Особенности возделывания кукурузо-бобовых смесей на зелёный корм в условиях капельного орошения

ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗО-БОБОВЫХ СМЕСЕЙ НА ЗЕЛЁНЫЙ КОРМ В УСЛОВИЯХ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ

FEATURES OF CULTIVATION OF CORN-BEAN MIXES ON THE GREEN FORAGE IN CONDITIONS OF THE DRIP IRRIGATION

В.И. Пындак, доктор технических наук, профессор А.Е. Новиков Конт. т. 8 8442 411849

ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

V.I. Pyndak, A.E. Novikov

Volgograd state agricultural academy

Оптимизация водного режима и использование глубокой обработки почвы послужили основой для получения повышенных урожаев кукурузо-бобовых смесей в условиях капельного орошения.

Optimization of a water mode and use of deep processing of ground have formed a basis for reception of the raised crops corn-bean mixes in conditions of a drop irrigation.

Ключевые слова: глубокая обработка почвы, урожай, кукурузо-бобовые смеси, капельное орошение.

Key words: deep tilling, harvest, corn-bean mixes, drip irrigation.

Важным условием роста, развития и сбалансированности по протеину смешанных посевов на зелёный корм является не только правильный подбор компонентов, но и технология обработки почвы, а также способы и схемы посева культур. Оптимальное размещение создаёт лучшие условия для совместного произрастания различных по биологическим способностям растений и исключает угнетение одной культуры другой.

Одним из способов повышения урожайности сельскохозяйственных культур является внедрение новых, научно обоснованных технологий обработки почвы, с использованием высокопроизводительной универсальной почвообрабатывающей техники с рабочими органами для глубокого рыхления почвы (без оборота пласта).

Техника основной обработки почвы становится особенно важной в условиях орошаемого земледелия. Она способствует сохранению плодородия почвы, накоплению в ней влаги и питательных веществ, улучшает воздушный, тепловой режим, а также уничтожает сорную растительность и улучшает фитосанитарное состояние полей.

Применительно к условиям исследования, а именно в регионе Нижнего Поволжья, более 70 % почв подвержены в той или иной степени деградации. На подготовку почвы и посев приходится 62-64 % общих затрат энергии. Переуплотнение нижних слоёв почвы возросло более чем в 2,5 раза. Система традиционной отвально-лемешной обработки почвы в данных условиях не отвечает научно обоснованным требованиям: не позволяет активизировать процессы минерализации органического вещества, накапливать подвижные формы азота, аккумулировать осенние осадки, создавать наиболее сбалансированный режим питания и влагообеспеченности растений.

Наибольшей эффективностью обладают не имеющие аналогов чизельно-отвальные орудия, включающие в себя рабочие органы в виде наклонных стоек с долотом на конце и прикреплённые к вертикальной части стоек отвалы для оборота верхнего взрыхлённого слоя почвы [1]. Общая глубина чизелевания - 0,36-0,40 м (иногда до 0,45 м).

Особенностью чизельной обработки почвы является гребнистое дно борозды (рис. 1). Долото стойки вспарывает почву на максимальной глубине чизелевания, образуя углубление. При указанной и более мелкой глубине чизелевания (до 0,30 м) происходит блокированное резание почвы. Это означает, что на глубине долото снимает почвенную стружку без её выноса на дневную поверхность.

Поэтому комья почвы скользят по наклонной поверхности долота и, будучи зажатыми между долотом и материнской почвой, комья сжимаются, из них выдавливается влага и воздух. Но наступает момент, когда фрагменты сжатой почвы срываются с долота и разлетаются во все стороны, но не вниз, - вверх, вперёд по ходу и в стороны. Этот процесс происходит циклически, поэтому воздействие долота на почву сопровождается ударами, что снижает сопротивление почвы резанию.

Следствием этого является разуплотнение и частичное обрушение почвы под углом В ~ 45° по бокам и впереди стойки (рис. 1). После обработки чизельным орудием образуются выступы (гребни) на дне борозды, а почва над углублениями и по всей поперечной площади чизелевания становится рыхлой, в том числе за счёт пересечения плоскостей разуплотнения почвы.

^\Г

Рисунок 1 - Чизельное орудие с отвалами 5 - чизельное орудие; 6 - наклонные стойки; 7 - долото стойки;

8 - отвалы орудия; 9 - угол В разуплотнения и обрушения почвы

При проходе такого орудия его отвалы переворачивают верхний взрыхлённый слой почвы на глубину 0,15-0,20 м, при этом удаляют и «закапывают» на ту же глубину остатки стерни и сорняков, находящийся на поверхности мульчирующий слой органики и, разумеется, органические и минеральные удобрения.

В засушливых условиях Нижнего Поволжья оптимизация водного режима является основным условием получения стабильно высокого урожая сельскохозяйственных культур. Однако нерациональное использование оросительной воды может привести к негативным изменениям свойств почвы. Среди процессов деградации, возникающих при орошении почв, наиболее часто отмечают уплотнение пахотного и подпахотного горизонтов и их переувлажнение, а иногда и повышенную минерализацию грунтовых вод и засоление орошаемых полей, а также водную эрозию почвы.

Тем не менее, применение современной технологии орошения [2] в системе с рациональными способами обработки почвы благоприятно сказывается на почвенных процессах: улучшается водный, воздушный, питательные режимы почв, происходит накопление органики в корнеобитаемом слое, что благоприятно сказывается на росте сельскохозяйственных культур.

В связи с этим, целью наших исследований явилось изучение влияния способов основной обработки почвы и орошения на урожайность кукурузо-бобовой смеси на зелёный корм.

Исследования проводили в Волго-Донском междуречье на светло-каштановых почвах Всероссийского НИИ орошаемого земледелия в 2008 г. Схема опытов предусматривала два варианта основной (зяблевой) обработки почвы: лемешно-отвальная на глубину 0,25-0,27 м (контроль) и чизельное рыхление на глубину 0,36-0,40 м.

При проходе чизельного орудия с наклонными стойками, снабжённого отвалами, формируется гребнистое дно борозды. Удаление и заделка в почву органики на глубину 0,15-

0,18 м обеспечивают отвалы орудия.

Посев кукурузо-бобовой смеси проходил в три строчки (рис. 2).

При чизелевании почвы ширина междурядий для кукурузы составляла 2Ь = 0,8 м, а для бобовой компоненты (в нашем случае - соя и люпин) - Ь, расстояние между почвенными ложе бобовой компоненты и кукурузы Ь/2. Соответственно бобовые компоненты размещаются в крайних строчках, а кукуруза - в центральной.

Рисунок 2 - Формирование гребнистого дна борозды после прохода чизельного орудия и размещение культур по трехстрочной схеме посева:

Н - глубина обработки (0,36-0,40м);

Ъ - глубина работы отвалов (0,15-0,18 м);

2Ь - ширина междурядья кукурузы;

Ь - ширина междурядья бобовой компоненты;

В - ширина долота орудия (0,06 м); 1 - возвышение дна борозды;

2 - верхний взрыхленный слой почвы, после работы отвалов;

3 - углубление дна борозды; 4 - пространство дна борозды Опыты заложены методом систематического размещения делянок. Повторность вариантов трёхкратная. Общая площадь под опытом - 300 м2. Орошение проводилось капельным методом. Поддерживаемый режим увлажнения почвы в фенологические фазы до цветения в слое 0,40 м и после цветения в слое 0,60 м - 70-90 % НВ. Поливная норма за сезон составила 2440 м3/га.

Наибольшие запасы продуктивной влаги и накопления питательных веществ в пахотном слое происходят при чизельном рыхлении (табл. 1).

Таблица 1 - Питательные вещества и запасы продуктивной влаги в почве

Время взятия проб ^Слой почвы, м Вариант обработки почвы Запасы продуктивной влаги, мм N03, мг/кг ^4, мг/кг Р205, мг/кг К20, мг/кг

Перед осенней вспашкой 0- 0,3 Лемешно- отвальная пахота 28 5,1 12,50 101 105

0- 0,4 30

0- 0,6 55,4

0- 1,0 100,5

0- 0,3 Чизельное рыхление 30 5,4 12,67 103 107

0- 0,4 34

0- 0,6 62

0- 1,0 110,7

Перед посевом 0- 0,3 Лемешно- отвальная пахота 34 15,65 9,45 112,2 147,7

0- 40,1

После

уборки

0,4

0,6

1,0

0,3

0,4

0,6

1,0

0,3

0,4

0,6

1,0

0,3

0,4

0,6

0-

1,0

Чизельное

рыхление

Лемешно-

отвальная

пахота

Чизельное

рыхление

74,4

138,8

37,5

41,8

83,1

155,1

25

29,3

54,3

101,3

32,6

30,7

60,7

113,1

16,70

7,35

7,60

8,60

14,50

14,75

119,6

103,5

110,9

145,8

112,7

120,0

Данные таблицы свидетельствуют о преимуществе чизельного рыхления почвы. Это объясняется скоплением влаги и питательных веществ в углублениях дна борозды, исключением негативного влияния на корни растений «плужной подошвы», которая разрушается при проходе орудия и совпадением углублений с центральными корнями растений (рис. 1 и 2).

Превышение урожайности зелёной массы только за счёт обработки почвы составило около 8 % кукурузо-соевой смеси и 12 % - кукурузо-люпиновой смеси соответственно (табл. 2).

Таблица 2 - Урожайность кукурузо-бобовых смесей, т/га

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Вид обработки почвы Кукурузо-соевая смесь Кукурузо-люпиновая смесь

Лемешно-отвальная пахота 25,8 23,2

Чизельное рыхление 28 26,5

Надо отметить, что превышение урожайности достигнуто на фоне:

1 - уменьшения тягового сопротивления чизельного орудия на 23-43 %, что равноценно повышению на ту же величину производительности машинно-тракторного агрегата (МТА);

2 - снижения удельного расхода моторного топлива на 28-39 %;

3 - уменьшения эксплуатационных показателей МТА на 15-50 %;

4 - продолжительного сохранения влаги в пахотном горизонте и снижения его температуры в жаркое время;

5 - роста урожайности сельскохозяйственных культур на 8-12 %.

Увеличение урожайности после чизельного рыхления объясняется интенсивным крошением почвы, заделкой в почву на оптимальную глубину органики и растительных остатков, благоприятными условиями для работы почвенной микрофлоры, перерабатывающей органику, накоплением влаги и питательных веществ в углублениях дна борозды.

Анализ кормовой смеси показал (табл. 3), что при чизельном рыхлении идёт увеличение содержания протеина в зелёной массе. В кукурузо-соевой смеси после отвальной пахоты содержание протеина составило 3,56 %, а после чизелевания - 3,76 %. В кукурузо-люпиновой смеси - 3,48 и 3,62 % соответственно. Таким образом, получено увеличение протеина ~ 5 и 4 %.

Нами был введён комплексный показатель урожайности с учётом качества кормов и расхода энергозатрат на обработку почвы:

где КП - комплексный показатель; У - урожайность; 21 - протеин; 22 - расход моторного топлива.

Показателем уменьшения энергозатрат на возделывание единицы зелёного корма является удельный поливной расход воды:

где Qуд - удельный расход поливной воды на тонну продукции; Qф - фактический расход поливной воды (расход оросительной воды за сезон, м3/га).

Выводы:

1. При глубоком чизелевании происходит накопление и сохранение продуктивной влаги в почве, накопление питательных веществ, что способствует увеличению урожайности зернобобовых смесей на 8-12 %, при увеличении содержания протеина в смеси на 4-5 %.

2. Чизельная основная обработка почвы является не только более продуктивной, но и энергосберегающей за счёт снижения тягового сопротивления орудия на 35-10 %; снижения удельного расхода моторного топлива на 28-39 %; уменьшения эксплуатационных затрат МТА на 15-50 %.

3. При чизельной обработке почвы при выращивании бобово-кукурузных смесей достигается также сокращение удельного расхода поливной воды на 28-30 %.

Библиографический список

1. Пындак, В.И. Новые чизельные рабочие органы и орудия для основной обработки почвы / В.И. Пындак, И.Б. Борисенко // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2005. - № 7. - С. 25-26.

2. Мелихов, В.В. Пути повышения эффективности использования орошаемых земель в субаридной и аридной зонах России / В.В. Мелихов, П.И. Кузнецов // Вестник РАСХН. - 2006. - № 1. - С. 25-27.