Агроэкологическая оценка технологии No-till в условиях Белгородской области

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИИ NO-TILL В УСЛОВИЯХ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

С.Д. Лицуков, А.В. Ширяев, Л.Н. Кузнецова, С.А. Линков, А.Н. Сегидин

Аннотация. Дана агроэкологическая оценка технологии No-till (прямого посева) в Белгородской области.

Ключевые слова: вспашка, минимальная обработка почвы, No-till, плотность почвы, биологическая активность почвы, урожайность кукурузы на зерно.

Традиционные методы интенсивной обработки почвы рано или поздно приводят к снижению запаса почвенного гумуса, уменьшению почвеннобиологической активности и(или) эрозии вплоть до деградации почвы, а также снижению урожайности. Прямой посев (или No-till), т.е. полный отказ от любой обработки почвы, напротив, является такой системой, при которой снижается эрозия, повышается содержание гумуса, восстанавливается микробная биомасса в почве, улучшается структура почвы и в результате - повышается плодородие почвы. Кроме того, уменьшается объем инвестиций в технику, требуется меньшее количество рабочей силы на гектар, экономится горючее и повышается эффективность. Эту систему наряду с пастбищами постоянного пользования можно рассматривать в качестве технологии, наиболее близкой природе [1. - С. 84, 3. - С. 165].

Практически все преимущества прямого посева обусловлены постоянным покрытием почвы, и лишь немногие из них тем, что почва не обрабатывается. Как доказано, прямой посев без остатков на поверхности приводит к неудачам. Поэтому необходимо стремиться к увеличению до максимума производства биомассы в каждом регионе. Оптимальный объем сухой биомассы составляет более 10 т/га в год.

При использовании прямого посева ни в коем случае нельзя сжигать или продавать растительные остатки. Если же остатков недостаточно, то нужно посеять быстрорастущее зеленое удобрение. Зеленое удобрение должно не закапываться, а только укладываться на поверхность почвы.

Мульчированный слой способствует улучшению химических, физических и биологических процессов в почве, что обеспечивает повышение плодородия почвы. Необходимо обратить самое пристальное внимание на хорошее распределение соломы и половы при уборке зерновых культур. При этом не должны оставаться крупные скопления соломы. Прямой посев представляет значительные возможности экономии времени и рабочей силы, позволяя проводить посев в оптимальные сроки, сокращая до минимума время работы в поле [2. -С. 22, 4. - С. 51].

Однако одной нулевой обработки недостаточно для образования продуктивной и устойчивой формы сельского хозяйства. Необходима четкая схема практических и теоретических знаний и методов, включающих грамотные севообороты, интегрированный подход к системе защиты растений от вредителей, болезней и сорняков, возврат питательных веществ в почву в виде удобрений и рациональное и профессиональное использование внешних материалов. Только с применением этих агрономических знаний и методов мы можем говорить об использовании эффективной системы производства при нулевой обработке почвы и достичь высоких уровней производительности.

Сравнивая производственные затраты при традиционной технологии и технологии No - till, можно сделать вывод, что преимущество имеет технология No -till. При технологии No - till затраты снижаются из-за

меньшего количества проводимых агроприемов, увеличения производительности, уменьшения расхода ГСМ. В различных условиях и на разных культурах снижение производственных затрат при технологии No - till составляет от 25 до 50 %.

В литературе есть мнение, что при нулевой обработке начинаются процессы восстановления почвы, формирования плодородного слоя, идут активные микробиологические процессы.

Размах параметров агрофизических свойств почвы, их динамика во многом определяет возможность и целесообразность минимализации технологического воздействия на почву. Особенно это справедливо для определения возможности перехода на No-till. В Белгородской области началась активная работа по широкому внедрению «нулевой» технологии выращивания культур и прежде всего прямого посева. С учетом крайней недостаточности изученности режимов и параметров почвы при этих технологиях системное изучение агрофизических свойств позволяет дать почвенно-экологическую оценку технологии, отличается безусловной новизной. Сопряженный анализ агрофизики, противоэрозионной стойкости почв и агроэкономиче-ской и энергетической оценки «нулевой» технологии позволит получить новые знания, которые для ЦЧР в целом, и для Белгородской области в частности, будет содержать элементы научной новизны.

Исследования по почвенно-экологической оценке и агроэкономическому обоснованию No-till проводятся на базе ООО «БГК Томаровка им. Васильева» Яковлев-ского района. Почва опытного участка - чернозём типичный тяжелосуглинистый слабоэродированный на лессовидном суглинке.

В опыте изучались:

1) Три системы обработки почвы: 1. Традиционная (на основе вспашки), 2. Минимальная (на основе культивации), 3. No-till (без обработки почвы).

2) Применение микроудобрений («Реаком»).

Традиционная система обработки: основная обработка почвы с оборотом пласта. После схода снега проводится выравнивание поверхности с помощью боронования. Перед посевом культивация на глубину высева семян. После уборки 2 дискования и глубокая вспашка оборотными плугами.

Минимальная система - за счет различных операций по рыхлению почвы. Весной перед посевом проводили предпосевную культивацию на глубину высева семян; осенью - мелкое безотвальное рыхление почвы.

Система No-Till: на участке не проводится обработка почвы, посев осуществлялся сеялками прямого посева с одновременным внесением полной дозы минеральных удобрений, средства защиты растений только с помощью различных пестицидов.

Поле расположено на прямом без поперечных уклонов склоне с уклоном 2 градуса северной экспозиции.

Кукуруза на зерно высеваться с одноярусным размещением делянок (учетная площадь 200 м , посевная -10 га).

Методика исследований предполагает изучение агрофизических, агрохимических, биологических свойств почвы, наблюдение за ростом и развитием растений на разных вариантах опыта.

Плотность почвы - одно из основных, фундаментальных ее свойств. Без знания этой величины невозможны никакие расчеты, никакая количественная оценка почв, нельзя оценить запасы влаги в почве.

Плотность почвы определяют в полевых условиях, при естественном сложении с помощью режущих колец (таблица 1).

Плотность пахотного слоя почвы в начале и середине вегетации кукурузы на зерно по всем вариантам опыта находилась в диапазоне оптимальной для черноземов (1,0-1,3 г/см3). К середине вегетации 2012 г. наблюдается некоторое повышение плотности почвы по всем вариантам опыта (на 0,12-0,17 г/см3), за счет процессов естественной усадки. Нужно сказать, что в 2011 г. такой закономерности не отмечено.

К уборке 2012 г. происходило некоторое разуплотнение почвы, до значений 0,91-0,99 г/см3 независимо от варианта опыта. Наибольшая плотность в слое 0-40 см отмечена в начале вегетации кукурузы по варианту NoTill (1,14 - 1,32 г/см3).

Таблица 1 - Плотность почвы в зависимости от варианта опыта, г/см3

Т радиционная обработка Минимальная обработка No-Till

2011 2012 2011 2012 2011 2012

1 2 3 4 5 6 7

При посеве кукурузы на зерно

0-10 - 0,92 1,22 1,06 1,30 1,20

10-20 - 1,07 1,17 1,09 1,39 1,09

20-30 - 1,13 1,31 1,08 1,40 1,08

30-40 - 1,12 1,22 1,11 1,18 1,17

0-40 - 1,06 1,23 1,08 1,32 1,14

При выметывании куку рузы на зерно

0-10 - 1,09 1,01 1,17 1,13 1,20

10-20 - 1,26 1,18 1,22 1,22 1,32

20-30 - 1,30 1,21 1,25 1,21 1,37

30-40 - 1,28 1,15 1,15 1,18 1,23

0-40 - 1,23 1,14 1,20 1,18 1,28

После уборки кукурузы на зерно

0-10 - 0,96 1,26 0,85 1,20 0,95

10-20 - 0,97 1,20 0,96 1,17 0,92

20-30 - 0,91 1,23 0,95 1,23 0,99

30-40 - - 1,13 - 1,10 -

0-40 - 0,95 1,20 0,92 1,18 0,95

Биологическая активность почвы на разных вариантах опыта оценивалась по интенсивности разложения льняного полотна, закопанного в слое 0-30 см почвы. Учеты проводили в 2011 г. два раза за вегетацию кукурузы: в начальных фазах роста и при уборке (таблица

2).

Таблица 2 - Микробиологическая активность почвы в зависимости от варианта опыта

Согласно литературным данным, при No - till не разрушается среда обитания микроорганизмов и отмечается повышение биологической активности. При использовании технологии No - till в почве обнаруживается больше членистоногих, микроорганизмов (ризо-

бий, бактерий, актиномицетов), и грибных микориз по сравнению с традиционной обработкой.

Результаты наших исследований показали, что биологическая активность почвы на варианте без обработки (No-Till) несколько выше, чем по минимальной обработке, причем такая зависимость сохраняется вплоть до уборки кукурузы. В осенний период активность микроорганизмов снизилась, в связи с понижением температуры почвы. Внесение микроудобрений («Реа-ком», 2 л/га при смыкании растений кукурузы в рядках) не всегда оказывало положительное влияние на биологическую активность почвы.

Представляет интерес развитие корневой системы растений кукурузы в зависимости от варианта опыта, особенно там, где посев проводился без обработки.

Нами была выполнена отмывка корневой системы растений кукурузы в полевых условиях. При анализе полученных данных видно, что при минимальной обработке, строение корневой системы по форме напоминает конус, вытянутый книзу, при No-till форма корневой системы ближе к шарообразной и размещается в верхнем слое почвы.

Обобщающим показателем любой технологии возделывания культуры является ее продуктивность. Результаты учета урожайности на разных вариантах опыта представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Урожайность кукурузы на зерно в зависимости от варианта опыта ______________________

№ п/п Вариант опыта Урожайность, ц/га

2011 год 2012 год

1 Т радиционная обработка - 85,3

2 Т радиционная обработка + Реаком - 92,0

3 Минимальная обработка 97,6 84,2

4 Минимальная обработка + Реаком 103,6 91,6

5 No-Till 80,8 72,8

6 No-Till+ Реаком 93,0 83,4

НСР05 2,78 2,83

Анализ данных, приведенных в таблице 3 показывает, что системы обработки почвы и микроудобрения оказали определенное влияние на урожайность зерна кукурузы. По минимальной обработке почвы растения кукурузы в условиях 2011 г. сформировали большую урожайность (на 10-17 ц/га). Обработка препаратом «Реаком» позволила повысить урожайность кукурузы на 6-13 ц/га в зависимости от варианта опыта.

Системы обработки почвы и микроудобрения оказали определенное влияние на урожайность зерна кукурузы в условиях 2012 г. По традиционной обработке почвы растения кукурузы сформировали большую урожайность. Обработка препаратом «Реаком» позволила повысить урожайность кукурузы на 7-9 ц/га в зависимости от варианта опыта.

Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что плотность пахотного слоя почвы в начале вегетации кукурузы на зерно по всем вариантам опыта находилась в диапазоне оптимальной для черноземов (1,0-1,3 г/см3), к середине вегетации наблюдалось некоторое повышение плотности почвы по всем вариантам опыта (на 0,12-0,17 г/см3). К уборке почва разуплотнялась, до значений 0,91-0,99 г/см3 независимо от варианта опыта. Наибольшая плотность в слое 0-40 см отмечена в начале вегетации кукурузы по варианту No-Till (1,14 - 1,32 г/см3).

Большая биологическая активность почвы проявилась на варианте No-till. Внесение микроудобрений не оказывало значительного влияния на биологическую активность почвы.

Анализ урожайности показал, что в условиях 2011 г. преимущество имела мелкая обработка почвы, а в 2012 г.

№ п/п Вариант опыта Процент разложившегося льняного полотна

В начале вегетации кукурузы на зерно

1 Минимальная обработка 12,94

2 Минимальная обработка + «Реаком» 13,22

3 No-till 22,68

4 No-till + «Реаком» 17,32

При уборке кукурузы на зерно

1 Минимальная обработка 4,45

2 Минимальная обработка + «Реаком» 3,66

3 No-till 5,72

4 No-till + «Реаком» 4,10

- традиционная. Внесение микроудобрений повышало урожайность зерна кукурузы на всех вариантах опыта.

Проведенных в течение двух лет исследований недостаточно для обоснованных выводов. Новую технологию No-till необходимо изучать и адаптировать в конкретных агроландшафтах Белгородской области, а это требует проведения дополнительных исследований. Описанный опыт развернут во времени и его проведение в настоящее время продолжается.

Список использованных источников

1 Карлос Кроветто. Прямой посев (No-till). - Самара, 2010. - 206 с.

2 Система No - till. - Симферополь, 2009. - 40 с.

3 Аллен Х.П. Прямой посев и минимальная обработка почвы / Пер. с англ. М.Ф. Пушкарева. - М.: Агропромиздат, 1985. - 208 с.

4 Небавский В.А. Опыт внедрения нулевой технологии обработки почвы. - Краснодар, 2003. - 134 с.

Информация об авторах

Лицуков Сергей Дмитриевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры земледелия и агрохимии ФГБОУ вПо «Белгородская ГСХА», тел. 8-915-525-42-66.

Ширяев Александр Владимирович, доцент кафедры земледелия и агрохимии, ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА», тел. 8-905-673-91-17.

Кузнецова Лариса Николаевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры земледелия и агрохимии ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА», тел. 8-905-672-70-64.

Линков Сергей Александрович, старший преподаватель кафедры земледелия и агрохимии ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА», тел. 8-905-677-18-31, e-mail: linkovserg@yandex.ru.

Сегидин Александр Николаевич, аспирант ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА», тел. 8-904-089-09-55.