- Эффективность раннего пару
- мульчирующее экран
- Своевременность и последовательность операций
- нулевой обработку
В степной зоне Украины давно назрела необходимость корректировки существующей системы земледелия. Это объективный и необратимый процесс, обусловленный изменением климата, нехваткой энергоресурсов, деградацией черноземов и экологическими угрозами.
Для решения назревших актуальных проблем в стационарных, производственных полевых опытах Государственного учреждения «Институт сельского хозяйства степной зоны НААН Украины» (ныне - ГУ «Институт зерновых культур НААН Украины») в течение 1986-2015 гг. Исследовали почвозащитную и агроэкономический эффективность чизельного, плоскоризного , дискового, фрезерного и нулевой обработки почвы в севооборотах с привлечением всей побочной продукции предшественников. Листостебельной массу пшеницы озимой, кукурузы, подсолнечника, ячменя ярового, гороха измельчали и равномерно распределяли по полю во время уборки урожая. В исследованиях использовали дисково-Чизельные культиваторы Conser Till Plow, комбинированные плоскоризного агрегаты КР-4,5, противоэрозионные культиваторы КПЭ-3,8, тяжелые дисковые бороны БДП-6,3, почвообрабатывающей-посевные комплексы Amazone, специальные сеялки для прямого посева АТД- 6,35 и MF-8108.
Почвы опытных участков - черноземы обычные трудно-суглинистые с содержанием гумуса 4-4,2% (равнина) и черноземы среднесуглинистые слабоеродовани с содержанием гумуса 3,1-3,7% (склоны крутизной 2-3 °).
Эффективность раннего пару
Как свидетельствуют результаты экспериментов, среди различных способов содержания парового поля в Степи по совокупности признаков (технологичность, водоакумулятивна способность, оптимизация факторов плодородия, эрозионная безопасность) преобладает ранней пар, заключается в замене глубокой зяблевой вспашки мелким весенним обработкой.
Известно, что протидефляцийна устойчивость почвы определяется, главным образом, содержанием фракций размером более 1 мм и количеством пожнивных остатков на поверхности поля. В наших опытах бугорчатость верхнего (0-5 см) слоя почвы осенью, независимо от предшественников пару, оказалась выше на вспашке (61-62,9%), меньше - на необработанных фонах (50,6-55%). В первом случае это обусловлено выносом на поверхность нижних оструктурених слоев почвы, во втором - распылением его летом и осенью техническими средствами при отсутствии переворачивания пласта. В течение зимы под влиянием противоположно направленных процессов замерзания - оттаивания, увлажнения - высушивания грунтовые агрегаты разрушаются до эрозионно опасных размеров, бугорчатость черноземов снижается до 40-45%, в результате чего они могут подвергаться дефляции (ветровой эрозии), особенно на открытых ровных местах и витроударних склонах . Согласно расчетам, на пахоте, где количество пожнивных остатков весной не превышает 10 шт. / М2, грунт находился или в умеренно устойчивом состоянии, когда его разрушения начинается при скорости ветра на высоте флюгера более 23 м / сек., Или был неустойчивым к эрозии , когда потери мелкозема достигали критических величин (более 120 г / м2). На участках без обработки при наличии 565 630 шт. / М2 условной стерни дефльованисть почвы на подсолнечном фоне не превышала 5 г / м2, а пар после ячменя был полностью защищен от выдувания (табл. 1).
Ранний пар - это радикальный меры борьбы с водной эрозией весной, поскольку сток талой воды не вызывает здесь значительных размывов грунта. Этому способствует повышение его плотности, защищенность снегом и пожнивных остатками. Поток воды распадается на малые ручьи и теряет скорость в основном за счет механического торможения. При высокой кольматирующих способности агрофона смыв почвы за пределы поля равен 1,5-4,3 т / га, что в 4-12 раз меньше, чем на пахоте (18,6 т / га).
мульчирующее экран
Противодействие раннего пару эрозии летних ливней возрастает при наличии на поверхности почвы более 2,5 т / га растительного субстрата, при переносе сроков основной обработки на время массового отрастания сорняков (май), проведении его безотвальной орудиями при глубине рыхления 12-16 см с целью сохранения мульчирующее экрана и создание комковатой строения верхнего слоя пашни. Так, при искусственном дождевании интенсивностью 3,5 мм / мин. (Конец июня, склон крутизной 2,5 °) на участках полицевого зяби с рекомендованной для зоны технологии ухода за паром сток начинался через 3,2 мин. при подаче 11,2 мм воды, тогда как на раннем пару с весна-обработкой - через 7,6 мин. и при подаче 26,6 мм осадков. Водопроницаемость почвы и мутность стока здесь составляли 1,08 мм / мин. и 25 г / л против соответственно 0,65 мм / мин. и 39 г / л на контроле.
В опытах на равнине переход от черного пара к раннему на фоне мульчирование поверхности почвы пожнивных остатками предшественника улучшает структуру чернозема обыкновенного, в частности, снижает разбросанность слоя 0-10 см, который непосредственно подлежит антропогенному давлению, к безопасной отметки 5-7%. И наоборот, содержание агрономически ценных агрегатов размером 10-0,25 мм в пахотном слое почвы здесь рос по отношению к пахоте и достигал в конце спаривания 89-90%. Уровень этих показателей дает основания утверждать, что при положительном балансе биогенных соединений, при наличии достаточного количества энергетического материала и отсутствия эрозии воспроизведения структуры почвы в ранних парах происходит по схеме саморегуляции, присущей естественным аналогам лог или целины.
По уровню аккумуляции зимних осадков на пару после ячменя необработанный агрофон ежегодно преобладал вспашку зяби. На участках стерневого раннего пара на время устойчивого похолодания формировался плотный защитный экран, образованный стерне, измельченной соломой и отмершей растительностью. В рамках девственного фона наблюдались существенное снижение скорости ветра в приземном воздушном пространстве, более раннее и равномерное отложение снега, повышение его вязкости и плотности. В сочетании с высокой буферной и удерживающей способностью раннего пару это приводило меньшие потери на сток, испарение, вымерзания и выдувание; способствовало росту коэффициента усвоения осадков и дополнительном накоплению влаги в коренеактивному слое почвы (0-150 см) по сравнению с вспашкой, в среднем на 130 м3 / га.
После подсолнечника запасы продуктивной влаги в почве в среднем за 2003-2008 годы весной на раннем и черном пару составили 180 184 мм, то есть были одинаковыми. Замечено, что разница в показателях между обработанным и «нулевым» агрофоном в пользу последнего возрастала в условиях недобора нормативной суммы осадков за зиму, при низкой интенсивности их выпадения и нивелировалась в годы сумма осадков за этот период превышала 150 мм. Способность парового поля обеспечивать посевы озимых необходимым количеством азотных соединений - положительное явление. В то же время интенсивный расписание органического вещества и высвобождения азота вызывают ряд системных рисков, главными из которых являются дегумификация и постепенное истощение почвы под паром. Эффективным мероприятием, приостанавливает чрезмерное вовлечение в круговорот азота, является использование пашни как раннего пару без отчуждения побочной продукции за пределы поля. При таких условиях возрастает вероятность закрепления азотных соединений микробным комплексом, который осуществляет разложение органических остатков, и создаются предпосылки для торможения процессов нитрификации, особенно в первую половину ухода за паром. В среднем за 2003-2008 гг. Содержимое нитратов в пахотном слое почвы на стерневых и подсолнечном ранних парах в первом определении (весной) составлял 11,6-11,9, втором (середина лета) - 20,8-23,3 мг / кг, что соответственно на 13-17 и 6-11% меньше, чем на черном (вспашка).
Содержание пашни по типу раннего пару меняет условия формирования, видовой состав и структуру сорными группировки. Отказ от зяблевой обработки после стерневого предшественника приводит к появлению нетипичных для неорошаемых земледелия видов (подмаренник цепкий, одуванчик лекарственный, полынь горькая, виничча настоящее), повышение регенеративной способности коренепаросткових многолетников, обнасинення малолетних сорняков в пожнивных период, рост засоренности пару и посевов озимых. Через эти явления возникает потребность в принятии соответствующих технологических решений, в частности, в применении гербицидов загальновинищувальнои (тотальной) действия.
В наших опытах внесения Раундапа по стерне ячменя ярового (август) полностью обезопасило участка от осота и повилики полевой и снизило потенциальную засоренность почвы по сравнению с вариантом без гербицидов в 2,4 раза. Существенно повысить очистительную функцию стерневого раннего пару можно за счет использования Стерневой санитарной культуры. Данные урожайности зерновой культуры, полученные в разные по метеоситуации года, ставят под сомнение утверждение о снижении эффективности раннего пару сравнению с черным. Четкое соблюдение технологического регламента подготовки раннего пару позволяет получить своевременные лестницы и сформировать высокопроизводительные посевы озимой пшеницы. Так, например, урожай зерна по веснообробитку после подсолнечника во все годы оставался на уровне зяблевой вспашки и составлял в среднем 6,66 т / га. На стерневого фоне между различных способов содержания раннего пару лучшим оказался вариант, предусматривающий экранирование почвы растениями Стерневой (промежуточной) культуры, где средний урожай достигал - 6,58 т / га. Гербицидный ранней пар обеспечил урожайность озимой пшеницы - 6,47 т / га, а стерневой ранней пар без гербицидов уступал контроля на 0,17-0,25 т / га, что объясняется негативным влиянием сорняков и корневых гнилей.
Своевременность и последовательность операций
Система дифференцированного обработки после занятых паров и непаровых предшественников подчиняется выполнению двух основных задач: созданию ерозийностийкои поверхности поля (наличие 50-70% измельченных и частично завернутых растительных остатков длиной 5-10 см, качественное измельчения ломти с преобладанием комочков 3-5 см) и предпосылок для получения полноценных всходов озимых культур и хорошего развития растений, густой травяной покров которых защищает пашню в течение почти целого года.
Решающее значение при этом имеют своевременность и последовательность технологических операций: немедленное лущения стерни после уборки предшествующей культуры дисковыми или плоскорезными орудиями на 8-10 см, основную обработку комбинированными агрегатами на 12-14 см, рыхление почвы паровыми культиваторами на глубину заделки семян. При выборе орудий для подготовки полей на склонах во всех случаях приоритет имеют технические средства, которые за один проход выполняют несколько технологических операций, максимально сохраняют мульчирующее экран с пожнивных остатков и функционально приспособлены для работы в условиях волнистого рельефа. Следует отметить, что поверхностно рыхлений (до 8 см) эродированная почву быстро уплотняется и заплывает в то же время он не способен аккумулировать влагу осадков и поднят водой со дна борозды может смываться на всю глубину обработки.
При применении плоскоризного обработки следует ориентироваться на комбинированные агрегаты нового поколения (КР-4,5, АКШ-5,6), которые благодаря незначительной ширине захвата лап, оптимальному углу взлома ломти и оснащению эксцентриковыми или игольчатыми приставками хорошо разрабатывают грунт и измельчают пожнивные остатки.
После стерневых предшественников, когда вся солома остается на поле и после пропашных, листостебельной масса которых долго минерализируется в почве, для фонового дискование используют тяжелые тандемные бороны типа PALLADA 2400-01, «Мистраль» или ДМТ-6 «Деметра». Лучшим способом зяблевой мульчирующее обработки, в частности на эрозионно податливых землях, является консервирующее, который выполняется чизельной плугами различных модификаций (ПЧ-2,5, ПЧ-4,5, ПЧ-6, ПЧ-10,01, АЧП-3, ПКЧ - (4 + 1) -50м, Chip, STF-5-250 и др.) или чизельной культиваторами типа Conser Till Plow, Horsch Tiger MT, Cultiplow Gold в режиме недоризування ломти по ширине захвата орудия.
Такой обработку благодаря пестроте Нанорельеф, наличия растительных остатков и ленточном разуплотнения почвы существенно замедляет эрозионно-миграционные процессы на равнинных полях и склонах.
В сочетании с меньшей глубиной промерзания и быстрым оттаиванием почвы весной чизельный обработку обеспечивает дополнительное накопление 190-230 м3 / га продуктивной влаги, которая сосредоточена преимущественно в нижней части коренеактивного слоя имеет важное значение для засушливых условий Степи. Применение чизельного обработки на качественно новом уровне решает одну из самых сложных проблем почвозащитного земледелия - повышение эффективности органических и минеральных удобрений. За счет сепарации и перемешивания они локализуются на глубине 10-14 см, что позволяет обогатить элементами питания зону максимального размещения корневой системы и слои почвы со устойчивых увлажнением, а также снизить потери питательных веществ от эрозии и денитрификации.
Чизельный ленточный обработку положительно влияет на основные режимы и свойства черноземов, повышает функциональные возможности почв на протяжении длительного времени, считается мероприятием пролонгированного действия и рекомендуется для применения в технологических схемах выращивания большинства полевых культур. Особенно эффективен он под кукурузу и подсолнечник, которые выращивают по интенсивной технологии; под черный пар на склонах; для снижения плотности окультуривания подпахотного слоя смытых почв. Универсальность, высокая мобильность и широкозахватнисть Чизельные орудий обеспечивают по сравнению с плоскоризного обработкой, рост производительности труда, экономию топлива (5-7 л / га) и средств (20-32%).
Предпосылки повышения эффективности чизельного обработки следующие: улучшение фитосанитарного состояния посевов, устранения пестроты в плодородии и усиление биологической активности почвы путем закрытия влаги весной пружинными боронами (БП-8, Бп-24, СТ-15, Flexi-Coil, Magnum), внесение удобрений, подбор предшественников с листостебельной остатками, которые хорошо измельчаются и перемешиваются с почвой, насыщенные макроэлементами и имеют сравнительно низкое соотношение C: N (табл. 2).
На фоне большого количества пожнивных остатков особенно сложно должным образом подготовить для выращивания яровых зерновых и масличных культур необработанные с осени поля. Вспашка и чизелевание весной образуют брилуватий агрофон, который быстро испаряет воду, а дисковые бороны и плоскорез мало пригодны для работы в условиях повышенной влажности почвы.
С апробированных в опытах способов веснообробитку преимущество мало фрезерования почвы роторным культиватором активного действия с вертикальной осью вращения зубцов (почвообрабатывающей-посевной комплекс AMAZONE), который обеспечивает высококачественную подготовку семенного ложа за один проход агрегата независимо от влажности почвы. Зубцы ротора, разоряя почву снизу вверх, не распыляют его, а разбивают в местах естественных разломов. Крупные частицы почвы (более 50 мм) при этом отбрасываются дальше, чем мелкие. В результате ценные в агрономическом отношении структурные фракции почвы 0,25-3 мм концентрируются в нижней части посевного слоя, грубые (10-30 мм) остаются на его поверхности. В пахотном слое в результате такой сепарации почвы создаются возможности для капиллярного поднятия воды, обеспечивающий поступление влаги к семенам. Через верхний разрыхленный слой поступает воздух и тепло, то есть создаются лучшие условия для действия трех основных факторов прорастания семян - влаги, тепла и воздуха.
Поэтому даже в неблагоприятные годы применения весной почвообрабатывающей-посевных комплексов типа AMAZONE под кукурузу, подсолнечник и ячмень яровой обеспечивает дополнительный урожай 0,18-0,25 т / га по сравнению с традиционной вспашкой зяби.
нулевой обработку
В последнее время в земледелии Степи становятся все более распространенными технологии выращивания полевых культур на основе сева специальными сеялками в необработанный грунт. Результаты экспериментальных исследований, проведенных в 20082010 гг. В ГП ОХ «Днепр» ИСГ СЗ в производственном опыте, дают основания для положительной оценки перспектив применения непродолжительного нулевой обработке в зоне северной Степи на черноземах с содержанием гумуса более 4%. Согласно полученным данным, прямая сев озимой пшеницы и кукурузы не влечет к существенному ухудшению агрофизических свойств и плодородия почвы, одновременно наблюдается повышение запасов продуктивной влаги в посевном и пахотном слоях по сравнению с традиционной агротехникой, что в засушливых условиях является определяющим для получения полноценных всходов, укоренение и развития растений в начале вегетации.
По нулевой обработке особое значение приобретает рациональная система химической защиты растений от вредных объектов. В озимой поле на необработанных участках вследствие обильных дождей, прошедших вскоре после уборки предшественника (горох), наблюдали массовое отрастания сорняков, подавляющее большинство которых погиб под действием загальновинищувальних гербицидов, внесенных в августе. С многолетников сравнительно устойчивой к химикатами оказалась вьюнок полевой, из однолетников - Амброзия полыннолистная. В подавленном состоянии они вегетировали до конца сентября и частично уничтожались сеялкой АТД-6,35 благодаря конструктивным особенностям ее сошников. В течение весенне-летнего периода растения пшеницы быстро наращивали вегетативную массу, успешно конкурировали за жизненное пространство, поэтому опрыскивание посевов страховыми гербицидами не проводили. Известно, что фитоценотическая способность кукурузы к биологическому угнетение сорняков почти в 10 раз ниже, чем в хорошо развитых посевов озимых. Именно эта особенность культуры вызывает определенные риски при выращивании ее в системе No-till. Учеты, проведенные в фазу 3-5 листьев кукурузы, показали наличие меньшего количества дикорастущей флоры в посевах по нулевой обработке почвы относительно пахоты и мелкого рыхления пласта, что объясняется сдерживающим действием гербицида Раундап, внесенного в допосевного период. Агротипу засоренности на участках без обработки зяби определен как злинково-гирчаково-латуковых, то есть менее характерен для агрофитоценозов этой культуры, а на вариантах с обработкой - как типичный гирчаково-березково-амброзиевого. Во время сбора урожая в посевах доминировали щетинники и плоскуха обычная, при этом по нулевой обработке быстрее восстанавливались амброзия полыннолистная, Злынка канадская и щирица. Показательно, что при незначительных различиях в обильности сорняков по вариантам опыта (3-5 шт. / М2) их воздушно-сухая масса была разной (пахота - 26 мелкий обработку - 26-30, нулевой -72 г / м2). Таким образом, сочетание химических (грунтовые и страховые гербициды) и механических (междурядное прополки) мер борьбы позволяет снизить засоренность посевов в экономически безопасного уровня. При прямой сева (без междурядной культивации) потенциал вредоносности сорняков заметно возрастает, что свидетельствует о необходимости совершенствования способов их контроля в связи с неоднородностью фазового состояния, изменением структуры и резистентности.
Анализ структурных элементов продуктивности растений озимой пшеницы показал, что за счет равномерной (по площади и глубине) заделки семян во влажную почву на участках с использованием сеялки АТД-6,35 наблюдается тенденция к увеличению количества продуктивных стеблей на единице площади (на 20,9% ), коэффициента кущения и длины колоса. Зато за мелкого обработки и посева СЗ-3,6 растут масса зерна с колоса и масса 1000 зерен (на 4,7 г). Сочетание и соотношение этих показателей во всех случаях приближались к оптимальным, что позволило получить сравнительно высокий и практически одинаковый уровень урожайности зерна по вариантам опыта (5,465,50 т / га).
Уровень производительности кукурузы в агрофитоценозов определялся соотношением положительных и отрицательных факторов различной природы. При благоприятных условиях увлажнения в первую половину вегетации и сравнительно низкой фоновой засоренности посевов на двухлетнем нулевом агрофоне получено 3,66, полицевому -3,78 т / га зерна, то есть разница между вариантами составила 3,2%. Самую высокую урожайность (3,95 т / га) обеспечила технология выращивания, основанный на мелком плоскорезной обработке, посеве специальной сеялкой MF-8Ш8, внесении грунтовых и страховых гербицидов, культивации междурядий (табл. 3).
Весомым фактором, препятствующим полной реализации потенциала нулевого возделывания в области экономической эффективности производства, является диспаритет цен между стоимостью сельскохозяйственной продукции и средств защиты растений, удобрений и техники. По нашим расчетам прямая сев озимой пшеницы и кукурузы обеспечила по сравнению с контролем, экономию топлива (14,4-40,6 л / га) и снижение затрат труда на 1-2,10 чел.-час. / Га.
Вместе с тем по нулевой обработке растут амортизационные отчисления (за счет высокой стоимости сеялок) и дополнительные расходы средств на приобретение гербицидов, которые не окупаются соответствующим повышением урожайности, что приводит к удорожанию продукции. Поэтому, несмотря на упрощение производственного цикла работ, при прямой сева несколько возрастает себестоимость тонны зерна (на 10-85 грн) и снижается уровень рентабельности (на 2-11%). Учитывая показатели прибыльности (22512312 грн / га) и окупаемости (6170%) экономически конкурентоспособными при выращивании пропашной культуры оказались варианты мелкого обработки и посева обычной или специальной сеялками.
На основании изложенного материала можно сделать вывод, что требованиям современного земледелия Степи наиболее соответствует система дифференцированного по способам разноглубинной обработки почвы в севооборотах. Она должна быть адаптированной к зональных условий, динамичной, энерго- и влагосберегающий, природоохранной и учитывать фитосанитарное состояние полей и потенциал культур, а также обеспечивать повышение плодородия и продуктивности пашни.
Александр Цилюрик, доктор сельскохозяйственных наук, Днепропетровский государственный аграрно-экономический университет
Лидия Десятник, кандидат сельскохозяйственных наук ГУ «Институт зерновых культур НААН Украины»