяет целесообразность разумного сочетания отвальных, безотвальных, поверхностных и других способов обработок в севооборотах.
Вторая концепция, обоснованная специалистами НИ-ИСХ ЦРНЗ до сих пор вызывает неоднозначную реакцию. Одна из причин такого положения связана с тем, что отказ от периодических глубоких основных обработок почвы в севообороте на плодородных почвах на фоне внесения высоких доз минеральных удобрений и использования гербицидов не ведет к резкому снижению урожайности зерновых в течение нескольких первых лет.
Исходя из изложенного, мы разработали несколько схем построения систем основной обработки почвы в севооборотах адаптивно-ландшафтного земледелия. В их основу положено наличие преобладающего способа, так как ни один из них нецелесообразно применять в чистом виде под все культуры севооборота (см. табл.).
В массивах с малой и умеренной интенсивностью эрозионных процессов (до 5 т/га), насыщенных пропашными и техническими культурами, независимо от типов почв, преобладающей системой основной обработки почвы под культуры должна быть отвальная разноглубинная во всех разновидностях (традиционная, улучшенная, по типу полупара). В засушливые годы на малозасоренных многолетними сорняками почвах и особенно в условиях короткого периода от уборки предшественников до посева на почвах мелкого и среднего механического состава, при отсутствии ограничений (растительные остатки, навоз на полях и др.) можно рекомендовать широкое применение поверхностных и мелких безотвальных обработок под озимые культуры, а на более засоренных почвах тяжелого механического состава - мелкую отвальную обработку.
На черноземах возможно однократное использование мелких и средних безотвальных обработок в черных парах, под яровые зерновые и однолетние травы.
В массивах с интенсивностью эрозионных процессов более 10 т/га основной способ обработки почвы под кормовые, зернобобовые, яровые зерновые с подсевом многолетних трав на различных типах по-
Таблица. Схемы построения систем основной обработки почвы в севооборотах адаптивноландшафтного земледелия
Система основной обработки почвы
Интенсивность эрозионных процессов
Основной способ основной обработки
Сопряженный способ и вариант основной обработки
Корректи-
рующий
приём
Отвальная до 5 т/га Отвальная в парах, под
разно- пропашные, зернобобовые,
глубинная яровые с подсевом трав
Дифференци- 5.10 т/га Отвальная под
рованная пропашные, зернобобовые,
разноглубинная яровые с подсевом трав
Безотваль- >10 т/га Безотвальная под кормо-
ная разно- вые, зернобобовые, яровые
глубинная с подсевом трав
Развитые Безотвальная под пропаш-
процессы ве- ные, яровые зерновые
тровой и умеренные
________________водной эрозии___________________________
Поверхностная под озимые, мелкая безотвальная под озимые и яровые зерновые, безотвальная в чистых парах. Поверхностная и мелкая отвальная, а также безотвальная под озимые, мелкая безотвальная под яровые зерновые. Поверхностная и мелкая отвальная под озимые, безотвальная обработка под яровые зерновые и однолетние травы
Поверхностная и мелкие отвальная и безотвальная под озимые
Периодическая (через 3... 4 года) вспашка под озимые Периодическая (через 3...4 года) вспашка под пропашные
чвы - средняя безотвальная обработка, проводимая плугами без отвалов, плоскорезными или чизельными орудиями по предварительно обработанным дисковыми лущильниками или боронами фонам.
Под озимые зерновые на сравнительно чистых от многолетних сорняков полях при отсутствии ограничений рекомендуется использовать мелкую безотвальную обработку, а на более засоренных — мелкую отвальную. Не исключается применение безотвальной обработки по предварительно обработанным дисковыми лущильниками или игольчатыми боронами фонам под яровые зерновые и однолетние травы.
Безотвальную обработку через 3.4 года на черноземах и 2.3 года на серых и дерново-подзолистых почвах необходимо прерывать отвальной, проводимой под озимые культуры особенно в годы достаточного увлажнения.
В массивах с развитыми процессами дефляции и умеренной водной эрозией основной способ обработки разных типов почв под большинство культур
- безотвальная (на глубину 27.30 см под пропашные и технические культуры и на 18.22 см под озимые и яровые зерновые) по предварительно обработанной игольчатыми боронами стерне. Наряду с безотвальной обработкой под озимые зерновые) на почвах легкого механического состава и чистых от многолетних сорняков можно широко использовать поверхностную обработку, а на почвах тяжелого механического состава и более засоренных — мелкую безотвальную. Безотвальную обработку следует периодически (через 3-5
лет) прерывать отвальной, проводимой под сахарную свеклу, подсолнечник, кукурузу, зернобобовые или в черных и занятых парах под озимые культуры, особенно при внесении органических удобрений.
Непременное условие эффективности всех без исключения способов основной обработки почвы под культуры - предварительное однократное или многократное лущение стерни с последующей вспашкой, безотвальной или плоскорезной обработкой почвы и др.
В системах с преобладанием безотвальных обработок дополнительное условие - применение гербицидов для подавления засоренности посевов, как правило, усиливающейся при такой обработке почвы.
Завершают иерархию классификации основной обработки почвы прием и технологическая операция. Под приёмами основной обработки почвы понимается однократное воздействие на почву рабочими органами почвообрабатывающего орудия. При каждом приёме обработки почвы может выполняться одновременно несколько технологических операций. Технологическая операция - это процесс воздействия на почву определенными рабочими органами в целях создания оптимальных физических условий и свойств почвы.
Таким образом, нужны новые подходы к решению проблемы классификации обработки почвы в соответствующих разделах земледелия, которые позволяют устранить отмеченные противоречия и, в конечном итоге, выработать единую систему.
Литература.
1. Бойко П.И., Шаповал И.С., Назаренко Н.Н. Эффективность основной обработки почвы//Кукуруза и сорго. - 1985. - № 5. - С.17-18.
2. БондарчукА.А. Выбор за Вами// Сахарная свекла. - 1999 - № 7 - С.12-13.
3. Бугаевский В.К., Щербина П.А. Новые адаптивные и почвосберегающие технологии возделывания озимой пшеницы и кукурузы в Краснодарском крае//Сорт, удобрение и защита растений в системе высокоинтенсивных технологий возделывания зерновых культур. - М., 2002. - С.84-99.
4. Вербицкий В.В. Плюсы и минусы основной обработки почвы // Сахарная свекла. - 1999. - № 9. - С.17-18.
5. Вражнов А.В., Шиятый Е.И. Оптимизация систем обработки почвы на Южном Урале//Земледелие. - 2000. - № 5. - С.16-17.
6. ГОСТ 16265-89. Земледелие. Термины и определения. - М., Изд-во стандартов, 1990.
7. Гуреев И.И., Дьяков В.П. Система машин// Модели управления продуктивностью агроландшафта. Под ред. Володина В.М., Черкасова Г.Н. - Курск, 1998. - 215с.
8. Доценко И.М. Что дает нулевая обработка почвы // Сахарная свекла. - 1998. - № 6. - С.11-13.
9. Земледелие/Под ред. С.А. Воробьева. - М.: Агропромиздат, 1991. - 527с.
10. Иевлев Д.М., Шаповалов Н.К., Шестакова Р.И. Способы основной обработки почвы под сахарную свеклу//Земледелие. -1997. - № 6. - С.27-28.
11. Исаев А.П., Новиков В.М. Обработка почвы и урожайность гороха//ВестникРАСХН. - 1993. - № 4. - С.43-46.
12. Любинецкий Н.Н., Бакун А.И., Безнощенко В.П. В зависимости от удобрений, обработки почвы и гербицидов// Кукуруза и сорго. - 1992. - № 3. - С.25-29.
13. Максютов Н.А. Когда эффективна минимальная обработка почвы // Земледелие. - 1998. - № 1. - С.24-25.
14. Муха В.Д., Оксененко И.А. Экологически чистая технология возделывания сои//Земледелие. - 2001. - № 5. - С.14-15.
15. Наумкин В.Н.,. Малявко Г.П, Наумкина Л.А. Эффективность основной обработки почвы и удобрений//Кукуруза и сорго. - 1993. - № 6. - С.5-7.
MODERN PROBLEMS OF THE APPLICATION OF DIFFERENT SYSTEMS AND METHODS
OF PRIMARY TILLAGE
I.G. Pykhtin, A.V. Gostev
Summary. The authors' modern views of classifying systems and methods of primary tillage in crop rotations, conditions of their effective application are given; changes of some conceptual terms are suggested.
Key words: tillage, concepts, conceptions, classification, tillage systems, tillage methods.
УДК 631.879.32:631.41:631.453
ВЛИЯНИЕ ОТХОДА ПРОИЗВОДСТВА ДОЛОМИТОВОЙ МУКИ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИСЛЫХ ПОЧВ И ИХ ХИМИЧЕСКУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ
В.И. ТИТОВА, доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой
Е.В. ДАБАХОВА, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Н.А. КОРЧЕНКИНА, аспирант А.М. АРХАНГЕЛЬСКАЯ, аспирант Нижегородская ГСХА E-mail: [email protected]
Резюме. Представлены результаты модельных опытов по оценке целесообразности применения отхода производства доломитовой муки в качестве известкового материала. Использование отхода на дерново-подзолистой и светло-серой лесной почве способствовало улучшению ее физико-химических свойств: снижению кислотности, увеличению степени насыщенности основаниями и кислотной буферности. При этом максимальный мелиоративный эффект был отмечен при внесении отхода в дозе 20 т/га и в большинстве случаев он зависел от размера фракций. Выявлено, что использование отхода уменьшало подвижность соединений меди в почве, а также аккумуляцию его растениями яровой пшеницы, и способствовало формированию большей биомассы опытной культуры. Ключевые слова: отход, известковый материал, свойства почвы, медь, фитотоксичность, детоксикация почвы, яровая пшеница.
Основной способ борьбы с отрицательным влиянием почвенной кислотности - применение известковых материалов. Химическая мелиорация кислых почв ведущее и традиционное мероприятие, которое повышает плодородие и обеспечивает оптимизацию почвенных условий для развития растений [2,5,6,8]. Однако дефицит известковых материалов, по разным причинам образовавшийся в последние годы, вынуждает вести активный поиск ресурсов, обладающих нейтрализующей способностью. В этом плане перспективен отход производства доломитовой муки, близкий по химическому составу к традиционному мелиоранту, но существенно отличающийся по фракционному составу.
Цель нашей работы - оценка потенциальной нейтрализующей способности отхода производства доломитовой муки Гремячевского карьера Нижегородской области в лабораторных экспериментах. Для ее достижения решали следующие задачи: изучить возможности использования отхода для нейтрализации и улучшения физико-химических свойств кислых почв и оценить его эффективность как материала для детоксикации почв, загрязненных тяжелыми металлами.
Условия, материалы и методы. Объект исследования - отход производства доломитовой муки, отличаю-
щийся крайней неоднородностью по фракционному составу с высокой долей крупных фракций (размер более 40 % частиц превышает 10 мм). Содержание наиболее активной мелкой фракции (менее 3 мм) значительно ниже требований (ГОСТ 14050-93), предъявляемых к муке известковой сыромолотой, характеристики которой наиболее близки к изучаемому отходу. Мелиорант содержит не менее 25 % кальция, 12,5 % магния и 45 % карбонат-ионов, что позволяет предполагать его потенциально высокую нейтрализующую способность. Концентрация тяжелых металлов (ртуть, никель, хром, свинец, цинк и др.) значительно ниже ПДК.
Исследования проводили в модельных лабораторных экспериментах. Для закладки опытов использовали вегетационные сосуды Вагнера, вмещающие 0,5 кг почвы.
Для изучения нейтрализующей способности мелиоранта поставлены два эксперимента, в которых использовали сильнокислую дерново-подзолистую легкосуглинистую почву (опыт №1) на древнеаллювиальных отложениях (содержание гумуса 1,9 %, подвижных форм фосфора и калия 95 и 110 мг/кг соответственно) и светло-серую лесную легкосуглинистую почву (опыт № 2), образовавшуюся на покровных суглинках (слабокислая реакция среды, содержание гумуса 2,3 %, подвижного фосфора 187 мг/кг, калия - 116 мг/кг). Подзолистые (преимущественно дерново-подзолистые) и светло-серые лесные почвы широко распространены на территории Нижегородской области, на их долю приходится около 33 и 23 % пахотных земель соответственно [4]. При этом большинство из них характеризуется повышенной кислотностью и низкой степенью насыщенности основаниями.
Поскольку эффективность нейтрализующих материалов в значительной степени определяется их агрегатным составом, изучаемый отход предварительно разделили на фракции, просеивая через сита с соответствующим диаметром ячеек: менее 5 мм (Отход I), от 5 до 10 мм (Отход II), более 10 мм (Отход III). Кроме того, изучали образец без разделения на фракции (Отход IV). В программу исследований были включены повышенные (для традиционных известковых материалов) и высокие дозы -10 т/га (1,67 г сосуд) и 20 т/га (3,33 г/сосуд). Актуальность их изучения обусловлена тем, что отход отличается большим количеством крупных фракций и относительно невысоким содержанием действующего вещества. Соответственно снижение положительного эффекта относительно традиционно используемых химических мелиорантов можно компенсировать повышением объема
