Применение соломы и эффективность обработки почвы в засушливом земледелии Западной Сибири

13. Ермохин, Ю.И. Симпозиум содружества ученых-агрохимиков и агроэкологов стран СНГ (Национальный аграрный университет, Украина, Киев, 18-20 июня 2008 г.) / Ю.И. Ермохин // Агрохимия. - 2009. -№ 2. - С. 96.

14. Ламбин, А.З. Кафедра агрохимии / А.З. Ламбин // Тр. ОмСХИ. - 1958. - Т. 32. - Вып. 1. - С. 60-67.

15. Научно-педагогическая школа «Интеграционная система почвенно-растительной оперативной диагностики питания растений» : руководитель заслуженный деятель науки России, лауреат государственной премии им. Прянишникова, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Юрий Иванович Ермохин / И.А. Боб-ренко [и др.]. - Омск : Вариант-Омск, 2010. - 76 с.

16. Научные школы факультета агрохимии, почвоведения и экологии - продолжатели идей В.И. Вернадского / А.В. Синдирева [и др.] // Творческое наследие В.И. Вернадского - в трудах молодых ученых и студентов : сб. материалов науч.-практ. конф., посвященной 150-летию со дня рождения В.И. Вернадского. - Омск : Вариант-Омск, 2013. - С. 3-10.

SUMMARY

I.A. Bobrenko

Agrochemical school of sciences of the Omsk state agrarian university

The analysis of development of scientific agrochemical school of Omsk agrarian university since creation of chair of agro chemistry is submitted so far.

Keywords: school of sciences, agro chemistry, chair, methodology, diagnostics of food of plants.

УДК 631.51:631.445(571.1) Л.В. Юшкевич, В.Л. Ершов

ПРИМЕНЕНИЕ СОЛОМЫ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ЗАСУШЛИВОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Представлены результаты длительных стационарных опытов применения минимальных обработок почвы и соломы на черноземных почвах лесостепи Западной Сибири. В лесостепных агроландшафтах эффективность нулевой обработки при выращивания зерновых культур уступает ресурсосберегающим комбинированным системам.

Ключевые слова: плодородие почвы, солома, обработки: минимальная, нулевая, отвальная; агрофизические свойства почвы, гербициды, урожайность зерновых.

Введение

В Западно-Сибирском регионе, имеющем в земельном фонде 19,4 млн га пашни, зерновые культуры занимают около 52-54%, основная площадь посева (84%) сконцентрирована в лесостепных и степных агроландшафтах. В Омской области агроэкосистемы зерновых культур занимают более 2 млн га, из них 80-85% также в лесостепных и степных агроландшафтах с годовым количеством осадков менее 400 мл.

Исследованиями, проведенными в засушливых регионах, установлено: систематическое внесение на поверхность поля измельченной соломы оказывает положительное влияние на сохранение почвенной влаги, снижение дефляции, агрегатный состав, увеличение органического вещества, биологическую активность, урожайность зерна и сокращает затраты на уборку соломы [1, 2, 3].

Длительное применение безотвальных приемов обработки почвы с внесением измельченной соломы на полях способствует со временем изменению почвенных процессов, соотношению группового состава микроорганизмов и в целом биологической активности верхне-

© Юшкевич Л.В., Ершов В.Л., 2013

го слоя. На поверхности почвы в результате длительного ежегодного внесения соломы и пожнивных остатков накапливается мульчирующая прослойка, предохраняющая испарение почвенной влаги, повышающая ее конденсацию, уменьшая перегрев почвы в летний период и промерзание - зимой. При применении соломы и высоком дефиците в почве подвижного азота ее эффективность в полевых севооборотах зернового направления невысока, но депрессивное влияние на урожайность культур не установлено.

В настоящее время использование соломы на корм, подстилку скоту и другие нужды (при заметно сократившемся поголовье КРС и ее низкой питательной ценности) составляет в области до 15-20% от объемов ежегодного производства, а площади внесения соломы на поля существенно возросли (табл. 1).

Таблица 1

Применение соломы на полях Омской области

Почвенно-климатическая зона Площадь внесения соломы, тыс. га От площади посева зерновых культур, %

Годы

2000 2002 2006 2009 2000 2002 2006 2009

Степная 30,6 243,6 396,7 560 4,5 25,8 36,7 51,8

Южно-лесостепная 35,2 124,8 248,8 258 6,3 23,8 41,8 43,4

Северо -лесостепная 13,9 51,1 121,0 155 5,4 14,4 35,6 45,7

По области 82,9 425,3 772,0 984 6,1 22,7 37,5 47,8

Внесено в Омской области в 2000 г. всего на площадь 82,9 тыс. га, или 6,1% от площади посева зерновых культур. Использование соломы в 2009 г. достигло 984 тыс. га, или увеличилось в 12 раз относительно 2002 г. От всей площади посева зерновых культур солома используется сегодня на 43-52% полей области, большую часть (57% от всех площадей) вносят в степной зоне.

Объекты и методы исследований

Объективную оценку эффективности минимальных систем обработки почвы с систематическим внесением соломы можно получить и проследить направленность изменений только при длительных стационарных исследованиях. Без знаний структуры и функционирования сложных биоэкосистем на балансово-вещественно-энергетическом уровне сложно разрабатывать какие-либо меры по управлению ими: они могут оказаться несостоятельными и даже вредными.

Длительные (38 лет) исследования проведены в стационарном зернопаропропашном севообороте на полях отдела земледелия СибНИИСХ (г. Омск) на черноземе выщелоченном среднегумусовом среднемощном тяжелосуглинистом. Содержание гумуса в Апах = 7,4%, общего азота - 0,19-0,34%, валового фосфора - 1237-1524 мг/кг, подвижного фосфора - 67108 мг/кг, обменного калия - 51-58 мг на 100 г почвы. Уборка зерновых культур - однофазная, с 1985 г. солому измельчали и разбрасывали по полю при уборке комбайнами САМПО-500.

Результаты исследований

Опыты показали, что системы обработки почвы, различающиеся по степени интенсивности воздействия и почвоохранной направленности, и применение соломы оказывают заметной влияние на урожайность зерновых культур и выход зерна с 1 га пашни (табл. 2).

Таблица 2

Выход зерна с 1 га пашни в зернопаропропашном севообороте в зависимости от системы обработки

почвы и внесения соломы, т/га

Система обработки почвы в севообороте Годы Среднее за 38 лет

1973-1978 1979-1985 1986-2000 2001-2005 2006-2010

Без соломы Внесение соломы

Отвальная 1,35 1,39 1,40 1,16 1,23 1,30

Плоскорезная 1,36 1,17 1,25 1,02 1,08 1,16

Минимальная 1,29 1,06 1,11 0,98 1,01 1,06

В первую ротацию севооборота (без применения соломы) по выходу зерна с 1 га пашни варианты систем обработки почвы: отвальная - на глубину 20-22 см, плоскорезная - на глубину 10-12 см и минимальная - на глубину 6-8 см (при посеве) различались несущественно -1,29-1,36 т/га. Полученные результаты исследований после первой ротации достаточно аргументированно обосновывали и подтверждали целесообразность минимизации обработки черноземных почв в лесостепных агроландшафтах.

Однако в последующую ротацию севооборота, в основном из-за нарастания при почвозащитных обработках сорного компонента с преобладанием видов, устойчивых к 2,4-Д и мятли-ковых, ухудшения азотного режима, отмечена четкая закономерность снижения урожайности зерновых культур по мере сокращения интенсивности обработки почвы в севообороте.

При систематическом (с 1986 г.) внесении на поля с зерновыми культурами измельченной соломы без применения средств химизации сохранилась выраженная направленность снижения продуктивности пашни при сокращении интенсивности обработки почвы в севообороте. Так, относительно отвальной системы обработки в 3-5-й и позднее в 6-7-й ротации севооборота снижение выхода зерна с 1 га пашни при плоскорезной обработке почвы составляло 11-12%, а предельно минимальное - 16-21%. После непаровых предшественников снижение соответственно 18-21 и 28-36%, при уменьшении содержания клейковины в зерне пшеницы на 1,1-1,7%.

Многолетними исследованиями установлено, что при сокращении интенсивности обработки почвы в севообороте без применения гербицидов засоренность посевов зерновых возрастает от отвального (9,3%) к предельно минимальному варианту (17,4%), т. е. от слабой до средней степени, или в 1,9 раза, и усиливается по мере удаления культуры от пара.

Ресурсосберегающие технологии производства зерна, в том числе и предельно минимальные «ноу-тил», предусматривают обязательное применение гербицидов в сочетании с разбрасыванием растительных остатков на поверхности поля, что должно повышать результативность. В наших исследованиях систематическое применение гербицидов против двудольных сорняков (с периодической обработкой посевов граминицидами) снижало долю сорного компонента в агрофитоценозах более чем в 2 раза - до слабой степени (4,8-7,6%). Подавление сорняков в посевах в сочетании с продолжительным (с осени 1985 г.) внесением измельченной соломы и более благоприятными агрофизическими свойствами верхнего слоя почвы оптимизируют условия выращивания зерновых культур (табл. 3).

Таблица 3

Выход зерна с 1 га пашни в зернопропашном севообороте в зависимости от системы обработки почвы и внесения соломы при систематическом применении гербицидов, т/га

Система обработки почвы в севообороте Годы Среднее за 38 лет

1973-1978 1979-1985 1986-2000 2001-2005 2006-2010

Без соломы Внесение соломы

Отвальная 1,37 1,49 1,48 1,63 1,74 1,48

Плоскорезная 1,42 1,36 1,45 1,42 1,50 1,39

Минимальная 1,33 1,31 1,30 1,32 1,44 1,29

По результатам исследований отмечено: в первую ротацию севооборота на фоне гербицидов по выходу зерна с 1 га пашни ресурсосберегающие системы обработки почвы равноценны отвальной - 1,33-1,42 т/га. Во вторую и последующие ротации (с внесением измельченной соломы) применение почвозащитной технологии снижало продуктивность пашни - в среднем до 9%, но было экономически и экологически целесообразно, в первую очередь при выращивании яровой пшеницы после пара.

Несколько иная ситуация складывается на замульчированной необработанной с осени почве. Утверждение о том, что систематическое внесение измельченной соломы и обогащение почвы органическим веществом при равновесной плотности верхнего слоя черноземных

почв не требует осеннего рыхления, в наших длительных исследованиях не нашло убедительного подтверждения, в том числе и при систематической химической прополке посевов.

Начиная со второй ротации севооборота и в последующие годы при внесении измельченной соломы минимальный вариант (без осенней обработки почвы) на фоне гербицидов по выходу зерна с 1 га пашни уступал отвальной системе обработки на 12-17%, при снижении содержания клейковины в зерне яровой пшеницы. Более существенное снижение урожайности при применении данной технологии отмечено после непаровых предшественников -0,40-0,42 т/га, или 15,3-18,2%.

В последнюю ротацию севооборота, при более благоприятных гидротермических условиях, продуктивность различных систем обработки почвы с применением соломы и гербицидов также заметно различалась. Минимальный вариант уступал отвальному по выходу зерна с 1 га пашни на 0,3 т/га, или 17,2%. После непаровых предшественников снижение урожайности зерна при данной технологии возделывания достигало 0,51-0,67 т/га (21-25%).

Аналогичные результаты существенного снижения результативности «нулевой» обработки черноземных почв получены при длительном внесении измельченной соломы на черноземных почвах степной зоны Омской области [4]. Длительное внесение соломы в условиях засушливого земледелия Западной Сибири и положительные изменения агрофизических элементов и составляющих плодородия черноземных почв даже при систематической химической прополке посевов не обеспечивают ожидаемую результативность «нулевых» технологий выращивания зерновых культур. Ощутимые потери урожая и качества зерна, особенно после непаровых предшественников, превышают экономию материально-технических ресурсов и ГМС.

При современном повышенном дефиците элементов питания в черноземных почвах (более 80-100 кг/га), прежде всего подвижного азота, принципиальным вопросом при внедрении ресурсосберегающих технологий производства зерна остается целесообразность механической осенней обработки почвы, даже на фоне применения удобрений. В наших исследованиях на 1 га пашни локально вносили в среднем 63 кг азотно-фосфорных удобрений (К24Р39). Наблюдения показали, что комплексное применение удобрений, гербицидов на фоне внесения измельченной соломы способствует существенному повышению продуктивности зерновых культур (табл. 4).

Таблица 4

Выход зерна с 1 га пашни в зернопаропропашном севообороте в зависимости от системы обработки почвы и внесения соломы при систематическом применении гербицидов и удобрений, т/га

Система обработки почвы в севообороте Годы Среднее за 32 года

1979-1985 1986-2000 2001-2005 2005-2010

Без соломы Внесение соломы

Отвальная 1,70 1,65 1,78 2,68 1,84

Комбинированная 1,65 1,61 1,74 2,71 1,81

Плоскорезная 1,61 1,62 1,64 2,51 1,76

Минимальная 1,55 1,51 1,63 2,29 1,66

При данном уровне применения средств интенсификации различия между вариантами систем основной обработки почвы постепенно сглаживаются, но окончательно не устраняются даже при заметном улучшении условий корневого питания растений. Согласно многолетним данным, минимальная (нулевая) обработка черноземных почв приводит к снижению выхода зерна с 1 га пашни в севообороте на 0,14-0,39 т/га, или 9-15%. Практически равную продуктивность зерновых культур с энергоемкой отвальной обработкой обеспечивает только комбинированная (одна вспашка за ротацию) система обработки в севообороте (1,81 т/га).

Проведенные исследования показали, что в лесостепных агроландшафтах Омской области (15 районов) уровень урожайности зерновых культур при ограниченном применении удобрений и гербицидов в сочетании с внесением измельченной соломы определялся объемами зяблевой подготовки почвы на 52-78%.

При длительных (1992-2005) исследованиях, проведенных в более засушливых агро-ландшафтах степной зоны (ОПХ «Новоуральское») установлено: при систематическом вне-

сении соломы сокращение глубины обработки черноземных почв легкосуглинистого гранулометрического состава в зернопаровом севообороте при экстенсивной технологии выращивания зерновых культур приводит со временем к существенному снижению их продуктивности [4]. Освоение интенсивной технологии выращивания зерновых культур способствовало повышению урожайности зерна в среднем в 1,6 раза. Однако и в этом случае при внедрении «нулевой» технологии урожайность снижалась относительно плоскорезной обработки почвы на 0,33 т/га, или 14,4%.

Технология «прямого» посева, даже при систематическом внесении измельченной соломы, существенном очищении посевов от сорного компонента и улучшении условий корневого питания растений, в конечном итоге приводит к заметному недобору зерна. С продвижением к северным агроландшафтам с большим количеством осадков, ухудшением температурного режима и бонитетов почв эффективность «нулевых» технологий выращивания зерна заметно уступает ресурсосберегающим комбинированным вариантам.

В наших исследованиях установлено, что при повторных посевах яровой пшеницы (2004-2006) на фоне совместного применения удобрений, гербицидов и соломы при «нулевой» системе обработки почвы снизилась зерна урожайность на 0,32 т/га, или 13%. Существенного различия в уровне продуктивности яровой пшеницы не отмечено и на фоне комплексной химизации, при дополнительном применении фунгицидов и ретардантов.

Выводы

В условиях экстенсивного зернового производства в регионе рациональное использование соломы - наиболее ресурсосберегающий и экологичный агроприем повышения потенциального плодородия зональных почв. Положительное действие внесенной измельченной соломы проявляется со временем и возрастает при комплексном применении с гербицидами и минеральными удобрениями, особенно азотными. Систематическое оставление на поверхности почвы растительных остатков не устраняет целесообразность применения дифференцированной зональной системы обработки почвы в севооборотах зернового направления. Применение средств химизации в сочетании с внесением соломы способствует сокращению интенсивности обработки почвы при выращивании зерновых культур. Технология «прямого» посева в лесостепной зоне Западной Сибири приводит, как правило, к снижению урожайности яровых зерновых культур относительно комбинированных систем обработки почвы в полевых севооборотах.

Список литературы

1. Бакаев, В.М. Мульчирование почвы соломой в Северном Казахстане / В.М. Бакаев, И.А. Васько // Зерновое хозяйство. - 1975. - № 1. - С. 21-22.

2. Земледелие на равнинных ландшафтах и агротехнологии зерновых в Западной Сибири (на примере Омской области) / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИСХ. - Новосибирск, 2003. - 412 с.

3. Малашенко, В.Я. Эффективность применения соломы под зерновые культуры в условиях Приобья Алтая : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / В.Я. Малашенко. - Омск, 1986. - 16 с.

4. Мощенко, Ю.Б. Минимизация земледелия в Западной Сибири / Ю.Б. Мощенко, И.Я. Доктер // Современные проблемы почвозащитного земледелия и пути повышения устойчивости зернового производства в степных регионах : сб. докладов Междунар. науч.-практ. конференции. - Шортанды, 2006. - 373 с.

SUMMARY

L.V. Yshkevich, V.L. Ershov

Use of straw and effectiveness of tillage in the aridagriculture in West Siberia

The allegation in the systematic introduction of the crushed straw and herbicides at the equilibrium density of the chernozem soil in agro landscape forest-steppe West Siberia is not required tillage and increased grain yield in the long-term studies is not convincing evidence.

Keywords: fertility of soil, straw, minimal tillage, no-till, ploughing, agro-physical characteristic of soil, herbicides, yields cereals.