Технология мульчирующей обработки почвы в сидеральных севооборотах нижнего Поволжья

оценки полученного материала, в том числе данных по биохимическому составу зерна.

В области защиты растений разработана комплексная система мер борьбы, которая включает в себя: систему севооборотов; химические меры борьбы с использованием баковых смесей в паровых полях и в посевах зерновых культур; сроки проведения химических работ; нормы расхода рабочей жидкости; оптимальные фазы развития сорняка для проведения борьбы с ним.

В области механизации разработана техническая документация и изготовлен

макетный образец многофункционального орудия для основной глубокой обработки почвы с изменяющейся по глубине зоной сплошного рыхления, обеспечивающий повышение рентабельности производства на 20-25% и снижение материалоемкости на 50-60%.

По данным направлениям работа продолжится, и я желаю всем сотрудникам творческих сил и успехов в исследовательской работе и получении положительных результатов полезных для агропромышленного комплекса области и страны в целом.

УДК 631.5

ТЕХНОЛОГИЯ МУЛЬЧИРУЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В СИДЕРАЛЬНЫХ СЕВООБОРОТАХ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Гольман Н.А., с.н.с.

ГНУ Нижне-Волжский НИИСХ

В многоукладном сельскохозяйственном производстве одной из проблем зональных систем сухого земледелия является состояние почвенного покрова, который подвергается эрозии и дефляции.

Основные причины деградации почв состоят в том, что в структуре зернопа-ровых короткоротационных севооборотов высокий удельный вес занимают чистые пары (35-40%) и зерновые культуры (4045%), отсутствует биоразнообразие, не соблюдаются законы восполнения плодородия почвы и массово применяется эрози-онноопасная отвальная обработка почвы. Поэтому в качестве объекта исследований приняты короткоротационные зернопаро-вые и сидеральные зернопаротравяные севообороты, а также способы обработки почвы: отвальная на глубину 25-27 см, безотвальная на глубину 25-27 см, поверхностная на глубину 6-8 см с заделкой измельченной соломы и зеленой массы эспарцета путем дискования.

Для приостановления физической, химической и биологической деградации об-

рабатываемых земель требуется осуществить в комплексе такие приемы, как насыщение почвы послеуборочными растительными остатками зерновых культур и биомассой сидератов, а также перейти на ресурсосберегающую технологию мульчирующей обработки почвы.

Технология мульчирующей обработки почвы в сидеральном сухом земледелии -это система, сочетающая и соединяющая в одном комплексе биологические факторы повышения плодородия почвы в виде оставления на месте нетоварной части урожая культур и азотосодержащей фито-

массы сидерата, и минимальную почвозащитную обработку почвы. На выполнение требований к технологии оказывают влияние естественные, технические и технологические факторы.

К естественным относятся такие, как недостаточное увлажнение и сильное иссушение почвы. К техническим относят подбор почвообрабатывающих орудий, обеспечивающих, в условиях глыбообразова-

Наибольший расход воды на 1 т зерна во всех изучаемых вариантах отмечается при глубокой отвальной обработке почвы. На этих же вариантах имеет место снижение выхода зерна и менее эффективное использование осадков на создание 1 т зерна. Из двух вариантов мульчирующей обработки почвы более эффективно озимая пшеница использовала осадки на фоне глубокого безотвального рыхления почвы за счет снижения суммарного водопотреб-ления и сравнительно высокого урожая.

Агрохимические исследования показывают, что азотный режим почвы складывается лучше в сидеральных севооборотах при глубокой безотвальной обработке почвы. Содержание минерального азота здесь больше на 6,5-11,3 мг/кг почвы, чем в зер-нопаровом севообороте. В то же время изменение содержания подвижного фосфора указывает на большое его количество, что

ния, выполнение агротехнических требований. К технологическим факторам относятся приемы мульчирующей обработки почвы, которые определяются механическими и биологическими свойствами растений предшественника, а также условиями возделывания последующих культур.

Состояние пахотного слоя оказывает влияние на накопление и расход влаги (таблица 1).

соответствует высокому уровню обеспеченности.

В структурообразовании решающая-роль отводится воздействию корневой системы, органической массы и почвозащитной обработки почвы. При применении мульчирующей обработки почвы в сиде-ральных севооборотах улучшение почвенной структуры базируется на снижении интенсивности крошения, на расчленяющей деятельности корневой системы сиде-рата и на агрегации почвенных частиц органическими соединениями почвозащитного покрова. В паровом сидеральном поле преимущественно поверхностное распределение пожнивных остатков позволяет увеличить за счет агрономически ценных почвенных отдельностей, коэффициент структурности при поверхностной обработке с 5,1 до 6,6 и при безотвальной глубокой обработке с 3,9 до 5,2 или на 29,4 и 33,3% соответственно (таблица 2).

Таблица 1 - Баланс почвенной влаги и водопотребление озимой пшеницы _(среднее 2006-2009 гг.)____

Севооборот Варианты обработки почвы Содержание общей влаги в слое 0-1,0 м, мм Осадки, мм Суммарное водо-потребление, мм Урожай-ность, т\га Расход воды на 1 т, мм Окупаемость 1 мм влаги, кг/мм

весеннее кущение перед уборкой

Зернопаровой 4-хпольный (контроль) Отвальная 248,8 130,6 117 235,2 1,51 155,8 6,4

Безотвальная 206,3 136,4 117 186,9 1,79 104,4 9,6

Поверхностная 207,1 131,5 117 192,6 1,56 123,5 8,1

Сидеральный биологизиро-ванный 3-х-польный Отвальная 221,1 124,4 117 213,7 1,57 136,1 7,3

Безотвальная 204,5 135,2 117 186,3 1,60 116,4 8,6

Поверхностная 196,2 132,7 117 180,5 1,44 125,3 8,0

Сидеральный биологизиро-ванный 4-х-польный Отвальная 202,1 129,1 117 190,0 1,47 129,3 7,7

Безотвальная 195,8 129,9 117 182,9 1,75 104,5 9,6

Поверхностная 187,3 135,2 117 169,1 1,61 105,0 9,5

Таблица 2 - Агрофизические показатели слоя 0-30 см почвы в паровых звеньях

в весенний период

Системы мульчирующей зяблевой обработки почвы Пар Озимая пшеница

плотность, г/см3 коэффициент структурности

Звено: сидеральный пар - озимая пшеница

Поверхностная 1,11 6,6 7,9 11,3 1,21 3,9 7,9 13,7

Безотвальная глубокая 1,16 5,2 7,1 12,6 1,18 4,5 9,3 15,6

Базовая -отвальная глубокая 1,12 3,7 9,0 15,8 1,19 3,4 9,0 16,2

Звено: черный пар - озимая пшеница

Нулевая 1,16 3,2 19,9 13,9 1,19 1,5 17,4 10,0

Поверхностная 1,15 5,1 8,5 13,4 1,18 4,5 7,2 12,6

Безотвальная глубокая 1,14 3,9 10,5 18,0 1,20 4,2 9,7 17,1

Базовая -отвальная глубокая 1,14 3,2 8,7 17,4 1,15 3,2 9,6 13,9

Приостановить развитие эрозии почвы возможно на основе увеличения уровня мульчирования и технологии мульчирующей обработки почвы, позволяющих реализовать в полном объеме главный принцип почвозащиты - уменьшение стока смыва и дефляции почв (таблица 3). Эро-дируемость в паровом поле сидерального севооборота на фоне безотвальной глубокой и поверхностной обработки почвы не-

сколько возрастает, но практически не превышает критического уровня (50 г).

Небольшое повышение эродируемости связано с увеличением крошения верхнего слоя почвы при заделке зеленой массы си-дерата. Содержание эрозионно-опасной фракции больше на 5%, тогда как на фоне обычной вспашки содержание мелкозема увеличивается на 10%.

Показатели

Уровень мульчирования Количество стерни, шт/м2 Эродируемость почвы, г Содержание мелкозема в слое 0-5 см почвы, %

Агрофон Способы зяблевой обработки почвы объем воздушно-сухой биомассы, г/м3 коэф-фици- ент муль-чиро-вания до прохода МТА после прохода МТА Сох-ран-ность стерни, % до прохода МТА после прохода МТА

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Под сидеральный Поверхностная 432 7,2 260 62 24 4,8 28,4 34,7

пар: стерня Безот-

и солома озимой вальное глубокое 426 7,1 283 238 85 4,4 12,8 35,6

пшеницы, рыхление

Таблица 3 - Характеристика противоэрозионной устойчивости почвы в паровом поле

GotytMtoweu «¿¿лijcCtotoO.

Продолжение таблицы 3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

зеленая масса эспарцета Безовая -отвальная глубокая 60 1,0 320 31 10 5,0 53,0 32,4

Под черный пар: стерня и солома ярового ячменя Нулевая 306 3,8 225 225 100 4,5 4,5 31,0

Поверхностная 280 3,1 199 42 21 3,1 10,5 38,9

Безотвальная глубокая 255 3,2 188 149 79 4,1 8,5 44,2

Базовая -отвальная глубокая 80 1,0 198 16 8 2,9 93,0 41,7

Эродируемость в паровом поле сиде-рального севооборота на фоне безотвальной глубокой и поверхностной обработки почвы несколько возрастает, но практически не превышает критического уровня (50 г).

Небольшое повышение эродируемости связано с увеличением крошения верхнего слоя почвы при заделке зеленой массы си-дерата. Содержание эрозионно-опасной фракции больше на 5%, тогда как на фоне обычной вспашки содержание мелкозема увеличивается на 10%.

Таким образом, мульчирующая обработка почвы в различной модификации снижает интенсивность механического воздействия на почву и создает более благоприятные условия по обеспечению эф-

фективной борьбы с разрушением почвенного покрова в зоне совместного проявления ветровой и водной эрозии.

Урожайность зерновых культур отражает интегрированное действие на условия возделывания растений, изменяющихся с помощью севооборота и обработки почвы.

В трехпольном сидеральном севообороте отсутствовали яровые колосовые. Поэтому более подробно сравнительную экономическую и энергетическую эффективность определили по культуре озимой пшеницы, идущей после черного сиде-рального и черного пара, с использованием различных систем мульчирующей обработки почвы (таблица 4).

В среднем за 2006-2009 гг.

обработки почвы под обработки почвы

Един. измер. сидеральныи пар под черный пар

Показатели поверхностная на безотвальная глубо- отвальная глубокая поверхностная на безотвальная глубо- отвальная глу-

глу-бину кая на на 25-27 глубину кая на 25- бокая на

6-8 см 25-27 см см 6-8 см 27 см 25-27 см

1 2 3 4 5 6 7 8

1. Выход продукции на единицу площади т/га 1,61 1,75 1,47 1,62 1,68 1,51

2. Стоимость продукции в расчете на 1 га руб. 4830 5250 4410 4860 5040 4503

3.Производственные затраты на 1 га руб. 3544 4300 5080 3113 3430 3720

4. Затраты труда чел.час/га 1,0 1,5 1,8 0,8 1,1 1,2

Таблица 4 - Экономическо-энергетическая эффективность ресурсосберегающих технологий возделывания озимой пшеницы в различных паровых звеньях

Продолжение таблицы 4

1 2 3 4 5 6 7 8

5. Себестоимость 1т зерна руб. 2201 2457 3455 1922 2042 2464

6. Расчетная прибыль на 1 га (чистый доход) руб. 1286 950 -670 1747 1610 810

7.Уровень рентабельности % 58,4 38,6 - 56,1 46,9 21,8

8. Затраты энергии на 1 га ГДж/га 11,2 12,0 12,1 8,6 7,8 10,3

9.Коэффициент энергетической эффективности 2,8 2,8 2,3 3,6 4,1 2,8

10.Удельные затраты энергии на 1 кг зерна МДж 7,0 6,9 8,2 5,3 4,6 6,8

По сравнению с отвальной обработкой почвы мульчирующие обработки в сиде-ральном пару обеспечили прибавку зерна озимой пшеницы 0,14-0,28 т/га. Относительное увеличение составило 9,5-19,0%, тогда как в черном пару - 7,2-11,3%.

В сидеральном паровом звене себестоимость зерна при поверхностной мульчирующей обработке, путем дискования, снижается на 57%, а при безотвальном рыхлении - на 41%. В результате рентабельность производства зерна озимой пшеницы в этом звене максимальная -58,4% - при частичном заделывании растительных остатков на основе поверхностной обработки почвы.

Наилучшие условия для ресурсосбережения создает мульчирующая обработка почвы в паровом звене. Затраты энергии на

Практическая

Применение сидеральных паров под озимую пшеницу в Нижнем Поволжье в большинстве случаев не однозначно. Во-первых, при заделке сидератов в почву до 17% почвенной влаги теряется, что отражается на продуктивности возделываемой культуры. Во-вторых, внедрение разработанной технологии мульчирующей обработки почвы, на основе глубокого безотвального рыхления, дает возможность товаропроизводителям использовать биоло-гизированные сидеральные паровые звенья

единицу площади, по сравнению с плужной обработкой, снижаются в сидеральном паровом звене на 8,0%, а в звене с черным паром - на 19,8%.

Удельные затраты энергии на производство одного килограмма зерна пшеницы при сидерации пара возрастают на 3050%. Однако коэффициент энергетической эффективности остается высоким и равен 2,8.

На основании полученных собственных экспериментальных данных в 20062009 гг., а также обобщения результатов исследований литературных источников, разработана технология минимальной бесплужной обработки почвы в биологизиро-ванных севооборотах с короткой ротацией и зерновой специализацией.

значимость работы

для выращивания такой приоритетной культуры, как озимая пшеница, не снижая при этом продуктивность пашни, сохраняя плодородие почвы, обеспечивая защиту почв от эрозии, снижая производственные и энергетические затраты, и тем самым поддерживая на высоком уровне рентабельность производства зерна. В том числе могут быть использованы и другие малозатратные системы мульчирующей обработки почвы в зависимости от ресурсной базы сельскохозяйственного предприятия.