Эффективность основной обработки почвы в лесостепных агроландшафтах

Автор: Юшкевич Леонид Витальевич, Ершов Василий Леонидович, Афанасьев Александр Сергеевич

Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau

Рубрика: Сельскохозяйственные науки

Статья в выпуске: 4 (4), 2011 года.

Бесплатный доступ

Минимальные системы обработки почвы в агроландшафтах южной лесостепи с учетом почвенных условий, фитосанитарного состояния посевов и некоторых других факторов производительности зерна позволяют повысить эффективность севооборота, и существенно снизить материальные затраты на получение урожая.

Плодородие почвы, отвальная обработка, минимальная обработка, агрофизические свойства почвы, влажность почвы, сорняки, урожайность зерновых

Короткий адрес: https://sciup.org/142198755

IDR: 142198755

Текст научной статьи Эффективность основной обработки почвы в лесостепных агроландшафтах

Повышение продуктивности сельскохозяйственных культур на равнинных агроландшафтах юга Западной Сибири невозможно без интенсификации земледелия и дальнейшего совершенствования систем обработки почвы в направлении ресурсосбережения. В сходных по почвенно-климатическим условиям провинциях Канады продуктивность зерновых культур за 1980-2005 гг. составила 2,2 т/га. Такой уровень урожайности зерновых культур в Омской области был достигнут только в самых благоприятных по погодным условиям 2001 и 2009 гг. Зяблевая обработка почвы как один из приёмов повышения урожайности зерновых культур должна быть дифференцирована по агроландшафтам и решать задачи по защите почвы от ветровой и водной эрозии, созданию благоприятных агрофизических параметров пахотного слоя и оптимизации водного режима (Госсен Э.Ф., 2006; Макаров А.Р., Загребельный В.Е., 1978). В условиях крайне ограниченного применения средств химизации (4 кг д.в. удобрений на гектар пашни в 2009 г. в Омской области) основная обработка в значительной степени помогает решать задачи повышения эффективного плодородия почвы (Н.Ф. Кочегарова, В.Г. Холмов, О.Ф. Хамова и др., 1990).

Как показывают многолетние исследования, без применения удобрений и гербицидов, качественная отвальная система обработки почвы в лесостепной зоне, как правило, обеспечивает наибольшую урожайность зерновых культур и выход зерна с 1 га пашни. Однако, её высокая трудо- и энергоёмкость и недостаточная устойчивость поля к дефляции вынуждают внедрять минимизацию системы обработки.

Результаты исследований

При освоении в лесостепных агроландшафтах почвозащитных минимальных обработок почвы отмечается нарастание негативных факторов: повышение в агрофитоценозе в 1,5-2,0 раза сорного компонента, особенно мятликовыми видами; поражение растений инфекциями; затухание биологической активности почвы в подповерхностном слое и усиление дефицита питания азотом. Все это в конечном итоге приводит к снижению урожайности зерновых на 0,2-0,3 т/га и более.

Без применения средств химизации наиболее заметное снижение урожайности зерновых культур в большинстве лет проявляется при нулевой системе обработки почвы в полевом севообороте (табл. 1).

Таблица 1

Влияние систем обработки почвы на состояние плодородия и агрофитоценоза в зернопаропропашном севообороте (без химизации, среднее за 13 лет)

Параметры плодородия и агрофитоценоза

Ед. измерения

Система основной обработки почвы в севообороте

отвальная на глубину 20-22 см

плоскорезная на глубину 12-14 см

минимальнонулевая

Плотность почвы после посева в слое 0-30 см

г/см3

1,03

1,08

1,10

Содержание водопрочных агрегатов в слое 0-20 см

%

53,1

55,9

57,3

Водопроницаемость мерзлой почвы при ВРК

мм/мин

0,33

0,26

0,07

Усвоение невегетационных осадков

мм

63,0

68,0

37,0

Коэффициент водопотребления зерновых культур

мм/ц

10,6

11,7

12,9

Содержание N-NO 3 перед посевом зерновых

мг/кг

13,7

9,9

9,6

Масса сорняков

г/м2

149

243

254

Удельная биомасса сорняков в агрофитоценозе

%

9,3

15,1

17,4

Корневые гнили

%

63,0

75,1

76,2

Полевая всхожесть семян

%

74

71

66

Выход зерна с 1 га пашни

т/га

1,40

1,25

1,11

Индекс стабильности урожайности зерна

-

0,96

0,77

0,58

При оптимизации агрофизических параметров верхнего слоя чернозёмов (плотность, пористость, содержание водопрочных агрегатов) на необработанной с осени почве, особенно влажной, отмечается существенное снижение водопроницаемости.

Повышение поверхностного стока на расчленённом рельефе, в годы с предшествующей влажной осенью особенно заметно, когда количество осенних осадков превышало норму в 1,62,4 раза. В такие годы целесообразны приёмы, повышающие водопроницаемость почвы. В засушливую осень при содержании в верхнем полуметре менее 25 мм продуктивной влаги применение обработки нецелесообразно.

Применение поверхностных обработок в севообороте уменьшает накопление нитратов относительно отвальной обработки почвы на 28-30 %, отмечается нарастание сорного компонента в агрофитоценозе (в 1,7-1,9 раза), повышается инфицированность растений, снижается полевая всхожесть семян и т.д., что, в конечном итоге, уменьшает выход зерна с 1 га пашни до 1,11 т/га, или на 21 %.

Оптимизация минерального питания растений с помощью применения минеральных удобрений, защита растений от сорного компонента, инфекций и полегания хлебостоя позволяют реализовать ряд положительных факторов оптимального сложения чернозёмных почв, в определённой степени устраняют лимитирующие факторы повышения продуктивности зерновых культур и расширяют возможности применения ресурсосберегающих систем обработки почвы в регионе (рис. 1).

Система обработки: □ минимально - нулевая □ плоскорезная

Г - гербициды; У - удобрения; ГУ - гербициды + удобрения;

ГУФ - гербициды + удобрения + фунгициды; К/Х - комплексная химизация

Рис. 1 - Различие в выходе зерна с 1 га пашни в зернопаропропашном севообороте при отвальной и минимальных системах обработки почвы при различном уровне химизации (среднее за 13 лет).

Наибольший выход зерна с 1 га пашни при комплексном применении средств химизации обеспечивает мелкая плоскорезная обработка почвы в севообороте – 1,91 т/га, с превышением над отвальной – на 0,08 т/га (4,6 %), при улучшении экономических показателей производства зерна и расширенном воспроизводстве почвенного плодородия.

В целом, по зернопаропропашному севообороту при применении средств химизации дополнительный выход зерна с 1 га пашни повышался за исследуемые годы с 0,43 до 0,66 т/га (с 31 до 53-57 %), а в благоприятные 2001-2005 гг. – почти в два раза.

В четырёхпольном зернопаровом севообороте при комбинированной системе обработки почвы (в паровом поле плоскорезная обработка на глубину 10-14 см, вспашка под вторую пшеницу – на глубину 20-22 см, минимальная – под озимые в пару и овёс) урожайность зерновых составила 2,28 т/га, превысив ежегодные отвальную и плоскорезную обработки на 0,15 т/га (7 %), при снижении энергетических затрат, по сравнению с ежегодной вспашкой на 15-20 %. Затраты труда при комбинированной системе обработки почвы по сравнению с ежегодной вспашкой снижаются на 2,5 чел/час на 1 га (19 %), энергозатраты – на 0,16 кВТ (8 %), экономия горючего составляет до 6-8 кг (25-30 %).

Проведение весенних обработок почвы (лущение, культивация и др.) не выполняют основных функций зяблевой обработки, особенно на солонцеватых почвах, повышают потери влаги в допосевной период, приводят к дополнительным затратам средств, времени и ГСМ, и в итоге снижают урожайность зерновых по сравнению с ранней зябью до 0,24-0,36 т/га (13-18 %). По обобщённым данным 8 районов южной лесостепной зоны, в 2001 году получена ещё более контрастная урожайность зерновых культур по способам и срокам обработки почвы. Так, если по мелкой и средней по глубине зяблевой обработке почвы с площади 216,3 тыс. га урожайность зерновых культур составила 2,65 т/га, то по поверхностной осенней -2,27 т/га, поверхностной обработке весной -1,88 т/га и нулевой - только 1,77 т/га. Принимая во внимание некоторую условность усреднённых данных, необходимо отметить, что весенние обработки почвы, особенно в засушливую погоду, уступают по урожайности даже мелкой осенней на 1417 %.

Аналогичная положительная закономерность в пользу рациональной осенней обработки почвы отмечалась и в 2005 году. Анализ результатов зависимости урожайности зерновых культур от площади подготовки почвы (пар + зябь), проведённый по 24 районам области, свидетельствует о высокой сопряжённости между ними (до 50 %). В восьми районах, имеющих под посев готовность почвы до 60 %, урожайность зерновых культур относительно передовых районов снизилась в среднем на 0,62-0,74 т/га (табл. 2).

В более северных районах значение зяблевой обработки возрастает, поскольку усиливается дефицит в питании растений, возрастает вредоносность сорняков и сдвигаются оптимальные сроки весеннее-полевых работ.

Таблица 2

Осенняя готовность почвы и урожайность зерновых культур в районах Омской области (2005 г.)

Готовность почвы осенью 2004 г., %

Количество районов

Фактические показатели (среднее)

Снижение урожайности

готовность почвы, %

урожайность, ц/га

ц/га

%

90-100

5

94

18,0

0

0

70-90

5

79

16,2

1,8

10,0

60-70

6

66

15,1

2,9

16,1

50-60

3

55

11,8

6,2

34,4

Менее 50

5

37

10,6

7,4

41,1

Следовательно, в условиях лесостепи при низкой интенсификации технологий возделывания зерновых культур зяблевая обработка имеет существенное значение в повышении урожайности и стабильности валового сбора зерна.

Заключение

Таким образом, ресурсосберегающие приёмы и системы обработки почвы в агроландшафтах южной лесостепи с учётом почвенных условий, фитосанитарного состояния посевов и ряда других факторов позволяет повысить урожайность зерна, и существенно снизить материально-технические затраты на единицу урожая в полевых севооборотах. Рациональное применение средств химизации на почвах чернозёмного ряда повышают эффективность минимальных систем обработки почвы, и способствует расширению площади их применения в регионе.

Список литературы Эффективность основной обработки почвы в лесостепных агроландшафтах

  • Макаров А.Р., Влагорегулирующая роль способов основной обработки почвы/Макаров А.Р., Загребельный В.Е.//СО ВАСХНИЛ: Научн. тр. СибНИИСХ. -Вопросы почвозащитного земледелия в Западной Сибири. -1978. С. 26-30.
  • Кочегарова Н.Ф., Режим питания в севообороте в севообороте в зависимости от технологии обработки почвы/Н.Ф. Кочегарова, В.Г. Холмов, О.Ф. Хамова и др.//Повышение эффективности производства с.-х. культур: Сб. науч. тр. ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. СибНИИСХ. -Новосибирск, 1990.-С.117-128.
  • Госсен Э.Ф., Теория и практика почвозащитного земледелия в Евразии/Госсен Э.Ф.//Современные проблемы почвозащитного земледелия и пути повышения устойчивости зернового производства в степных регионах. -Сб. докладов Межд. Научно-прак. конференц. -Шортанды, 2006. -С. 41-46.
Статья научная