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.