CC BY
70
Выводы. На основании результатов наших исследований можно определить среднее соотношение угодий для различных агроэкологических районов, которое должно обеспечивать устойчивое функционирование агроландшафтов, сохранение плодородия почвы и стабильную экологическую обстановку.
При проектировании модели современного экологического земледелия для каждого типа агроландшафта необходимо ориентироваться на эффективное использование многообразных природных ресурсов, строго учитывая рельеф местности, типы почв и характер проявления эрозионных процессов.
Литература.
1. Лопырев М.И. Основы агроландшафтоведения - Воронеж, 1995 - с. 40.
2. Докучаев В.В. Наши степи прежде и теперь - СПб., 1892.
3. Кирюшин В.И., Иванов А.Л. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. - М., 2005. - С. 783.
METHODOLOGY AND PRINCIPLES FOR ADAPTIVELY-LANDSCAPE FARMING SYSTEMS OF THE
VORONEZH REGION
A.M. Novichihin, M.I. Salnikov, B.A. Rybalkin
Summary. Goal of research: a steady productive agricultural landscape based on optimal management in different areas of the Voronezh region, providing high performance and economic efficiency of agricultural production while maintaining soil fertility. This article contains steps for developing adaptively-Neva farming system landscape (ecological zoning, the territory of watersheds, the ratio of the areas, adaptation of crops to soil and climate conditions, the use of GIS- technologies). Research found that in the cultivation of crops on a ploughed field, exposed to erosion in middle and high degree, yield is reduced by 30-90% compared to yield on a ploughed field without erosion. Economically not viable in agricultural lands are narrow strip (width 15-25 m), adjacent to the banks of ravines and small square (up to 5 acres) between the endings of ravines. All the above listed territory should be removed from arable land. Exclusion from arable land shall be subject to the same soil with high humidity and salty land data land (if there is more than 20%) at the site. When you design a model of modern organic farming for each type of agricultural landscape should be focused on the effective use of a variety of natural resources, given the topography, soil types and nature of erosion processes. On the basis of the timetable you can calculate the average ratio of land to different agro-ecological zones.
Key words: ALSZ, agricultural landscape, bioclimatic resource, soil fertility.
УДК 633.1:631.58(470.40/43)
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В ЧЕРНОЗЁМНОЙ СТЕПИ CРЕДНЕГО ЗАВОЛЖЬЯ
О. И. ГОРЯНИН, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
В. А. КОРЧАГИН, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник
Самарский НИИСХ Россельхозакадемии А.А. ЦУНИН, директор
ГОУ СПО «Безенчукский аграрный техникум» E-mail: [email protected]
Резюме. Приводятся итоги 11-летних исследований, обосновывающие переход на новые технологии возделывания зерновых культур в засушливых условиях. Применение технологий с минимальными и дифференцированными обработками, вместо классических с постоянной вспашкой, не привело на чернозёмах Среднего Заволжья к ухудшению агрофизических, агрохимических и биологических свойств почвы. В среднем за годы исследований плотность пахотного слоя почвы весной составила по севообороту 1,05.. .1,08 г/см3 и не выходила за пределы оптимальных значений для исследуемых культур. В технологических комплексах с дифференцированными системами обработки почвы отмечено достоверное улучшение водного режима почвы. Количество подвижного фосфора составило в среднем по полям севооборота в традиционном комплексе - 16,3 мг/100 г почвы, а в испытываемых - от 18,6 до 19,2 мг/100 г и обменного калия - соответственно 15,4 и 17,7.19,1 мг/100 г почвы. Безотвальные дифференцированные обработки почвы в сочетании с измельчённой соломой на удобрение и сидератами позволяют создать принципиально новые условия для воспроизводства плодородия, снизить
Достижения науки и техники АПК, №5-2012 —
темпы минерализации гумуса. Содержание гумуса в этих вариантах, по сравнению с технологиями, где проводятся постоянные обработки почвы в севообороте, возрастало в пахотном слое на 0,42.0,62 %. При равной урожайности зерновых 1,68.1,72 т/га, по сравнению с традиционной технологией, испытанные варианты, позволяют снизить производственные затраты на 9.15 %, расходы на топливо - в 1,5-2 раза, трудовые затраты - в 2,5-3 раза, повысить рентабельность производства на 15.20 %.
Ключевые слова: технология, способы обработки почвы, плодородие, защита посевов, экономическая и энергетическая эффективность.
Происходящий в последние годы переход к адаптивной интенсификации растениеводства ориентирует развитие земледелия на экономичность, экологическую безопасность и рентабельность. Особое значение в связи с этим приобретает разработка новых технологий, основанных на принципах ресурсоэнергосбе-режения [1]. Их освоение предопределено передовым мировым и отечественным научно-практическим опытом, общими тенденциями развития современного земледелия. За рубежом новые технологии, основанные на бесплужных приемах обработки почвы и ресурсосберегающих способах посева, успешно применяют более 30 лет на миллионах гектаров [2...4]. Сегодня в нашей стране сложились благоприятные предпосылки
---------------------------------------------- 47
для их массового освоения. Накоплен большой научный и практический опыт, формируется новая система машин, налажено производство и снабжение высокоэффективными средствами защиты растений, созданы высокопродуктивные, адаптированные к местным условиям сорта [5, 6].
Цель наших исследований - обосновать переход на новые технологии, базирующиеся преимущественно на бесплужном земледелии, разработать зональные технологические комплексы возделывания зерновых культур, обеспечивающие при сохранении высокой продуктивности максимальную экономию трудовых и материальных затрат
В задачи исследований входило: выявить влияние технологических комплексов на агрофизические и агрохимические свойства почвы, урожайность, экономическую и энергетическую эффективность выращивания зерновых культур; разработать технологические комплексы возделывания зерновых культур применительно к южной и центральной зоне Самарской области.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в многолетнем стационаре на базе отдела земледелия Самарского НИИСХ. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный, среднемощный, среднесуглинистый.
В течение 2000-2010 гг. в семипольном севообороте с чередованием пар чистый - озимая пшеница - просо - яровая пшеница - кукуруза (с 2006 г. сидеральный пар) - яровая пшеница - яровой ячмень изучали технологические комплексы со следующими системами основной обработкой почвы:
I - ежегодная вспашка под все культуры севооборота (контроль);
II - дифференцированная 1 (под пар глубокое рыхление, под зерновые минимальная обработка );
III - постоянная минимальная обработкой под все культуры севооборота;
IV - дифференцированная 2 (под сидеральный пар глубокое рыхление, зерновые - прямой посев).
В контроле использовали общепринятую систему машин (ПЛН-5-35, БЗСС-1,0, КПС-4, С3-3,6, 3ККШ-6). В изучаемых технологических комплексах - комбинированные почвообрабатывающие и посевные агрегаты ООО «Сельмаш» ОПО-8,5, АУП-18,05 с производительностью соответственно 6,0 га/ч (К-744) и 2,8 га/ч. (Т-150) Глубокое рыхление осуществляли ПЧ-4,5. Использовали интегрированные приёмы борьбы с сорняками. Обработку пестицидами проводили опрыскивателем Харди. В опыте выращивали адаптивные к местным погодным условиям сорта.
Климат зоны проведения исследований резко континентальный. Холодная и малоснежная зима сменяется короткой весной, а затем наступает сухое, жаркое лето. Годовое количество осадков около 454 мм, ГТК=0,8.
Метеоусловия в годы проведения исследований различались. В 2002, 2005 гг. наблюдалась весенняя засуха, в 2008, 2009 гг. - весенне-летняя засуха, 2000, 2001, 2004, 2006 гг. - были благоприятными для роста и
развития озимых, а 2003 и 2007 гг. - для всех сельскохозяйственных культур. В 2010 г. отмечена самая жесткая весенне-осенняя засуха за последние 100 лет.
Результаты и обсуждение. Применение технологий с минимальными обработками вместо классических с постоянной вспашкой не привело на чернозёмах Среднего Заволжья к ухудшению агрофизических, агрохимических и биологических свойств почвы.
В среднем за годы исследований плотность пахотного слоя весной при традиционной технологии по севообороту составила 1,08 г/см3, при ресурсосберегающих - от 1,05 г/см3 до 1,08 г/см3, что не выходило за пределы оптимальных значений (табл.1).
Близкими были и величины показателей коэффициента структурности почвы (1,80 и 1,82...2,08).
Сопротивление пенетрации почвы в корнеактивном слое весной в контроле составляло 1128 КПа. При этом в слое 0.10 см перед посевом яровых зерновых отмечена чрезмерно низкая величина этого показателя -50.70 КПа. В вариантах с испытываемыми технологиями сопротивление пенетрации не выходило за пределы оптимальных значений (1400 КПа) и колебалась от 1226 до 1414 КПа (слой 0.60 см).
В случае использования технологических комплексов с минимальной и дифференцированными системами обработки почвы отмечено улучшение водного режима почвы. Запасы доступной влаги весной на чистых парах возрастали, по сравнению с традиционной системой, на 5.17 мм, на озимой пшенице - на 2. 26 мм, в заключительном поле севооборота (ячмень)
- на 6.15 мм.
Длительное испытание систем основной обработки почвы, проводимое в опыте до исследований технологических комплексов, привело к изменению обеспеченности питательными веществами. В результате содержание Р205 и К20 в 1999 г. в вариантах с минимальной и дифференцированными обработками равнялось соответственно 18,7.21,3 и 18,2.20,5 мг/100 г почвы, в контроле 19,5 и 17,2 мг/ 100 г почвы. Дальнейшее применение минимальных и дифференцированных безотвальных обработок в современных технологических комплексах способствовало лучшему сохранению подвижного фосфора и обменного калия. За 11 лет наблюдений содержание подвижного фосфора в среднем по полям севооборота при использовании традиционного комплекса было равно 16,3 мг/100 г почвы, а ресурсосберегающих - от 18,6 до 19,2 мг/100 г; обменного калия соответственно - 15,4 и 17,7.19,1 мг/100 г.
Кроме того, в севооборотах с постоянной минимальной обработкой и прямым посевом зерновых отмечено усиление активности каталазы в почве на 26.37 %.
— Достижения науки и техники АПК, №5-2012
Таблица 1. Показатели основных элементов почвенного плодородия и урожайности, зерновых при разных технологических комплексах (20002010 гг.)
Показатель Технологические комплексы НСР0,05
I II III 1 IV
Плотность почвы (0.30 см), г/см3 1,08 1,08 1,08 1,05 0,061
Запасы доступной влаги (0.100 см), мм Содержание доступных питательных веществ, мг/100 г почвы: 83,0 86,0 90,6 105,3 13,93
р2о5 16,3 18,6 19,0 19,2 1,71
ко 15,4 18,6 17,7 19,1 2,10
Содержание гумуса (0.30 см), % 3,32 3,75 3,33 3,94 0,42
Активность каталазы, О2 в 1г. почвы 5,2 5,2 6,6 7,1 1,5
Засорённость, шт./м2 18,5 19,8 20,1 22,0 3,85
Средняя урожайность зерновых, т/га 1,69 1,72 1,70 1,68 0,18
Таблица 2. Экономическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур в зависимости от технологий на 1 га севооборотной площади (2000-2010 гг.).
Показатель Технологический комплекс
I II III IV
Стоимость продукции, руб. 4214,3 4371,5 4244,9 4195,2
Производственные затраты, руб. 3475,Q 3168,6 3112,3 2975,1
Условно-чистый доход, руб. 739,3 12Q2,9 1132,6 122Q,1
Уровень рентабельности, % 21,3 38,Q 36,4 41,Q
Коэффициент энергозатрат, ед. 3,28 3,79 3,75 3,78
Применение в севооборотах с безотвальными дифференцированными обработками почвы измельчённой соломы на удобрение и сидератов позволяет создать принципиально новые условия для воспроизводства почвенного плодородия, снизить темпы минерализации гумуса. Особенно чётко это проявляется в случае использования технологий с дифференцированными обработками. Содержание гумуса в этих вариантах в среднем за годы исследований составило 3,75. 3,94 %. При ежегодной минимальной обработке и вспашке величина этого показателя математически достоверно снижается до 3,32.3,33 %.
Рациональное сочетание в севооборотах агротехнических и химических средств обеспечили при использовании испытываемых комплексов эффективную защиту посевов от сорной растительности. Поэтому перед уборкой урожая засорённость в зависимости от технологий варьировала незначительно - от 18,5 шт./м2 (контроль) до 22,0 шт./м2 (вариант IV) .
Применение ресурсосберегающих технологий при равной урожайности зерновых культур с традиционной
- 1,68.1,72 т/га позволяет снизить производственные затраты на 9.15 %, затраты на топливо - на 50.100 %, затраты труда - на 150.200 %, повысить рентабельность производства на 15.20 % (табл.2).
Наибольшее количество энергии накопленное урожаем в варианте с дифференцированной обра-
боткой II, обеспечило самый высокий коэффициент энергозатрат 3,79 ед. Несмотря на наименьшие затраты совокупной энергии в вариантах с постоянной минимальной обработкой и прямым посевом яровых зерновых, коэффициент энергозатрат при их использовании снижался на 0,01.0,04 ед. При самых высоких затратах совокупной энергии (традиционная технология) отмечена наименьшая величина этого показателя 3,28 ед.
Выводы. Таким образом, по результатам исследований, проведенных в 2000-2010 гг. в условиях Среднего Поволжья установлено, что при переходе на системный принцип формирования технологий можно эффективно использовать технологии возделывания зерновых культур, основанные на минимальных обработках почвы, в том числе на прямом посеве.
Ресурсосберегающие технологии с использованием экономных способов обработки почвы и посева с применением в качестве базовых машин комбинированных агрегатов ОПО-8,5 и АУП-18,05 обеспечивают высокий экономический и энергетический эффект.
На основе проведённых исследований можно рекомендовать технологические комплексы с применением:
дифференцированных безотвальных и минимальных (в зернопаровых севооборотах) обработках почвы;
экономных способов посева и ухода с использованием комбинированных посевных агрегатов;
высокоэффективных средств защиты растений нового поколения и адаптивных сортов;
соломы и сидератов в качестве органических удобрений.
Литература.
1. Жученко А. А. Проблемы ресурсосбережения в зерновом хозяйстве. Сберегающее земледелие: будущее сельского хозяйства России//Материалы IVмеждународной научно-практической конференции. - Самара, 2004. с. 10-14.
2. Аллен Х.Н. Прямой посев и минимальная обработка почвы: пер. с англ. М.Ф. Пушкарева. - М.: Агропромиздат, 1985. - 208 с.
3. Кант Г. Земледелие без плуга: Предпосылки, способы и границы прямого посева при возделывании зерновых культур: пер. с нем. Е.И.Кошкина. - М.: Колос, 1980. - 158 с.
4. Thompson Carlyle A. Effects of 30 years of cropping and tillage systems on surface soil test changes /А. Thompson Carlyle, АМЫ^еу David // Commun. Soil Sciand Plant Anal. - 2000. - Vol.31. - N 1-2. - P. 241-257.
5. Корчагин В. А. Ресурсосберегающие технологические комплексы возделывания зерновых культур: Науч.-практ. пособие. - Самара, 2005. - 83с.
6. Корчагин В.А., Горянин О.И. и др. Концепция формирования современных ресурсосберегающих комплексов возделывания зерновых культур в Среднем Поволжье Самарский НИИСХ. - Самара, 2006. - 88с.
TECHNOLOGICAL COMPLEXES OF NEW GENERATION OF CULTIVATION OF GRAIN CULTURES IN A CHERNOZEM STEPPE OF AVERAGE, THE VOLGA REGION O.I. Gorjanin, V.A. Korchagin, A.A. Tsunin
Summary. Results 11-years the researches, proving transition to new technologies of cultivation of grain cultures in droughty conditions are resulted. Application of technologies with the minimal and differentiated processing’s, instead of classical with a constant ploughing, has not resulted on chernozems of Average the Volga region in deterioration agro physical and agrochemical and biological properties of soil. On the average for years of researches the density of an arable layer of soil has made on the average on a crop rotation 1,05 -1,08 г/sm3 in the spring and did not fall outside the limits optimum values for researched cultures. In technological complexes with the differentiated systems of soil cultivation authentic improvement of a water mode of soil is marked. The amount of mobile phosphorus has made on the average on fields of a crop rotation in a traditional complex - 16,3 mg on 100 г soils, and in tested - from 18,6 up to 19,2 mg / 100 г and an exchangeable potassium accordingly 15,4 and 17,7-19,1 mg / 100 of soil. Безотвальные the differentiated soil cultivations, in a combination to a chopped straw on fertilizer and green manure crops allows to create essentially new conditions for reproduction of soil fertility, to lower rates of a mineralization of a humus. The content of a humus on these variants, in comparison with technologies where constant soil cultivations in a crop rotation are carried spent, grew in an arable layer on 0,42 - 0,62 %. At equal productivity grain 1,68 - 1,72 t/he, in comparison with the traditional technology, the tested variants, allow to lower industrial expenses for 9-15 %, charges on fuel in 1,5-2 times, labors expenses - in 2,5-3 times, to increase profitability of manufacture on 15-20 %. On the establishment of the carried out researches technological complexes of new generation in which basis are put minimal and differentiated without a plough the soil cultivations, combined soil-cultivating and sowing units of new generation, effective system of fertilizers and ecologically safe protection of the plants, the adapted grades are recommended manufacture.
Key words: technology, ways of soil cultivation, fertility, protection of crops, economic and power efficacy.
Достижения науки и техники АПК, №5-2012
49
