К вопросу о совершенствовании технологий обработки почвы

УДК 631.51

К вопросу о совершенствовании технологий обработки почвы

A.A. КОНИЩЕВ, кандидат технических наук

Ивановский НИИ сельского хозяйства

E-mail: aleksei.konishev2010@yandex.ru

Предложена новая технология обработки почвы, позволяющая повысить ее долевое влияние на урожайность и снизить зависимость посевов от погодных условий.

Ключевые слова: обработка почвы, прямой посев, плотность почвы, погодные условия.

Вопрос о выборе способа обработки почвы агрономы должны решить до начала сева, как правило, не имея при этом достоверного долгосрочного метеопрогноза. Поскольку предстоящая ситуация неясна, волей или неволей агрономам приходится выбирать некую усредненную обработку, ориентируясь на предшествующие годы, собственный опыт и традиции региона. В итоге состояние пахотного слоя (прежде всего по плотности почвы) очень редко соответствует режиму выпадения осадков, что и приводит к неизбежной потере урожая.

В научных исследованиях этот факт получил количественную оценку. Установлено, что долевое влияние традиционной обработки почвы (и в первую очередь ее глубины) на урожайность колеблется от 0,1 до 17 % (при подавляющем влиянии в 2,56 %) при доле влияния удобрений от 17 до 57 %, а метеорологических условий - от 31 до 72 % [1-3]. В итоге появилась устойчивая мировая тенденция на минимизацию обработки почвы, вплоть до отказа от обработки вообще (технология No-till). При этом до сих пор не решен вопрос снижения колебаний урожайности по годам. С помощью средств химизации острота колебаний, конечно, снижается. Например, при экстенсивном способе ведения производства годовые колебания урожайности составляют 30-50 %, а при использовании высоких технологий, предусматривающих комплексное применение средств химизации, этот показатель снижается до 13-25 % [4, 5]. Однако в существенной степени колебания урожайности предопреде-

ляются влагообеспеченностью посевов, одним из основных регуляторов которой является обработка почвы.

В реальности земледельческая наука и практика находятся перед выбором:

- признать неизбежность полной зависимости посевов от погодных условий (т. е. пренебречь годовыми колебаниями урожайности, в том числе и возможным ухудшением ситуации, вызванным глобальным изменением климата) и согласиться с невозможностью повысить долевое влияние обработки почвы на урожайность;

- заняться поиском решений, повышающих эффективность обработки почвы и долевое участие этого фактора во влиянии на урожайность и снижение ее колебаний по годам.

Первое направление приводит к технологиям минимизации обработки почвы. На черноземах это может быть прямой посев (No-till), на почвах с менее благоприятными агрофизическими характеристиками - минимизация различной степени.

Технология прямого посева основана на гипотезе, в соответствии с которой в результате длительного и систематического применения прямого посева происходит насыщение пахотного слоя корневыми остатками и ходами почвенной энтомофау-ны. В результате наступает улучшение агрофизических и гидрологических свойств почвы, приводящее к стабилизации урожаев [6, 7]. Продолжительность переходного периода, в течение которого почва приобретает необходимые свойства, может составлять от 4-9 [8] до 10-15 лет [9]. При этом во время переходного периода возможно понижение продуктивности растений, особенно ощутимое (до 33 %) при недостаточном увлажнении, и ухудшение фильтрационной способности почвы [9-11].

Следует иметь в виду, что под активным воздействием рекламных акций различных компаний внедрение технологии прямого посева на практике часто значительно опережает накопление научных данных по этому вопросу. Научным учреждениям, на наш взгляд, стоит задуматься о проведении опытов, например, на территории пастбищ, старовозраст-

ных посевах многолетних трав или даже на полях, давно выведенных из оборота, т. е. на необрабатываемых площадях, где уже сформировался корнеобитаемый слой, насыщенный большим количеством живых и отмерших корней растений. Это позволит науке выиграть время и уже в ближайшее время дать производству обоснованные рекомендации.

Что касается второго направления - совершенствования обработки, то в качестве одного из возможных подходов может стать технология объемно-гетерогенной обработки почвы [12], при которой в пахотном слое создается сочетание участков почвы, благоприятных для выращивания растений как при недостатке осадков (уплотненных), так и их избытке (рыхлых). Сочетание на поле рыхлых и плотных участков и их взаимовлияние друг на друга делает поле в целом более адаптированным к любому режиму выпадения осадков и одновременно значительно снижает скорость осадки почвы, так как уплотненные участки играют роль несущего каркаса, поддерживающего соседние рыхлые участки в изначально заданном состоянии. Разница в плотности соседних участков ниже уровня заделки семян при посеве должна составлять 0,2-0,3 г/см3. Для Нечерноземной зоны это соответственно 1,1-1,2 и 1,3-1,4 г/см3. Для других регионов величина плотности рыхлых и плотных участков будет другая (в зависимости от равновесной плотности почвы), но разница в плотности участков должна сохраниться.

Обычно сразу после обработки почва имеет (или, во всяком случае, должна иметь) агрофизические характеристики, благоприятные для развития растений. При этом она выведена из своего равновесного состояния и, как правило, ее плотность ниже равновесной. В дальнейшем под воздействием природных и антропогенных факторов происходит быстрая осадка почвы, скорость которой в целом определяется количеством и интенсивностью выпадающих осадков, водопрочностью почвенных макроагрегатов и количеством проходов техники по полю. ш Причем уже первый проход машин- | но-тракторного агрегата (даже посев- § ного) по полю приводит к уплотне- | нию почвы на 80 % от максимально Ш возможного. В результате, например, 2 в Нечерноземной зоне плотность 2 обработанной почвы возвращается р

к своей исходной величине, в боль- 2

со

läöääiöeä i'i+äü..p65 7 13.09.2013, 14:37

шинстве случаев, уже к фазе полных всходов яровых зерновых. В других регионах уплотнение почвы растягивается на более продолжительный период, но все равно развитие растений большую часть вегетации происходит при плотности почвы ниже уровня заделки семян преимущественно равной или большей равновесной.

Поэтому поддержание почвы более продолжительное время в оптимальном состоянии в итоге положительно сказывается на продуктивности растений, в том числе повышает долевое влияние обработки на урожайность. Например, поддержание почвы при оптимальной плотности в фазе развития яровых зерновых конец кущения - выход в трубку повышает влияние обработки на урожайность до уровня влияния минеральных удобрений.

При применении предлагаемой технологии в регионах с разным количеством осадков должны меняться размеры различно уплотненных участков. Чем засушливей регион, тем больше размеры плотных участков, и чем больше осадков, тем больше размеры рыхлых участков. При отсутствии одного из участков предлагаемая обработка вырождается в одну из существующих технологий. То есть предлагаемая обработка поддается реальной адаптации к любому региону, а вопрос ее применения сводится к решению задач по выявлению агрофизических характеристик почвы, благоприятных для растений при избытке и недостатке влаги (не путать с широко известной «оптимальной» плотностью), и определению частоты наступления различного увлажнения по годам. Причем принципиальным является величина плотности участков, а не способ получения этой плотности. Ведь растение развивается на почве с созданными человеком параметрами, а как эти параметры получены (с помощью какой технологии или технических средств) - растению безразлично. Задача поиска технологии или исполнительного механизма для создания необходимых растению условий - это следующая задача, $2 важная для человека, желающего  достичь результата с наименьшими |ч. затратами.

г Кроме того, в случае равенства ф равновесной плотности почвы необ-1; ходимой плотности одного из участ-ц ков (например, в Нечерноземной с; зоне равновесная плотность дер-§ ново-подзолистой почвы в слое S-п

8

20 см равна необходимой плотности уплотненного участка - 1,3-1,4 г/см3), возможен переход на сочетание обработанных и необработанных участков, что приведет к дополнительной экономии материальных ресурсов. В этой связи также не исключается возможность применения не рыхления, а наоборот, уплотнения почвы на одном из участков для создания благоприятных условий для развития растений при значительном недостатке влаги. В целом режим экономии энергоресурсов реализуется за счет отказа от интенсивной обработки всей площади поля.

В простом варианте сочетание участков может иметь вид чередующихся полос разной плотности. В более совершенном варианте сочетание участков должно иметь вид мозаики. Первый вариант технически более прост, но требует достаточно большого набора однотипных орудий (с разными размерами полос) для адаптации агрегата к конкретным условиям региона.

При этом предлагаемая обработка в первом варианте исполнения становится внешне похожей на обработку по технологии Strip-till. Однако это чисто внешнее сходство. Технология Strip-till, при которой обрабатывается не вся площадь поля, а только полосы шириной около 2S см, является развитием технологии прямого посева применительно к пропашным культурам. За счет этого экономятся энергоресурсы на обработку, а удобрения концентрируются в обрабатываемых полосах, ближе к растениям. При этом расстояние между полосами остается фиксированным, в соответствии с принятым расстоянием между рядами пропашной культуры. То есть технология Strip-till ставит чисто экономические цели.

Мозаичное строение в предлагаемой технологии реализуется при циклических перемещениях используемого сочетания рабочих органов.

Проверка предлагаемой нами технологии в агротехнических опытах в Нечерноземной зоне (Ивановская область) подтвердила правильность подхода к решаемым задачам. Опыты по сравнению технологий проводились в течение девяти лет. Сравнивались технологии с использованием зяблевой и весновспашки, минимальной и экспериментальной обработок. Основной тест-культурой был ячмень, но высевались также пшеница, овес и викоовсяная смесь. Экспериментальная обработка пред-

ставляла собой сочетание минимальной и безотвальной обработок, выполняемых чередующимися полосами (для исследований был принят простой вариант исполнения экспериментального орудия) [12-14]. Преимущество разрабатываемой технологии по сравнению со вспашкой по урожайности в условиях избытка осадков, объясняемого снижением скорости осадки почвы, составило от

0.5 до S,S %. При среднемноголет-нем количестве осадков урожайность была выше в среднем на 6,2 %, а при недостатке осадков (в зависимости от степени проявления засушливости и агрохимических характеристик поля) - в среднем на 11 %. Таким образом, с учетом частоты проявления различно увлажненных лет в регионе, разрабатываемая технология позволяет сгладить влияние погодных условий на урожайность яровых зерновых культур в среднем на 7,S %.

Одновременно экономия технологических затрат на этапе обработка почвы - посев при внедрении предлагаемой технологии составляет от 98 до 474S руб/га, в зависимости от набора машин.

Литература

1. Манжосов В.П., Певнев М.И., Май-мусов В.Н. Долевое влияние обработки почвы и удобрения на урожайность полевых культур//3емледелие, 1994. - №

1. - С. 9-10.

2. Матюк Н.С. Ресурсосберегающие технологии снижения переуплотнения почв в современных системах земледелия Нечерноземной зоны России. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук. - Москва, 1999. - 36 с.

3. Пупонин А.И. Обработка почвы в интенсивном земледелии Нечерноземной зоны. - М.: Колос, 1984. - 183 с.

4. Пыхтин И.Г., Гостев А.В. Продуктивность зерновых культур в зависимости от интенсивности технологий/земледелие, 2012. - № 8. - С. 21-23.

5. Юшкевич Л.В., Щитов А.Г., Егорова Н.И., Штро Е.В. Совершенствование технологии возделывания ячменя в Лесостепи Западной Сибири//3емледелие, 2013. - № 2. - С. 26-28.

6. Rainbow R., Derpsch R. Advances in No-Till Farming Technologies and soil Compaction Management in Rainted Farming Systems/Rainted Farming Systems. - London. New York: Springer, 2011 -Ch.39. - Р. 991-1014.

7. Шептухов В.Н., Коновалов С.Н., Нестерова А.В. Изменение структуры дерново-подзолистых суглинистых почв при минимизации обработки//Почвоведе-

láóááíóéá ¡Ráü..p65 8 13.09.2013, 14:37

ние, 1993. - № 5. - С. 23-27.

8. Дридигер В.К. Технология прямого посева в Аргентине//3емледелие, 2013.

- № 1. - С. 21-24.

9. Коротких Н.А., Власенко Н.Г., Кас-тючик С.П. Влагообеспеченность яровой пшеницы при технологии No-till в Лесостепи Приобья//3емледелие, 2013. - № 3. - С. 21-23.

10. Котлярова О.Г., Котлярова Е.Г., Лубенцов С.М. Влияние основной обработки на агрофизические свойства чернозема типичного в посевах гороха// Земледелие, 2012. - № 4. - С. 27-28.

11. Листопадов И.Н., Гаевая Э.А., Игнатьев Д.С., Мищенко А.Е. Водный режим под озимой пшеницей в севооборотах на эрозионно опасном склоне//3ем-леделие, 2012. - № 1. - С. 6-8.

12. Конищев А.А. Обработка почвы: вчера, сегодня, завтра. - Иваново, 2013.

- 127 с.

13. Конищев А.А. Способ обработки почвы. - Патент №2453091 (RU), приоритет от 13.12.2010

14. Конищев А.А., Конищева Е.Н. Поч-вообрабатывающе-посевной комплекс. -Патент РФ №2289232, М. кл. А 01В 49/ 06, 2005 г.

Статья поступила в редакцию 29.05.2013

To question on perfection of technologies of processing of soil

A.A. Konishchev

New technology of processing of soil Is offered. It Is allow to raise Influence of processing on yield and to lower dependence of crops on weather conditions.

Keywords: soil treatment, no-till, soil density, weather conditions.

УДК 631^1:631.1

Экономическая эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур в Ставропольском крае

В.В. КУЛИНЦЕВ,

В.К. ДРИДИГЕР, доктора

сельскохозяйственных наук

В.И. УДОВЫДЧЕНКО,

В.Г. ЧЕРТОВ, кандидаты

экономических наук

Ставропольский НИИ сельского

хозяйства

E-mail: snllsh@mall.ru

A.A. КУЦЕНКО, кандидат

сельскохозяйственных наук

Министерство сельского

хозяйства РФ

E-mail: a.kutsenko@mcx.ru

Показана экономическая эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур в севообороте при отвальной, минимальной обработке почвы и прямом посеве в различных почвенно-климатических зонах Ставропольского края. Установлено, что наибольшая рентабельность производства продукции растениеводства достигается при возделывании полевых культур без обработки почвы (No-till).

Ключевые слова: экономическая эффективность, технология возделывания, обработка почвы.

В современном сельском хозяйстве основным фактором, определяющим успех ведения предприятия, является экономическая эффективность производства продукции. Общеизвестно, что главный энергоемкий прием в технологии возделывания любой культуры - основная и предпосевная обработки почвы, на долю которых в структуре прямых затрат приходится от 17,4 до 35 % [1]. Чтобы снизить эти затраты, предлагается применять минимальные и поверхностные обработки, используя комбинированные почвообрабатывающие и посевные машины и орудия [2].

Многолетние исследования ученых Ставропольского НИИСХ показали, что замена вспашки поверхностными и мелкими обработками после занятых паров, зернобобовых культур и поздноубираемых пропашных предшественников позволяет сэкономить до 20 кг/га дизельного

топлива [3]. Положительный опыт применения минимальной и нулевой (No-till) технологий возделывания сельскохозяйственных культур накоплен в ряде хозяйств Ставропольского края. Так, ООО «Красносельское» Грачевского, ООО «Добровольное» и ООО СХП «Урожайное» Ипатовского районов в течение семи лет применяют нулевую технологию выращивания полевых культур. Урожайность их при применении такой технологии в сравнении с традиционной в отдельные годы несколько ниже, однако обеспечивается при значительно меньших энерго- и трудозатратах.

В наших исследованиях мы определяли экономическую эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур при отвальной, минимальной обработках почвы и прямом посеве в различных почвенно-климатических зонах Ставропольского края.

В Ставропольском крае в силу большого разнообразия природных условий выделено четыре почвенно-климатические зоны. Первая, крайне засушливая, расположена в сухих степях. Среднегодовая сумма осадков здесь - 260-396 мм, ГТК 0,350,50. Вторая - засушливая(среднегодовая сумма осадков - 370-450 мм, ГТК 0,5-0,9), третья - неустойчивого увлажнения (среднегодовая сумма осадков - от 450 до 530 мм, ГТК 0,71,1), четвертая - достаточного увлажнения (среднегодовая сумма осадков - более 600 мм, ГТК 0,9-1,5).

В зависимости от почвенно-клима-тических условий технологии возделывания сельскохозяйственных культур в зонах края различаются приемами основной обработки почвы и другими элементами. В наших исследованиях для технологий с отвальной и минимальной обработками почвы | подбор и чередование культур в по- g левых севооборотах осуществлены | в соответствии с зональными рекомендациями научных учреждений [4]. z В севооборотах, где применяется U нулевая обработка, учитывая миро- р

вой опыт [5] и опыт вышеназванных 2

со

и

2 Земледелие № 7

làôààîoêà ïî+âû..p65 9 13.09.2013, 14:37