Efficiency of long-term minimum tillage of Southern chernozem soils in the Orenburg Preduralye

Эффективность длительной минимализации обработки южных черноземов в Оренбургском Предуралье

АВ. Кислов, д.с.-хн, профессор; СА. Федюнин, к.с-х.н.; ИВ. Васильев, к.с-х.н.; СВ. Савчук, аспирант, Оренбургский ГАУ

В современном мировом земледелии все более широкое применение находят ресурсосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур, основанные на минимализации или полном отказе от обработки почвы, построении севооборотов на принципах экономической целесообразности и биологической системы воспроизводства почвенного плодородия, интегрированной борьбы с сорняками и защиты растений. В европейских странах, длительное время применявших удобрения в высоких дозах на планируемый урожай, в последние годы ресурсосбережение идет за счет технологии точного земледелия. Для реализации точного земледелия необходимы современная сельскохозяйственная техника, управляемая бортовой ЭВМ и способная дифференцированно изменять пространственно привязанные для каждого участка нормы внесения удобрений, гербицидов, семян и т.д. в режиме on-line в соответствии с разработанной компьютерной программой и системой точного позиционирования на местности (GPS-приемники) [1]. Следует отметить, что точное земледелие не противоречит и должно развиваться в ресурсосберегающих технологиях возделывания сельскохозяйственных культур.

В Оренбургском ГАУ в длительном стационаре с 1988 г. ведутся исследования по минимали-зации обработки почвы и ресурсосберегающим технологиям возделывания различных полевых культур (табл. 1). Изучаются 16 различных по интенсивности систем и приемов обработки почвы. Опыт закладывается в четырехкратной повторности в пространстве и трехкратной во времени. В последние годы начато изучение элементов точного земледелия.

Почва опытного участка представлена типичным для области черноземом южным тяжелосуглинистым карбонатным. Содержание гумуса в 0— 30 см слое составило 4,1%, легкогидролизуемого азота — 8,4 мг, подвижного фосфора — 3,25мг, обменного калия — 27,0 мг на 100 г почвы.

Посевная площадь делянок составляет 30 х 30 = 900 м2. Используются серийные сельскохозяйственные машины и агрегаты, направление обработки изменяется ежегодно, что способствует выравненности полей. В пару вносили удобрения: в первой ротации — 50 т/га навоза, N^P^K^, во

второй — ^0Р60К30 и в третьей — N12Р52 (аммофос) во время первой весенней глубокой культивации пара на 10—12 см сеялками СЗС-2,1. Солома, кроме проса и ячменя, оставлялась в поле в качестве удобрения и органической мульчи. Учет урожая осуществляется комбайном САМП0-500. Средняя урожайность зерновых, зернобобовых и подсолнечника за 13 лет приведена в таблице 2.

В среднем за годы исследований наибольшая урожайность зерновых 1,73—1,74 т/га получена при разноглубинной вспашке и комбинированной обработке, т.е. ежегодном чередовании вспашки с безотвальным рыхлением, которые обеспечивали более высокую минерализацию гумуса и обеспеченность растений питательными веществами. Нулевые обработки давали резкое снижение урожая в первой ротации севооборота после озимой ржи, когда вследствие больших потерь на безотвальных фонах с осени наблюдались густые всходы озимой ржи, а вынужденная глубокая культивация весной тяжелыми культиваторами приводила к иссушению верхнего слоя почвы. Пониженный урожай по нулевой обработке был также после кукурузы на силос из-за сильного уплотнения почвы в период уборки. Лучшим вариантом осенней обработки под яровую пшеницу оказалась вспашка.

В среднем по 3 ротациям севооборотов за 14 лет урожайность зерновых при самой экстенсивной системе (16 вариант), включающей девять нулевых и пять мелких рыхлений, из них две были в сочетании с глубоким чизельным в пару и под кукурузу, была самой низкой и уступала разноглубинной вспашке на 1,5 ц/га. Однако при замене нулевых обработок на мелкие осенние рыхления под зерновые культуры (11 вариант) разница с контролем составляла уже всего 0,4 ц/га при несомненных экономических преимуществах. Так, производительность МТА при мелкой основной обработке была в 3—4 раза выше по сравнению со вспашкой, в 3 раза уменьшался и расход горючего на 1 га.

Мелкое рыхление по сравнению с нулевой обработкой, проведенное в оптимальные сроки сразу же после уборки зерновых, уничтожает малолетние сорняки до их обсеменения, благодаря рыхлому мульчирующему слою почвы сохраняет остаточные запасы влаги в почве и создает условия для весеннего покровного боронования и закрытия влаги. Мелкое рыхление после стерневых предшественников можно проводить культиваторами КПШ-5 и другими, а лучше культи-

1. Система обработки почвы в трех ротациях севооборотов

Первая ротация, зернопаропропашной севооборот Вторая ротация, зернопаровой севооборот Третья ротация, зернопаропропашной севооборот

Вари- ант пар чистый -озимая рожь яр. пшеница твердая яр. пшеница мягкая кукуруза яр. пшеница мягкая ячмень пар чистый -озимая пшеница просо яр. пшеница мягкая ячмень пар чистый -озимая пшеница нут яр. пшеница твердая подсол- нечник

1988 1991— 1992- 1993- 1994- 1995- 1996- 1998- 1999- 2000- 2001- 2003- 2003- 2005-

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1999 2000 2001 2002 2004 2005 2006 2007

1 В 28-30 В 20-22 В 20-22 В 28-30 В 20-22 В 20-22 В 28-30 В 25-27 В 20-22 В 20-22 В 28-30 В 25-27 В 23-25 В 25-27

2 В 28-30 П 20-22 В 20-22 Б 28-30 В 20-22 П 20-22 В 28-30 Б 25-27 В 20-22 Б 20-22 В 28-30 Б 25-27 В 23-25 Б 25-27

3 В 28-30 М10-12 В 20-22 П 28-30 В20-22 М10-12 В 28-30 П 25-27 В 20-22 М12-14 В 28-30 П 25-27 В 23-25 М 12-14

4 В 28-30 Н В 20-22 4 38^10 В 20-22 Н В 28-30 М 12-14 В 20-22 Н В 28-30 М12-14 В 23-25 Н

5 Б 28-30 В 20-22 П 20-22 В 28-30 П 20-22 В 20-22 Б 28-30 В 25-27 П 20-22 В 20-22 Б 28-30 В 25-27 Б 23-25 В 25-27

6 Б 28-30 П 20-22 П 20-22 Б 28-30 П 20-22 П 20-22 Б 28-30 Б 25-27 П 20-22 Б 20-22 Б 28-30 Б 25-27 Б 23-25 Б 25-27

7 Б 28-30 М10-12 П 20-22 П 28-30 П 20-22 М10-12 Б 28-30 П 25-27 П 20-22 М12-14 Б 28-30 П 25-27 Б 23-25 М 12-14

8 Б 28-30 Н П 20-22 4 38^10 П 20-22 Н Б 28-30 М 12-14 П 20-22 Н Б 28-30 М12-14 Б 23-25 Н

9 П28-30 В 20-22 М10-12 В 28-30 М10-12 В 20-22 П28-30 В 25-27 М10-12 В 20-22 М12-14 В 25-27 М12-14 В 25-27

10 П28-30 П 20-22 М10-12 Б 28-30 М10-12 П 20-22 П28-30 Б 25-27 М10-12 Б 20-22 М12-14 Б 25-27 М12-14 Б 25-27

11 П 28-30 М10-12 М10-12 П 28-30 М10-12 М10-12 П 28-30 П 25-27 М10-12 М12-14 М12-14 П 25-27 М12-14 М 12-14

12 П 28-30 Н М10-12 4 38^10 М10-12 Н П 28-30 М 12-14 М10-12 Н М12-14 М12-14 М12-14 Н

13 М10-12 В 20-22 Н В 28-30 Н В 20-22 М 10-12 В 25-27 Н В 20-22 Н В 25-27 Н В 25-27

14 М10-12 П 20-22 Н Б 28-30 Н П 20-22 М 10-12 Б 25-27 Н Б 20-22 Н Б 25-27 Н Б 25-27

15 М10-12 М10-12 Н П 28-30 Н М10-12 М 10-12 П 25-27 Н М12-14 Н П 25-27 Н М 12-14

16 М10-12 Н Н 4 38^10 Н Н М 10-12 М 12-14 Н Н Н М12-14 Н Н

Примечание: В — вспашка, Б — безотвальная обработка, П — плоскорезное рыхление, М — мелкое рыхление, Н — нулевая, Ч — чизельное рыхление

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

2. Средняя урожайность зерновых культур за 3 ротации севооборотов в зависимости от системы обработки почвы

Система обработки и номер ее по схеме опыта Урожайность, т/га

1 - разноглубинная вспашка 1,73

2 - комбинированная разноглубинная вспашка 1,74

3 - четыре мелких рыхления, четыре глубоких и три средних вспашки, три глубоких плоскорезных рыхления 1,69

4 - четыре нулевых, два мелких рыхления, три средних, четыре глубоких вспашки, одно глубокое чизельное рыхление 1,64

5 и 6 - безотвальная разноглубинная обработка 1,70 и 1,71

7 - четыре мелких, три средних и семь глубоких рыхлений 1,69

8 - четыре нулевых, два мелких, три глубоких и четыре средних рыхления, одно глубокое чизельное 1,63

9 - пять мелких рыхлений, четыре глубоких и три средних вспашки, и два глубоких чизельных рыхления 1,67

10 - пять мелких, три средних и шесть глубоких рыхлений 1,67

11 - девять мелких и пять глубоких рыхлений 1,69

12 - три нулевых, семь мелких, два глубоких рыхления 1,63

13 - пять нулевых, два мелких рыхления, четыре глубоких и три средних вспашки, в том числе одно глубокое чизельное 1,66

14 - пять нулевых, два мелких, четыре глубоких, три средних рыхления и в том числе одно глубокое чизельное 1,64

15 - пять нулевых, шесть мелких и три глубоких рыхления, в том числе одно глубокое чизельное 1,65

16 - девять нулевых, пять мелких, из них два в сочетании с чизельными рыхлениями 1,58

ваторами типа Смарагд, имеющими стрельчатые лапы, заравнивающие диски и прикатывающие каточки. К сожалению, отечественные комбинированные агрегаты подобного типа не всегда справляются в сухую осень с удельным сопротивлением тяжелых почв.

Посев ранних яровых зерновых и зернобобовых, как показали исследования, лучше проводить на безотвальных и минимальных фонах стерневыми сеялками СЗС-2.1Л, АУП-18.05, СЗТС-2 и другими, выполняющими за один проход предпосевную культивацию, посев, внесение припосевного удобрения и прикатывание, а ПК-8 «Кузбасс» — и протравливание семян.

За счет отсутствия разрыва во времени между предпосевной культивацией и посевом в сравнении с традиционным раздельным проведением предпосевной культивации, посева сеялками С3-3,6 и прикатывания кольчатыми катками 3 ККШ-6 полевая всхожесть семян у нута повышалась на 20% в среднем за три года, а у яровой пшеницы и ячменя — на 15—18%, а вследствие этого выше была и урожайность.

Исключение составляло просо, под которое необходимо проводить две культивации: провокационную и непосредственно перед посевом. При этом осуществляется хорошая разделка почвы по сравнению с одной культивацией непосредственно перед посевом. В этом случае лучше показала себя дисковая сеялка С3-3,6 в сочетании с послепосевным прикатыванием кольчатыми катками.

В системе паровой обработки при высокой засоренности многолетними корнеотпрысковыми сорняками и внесением перепревшего навоза и минеральных удобрений самый высокий урожай озимой ржи — 36,9 ц/га — обеспечила вспашка. Мелкое осеннее рыхление в черном пару уступило вспашке по урожайности на 9%. Во второй ротации при внесении в пару лишь минеральных удобрений максимальный урожай получен при глубоком плоскорезном рыхлении. В третьей ротации в освоенном пятипольном севообороте после стерневых предшественников мелкое осеннее рыхление и даже оставление стерни в качестве снегозадержания и проведение первого рыхления весной в самые ранние сроки при наступлении физической спелости стерневыми сеялками СЗС-2,1 с одновременным внесением 1 ц аммофоса не уступали по урожайности глубокой вспашке.

После подсолнечника стебли также можно оставлять в зиму в качестве снегозадержания, а первую обработку проводить тоже в самые ранние сроки, лучше дискатором или дисковыми боронами с последующей культивацией поперек боронования на ту же глубину 8—10 см. В этом случае ранний пар не уступал по урожайности черному, в котором изучались три варианта обработки: вспашка и безотвальное рыхление на 28—30 см, мелкое рыхление культиватором Смарагд после предшествующего измельчения стеблей подсолнечника дисковыми боронами.

В системе ухода за паром главной задачей является сохранение влаги на глубине заделки семян ко времени посева озимых, что достигается при проведении всех паровых культиваций на глубину 6—8 см и отказе от рекомендуемых глубоких культиваций: первой на глубину 10—12 см и второй на 8—10 см.

При химической обработке пара обязательно следует провести первую весеннюю культивацию после массовых всходов малолетних сорняков и применять гербициды в июне-июле взамен 2—3 паровых культиваций по отросшим розеткам многолетних сорных растений раундапом или в сочетании его с лонтрелом и гербицидами группы 2.4Д, как более эффективными против осотов и других многолетних двудольных, из которых наибольшей устойчивостью отличается молочай лозный.

Качественный уход за паром и очищение полей от сорняков является главным условием не только для минимализации обработки почвы, но и биологической системы воспроизводства почвенного плодородия за счет пополнения в почве органического вещества путем измельчения и разбрасывания соломы.

В итоге восемнадцатилетнего летнего применения данной системы в опытном стационаре содержание гумуса повысилось на 0,2%, что свидетельствует об эффективности разработанного агрокомплекса на основе минимализации обработки черноземов и максимального использования соломы и побочной продукции растениеводства в повышении плодородия черноземов.

Литература

1. Научно-практическое руководство по освоению и применению технологий сберегающего земледелия. — Самара, 2005. — 136 с.