Эффективность систем основной обработки почвы под культуры полевого звена севооборота в Центральном Предкавказье

Выводы. В условиях Приазовской зоны Ростовской области для достижения положительного баланса гумуса в десятипольном зернопаропро-пашном севообороте необходимо вносить на 1 га площади севооборота навоз, 6,3 т + ^4Р30К24 или навоз, 12 т и 40 кг д.в. азотных минеральных удобрений. Для достижения аналогичных результатов в деситипольном зернопаротравянопропашном севообороте следует применять навоз, 4 т + ^7Р31К27 или навоз, 8 т +

Десятипольный зернопаротравянопропашной севооборот с 30% люцерны в структуре его посевных площадей позволяет сохранять плодородие почвы и обеспечивать положительный баланс органического вещества, используя меньшее количество удобрений на 1 га площади севооборота.

Систематическое и длительное внесение повышенных дозировок органо-минеральных удобрений на протяжении 20 лет эксплуатации пашни имеет продолжительное последействие. При переходе на внесение только азотных удобрений в прежних дозах позволяет получать продуктивность севооборотов на первоначальном уровне, по крайней мере в течение одной ротации севооборота. При этом баланс углерода будет носить резко отрицательный характер, что с течением времени, вероятно, приведёт к снижению плодородия почвы.

Литература

1. Шапошникова И.М. Плодородие почвы целины и пашни при многолетнем возделывании сельскохозяйственных культур / Шапошникова И.М., Новиков А.А., Медведева В.И. // Повышение плодородия почв в Ростовской области. Зерноград, 1982. С. 21-27.

2. Лабынцев А.В. Изменение гумусного состояния обыкновенного чернозёма в севооборотах при различных системах удобрения // Применение удобрений и средств защиты растений для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и плодородия почв в Ростовской области. Сб. науч. трудов п. Персиановский, 2002. С. 38-44.

3. Лабынцев А.В. Сохранение плодородия чернозёма обыкновенного Северного Кавказа и повышение продуктивности пашни: автореферат на соискание уч. степ. док. с.-х. наук, Рассвет, 2002. С. 44.

4. Лабынцев А.В., Сивашов В.Ю., Бондаренко С.Г., Целуй-ко О.А., Медведева В.И., Авилов А.С., Кравченко А.Н. Технология насыщения пахотного слоя почвы органическим веществом однолетних и многолетних агроценозов. 2010. С. 26.

5. Лабынцев А.В., Целуйко О.А., Пасько С.В., Авилов А.С., Кравченко А.Н., Гринько А.В. Система дифференцированного применения удобрений в севооборотах Ростовской области. Рекомендации. п Рассвет. 2010. 30 с.

6. Новиков А.А. Гумус чернозёмов обыкновенных при внесении удобрений и эффективность возделываемых сельскохозяйственных культур. Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. № 2 (26). 2017. С. 131-143.

7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М., 1985. № 14 351 с.

8. Лабынцев А.В., Сивашов В.Ю., Целуйко О.А., Пасько С.В., Назаренко О.Г., Ильинская И.Н., Медведева В.И., Авилов А.С., Кравченко А.Н., Гринько А.В., Романова Л.К. Нормативы и методика применения побочной продукции сельскохозяйственных культур для обеспечения бездефицитного баланса органического вещества в почвах на землях сельскохозяйственного назначения. п. Рассвет, 2010. 48 с.

Эффективность систем основной обработки почвы под культуры полевого звена севооборота в Центральном Предкавказье

Ю.А. Кузыченко, д.с.-х.н., ФГБНУ Северо-Кавказский ФНАЦ

Различные приёмы основной обработки почвы значительно снижают плотность пахотного слоя за счёт изменения объёма порового пространства, а следовательно, изменяются показатели водопроницаемости [1]. Эти водно-физические факторы оказывают определённое влияние на урожайность культур в звене занятого пара [2—5].

Цель исследования — установить наиболее эффективную систему основной обработки почвы под культуры звена севооборота с занятым паром.

Материал и методы исследования. Исследование проводилось на стационарном опыте ФГБНУ СНИИСХ в полевом звене севооборота: занятый пар — озимая пшеница — озимая пшеница, типичном для зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края зернопаропропашном севообороте (овсяно-гороховая смесь — озимая пшеница — озимая пшеница — кукуруза на зерно — яровой ячмень). Почва — чернозём обыкновенный, малогумусный, среднемощный, среднесуглинистый. Содержание гумуса в слое 0—20 см — 3,9%, подвижного фос-

фора — 19,5 мг/кг, обменного калия — 198 мг/кг почвы. В опыте изучались три варианта основной обработки почвы на глубину 20—22 см под все культуры звена севооборота с применением: плуга ПЛН-5-35; плуга со стойками СИБИМЭ; чизель-ного плуга ПЧ-4,5, вариант с комбинированием орудий основной обработки под отдельные культуры севооборота: под занятый пар — обработка плугом со стойками СИБИМЭ на 20—22 см; под озимую пшеницу после занятого пара — чизелева-ние плугом ПЧ-4,5 на глубину 10—12 см; под 2-ю озимую пшеницу — вспашка плугом ПЛН-5-35 на глубину 20—22 см, а также вариант с постоянной минимальной дисковой основной обработкой почвы на глубину 10—12 см тяжёлой бороной БДТ-3 на фоне летне-осеннего применения гербицида Раундап по необработанной стерне в дозе 2 л/га. Предпосевная культивация проводилась паровым культиватором КПС 4 + 4БЗСС-1. Доза удобрений на весь период ротации севооборота составляла Р300К250 под основную обработку в поле занятого пара на всех вариантах опыта, а под предпосевную культивацию: в поле озимой пшеницы после занятого пара — в поле второй

озимой пшеницы — N60. Сорт озимой пшеницы — Одесская 200.

Анализ развития корневых систем парозанимающих культур при различной плотности почвы проводился с использованием метода фрактальной геометрии [6, 7] с вычислением коэффициента длины Kj и коэффициента ветвления корневой системы Kb. Фрактальная размерность Dr структуры определялась по формуле Dr=ln K / ln K Определённая таким образом фрактальная размерность Dr верно описывает экстремальные свойства анализируемых корневых структур: чем длиннее ответвления (чем меньше Kl) и чем их больше (чем выше Kb) для корневой системы, тем быстрее происходит заполнение пространства корневой системой, т.е. чем выше значение Dr, тем интенсивней стремление корневой системы занять плоскость (в смысле топологической плоскостной размерности).

Результаты исследования. Анализ таблицы 1 показывает, что при сравнении плотности почвы по вариантам обработки после посева установлено увеличение плотности в слое 0—20 см в сравнении со вспашкой практически по всем вариантам безотвальной обработки на 0,02 г/см3. Перед уборкой значения плотности почвы в среднем за ротацию при обработке стойками СИБИМЭ (1,22 г/см3) и комбинированной обработке (1,19 г/см3) в сравнении с отвальной вспашкой практически равны, превышение плотности почвы на варианте с мелкой обработкой составляет 0,09 г/см3.

Анализ развития корневых систем потенциальных парозанимающих культур (горох, редька масличная) и озимой пшеницы в зависимости от средней плотности почвы в слое 0—20 см за период вегетации при основной отвальной и мелкой обработке почвы представлен в таблице 2 и на рисунке 1.

Данные исследования показывают, что у гороха на зерно суммарная длина корневых систем при отвальной обработке составляла в среднем 84,1 см, что на 21,6 см больше, чем при мелкой обработке, при этом показатель фрактальной размерности DI выше (1,87 > 1,75). Аналогичные данные получены и по озимой пшенице, где суммарная длина корневых систем при отвальной обработке составляла 153,9 см, что на 34,1 см больше, чем при мелкой обработке, при этом показатель фрактальной размерности DI выше (4,6> 1,97). Это говорит о более интенсивном заполнении объёмного пространства почвы корнями растения при отвальной обработке. Стержневые корневые системы (редька масличная) описать таким образом невозможно в связи с отсутствием корней низшего порядка.

На основании данных плотности и влажности почвы, а также плотности твёрдой фазы рассчитана общая пористость почвы, а также процентное соотношение воды, воздуха и твёрдой фазы при влажности пахотного слоя 14,9% (табл. 3). Отмечается равное значение общей пористости при обработке стойками СИБИМЭ в сравнении с отвальным плугом (63,4—63,8%), при этом общая пористость при поверхностной обработке ниже на 9,2%.

1. Плотность почвы при обработке различными орудиями в звене севооборота, г/см3

Орудия основной обработки Овсяно-гороховая смесь Озимая пшеница 2-я озимая пшеница Средняя за ротацию

посев уборка посев уборка посев уборка посев уборка

Плуг ПЛН-5-35 (контроль) 1,13 1,16 1,18 1,28 1,11 1,17 1,15 1,20

Плуг со стойками СибИМЭ 1,15 1,19 1,21 1,29 1,13 1,19 1,17 1,22

Плуг чизельный ПЧ-4,5 1,16 1,19 1,22 1,30 1,13 1,20 1,18 1,23

Комбинированный 1,11 1,15 1,15 1,26 1,09 1,17 1,13 1,19

Дискование БДТ-3 1,19 1,24 1,25 1,33 1,18 1,31 1,22 1,29

2. Морфометрия корневых систем гороха и озимой пшеницы при различных способах основной обработки почвы

Плотность почвы, средняя за вегетацию в слое 0-20 см, г/см3 Порядок корней N¡, шт. L¡, мм kb = Ni/Ni+ 1 ki = Li+1/Li Kb Ki Dr Le, см

Горох н/з

1,27 (мелкая) 1 2 3 15 9 1 16,5 30,8 100 1,7 9 1,9 3,2 5,3 2,6 1,75 62,5

1,18 (отвальная) 1 2 3 28 4 1 20 40,3 120 7 4 2,0 2,98 5,5 2,4 1,87 84,1

Озимая пшеница

1,24 (мелкая) 1 2 25 24 6 43,7 1,04 7,28 0,52 3,64 1,97 119,8

1,15 (отвальная) 1 2 34 22 8,4 57 1,54 6,79 0,77 3,39 4,6 153,9

Рис. 1 - Развитие корневых систем растений при различных системах основной обработки почвы за период вегетации: 1 - мелкая обработка, 10-12 см; 2 - отвальная обработка, 20-22 см

3. Общая пористость при различных приёмах основной обработки почвы, %

Орудия основной обработки Общая В т.ч. Твёрдая фаза

вода воздух

Плуг ПЛН-5-35 (контроль) 63,8 15,7 46,4 36,2

Плуг со стойками СибИМЭ 63,4 18,1 45,3 46,6

Плуг чизельный ПЧ-4,5 61,1 19,4 41,6 38,9

Дискование БДТ-3 54,6 18,4 36,2 45,3

4. Урожайность культур при различных системах основной обработки почвы за ротацию севооборота, ц з.е./га

Рис. 2 - Водопроницаемость при различных приёмах основной обработки почвы, мм/мин

Различные способы основной обработки создают неодинаковые агрофизические условия для накопления и расходования влаги в почве [8]. В первую очередь это относится к скорости впитывания почвой выпадающих осадков, т.е. её водопроницаемости, включающей процессы впитывания и фильтрации, которые связаны с общей пористостью пахотного слоя почвы [9, 10].

Исследование по определению водопроницаемости почвы с использованием прибора ПВН-00 проводилось на всех вариантах опыта после основной обработки почвы при влажности пахотного слоя почвы 14,9%. Результаты замеров водопроницаемости и её интенсивности при часовом проливе (рис. 2) позволяют сделать вывод о том, что при обработке отвальными орудиями в почве создаются лучшие условия для водопроницаемо-

Основная обработки почвы в севообороте Овсяно-гороховая смесь Озимая пшеница Озимая пшеница Среднее

Плуг ПЛН-5-35 (контроль) 34,2 54,0 47,1 45,1

Плуг со стойками СибИМЭ 32,5 50,2 37,7 40,1

Плуг чизельный ПЧ-4,5 31,4 49,9 36,5 39,3

Комбинированная 32,7 51,4 38,4 40,8

Дискование БДТ-3 28,1 32,7 29,5 30,1

НСР05 = 6,76 ц/га з.е. Еф= 6,95 > Ет= 3,8

сти, в среднем — 4,9 мм/мин. Несколько меньшая водопроницаемость отмечается при обработке стойками СИБИМЭ (4,5 мм/мин) и чизельным плугом (4,1 мм/мин). При постоянной мелкой обработке водопроницаемость минимальная (2,1 мм/мин), снижение в сравнении со вспашкой составляет 57%.

При этом установлена высокая степень корреляции между общей пористостью и водопроницаемостью почвы, составляющая величины г = 0,866 при обработке почвы с влажностью пахотного слоя 14,6%.

Более высокая урожайность получена при постоянной отвальной обработке — 45,1 ц к.е./га. Значимое снижение средней урожайность культур севооборота при дисковании на глубину 10—12 см на фоне применения гербицида Раундап в сравнении со вспашкой (контроль) составляет 15 ц з.е./га

5. Экономическая эффективность полевого звена севооборота при различных системах основной обработки почвы

Приём основной обработки Средняя урожайность, ц/га з.е. Производственные затраты, тыс. руб/га Рентабельность,%

Плуг ПЛН-5-35 (контроль) 45,1 21,6 88

Плуг со стойками СибИМЭ 40,1 20,0 80

Плуг чизельный ПЧ-4,5 39,3 19.8 79

Комбинированный 40,8 19,3 90

Дискование БДТ-3 30,1 17,4 56

(табл. 4). Оценка экономической эффективности возделывания культур в звене занятого пара звена (табл. 5) показала более высокую рентабельность (90%) при комбинированной обработке почвы в сравнении с отвальной вспашкой.

Вывод. Наиболее эффективной системой основной обработки почвы в звене занятого пара является чередование обычной безотвальной обработки на глубину 20—22 см стойками СИБИМЭ под занятый пар, мелкая обработка на глубину 10—12 см чизельным плугом ПЧ-4,5 под озимую пшеницу и вспашка на глубину 20—22 см под озимую пшеницу после озимой пшеницы с уровнем рентабельности 90%.

Литература

1. Ревут И.Б., Соколовская Н.А., Васильев А.М. Структура и плотность почвы — основные параметры, кондиционирующие почвенные условия жизни растений // Пути регулирования почвенных условий жизни растений. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. С. 5—125.

2. Кузыченко Ю.А., Кулинцев В.В. Оптимизация систем основной обработки почвы в полевых севооборотах на различных типах почв Центрального и Восточного Пред-

кавказья: монография. Ставрополь: АГРУС Ставропольского гос. аграрного ун-та, 2012. 168 с.

3. Желнакова Л.И., Хрипунов А.И., Федотов А.А. Эффективность чистых и занятых паров в условиях Ставропольского края // Достижения науки и техники АПК. 2014. № 9. С. 26-30.

4. Морозов Н.А. Продуктивность зерновых севооборотов в условиях изменения климата / Н.А. Морозов, С.А. Лихо-диевская, А.И. Хрипунов, Е.Н. Общия // Земледелие. 2016. № 8. С. 8-11.

5. Кузыченко Ю.А., Кулинцев В.В., Кобозев А.К. Обобщённая оценка дифференциации систем основной обработки почвы под культуры севооборота // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. № 8. С. 28-30.

6. Кудрин А.И., Раков А.Ю., Мамонтова Е.П. Оценка длины корней на единицу объёма почвы как решение задачи Бюффона // Доклады ВАСХНИЛ. 1987. № 10. С. 18-19.

7. Панченко О.В., Низовцев В.В. Формализм фрактальной геометрии в приложении к реальным разветвлённым структурам // Почвоведение. 2001. № 6. С. 685-692.

8. Желнакова Л.И. Основные элементы водного баланса почвы на чёрном пару в крайне засушливой зоне Ставропольского края // Интенсивные технологии возделывания озимой пшеницы на Ставрополье: сб. науч. тр. СНИИСХ. Ставрополь, 1989. С. 174-190.

9. Болокан Н.И. Исследование воздействия сельскохозяйственных культур и агротехнических приемов на водопроницаемость почвы: автореф. канд. с.-х. наук. Кишинев, 1981. 25 с.

10. Чистые и занятые пары / Под ред. В.М. Пенчукова. Ставрополь: Кн. из-во, 1986. 158 с.

Прогноз погоды и урожайности сельскохозяйственных культур в Оренбургской области на предстоящий вегетационный период 2018 г.

А.А. Неверов, к.с.-х.н., ФБГНУ ФНЦ БСТ РАН

Главной задачей сельского хозяйства РФ, и в первую очередь растениеводства, является снабжение населения необходимыми продуктами питания, формирование стратегических ресурсов продовольствия в целях обеспечения продовольственной безопасности страны.

В Российской Федерации, от Центрального Поволжья и до Урала, преобладает сухой степной климат. Средние июльские температуры воздуха достигают +21—23°С. Годовая сумма осадков снижается до 300 мм. Испаряемость превышает сумму осадков в 2—3 раза [1].

Наиболее засушливыми регионами страны являются Астраханская, Волгоградская, Оренбургская области и Республика Калмыкия. Возможности орошения в этих регионах ограничены, и продук-

тивность посевов в значительной степени зависит от погодных условий. Характерными особенностями климата данных территорий являются недостаточное и неустойчивое атмосферное увлажнение в сочетании с экстремально высокими температурами и низкой относительной влажностью воздуха в летний период.

Сильная зависимость урожая сельскохозяйственных культур от изменений погоды в засушливых регионах предопределяет актуальность прогнозирования предстоящих погодных условий и возможную продуктивность посевов сельскохозяйственных культур в целях снижения убытков от повреждающих факторов и оптимизации агротехнологий путём своевременного принятия управленческих решений [1—5].

Для задач прогнозирования метеорологических факторов и урожайности сельскохозяйственных