Агромероприятия как основа биологизации технологии возделывания сои

Широкое внедрение интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, начавшееся с 80-х годов ХХ века и продолжающееся до настоящего времени в крупных агропредприятиях, неизбежно приводит к обострению экологической ситуации в агроландшафтах. Отмечается снижение плодородия почв из-за распаханности их и недостатка органики, усложнилась фитосанитарная обстановка в посевах по проявлениям эпифитотийного распространения вреди- телей из-за выработавшейся устойчивости их к широко используемым пестицидам, распространяются резистентные к применяемым гербицидам сорняки, усилилась загрязненность окружающей среды (почвы, воды, воздуха и их обитателей) токсическими остатками применяемых химикатов. Все это вызывает опасения о состоянии благополучия сельхозугодий и здоровье людей и актуализирует необходимость адаптации земледелия к естественным природным процессам почвообразования, к изменяющимся климатическим условиям, к участившимся в агроценозах абиотическим и биотическим стрессовым ситуациям. Важность и необходимость переориентации агродеятельности с интенсивного химического пути на более безопасный биологический, с учетом новейших достижений науки, неоднократно отмечали академики Жученко [1; 2], Захаренко [3; 4], Павлюшин [5; 6], Новожилов [7], Надыкта [8; 9]. Это направление стало приоритетным в исследованиях Всероссийского НИИ биологических средств защиты растений, ВИЗР и других крупных центров аграрной науки.

В представляемой обзорной статье мы обобщаем опубликованный материал по некоторым вопросам использования при возделывании сои экологически безопасных агроприемов с целью определения путей дальнейшего оздоровления агроценозов этой ценной культуры, получающей в последние годы заметное распространение в европейском регионе страны.

Основополагающую роль в биологиза-ции земледелия играют научно обоснованные по закону плодосмена севообороты. Правильное чередование культур в адаптивном земледелии, основанное на смене разных их групп, служит беззатратной основой оздоровления агроландшафтов и возрастания урожайности сельскохозяйственных культур. Поскольку разные культуры поражаются, наряду с многоядными и специфическими макро- и микроорганизмами, севооборот позволяет гармонизировать соотношение вредных и полезных организмов в агроценозах и избежать нанесения ущерба урожаю.

Исключительную роль плодосмена отмечали видные ученые А.Т. Болотов, В.В. Докучаев, В.Р. Вильмс и их последователи. Помимо многолетних трав, в наибольшей степени облагораживающих фитосанитарное состояние полей, хорошими предшественниками для злаковых зерновых являются и все бобовые (особенно соя), капустные (рапс), гречиха и лен.

Соя как бобовая культура, обладающая природной способностью усваивать атмосферный азот посредством симбиоза с клубеньковыми азотфиксирующими бактериями ( Bradyrhizobium japonikum) и благодаря этому сохраняющая и пополняющая за счет органических остатков запасы минерального азота в почве, является почвоулучшающей культурой. В ее посевах возможна успешная борьба с сорной растительностью и вредителями, поэтому соя в севооборотах играет несомненно важную средообразующую роль как облагораживающая фитосанитарное состояние полей культура и является отличным предшественником. Так, Цы-бульников и Панчихин [10], проанализировавшие данные по урожайности озимой пшеницы после разных предшественников в ОАО «Агрообъединение “Кубань”» Усть-Лабинского района Краснодарского края, установили, что она в среднем за 4 года составила по сое 6,42 т/га, уступив только предшественнику люцерна на 0,25 т/га (3,9 %), в то время как по подсолнечнику и кукурузе на зерно была ниже на 0,56–0,59 т/га (8,7–9,2 %). В многолетнем стационарном опыте ВНИИМК по изучению удобрений в зерно пропашном севообороте с масличными культурами в среднем за 3 ротации севооборота (1973–1989 гг.) урожайность озимой пшеницы после сои была на 1,20– 1,38 т/га (22,0–27,8 %) выше, чем по подсолнечнику (табл. 1).

Таблица 1

Значение масличных культур как предшественников озимой пшеницы [11]

ВНИИМК

Внесено с удобрениями на 1 га севооборотной площади	Урожайность пшеницы по предшественникам, т/га
	подсолнечник	клещевина	соя
N0P0K0 – контроль	3,02	3,73	4,28
N 67 P 55 K 5	4,96	6,14	6,34
N 96 P 98 K 68	5,44	6,10	6,64

Отличным предшественником является соя и для риса, в чем убедились рисоводы Краснодарского края, расширяющие ее посевы в связи с сокращением площадей под люцерной. По исследованиям ВНИИ риса, урожайность этой культуры после сои лишь на 2,3–8,5 % уступает ее уровню после люцерны [12; 13].

Соя оправдывает свою плодосменную роль и в овощных севооборотах, о чем свидетельствует многолетний опыт возделывания ее в Краснодарском НИИ овощеводства и картофелеводства в составе культур экспериментального участка.

Соя как культура слабо реагирует на севооборот и способна выдерживать насыщение до 40–50 % севообротной площади при использовании химических средств защиты растений. В то же время, по экологическим и экономическим причинам, целесообразно возвращение ее на прежнее место в севообороте только через 3–5 лет (одно поле в 4–6-польных севооборотах), что гарантирует сохранность агроценозов от возможных эпифитотий и соответствует требованиям биологизации земледелия. Это особо значимо для недопущения вредоносного распространения в ее посевах популяций специфичных вредных организмов, живущих в почве. По сообщению В.И. Заостровных и Л.К. Дубовицкой [14] в опытах ВНИИ сои на Дальнем Востоке и Кемеровского СХИ в Западной Сибири при бессменном возделывании сои цистообразующие нематоды и корневые гнили поражали 72–77 % растений, а в севообороте в 10 раз меньше. Урожайность зерна сои, в среднем за го- ды изучения, составила здесь 1,79 т/га в бессменном посеве сои (7-й год) и 2,39– 2,31 т/га – в севообороте по лучшим предшественникам: многолетние и однолетние травы и ячмень.

В стационарном опыте ВНИИ сои по фону удобрений N 30 P 120 от оптимального чередования культур при насыщении соей 22 % севооборотной площади прибавка урожая зерна сои, в сравнении с бессменным её возделыванием, составила 0,83 т/га, или 77,5 %, а при насыщении севооборота соей до 50 % (чередование с пшеницей) – всего 0,35 т/га, или 32,7 % [15]. По сообщению А.Н. Гайдученко [16], здесь урожайность сои в 3–5-польных севооборотах за 2008–2009 гг. была в 1,5– 2,0 раза выше, чем при бессменном ее выращивании.

Ряд исследователей особенно выделяет положительную роль севооборота и в борьбе с сорняками, так как чередование многолетних трав с зерновыми и пропашными культурами позволяет полнее подавлять разные виды сорняков, приспособленных к произрастанию в сплошных или широкорядных посевах [17; 18; 19]. Последний из указанных авторов, изучив конкурентную способность разных культур и совместных их посевов по отношению к сорным растениям, при использовании их на зелёное сидеральное удобрение в промежуточных посевах, установил сильное вытесняющее воздействие на сорный компонент смесей подсолнечника с гречихой и сои с гречихой, в которых подавлялось в 1,5–2,0 раза больше сорняков, чем в чистых посевах этих культур. Эти результаты подтверждают то обстоятельство, что создание плотного покрова культурных растений, затеняющего поверхность почвы, затрудняет рост сорняков и повышает конкурентоспособность к ним таких агроценозов культурных растений.

Большую роль в поддержании благоприятного фитосанитарного состояния полей играет и системf обработки почвы в севооборотах. От характера воздей- ствия почвообрабатывающих орудий на агрофизические свойства почвы, на подавление сорных растений, вредных насекомых и микроорганизмов зависит сохранность урожая. При этом велика значимость оборачивания почвы для размещения патогенных зачатков в неблагоприятные для них условия анаэробиоза. На растительных остатках (стеблях, листьях, стерне) накапливаются различные инфекционные начала и вредные организмы (корневые гнили, септориоз, ЛМР, альтернариоз, склероции белой гнили, имаго различных совок, жужелицы, трипсы, тля), которые не утрачивают своей жизнеспособности, оставаясь в поверхностном слое и в зимний период. Глубокой запашкой достигается их подавление, поэтому многие авторы отмечают несомненное преимущество отвальной обработки почвы (вспашки) перед поверхностными и глубокими безотвальными в защите агроценозов от сорняков, вредителей и болезней, особенно на фоне без применения пестицидов [20; 21; 22].

В многолетнем стационарном опыте ВНИИМК по изучению систем обработки чернозема выщелоченного мощного тяжелосуглинистого в 10-польном зерно пропашном севообороте с масличными культурами в среднем за четыре ротации при разноглубинной обработке почвы (отвальным плугом на глубину от 20–22 до 30–32 см под пропашные культуры и дисковыми боронами на 8–10 и 10–12 см, а также сплошными культиваторами на 6– 8 см под озимую пшеницу) и по ежегодной отвальной пахоте урожайность сои была на 0,07–0,27 т/га выше, чем по мелким и поверхностным обработкам. При минимальных системах обработки почвы, особенно без использования гербицидов, урожайность сои снижалась на 15 % и более [24].

Такие различия в уровнях урожая сои обусловлены не только положительным влиянием вспашки на строение пахотного слоя, но и снижением засорённости посевов. По интенсивной обработке почвы число сорняков в посеве сои было в 1,6– 2,9 раза меньше, чем по минимальной и поверхностной [25].

В опытах кафедры орошаемого земледелия Кубанского государственного аграрного университета по системе отвальной обработки чернозема выщелоченного отмечено снижение засоренности посевов сои в 2,1–3,7 раза в сравнении с безотвальной и поверхностной. За 2007– 2009 гг. урожайность сои составила здесь по вспашке 1,89 т/га, а по поверхностной обработке – 1,64 т/га [26].

Особое значение в борьбе с многолетними сорняками (осотами, пыреем, гума-ем и др.) имеет глубокая вспашка, о чем писали крупные ученые В.Р. Вильямс, С.А. Воробъев, В.Е. Егоров, Г.С. Груздев, Н.А. Сапожников и другие, и что вошло во все учебники по общему земледелию как основополагающий агроприем.

Наряду с основной обработкой почвы по типу полупара, для очищения верхнего слоя от запасов всхожих семян малолетних сорняков эффективна и допосевная обработка в весенний период. Важно создание условий для активного прорастания семян сорных растений. Опытами ВНИИМК, проведенными на черноземах разных зон юга европейской части РФ, установлено положительное воздействие на интенсификацию прорастания семян сорняков выравнивания зяби осенью и минимальной обработки весной (одна предпосевная культивация при появлении массовых всходов сорняков). По необработанной рано весной почве прорастало в 2–4 раза больше сорняков, чем по разрыхленной. Ранневесеннее боронование или сплошная культивация приводят к иссушению верхнего слоя почвы и нарушению контакта семян сорных растений с почвой, что затрудняет их набухание и прорастание. Результаты этих опытов показали, что сокращение числа предпосевных обработок под масличные культуры с двух–четырех до одной не снижает их урожайность, но позволяет экономить энергозатраты [27].

Во Всероссийском НИИ проблем мелиорации разработан эффективный агрокомплекс уничтожения сорняков в допосевной период методом провоцирования прорастания их семян прикатыванием, а в период ухода – применением специа-льных окучивающих лап с приги-бателями [28]. Это позволяло увеличивать урожайность сои на 0,43–0,64 т/га и обходиться без гербицидов при уровне урожайности 2,4 т/га.

В опытах ВНИИМК 1988–1995 гг. по изучению приемов ухода за посевами сои также выявлено преимущество окучивания сои при междурядной обработке над обычной культивацией. В среднем по 5 опытам, проведённым с разными сортами сои, прибавка урожайности составила 0,28 т/га (табл. 2).

Таблица 2

Влияние различных способов междурядной обработки почвы в широкорядных посевах на урожайность сои (т/га)

ВНИИМК, 1988–1995 гг.

Место, годы, сорт, ширина междурядий Способ Междурядной обработки	ЦЭБ ВНИИМК (без орошения)				Учхоз «Краснодар-ское» (орошение), 1989– 1991 гг., Ходсон, 45 см	В среднем за 15 опы-то-лет
	1988– 1990 гг., ВНИИМК 3895, 70 см	1989– 1992 гг., Ходсон, 70 см	19891992 гг., Ходсон, 45 см	19931995 гг., Ходсон, 70 см
Культивация на 6–8 см	2,34	2,42	2,02	1,64	2,91	2,29
Рыхление на 10–12 см	2,34	2,48	2,24	1,74	3,31	2,44
Окучивание	2,41	2,62	2,35	1,88	3,52	2,57
Рыхление и окучивание	-	2,59	-	1,79	3,37	-
НСР 05	0,08	0,15	0,12	0,17	0,32	0,19

Окучиванием достигалось наиболее полное подавление всходов сорняков (до 92 %). Количество и масса сорняков с 1 м2 при окучивании было в среднем в 5 раз меньше по сравнению с культивацией и рыхлением междурядий.

Проведенное нами в 1996–1999 гг. сравнительное испытание механических и химических приемов подавления сорняков в посевах сои показало, что в засушливые годы (1996 и 1998) преимущество имеют механические приемы, а во влажном 1997 г., когда не удалось своевременно провести междурядные обработки, наоборот, – применение гербицидов было эффективнее (табл. 3).

Таблица 3

Урожайность сои в зависимости от приемов ухода за посевами

ВНИИМК

Приём ухода за посевами	Урожайность сои, т/га, по годам
	1996	1997	1998	1999	средняя за 4 года
Боронования до и по всходам сои (фон) – контроль	0,74	1,09	1,42	3,05	1,58
Фон + 2 культивации междурядий	1,24	1,55	1,52	3,61	1,98
Фон + 2 окучивания	1,32	1,68	1,51	3,75	2,07
Фон + страховые гербициды	1,04	2,28	1,49	3,61	2,13
НСР 05	0,20	0,41	0,23	0,21	-

В среднем за 4 года урожайность сои по комплексу механических приёмов ухода за широкорядными посевами была близка к гербицидному фону [29].

Данные таблицы 3 подтверждают возможность отказа от применения гербицидов на посевах сои без ущерба для ее урожая при своевременном и качественном проведении всех механических приёмов провоцирования и подавления их во время обработок почвы: основной (полупар и улучшенная зябь), допосевной (1–3 сплошные культивации по мере массового прорастания однолетних сорняков) и послепосевной (боронования до и по всходам, междурядные культивации с прополочными боронками, окучивание).

Испытание безгербицидной технологии возделывания сои на центральной экспериментальной базе ВНИИМК в сравнении с типовой и интенсивной показало её явное экономическое преимущество над последними по уровню рентабельности при близких уровнях урожая (табл. 4).

Безгербицидная технология возделывания сои, разработанная во ВНИИМК [30; 31, 29], прошла широкую производственную проверку в ряде хозяйств-участников научно-производственной системы (НПС) «Соя», и применялась в

Таблица 4

Эффективность различных технологий возделывания сои

ВНИИМК

Технология, способ посева (междурядье, см); обработки посевов гербицидами и механические Урожайность семян, т/га, по годам Рентабель-ность, % Коэф. био-энер-гети-ческой эф-фек-тив-ности 1987 1988 1989 1990 1991 1987– 1991 (средняя) Типовая, широкорядный (70 см); трефлан до посева + 2 междурядные обработки 2,15 2,81 2,87 1,80 2,90 2,51 418 3,67 Типовая, широкорядный (45 см); трефлан до посева + 2 междурядные обработки 2,14 2,87 2,58 1,92 2,89 2,48 415 3,78 Интенсивная, широкорядный (45 см); трефлан до посева + страховые гербициды + 1–2 междурядные обработки 2,30 2,98 2,65 2,11 3,10 2,63 376 3,69 Интенсивная, рядовой (15 см); трефлан до посева + страховые гербициды 2,18 2,89 2,49 1,80 3,04 2,48 359 3,58 Безгербицидная, широкорядный (70 см); 2 боронования по всходам + 2–3 междурядные обработки с окучиванием 2,26 2,81 2,69 1,91 2,98 2,53 462 3,63 НСР05 0,14 0,08 0,16 0,11 0,22 0,15 - - передовых агропредприятиях ежегодно на 3–5 тыс. га. В реформаторский период (последнее 20-летие), из-за снижения культуры земледелия и распространения многолетних сорняков на полях, она используется только в фермерских хозяй- ствах, не имеющих возможности приобретения гербицидов и получающих низкие урожаи этой культуры по причине сильной засоренности агроценозов. Возможно успешное применение такой экологически безопасной технологии возделывания и в крупных коллективных сельхозпредприятиях на окультуренных полях и при наличии современной техники для полного уничтожения сорняков в посевах сои. Следует при этом учитывать и экономическую эффективность этой технологии, так как затраты на дорогостоящие гербициды в 2–3 раза больше, чем на механические обработки.

Роль механических приемов уничтожения сорных растений в посевах сельскохозяйственных культур возрастает, так как гербициды не решают проблему экологической устойчивости агроценозов из-за проявляющейся резистентности сорных растений к применяемым препаратам. Мировой опыт показывает, что даже создание генетически модифицированных сортов сои, устойчивых к глифосатным гербицидам, не решило проблемы защиты посевов от сорняков, так как спустя годы получают распространение устойчивые к таким гербицидам «суперсорняки», что отмечает Коттер Дженет [32]. Поэтому агротехнические приемы борьбы с сорняками являются более надежными для достижения стабильного биоценотического равновесия в агроландшафтах.

Важным направлением улучшения фи-тосанитарного состояния агроценозов является создание оптимальных условий обеспеченности их всеми факторами жизни растений при помощи агроприемов, что является основой устойчивости посевов к стрессовым проявлениям. В этом аспекте большое значение имеет соблюдение высокого агрофона при возделывании сельскохозяйственных культур, начиная с выбора лучших сроков посева и посевных параметров по способам, нормам высева семян и глубине их заделки, уходных работ и заканчивая своевременной уборкой урожая. Чем лучше созданы условия для роста и развития культурных растений, тем посевы их становятся более конкурентоспособными к сорнякам, вредным насекомым и возбудителям болезней. Агротехнический метод является фундаментальной основой оздоровления ценозов и поддержания их в стабильном фитоценотическом состоянии при равновесном соотношении полезных и вредных микроорганизмов.

Сибирскими учёными [33; 34], по результатам систематизированной оценки роли агротехнических приёмов в оздоровлении агроценозов, предложена комплексная система агромероприятий по защите сельхозкультур от всех экологических и биологических групп вредных организмов (табл. 5).

Такой методический подход - с балльной оценкой роли агромероприятий в улучшении фитосанитарного состояния агроценозов - приемлем для всех почвенно-климатических зон, в том числе и юга европейской части страны, применительно к технологии возделывания сои в зерно пропашных севооборотах.

Повсеместно первостепенна и осново-полагающа роль научно обоснованных агроэкосистем, агроландшафтов и севооборотов, позволяющих оздоровить и стабилизировать по фитосанитарному состоянию агроценозы, без жесткого пестицидного воздействия. Такое мероприятие по сумме баллов предложенной системы оценки занимает, естественно, первое место.

Второе место отведено подбору надёжных, адаптированных к местным условиям культур и сортов, обладающих комплексным иммунитетом к различным патогенам и конкурентоспособных к сорнякам. В этом аспекте соя характеризуется положительной средообразующей способностью для оздоровления севооборотных полей. При ее возделывании преимущество имеют более скороспелые сорта, которые на юге европейской части страны меньше страдают от августовских засух и меньше повреждаются поздними генерациями хлопковой совки и акациевой огневки.

Значение сорта как биологической основы технологии возделывания для оздоровления фитосанитарной обстановки в посевах сои настолько многогранно и велико, что заслуживает подробного изложения в отдельной статье.

Относительно других агроприемов технологии - их роль может быть различной, что зависит от конкретной фитоса-нитарной ситуации на каждом поле.

Анализируя рассматриваемую схему оценки агрокомплекса по суммарному количеству баллов, можно констатировать, что наибольший эффект агротехническим путем достигается в защите посевов от фитопатогенов, почвообитающих и наземно-воздушных вредных организмов (26-25 баллов), а наименьший (13 баллов) - от трансмиссионных патогенов.

Для подавления сорной растительности в посевах сои, наряду с подбором лучших предшественников, большую роль играют направленная на очищение поля от них система основной, допосев-ной и послепосевной обработки почвы; применение отсроченного срока сева, позволяющего полнее очистить верхний слой почвы от запасов всхожих семян однолетних сорняков; достижение посевными параметрами оптимальной плотности агроценоза, повышающей конкурентоспособность культурных растений к сорнякам.

Следует также выделить исключительную профилактическую значимость агромероприятий для предотвращения распространения вредных макро- и микроорганизмов. В этом направлении большое значение имеет соблюдение закона плодосмена при чередовании культур в севообороте; дифференцирование приемов основной обработки почвы по способам, глубинам и степени оборачивания пахотного слоя; недопущение развития сорных растений в посевах до спелости семян путем подавления всходов их механическими обработками; соблюдение оптимальных сроков уборки и режимов работы комбайнов; тщательная очистка семенного материала и инкрустирование его биопрепаратами перед посевом.

Таблица 5

(по В.А. Чулкиной, Е.Ю. Тороповой и др., 2004)

Мероприятие (агроприем)	Экологические группы				Биологические группы			Сумма баллов по мероприятию
	почвенные	наземно-воздушные	семенные	трансмиссионные	фитопатогены	фитофаги	сорняки
Конструирование фитосанитарных севооборотов и агроландшафтов	3	3	2	3	3	3	3	20
Возделывание устойчивых и конкурентоспособных культур и сортов	2	3	2	1	3	2	2	15
Способы обработки почвы для оздоровления полей	2	3	1	+0	2	1	-0	8
Применение органических удобрений	3	1	1	+0	2	1	-0	13
Внесение минеральных удобрений	3	2	2	1	3	2	-0	13
Использование качественных семян, чистых от инфекций	2	2	3	3	3	1	2	16
Выбор сроков посева с учётом прогнозов эпифито-тий	2	3	2	2	2	3	3	17
Оптимизация норм высева семян и способов посева	2	3	2	2	2	2	3	16
Заделка семян в уплотнённый влажный слой почвы (семенное ложе)	3	2	2	+0	3	2	2	14
Определение оптимальных сроков и технологии уборки	3	3	3	1	3	3	3	19
Итого баллов	25	25	20	13	26	22	21	152

Действие агромероприятий на экологические и биологические группы вредных организмов

Баллы по степени воздействия агроприемов: 3 – значительное положительное; 2 – умеренное; 1 – удовлетворительное; +0 – несущественное; -0 – отрицательное или нейтральное.

Соблюдение при возделывании сои этих целенаправленных научно обоснованных агротребований позволит повысить её фитосанитарную роль в севооборотах, усилить вклад этой культуры в оздоровление агроландшафтов и в биологизацию земледелия.