CC BY
18
DOI: 10.25930/0372-3054/011.5.12.2019 УДК: 631.51.21: 633.11"321":631.584.4
СРАВНЕНИЕ NO-TILL И МИНИМАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ КУЛЬТУР
И ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
А.М. Ленточкин, П.А. Ухов
Внедрение в каждой почвенно-климатической зоне современных технологий производства сельскохозяйственной продукции, основанных на эффективных ресурсосберегающих приёмах обработки почвы, внесёт существенный вклад в программу развития сельского хозяйства Российской Федерации. Среднее Предуралье является крупным промышленным центром, в котором представлено хорошо развитое сельскохозяйственное производство. Преимущественно распространённые на данной территории дерново-подзолистые почвы характеризуются эродированностью, малогумусностью и слабой прочностью структурных агрегатов, но при хорошей влагообеспеченности вегетационного периода здесь можно получать хорошие урожаи сельскохозяйственных культур. В результате проведённых исследований было установлено, что в севообороте наилучшие результаты даёт ресурсосберегающая почвозащитная комбинированная система обработки почвы, основанная на сочетании отвальной, безотвальной и минимальной обработок под разные культуры севооборота. Определено, что в технологии выращивания яровой пшеницы после клевера лугового хорошие результаты показывают отвальная и минимальная системы обработки почвы, но наиболее эффективной является минимальная система зяблевой обработки почвы, основанная на дисковании БДТ-7 и последующей обработке комбинированным агрегатом Комбимастер 4,2. Здесь урожайность зерна яровой пшеницы составила 3,3 т/га, что статистически не отличалось от отвальной вспашки, но экономически было более выгодным. Минимальная система обработки почвы является более эффективной при выращивании озимых и яровых промежуточных культур. Технология выращивания культур методом прямого посева уступает технологии минимальной обработки почвы, что связано со значительным увеличением засорённости посевов многолетними сорными растениями на каждой последующей культуре.
Ключевые слова: обработка почвы, прямой посев, яровая пшеница, промежуточные культуры, засорённость посевов
COMPARISON OF NO-TILL AND MINIMAL TILLAGE WHEN GROWING INTERPLANTED CROPS AND SPRING WHEAT
A.M. Lentochkin, P.A. Ukhov
The introduction of modern technologies for the production of agricultural products in each soil and climatic zone which are based on efficient resource-saving methods of tillage will make a significant contribution to the Program for the Development of Agriculture of the Russian Federation. The Middle Cis-Ural region is a large industrial center, which presents well-developed agricultural industry. Sod-podzolic soils predominantly spread on this territory are characterized by erosional features, low humus-content and weak structural aggregate strength, but with good water supply during growing period, one can get good levels of crop yields. As a result of the conducted research, it was found that in a crop rotation the best results are obtained
№5 (12), 2019
Сельскохозяйственный журнал
by a resource-saving soil-protective combined soil cultivation system based on a combination of moldboard plowing, subsoil and minimum tillage for different crop rotation. It has been determined that in the technology of growing spring wheat after meadow clover, good results show both moldboard plowing and minimal tillage systems, but the most effective is the minimum system, for fall tillage, based on the BDT-7 disking and subsequent processing with the Combimaster 4,2 combined unit. Here, the grain yield of spring wheat was 3,3 tons/hectare, which was not statistically different from the variant with moldboard plowing, but it was more economically profitable. The minimum tillage system is more efficient when growing winter and spring interplanted crops. The technology of growing crops by direct seeding is inferior to the technology of minimal tillage, which is associated with a significant increase in weed infestation of crops by perennial weeds in each subsequent crop.
Key words: tillage, direct sowing, spring wheat, interplanted crops, weed infestation
Введение. Нечернозёмная зона Российской Федерации занимает более 1/6 её территории, имеет около 1/4 всей площади пашни, и здесь проживает около 1/3 населения страны. В Нечерноземье сосредоточены крупные промышленные центры страны и хорошо развито сельскохозяйственное производство. Самые крупные природные зоны Нечерноземья - южно-таёжно-лесная и лесостепная, в которых наибольшее распространение имеют дерново-подзолистые почвы.
Среднее Предуралье входит в Нечернозёмную зону и располагается в юго-восточной его части. Данная территория характеризуется значительной суммой атмосферных осадков, составляющей около 500-600 мм, из которых около половины выпадает в течение вегетационного периода. Сумма температур выше 10оС составляет около 1500-2000оС, продолжительность этого периода - до 130 сут. Данный температурный режим и достаточная влагообеспеченность позволяют успешно выращивать большинство сельскохозяйственных культур и при грамотной системе земледелия стабильно получать высокие урожаи. В связи с глобальным потеплением актуальность интенсификации сельскохозяйственного производства в Нечернозёмной зоне только возрастает.
Основной причиной невысокой урожайности в Нечерноземье являются неблагоприятные свойства почвы - низкое содержание гумуса (1,5-2,4% и очень редко 3% и более [1]), кислая реакция среды, слабая насыщенность почвенного поглощающего
комплекса кальцием и магнием, невысокая структурность, высокая равновесная плот-
3 3
ность пахотного (1,4-1,5 г/см ) и подпахотного (1,5-1,7 г/см ) слоёв, слабая прочность структурных агрегатов, пониженная биологическая активность [2, 3].
Более того, около 3/4 пахотных земель Среднего Предуралья подвержены плоскостной и линейной водным эрозиям, в результате действия которых смываются наиболее плодородные верхние слои почвы, что ещё в большей степени ухудшает её свойства. Так, с увеличением степени смыва в обрабатываемом горизонте происходит уменьшение содержания гумуса и увеличение плотности почвы. В связи с неводопрочной микро- и макроструктурой почвенных агрегатов, меньшей водопроницаемостью эродированных почв в них меньше поступает талой и дождевой воды, увеличивается доля недоступной влаги в 3-4 раза, и в результате запас продуктивной влаги сокращается в 1,5-2,0 раза. Плотность среднесмытой почвы в слое 0-10 см составляет 1,34 г/см , а в слое почвы 10-20 см - 1,47 г/см3. У такой почвы в случае, когда в весенний период отмечается повышенное количество осадков и при относительно низких температурах, происходит изменение плотности почвы в сторону её увеличения, достигая значений 1,51 г/см3 и более [2, 4].
Сельскохозяйственный журнал
№5(12), 2019
Известно, что оптимальная плотность пахотного слоя суглинистой дерново-подзолистой почвы для зерновых культур находится в пределах 1,1-1,3 г/см3, а равновес-
3 u u
ная плотность - 1,5 г/см . Проникновение корней большинства растений в горизонты с плотностью 1,4-1,6 г/см3 затруднено, их развитие угнетается; при более высоких значениях плотности рост корневой системы невозможен [5].
Поэтому для предотвращения развития водной эрозии, сохранения плодородия почвы и более полного усвоения ресурсов влаги и тепла основное внимание земледельцев в Нечернозёмной зоне должно быть уделено оптимизации свойств почвы, и в первую очередь системе её обработки, за счёт которой можно оказывать существенное влияние на водный, воздушный, тепловой и питательный режимы, а также повышение содержания органического вещества в почве, которое улучшает комплекс агрофизических и агрохимических показателей.
Исследования, ранее проведённые сотрудниками Ижевской ГСХА и Удмуртского НИИСХ, позволили установить, что наиболее эффективной системой обработки дерново-подзолистой среднесмытой почвы в севообороте на склонах до 3о является ресурсосберегающая почвозащитная комбинированная система, сочетающая отвальные, безотвальные и поверхностные обработки [6].
В технологии выращивания яровой пшеницы статистически одинаковую урожайность обеспечили такие приёмы зяблевой обработки почвы, как комбинированная обработка орудием Комбимастер 4,2, культивация противоэрозионная КПЭ-3,8, дискование четырёхрядное КМБД 3*4П. Однако в варианте «No-till» (использовалась сеялка прямого посева Tume 4 и применялся глифосатсодержащий гербицид) двурядное дискование БДТ-3,0 и глубокая чизельная обработка ПЧ-2,5 существенно снизили урожайность по сравнению с отвальной вспашкой. Минимальная система обработки почвы, основанная на использовании комбинированного орудия Комбимастер 4,2, имеющего лапы стрельчатого типа и дисковые рабочие органы, обеспечивает статистически равную с отвальной вспашкой урожайность (рис. 1), но экономически и энергетически является существенно выгоднее [7].
Рисунок 1 - Влияние приёмов зяблевой обработки почвы на урожайность яровой пшеницы, т/га (штриховая линия показывает существенность снижения урожайности в сравнении с отвальной вспашкой при НСР05 = 0,20 т/га).
Одной из основных причин низкой урожайности в варианте «No-till» является потеря структуры верхним слоем почвы, что происходит при его увлажнении в осенне-зимний и ранневесенний периоды. Это обусловило плохие условия появления всходов и развития взошедших растений яровой пшеницы, хотя применяемая сеялка прямого посева имела дисковые сошники, которые в этой ситуации являются более предпочтительными.
Поскольку объёмы традиционных форм органических удобрений составляют в среднем всего лишь около 1 т/га, а пожнивно-корневые остатки не восполняют минимально необходимое количество органического вещества на севооборотную площадь (не менее 10 т/га), мы исследовали возможность пополнения баланса органического вещества за счёт промежуточных культур.
Материалы и методы. Полевые опыты проводили в течение 2015-2018 гг. в АО «Путь Ильича» Завьяловского района Удмуртской Республики. Метеорологические условия в период проведения исследований были различны. Неблагоприятными для яровых промежуточных культур и яровой пшеницы были 2016 и 2018 гг., более благоприятные условия наблюдались в 2017 г. Для озимого рапса, требовательного к условиям произрастания в послепосевной период и до ухода на зиму, благоприятные условия наблюдались в 2015 г. и неблагоприятные - в 2016 и 2017 гг.
Исследования проводили на дерново-подзолистой среднесуглинистой слабосмы-той почве со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса - 2,1 %, pHKCl - 5,4, Нг - 1,5 ммоль/100 г почвы, сумма поглощённых оснований - 22 ммоль/100 г почвы, содержание подвижного фосфора - 230 мг/кг, обменного калия - 120 мг/кг.
Первой промежуточной культурой был озимый рапс, высеянный сеялкой прямого посева Tume-4. Весной проводили подкормку аммиачной селитрой (N30). После озимого рапса в этот же вегетационный период сеялкой прямого посева Tume-4 высевали яровые промежуточные культуры: вико-зерновая смесь, просо, гречиха. Одновременно с посевом вносили аммиачную селитру (N30).
Каждый из двух урожаев вегетативной массы промежуточных культур, следующих друг за другом в один вегетационный период, использовали по трём направлениям: на зелёный корм (в почве оставались поукосно-корневые остатки), на сидерат-мульчу (вегетативная масса скашивалась и оставлялась на поверхности почвы) и на си-дерат, когда оставлялись цельные растения. Все три варианта обрабатывали дисковым орудием КМБД-3 *4П в 2 следа.
После двух промежуточных культур на следующий год высевали яровую пшеницу сеялкой Tume-4 с одновременным внесением азофоски (Ni6Pi6Ki6) в дозе 1,5 ц/га в физическом весе. За две недели до посева семена пшеницы обрабатывали протравителем Виал-ТрасТ с нормой расхода препарата 0,4 л/т семян. В фазе кущения яровой пшеницы для уничтожения двудольных сорняков посевы обрабатывали гербицидом Магнум с нормой расхода 0,01 кг/га.
Результаты исследований и их обсуждение. Урожайность зелёной массы озимого рапса из-за нестабильной перезимовки по годам (2016-2018 гг.) была от 3,0 до 17,4 т/га, а в среднем составила 10,4 т/га (сухого вещества - 1,5 т/га). Урожайность яровых промежуточных культур, посеянных после уборки озимого рапса на зелёный корм или использования зелёной массы в качестве мульчи, была очень низкой и составила всего 13,5 и 13,0 ц/га (табл.).
Сельскохозяйственный журнал №°5(12), 2019
Таблица - Влияние способов использования озимого рапса на урожайность зелёной массы яровых промежуточных культур, ц/га
Способ использования озимого рапса (А) Яровая промежуточная культура (В) Среднее
Вико-зерновая смесь (к) Просо Гречиха
Зелёный корм (к) 11,0 11,9 17,6 13,5
Сидерат-мульча 9,8 10,8 18,4 13,0
Сидерат + дискование 45,3 53,0 77,4 58,6
Среднее 22,0 25,2 37,8 -
НСР05 частных различий главных эффектов
фактор А 30,3 10,1
фактор В 15,7 5,2
Но когда вегетативная масса озимого рапса была задискована в качестве сиде-рального удобрения, урожайность зелёной массы яровых промежуточных культур была существенно больше и в среднем составила 58,6 ц/га (НСР05 = 10,1 ц/га). Эти закономерности наблюдаются по каждой из изучаемых яровых промежуточных культур.
Среди яровых промежуточных культур статистически большую продуктивность зелёной массы сформировала гречиха, обеспечив среднюю урожайность 37,8 ц/га (НСР05 = 5,2 ц/га), а после дискования озимого рапса - 77,4 ц/га (НСР05 = 15,7 ц/га).
Основной причиной низкой урожайности яровых промежуточных культур явилась сильная засорённость полей, вызванная отсутствием механической обработки почвы и без применения гербицидов (рис. 2).
I—
3
N
Ш О •х.
(К X
а о
и
га н о
I-
и >
140 120 100 80 60 40 20 0
24
70
119
□ Озимый рапс
□ Яровые промежуточные культуры
□ Яровая пшеница
35
31
30
Рисунок 2 - Влияние способов использования двух промежуточных культур звена севооборота «озимый рапс - яровые культуры - яровая пшеница», выращиваемых методом прямого посева, на их засорённость перед уборкой, шт/м2 (НСР05 фактора А (культура звена севооборота) - 21 шт/м2, фактора В (способ использования промежуточных культур) - 22 шт/м ).
№5 (12), 2019
Сельскохозяйственный журнал
Засорённость озимого рапса (первой промежуточной культуры звена севооборота) перед уборкой на зелёный корм была относительно небольшой - 24-35 шт/м2 и не зависела от способов использования урожая. Однако к моменту уборочной спелости яровых промежуточных культур при использовании озимого рапса на зелёный корм его вегетативная масса скашивалась и оставалась на поверхности почвы, засорённость их посевов из-за невозможности применения механической обработки почвы и системного гербицида сплошного действия увеличилась соответственно в 2,9 и 2,3 раза. Но когда яровые промежуточные культуры размещались после озимого рапса, вегетативная масса которого была задискована на сидеральное удобрение, их засорённость была на уровне засорённости озимого рапса.
Засорённость третьей культуры изучаемого звена севооборота - яровой пшеницы - перед её уборкой на зерно имела значительную зависимость от способов использования предшествующих промежуточных культур. Так, после уборки промежуточных
культур на зелёный корм она была самой большой и существенно большей, чем на вто-«-» 2 рой культуре звена севооборота - 119 шт/м , в варианте «сидерат-мульча» - на уровне
второй культуры звена севооборота, а при дисковании сидератов - статистически неизменной как на всех культурах звена севооборота. Кроме того, следует отметить, что использование вегетативной массы двух предшествующих промежуточных культур в качестве мульчи существенно снизило засорённость посевов яровой пшеницы на 23
шт/м2, а дискование вегетативной массы (сидерата) - на 70 шт/м2 (контроль - 119 2 2 u шт/м ; НСР05 - 22 шт/м ). При этом было установлено, что среди засорителей посевов
пшеницы более 60% были растения пырея ползучего.
Заключение. 1. Минимальные системы обработки почвы превосходят по эффективности No-till и прямой посев при выращивании яровой пшеницы и промежуточных культур.
2. Прямой посев промежуточных культур без использования системного гербицида сплошного действия приводит к сильному развитию сорняков, особенно пырея ползучего, и становится неэффективным по сравнению с минимальной обработкой почвы.
Литература
1. Башков А.С. Повышение эффективности удобрений на дерново-подзолистых почвах Среднего Предуралья: монография. - Ижевск: ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2013. 328 с.
2. Ковриго В.П. Почвы Удмуртской Республики: монография. - Ижевск: РИО Ижевская ГСХА, 2004. 490 с.
3. Холзаков В.М. Повышение продуктивности дерново-подзолистых почв в Нечернозёмной зоне: монография. - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2006. 436 с.
4. Вараксина Е.Г., Вараксин Т.И., Захарова Т. И. Эрозия и воспроизводство плодородия эродированных почв Удмуртии: монография / под общей ред. А. И. Венчикова. - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2008. 432 с.
5. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. - М.: Колос, 1996. 367 с.
6. Ленточкин А.М., Владыкина Н.И., Ленточкина Л.А. Эффективность ресурсосберегающих почвозащитных систем обработки дерново-подзолистой среднесмытой почвы в севообороте : монография. - Ижевск: ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2011. 176 с.
7. Lentochkin A., Babaytseva T., Ukhov P. Fall tillage of eroded sod-podzolic soil // Proceedings of the International Scientific and Practical Conference "Digital agriculture - development strategy". -Ekaterinburg: Atlantis Press, 2019. Vol. 167. P. 223-225.
Ленточкин Александр Михайлович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой ФГБОУ ВО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия», 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 11. Тел. +79124639099, E-mail: lenalmih@mail.ru.
Ухов Петр Александрович, заведующий аналитической лабораторией ФГБОУ ВО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия», 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 11. Тел. +79511988703, E-mail: assassinbush@mail.ru.
Lentochkin Alexander Mikhailovich, Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Head of the Department of the Izhevsk State Agricultural Academy, 426069, 11, Studencheskaya street, Izhevsk. Tel. +79124639099, E-mail: lenalmih@mail.ru.
Ukhov Petr Aleksandrovich, Head of the Analytical Laboratory of the Izhevsk State Agricultural Academy, 426069, 11, Studencheskaya street, Izhevsk. Tel. +79511988703, E-mail: assassin-bush@mail.ru.
DOI: 10.25930/0372-3054/012.5.12.2019 УДК: 631.58:631.153.7
ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ NO-TILL В УСЛОВИЯХ АРИДНОЙ ЗОНЫ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
А.В. Солонкин, Д.А. Болдырь, В.Ю. Селиванова
Первые полевые опыты по изучению технологии возделывания сельскохозяйственных культур без обработки почвы (технология No-till) в Нижне-Волжском научно-исследовательском институте сельского хозяйства (в настоящее время филиал ФНЦ агроэкологии РАН) в острозасушливых условиях светло-каштановых почв Волгоградской области начаты в 2014 году. Однако полученные данные были весьма противоречивы, так как для посева использовалась анкерная сеялка, которая сильно разрыхляла верхний слой почвы, что приводило к быстрой потере влаги и его иссушению. В 2018 году, после приобретения специальной сеялки для посева в необработанную почву, началось более углубленное изучение этой технологии. В стационарном полевом опыте, проведённом в 2018-2019 гг., было установлено, что перед посевом яровых культур содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы составляло 90,2-109,4 мм, но из-за сильной засухи её количество быстро снижалось, и к созреванию растений продуктивная влага в почве отсутствовала. Коэффициент усвоения атмосферных осадков в химическом пару составил 70,1% в 2018 и 53,9% в 2019 году. При этом микробиологическая активность почвы здесь была на 60% выше, чем в чистом обрабатываемом пару. Урожайность ранних яровых культур была такой же, как при обработке почвы, тогда как урожайность подсолнечника и кукурузы при применении новой технологии в 2018 году составила 1,9 и 4,0 т/га, что при ГТК вегетационного периода, равном 0,5, является вполне удовлетворительным показателем. В 2019 году урожайность выращиваемых культур была ниже, чем в технологиях с обработкой почвы. Однако, благодаря меньшим затратам труда и средств на возделывание изучаемых культур, коэффициент биоэнергетической эффективности в новой технологии в 2018 году по яровой пшенице составил 3,36, по ячменю 4,65, в 2019 году - 2,80 по ячменю и 2,45 по озимой пшенице, что существенно больше, чем при возделывании этих культур по рекомендованной научными учреждениями технологии с обработкой почвы.
Ключевые слова: No-till, технология, почвенная влага, микробиологическая активность, урожайность зерновых культур
