CC BY
30
УДК 631.51.01:630
ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТЬ ПОСЕВОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА В АГРОЛЕСОЛАНДШАФТЕ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ NO-TILL
А. Н. Сарычев, к.с.-х.н. - ФНЦ агроэкологии РАН, zeit1@ya.ru
В работе представлены материалы научно-исследовательской работы по изучению влияния полезащитных лесных полос и технологии прямого посева на влагообеспеченность, плотность почвы и биологическую урожайность подсолнечника на черноземе южном. В результате исследований установлено, что применение технологии прямого посева для возделывания подсолнечника обеспечивает довольно высокое содержание продуктивной влаги в период вегетации, в отдельные периоды развития культуры наблюдается
увеличение плотности почвы, иногда до критических значений. Нарушение агротехнических сроков посева и внесения средств защиты растений из-за особенностей погодных условий в период проведения исследований привело к существенному снижению продуктивности посевов на некоторых учетных площадках в пределах межполосного пространства.
Ключевые слова: подсолнечник, полезащитная лесная полоса, влагообеспеченность, южный чернозем, биологическая урожайность, прямой посев.
В сложившихся экономических условиях ресурсосбережение в сельском хозяйстве является весьма актуальным вопросом. Постоянное повышение цен на топливо приводит к поиску новых технологических решений, позволяющих снижать расход ГСМ при возделывании сельскохозяйственных растений.
Одной из таких технологий, которая позволяет существенно экономить топливо, является так называемая технология прямого посева или технология No-till. Основная концепция данной технологии заключается в посеве сельскохозяйственных растений в необработанную почву и полном отказе от применения почвообрабатывающих орудий. Однако не стоит рассматривать данную технологию упрощенно, т.к. на самом деле это довольно сложная технология, которая требует особых знаний и навыков, высококвалифицированных специалистов и специализированную технику. Тем не менее, научными работами и практическая деятельность отдельных сельскохозяйственных предприятий показывает, что данная технология имеет довольно много положительных моментов [3]:
- сокращается расход ГСМ на единицу площади;
- снижается вероятность возникновения эрозионных и дефляционных процессов;
- увеличивается активность почвенной биоты;
- накапливается и сохраняется почвенная влага за счет довольно большого количества растительных остатков на поверхности почвы;
- улучшается структура почвы.
Однако наряду с положительными моментами есть также ряд отрицательных [5, 6]:
- за счет интенсивного применения агрохимика-тов увеличивается химическая нагрузка на почву;
- в переходный период отмечается увеличение плотности почвы, которая превышает оптимальные значения;
- происходит накопление фитопатогенов и вредителей в почве;
-технология довольно сложна в исполнении, поэтому требует наличие высококвалифицированных специалистов;
- довольно высокая стоимость машин и орудий для первоначального приобретения.
Несмотря на некоторые отрицательные моменты, все больше сельскохозяйственных площадей отводится именно под эту технологию, особенно в регионах, которые относятся к зонам рискованного земледелия. Территория Волгоградской области не является исключением, наибольшее распространение технология прямого посева получила в западных и северо-западных муниципальных районах.
Волгоградская область относится к регионам, в которых довольно часто возникают пыльные бури и эрозионные процессы.
Пыльные бури с наиболее тяжелыми последствиями были в 1969, 1972, 1975, 1984 и 2015 годах. Для предотвращения этих негативных процессов учеными были разработаны лесомелиоративные мероприятия, которые являются весьма эффективными, особенно в комплексе с агротехническими почвозащитными приемами [1, 2, 4].
Главным лимитирующим фактором гарантированного получения урожая на территории Волгоградской области является наличие почвенной влаги в ответственные фазы развития растений. Поэтому в рамках данной статьи будет рассмотрено влияние почвозащитной технологии «прямого посева» на содержание продуктивной влаги в почве во время вегетации и продуктивность основной технической культуры подсолнечника в 2016-2017 гг. Объекты, материалы и методы исследования.
Исследования проводили в 2016-2017 гг. в Михайловском районе Волгоградской области на землепользовании ИП главы КФХ Ишкин А.В. Почвенный покров представлен черноземом южным среднесуглинистым. При проведении экспериментов определяли водный и температурный режимы почвы, структурно-агрегатный состав, объемную массу и общую порозность почвы, вели учет элементов структуры урожая и урожайности возделываемой культуры. Полезащитные лесные полосы (ПЗЛП) имели плотную конструкцию. ПЗЛП состояла из ясеня зеленого, ширина междурядий 3 м, средняя высота 9,5 м. Площадки для проведения исследований были заложены на расстоянии 1,5, 10, 15, 25 и 35 (контроль) высот (Н) от ПЗЛП.
Метеоусловия в годы проведения исследований были в целом благоприятными. Наиболее влажным является 2016 год. За период с апреля по сентябрь 2016 г. выпало 370 мм, за аналогичный период 2017 года 314 мм осадков. Результаты и обсуждение.
Исследования показали, что содержание влаги в почве перед посевом подсолнечника было довольно высоким и находилось в тесной зависимости от удаления от полезащитной лесной полосы. Уравнение связи описывается уравнением логарифмической зависимости (рис.1). В 2016 году содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы на межполосном пространстве составило от 140,2 до 178,8 мм, в 2017 г. - от 173,4 до 203,9 мм. Наибольший весенний влагозапас формировался в зонах, приближенных к ПЗЛП на расстояние до 10 Н. Такой характер формирования запасов влаги в почве
обусловлен, прежде всего, особенностями распределения снежного покрова в зимний период.
В среднем на изучаемом поле средневзвешенная величина влагозапаса весной составила в 2016 году 162,2 мм продуктивной влаги, а в 2017 году - 184,8 мм, которые можно оценить как очень хорошие и достаточные для посева сельскохозяйственных культур.
Анализ влагообеспеченности во время вегетации подсолнечника показал, что содержание продуктивной влаги к фазе 4-я пара листьев в 2016 году уменьшилось в среднем на межполосном пространстве на 17,1 мм, что связано с естественным потреблением растениями и испарением, а в 2017 году наблюдалось повышение влагозапасов на 18,2 мм за счет интенсивных осадков. На межполосном пространстве содержание влагозапасов варьировало от 125,3 до 163,4 мм в 2016 году и от 157,9 мм до 236,5 мм в 2017 году.
Аналогичная тенденция прослеживалась и в фазу бутонизации. В 2016 году произошло снижение влагозапасов по отношению к первоначальным значениям в среднем на 59,2 мм, а в 2017 году - увеличение на 43,9 мм. Почвенные влагозапасы на отдельных учетных площадках достигали 112,8 мм в 2016 г. и 255,8 мм в 2017 г.
Однако в 2017 г. в период цветение-созревание произошло резкое нарастание температуры в сочетании с отсутствием атмосферных осадков, которое привело к значительному сокращению запасов продуктивной влаги. Вероятно, это привело в дальнейшем к существенному снижению продуктивности посевов. Средневзвешенное содержание продуктивной влаги в почве в этот период составило на межполосном пространстве 72,8 мм, а в пределах межполосного пространства варьировало от 57,6 до 139,7 мм, т.е. снижение запасов влаги в почве составило в среднем 112,0 мм. Напротив, в 2016 году уменьшение количества влаги в почве происходило плавно, без резких понижений, и к этому периоду развития подсолнечника средневзвешенное содержание влаги составило 86,9 мм, а варьирование на межполосном пространстве составило от 80,5 до 99,3 мм.
N ■
■ у = -15,31п(х)+ 227,2 Кг = 0,729
■
у = -6,781п(х)+ 178,7 R' = 0.987
О 5 10 1 5 20 25 30 35 40
Удаленность от ПЗЛП, Н ♦2016 «2017
Рисунок 1 - Зависимость содержания продуктивной влаги в почве от удаленности от полезащитных насаждений в весенний период, перед посевом подсолнечника
В 2017 году к фазе полной спелости наблюдалось повышение уровня влагозапаса за счет выпавших осадков до 116,47 мм в зоне 1Н и 75,76-96,24 мм в остальных зонах межполосного пространства. В 2016 году содержание продуктивной влаги на межполосном пространстве варьировало от 69,3 до 76,3 мм.
Отличие условий влагообеспеченности в период вегетации в 2016 и 2017 гг. повлияло на структуру водного баланса (табл. 1). В 2016 году в связи с большим количеством осадков в структуре водного баланса на почвенные запасы влаги приходилось порядка 25,4-36,7 %, на атмосферные осадки - 73,374,5 %, а в 2017 году на почвенные запасы влаги приходилось порядка 32,6-45,7 %, на атмосферные осадки - 54,3-67,4 % в зависимости от удаленности от ПЗЛП.
В ходе исследований было установлено, что величина суммарного водопотребления растениями подсолнечника изменялась на межполосном пространстве с некоторой закономерностью. Расчет величины суммарного водопотребления показал, что в зоне наибольшего влияния лесной полосы на расстоянии до 10 Н оно было больше, чем на расстоянии 25 и 35 Н от ПЗЛП. Так например, в 2016 году величина суммарного водопотребления составила на расстоянии 10 Н 2996,2 м3/га, а на расстоянии 35 Н 2948,4 м3/га, в 2017 году - соответственно 3042,0 и 2449,0 м3/га.
Анализ полученных данных по суммарному водо-потреблению подсолнечника показал, что суммарное водопотребление находится в тесной связи с удаленностью от полезащитных лесных насаждений, которая описывается уравнением логарифмической зависимости в пределах изучаемого интервала.
Отсутствие воздействия рабочих органов на почву оказывает непосредственное влияние на такой показатель, как плотность почвы. Исследования показали, что перед посевом подсолнечника почва имела плотность близкую к максимально допустимым значениям, а в некоторых зонах превышала этот порог. Так, на расстоянии 1 и 5 Н от ПЗЛП плотность равнялась 1,34 и 1,36 т/м3, на расстоянии 20 и 30 Н - 1,3 т/м3, а на расстоянии 10 Н - 1,24 т/м3. Наиболее уплотненным слоем перед посевом подсолнечника был слой 0,1-0,2 м, плотность почвы изменялась в этом слое от 1,28 до 1,42 т/м3. Отбор и анализ образцов почвы в период созревания семян для определения плотности почвы показали, что плотность почвы в слое 0-0,3 м на всем межполосном пространстве имела критические значения и превышала оптимум равный 1,3 т/м3, и изменялась от 1,38 до 1,46 т/м3. Причинами такого увеличения плотности почвы вероятно являются:
- отсутствие воздействия рабочих органов почвообрабатывающих орудий на протяжении ряда лет на почву, в результате чего происходит естественное уплотнение;
- интенсивное выпадение осадков в вегетационный период с последующим резким нарастанием температуры воздуха;
- довольно тяжелый механический состав почвы.
Расчет биологической урожайности подсолнечника, возделываемого по технологии No-till на черноземных почвах, показал (табл.1), что применение технологии прямого посева в условиях агролесо-ландшафта на южном черноземе в зависимости от погодных условий и удаленности от ПЗЛП обеспечивает получение урожайности от 1,08 до 2,63 т/га. Согласно расчетам наибольшая биологическая урожайность в 2016 году сформировалась на удалении 10 Н от лесной полосы, наименьшая на расстоянии 5 Н. В 2017 году на расстоянии 35 Н была получена наибольшая урожайность, а на расстоянии 10Н
- наименьшая. Одной из причин снижения урожайности в зонах наибольшего влияния ПЗЛП 5Н (2016
г.) и 10 Н(2017г.), вероятно, является неравномерность высева культуры. Поскольку из-за большого количества пожнивных остатков наступление физической спелости почвы было затянуто, то вследствие этого при посеве культуры происходило зали-пание рабочих органов сеялки прямого посева, что
привело к неравномерному высеву. Другой причиной является нарушение агротехнических сроков по внесению гербицидов из-за интенсивного выпадения осадков в период вегетации, что привело в свою очередь к увеличению засоренности посевов культуры.
Таблица 1 - Суммарное водопотребление (м3/га), коэффициент эвапотранспирации (м3/т) и биологическая урожайность подсолнечника в 2016-2017 гг.
Удаленность от ПЗЛП Израсходовано воды за вегетационный период, м3/га Суммарное водопотребление, м3/га Биологическая урожайность, т/га Коэффициент эвапотранспирации, м3/т
о За счет За счет запасов в . почве атмосфеРных 1 осадков м3/га | % | м3/га | %
2016 год
5 Н 794,4 26,6 2196 73,4 2990,4 1,24 2411,6
10 Н 800,2 26,7 2196 73,3 2996,2 2,22 1349,6
15 Н 746,7 25,4 2196 74,6 2942,7 1,99 1478,7
25 Н 764,8 25,8 2196 74,2 2960,8 1,08 2741,5
35Н 752,4 25,5 2196 74,5 2948,4 1,69 1744,6
В среднем на МПП 771,7 26,0 2196 74,0 2967,7 1,64 1945,2
2017 год
5 Н 1391 45,7 1651 54,3 3042,0 1,80 1686,7
10 Н 1355 45,1 1651 54,9 3006,0 1,61 1865,1
15 Н 1148 41,0 1651 59,0 2799,0 2,32 1208,6
25 Н 1122 40,5 1651 59,5 2773,0 2,06 1348,5
35Н 798 32,6 1651 67,4 2449,0 2,63 930,1
В среднем на МПП 1162,8 41,0 1651 59,0 2813,8 2,08 1407,8
Заключение.
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что на черноземных почвах возможно применение технологии No-till для возделывания подсолнечника. Применение данной технологии позволяет получить бездефицитный водный баланс. Однако внедрение данной технологии способствует в начальный период освоения увеличению плотности почвы в слое 0-0,3 м.
Погодные условия в годы проведения исследований и наличие большого количества пожнивных остатков на поверхности почвы не позволили провести в оптимальные сроки посев и применить гербициды, что привело к неравномерному высеву семян и ухудшению фитосанитарной обстановки. Несмотря на отсутствие интенсивного воздействия рабочих органов сельхозорудий на почвенный покров на межполосном пространстве прослеживается зональное распределение влагозапасов в почве по отношению к полезащитным лесным насаждениям.
Литература:
1. Васильев, Ю.И. Противодефляционная устойчивость почв Северного Кавказа /Ю.И. Васильев.- Волгоград: ВНИАЛМИ, 1997. - 187 с.
2. Волошенкова, Т.В. Пыльные бури на юге России / Т.В. Волошенкова мВ сборнике: Агролесомелиорация в 21 веке: состояние, проблемы, перспективы. Фундаментальные и прикладные исследования материалы международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященная профессору Георгию Пантелеймоновичу Сурмачу в честь 100-летия со дня рождения. 2015. С. 71-75.
3. Дридигер В.К. Влияние технологии возделывания на агрофизические свойства чернозема обыкновенного
и урожайность подсолнечника / Дридигер В.К., Паньков Ю.И. // Вестник АПК Ставрополья. - 2016. - № 3 (23). - С. 163-167.
4. Научно-обоснованные системы сухого земледелия Волгоград-ской области. - Волгоград.: Нижнее-Волжское кн. изд-во., 1986. - 256 с.
5. Похоруков, Ю.А. Минимизация основной обработки почвы под подсолнечник / Ю.А. Похоруков, Н.Г. Власенко, А.В. Вернер // Наука и Мир. - 2017. - Т. 2. № 4 (44). - С. 35-38.
6. Похоруков, Ю.А. Засоренность посевов подсолнечника в зависимости от основной обработки почвы / Ю.А. Похоруков - Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - 2012. - № 4. - С. 126-129.
THE MOISTURE CROPS OF SUNFLOWER SUFFICIENCY IN AGROLANDSCAPE CULTIVATION IN THE CASE OF NO-TILL TECHNOLOGY
A. N. Sarychev, K.S-Kh.N.,
leading scientific employee, FSC of Agroecology RAS, Volgograd, Russia, zeit1@ya.ru
The paper presents materials the research work on studying of influence of field windbreaks and technology of direct seeding on moisture sufficiency, soil density and biological productivity of sunflower on the South chernozem. As a result of researches it is established that the application of a technology of direct seeding for sunflower cultivation provides a relatively high content of productive moisture during the growing season, in some periods of cultura development, there is an increase in the density of the soil, sometimes to the critical values. Violation of agrotechnical terms of sowing and introduction of crop protection products due to weather conditions during the research period led to a significant decrease in the productivity of crops on some accounting sites within the inter-belt space.
Keywords: sunflower, field-protective forest belt, moisture sufficiency, southern chernozem, biological yield, direct seeding.
