Влияние способов обработки почвы на продуктивность зерновых культур

Введение. В системе мер, направленных на повышение урожайности сельскохозяйственных культур, важное место принадлежит обработке почвы. Рациональной обработкой почвы улучшаются ее механические, физико-химические и биологические свойства, комплексно решаются вопросы борьбы с вредителями, болезнями и сорняками, а также водоснабжения и питания культурных растений. Обработка почвы должна проводиться дифференцированно, исходя из особенностей природных зон, почвенноклиматических условий хозяйства, а внутри их применительно к отдельным массивам и полям севооборотов. Она должна отвечать биологическим требованиям возделываемых культур и быть экономически эффективной. В плане экологизации земледелия совершенствование систем обработки почвы связано с адаптацией их к разнообразным почвенно-климатическим, геоморфологическим, литологическим условиям и углубленной дифференциацией в соответствии с агробиологическими требованиями сельскохозяйственных культур.

Применительно к агроландшафтам открытой лесостепи края приоритетными задачами обработки почвы являются повышение влаго-обеспеченности растений и защита почв от ветровой и водной эрозии. Необходимо обработкой почвы и другими сопряженными средствами оптимизировать почвенные процессы, обеспечив, по меньшей мере, динамическое равновесие между синтезом и распадом гумуса, постоянно заботясь о повышении приходной части баланса при рациональной мобилизации и использовании эффективного плодородия пахотных земель для роста их продуктивности [1].

Цель исследования . Изучить влияние различных способов обработки почвы на сорный компонент и продуктивность зерновых культур в условиях ООО «Крестьянское хозяйство «Полесье» Уярского района.

Методы исследования . Экспериментальная работа проводилась в 2013–2014 годы в ООО «Полесье», расположенном в южной части Уярского района Красноярского края. В посевах яровой пшеницы и ячменя проводились следующие наблюдения и учеты определение запасов влаги по всем вариантам, учет засоренности посевов зерновых культур, учет урожайности яровой пшеницы и ячменя.

Пробы почвы для определения влажности брали буром Измаильского с заданной глубины послойно через каждые 10 см, в четырехкратной повторности. Отобранную почву помещали в бюксы, закрывали крышки и отправляли в лабораторию. Почву с закрытыми крышками взвешивали на электровесах. После этого снимали крышки с бюксов и ставили сушить в сушильный шкаф. Высушивание почвы производилось при температуре 100–1050С в течение 6 часов. По окончании высушивания бюксы вынимали из сушильного шкафа, охлаждали и взвешивали. Засоренность посевов определялась количественным методом. Вначале поле подвергали предварительному осмотру и глазомерному учету, это необходимо для правильного выбора площадок при отборе проб. Отбор проб проводился по диагонали поля рамкой площадью 0,25 м2 в двадцатикратной повторности. Учет урожая яровой пшеницы и ячменя осуществлялся сплошным методом с 1 га в трехкратной повторности с пересчетом урожайности на 14%-ю влажность зерна и 100%-ю чистоту. Биоэнергетическая эффективность рассчитывалась согласно методическим указаниям [2]. Яровая пшеница и ячмень возделывались в зернопаровых севооборотах со следующим чередованием культур: пар – пшеница – пшеница; пар – пшеница – ячмень. Научные исследования проводились на полях яровой пшеницы и ячменя, возделываемых повторно после чистого пара.

Традиционная технология возделывания яровой пшеницы и ячменя по стерневому предшественнику (по пшенице) заключалась в подготовке зяби. Вспашка плугом ПН-8-35 проводилась сразу после уборки предшественника на глубину 22–24 см. В конце апреля проводилось боронование сцепкой борон ЗБС-1 на глубину 3–5 см. Перед посевом зерновых культур проводилась культивация КТС-8,5 на глубину 6–

8 см. Посев проводился сеялкой СЗП-3,6. Уборка – комбайном Енисей 1200.

Ресурсосберегающая технология (минимальная) включала в себя поверхностное рыхление после уборки предшественника до 15 см орудием Diskomaster БД-8м. Это орудие применяется с целью разделки почвы, сохранения влаги и уменьшения затрат. Предпосевная обработка почвы включала боронование и обработку на глубину 6–8 см для подготовки почвы к посеву. Посев проводился сеялкой СЗП-3,6.

Нулевая обработка почвы и прямой посев осуществлялись посевным комплексом Agrator-8500. Этот комплекс хорошо приспособлен на полях с небольшим количеством растительных остатков (после зерновых).

Ранневесеннего боронования не требовалось, поскольку стерня защищает от иссушения. Причем оставленная стерня способствовала задержанию снега и накапливанию влаги в почве. При использовании данного орудия – минимум затрат и минимум организационных усилий [3]. В качестве исходного материала в хозяйстве использовали сорт ячменя Биом и сорт яровой пшеницы Новосибирская 15.

Результаты исследования. Почвенный покров хозяйства представлен черноземом выщелоченным, среднегумусным. Этот тип чернозема характеризуется высоким естественным плодородием. Содержание гумуса около 6 %. По гранулометрическому составу почвы преимущественно тяжелые. В соответствии с агроклиматическим районированием Красноярского края земли ООО «Полесье» расположены в умеренно прохладном, недостаточно увлажненном районе типичной лесостепи Красноярского края. В годы исследований недостаточное количество выпавших осадков привело к тому, что предпосевной период характеризовался недостаточной влагообеспеченностью: в мае было отмечено 7–10 дождливых дней, но агрономически значимый дождь был лишь 1 мая 2013 года (6,4 мм) и 10 мая 2014 года (7,2 мм).

Основной задачей обработки почвы является регулирование водного режима почвы, это обеспечивает накопление, сохранение и рациональное расходование влаги. Наблюдения за режимом влажности почвы свидетельствуют о том, что в лесостепных агроландшафтах влага находится в первом минимуме, определяющем устойчивость урожайности яровой пшеницы и ячменя. Здесь на долю твердых осадков приходится 10–17 %, или 40–60 мм, от годового количества, которое является резервом пополнения почвенной влаги. При отсутствии снегового покрова, как правило, на отвальных фонах происходит вымораживание верхних слоев почвы, их быстрое иссушение с потерей влаги в 20–30 мм.

Научные исследования свидетельствуют, что в 2014 году к посеву культур в слое почвы 0– 10 см наибольшее количество продуктивной влаги наблюдалось на варианте с прямым посевом. Накопление в сравнении с контролем составило 1,2–9,5 мм. При использовании дис-катора для проведения минимальной обработки почвы продуктивной влаги накопилось несколько меньше – 2,1 мм. Произошло некоторое накопление запасов продуктивной влаги и в слое 10–20 см. По яровой пшенице и ячменю при нулевой технологии увеличение было 2,7–8,6 мм. По минимальному фону увеличение запасов продуктивной влаги составило 1,4–3,8 мм. В среднем в слое 0–20 см при нулевой обработке за счет твердых осадков и их сбережения к севу зерновых культур накопилось до 3,9–18,1 мм. На варианте с минимальной обработкой почвы запасы влаги увеличились на 1,4–5,9 мм (табл.1).

Таблица 1

Технология	Яровая пшеница		Ячмень
	0–10	10–20	0–10	10–20
Контроль (вспашка)	8,4	6,1	12,0	10,0
Минимальная технология обработки почвы	10,5	9,9	12,0	11,4
Нулевая обработка почвы и прямой посев	17,9	14,7	13,2	12,7

Количество продуктивной влаги в пахотном слое почвы (среднее за 2013–2014 годы), мм

Одним из показателей эффективности технологий обработки почвы является засоренность посевов. Как правило, основной вред, причиняемый сорными растениями, состоит в снижении урожаев и ухудшении качества получаемой продукции. Это происходит в результате конкуренции между культурными и сорными растениями за основные факторы жизни – воду, питательные вещества и свет.

Основными засорителями сельскохозяйственных культур в хозяйстве являются: мышей сизый (Setaria glauca) и мышей зеленый (Setaria viridis), осот розовый (Girsium arvense), гречишка вьюнковая (Fagopulum convolvulus), марь белая (Chenopodium album).

В наших исследованиях переход на минимальную технологию возделывания зерновых культур и их прямой посев в необработанную стерню приводят к некоторому увеличению сорных растений относительно контроля. Так, в среднем в посевах яровой пшеницы использование минимальной обработки почвы и прямого посева способствовало увеличению сорных растений на 8–12 шт/м2. Происходит увеличение и осота розового в среднем по культурам к контролю на 2 шт/м2. По всей видимости, сказа- лись условия обработки почвы, при вспашке семена однолетних культур были сброшены на дно борозды, а при минимальной обработке были на поверхности почвы. Данный момент привел к их прорастанию. Лучшие условия увлажнения при использовании минимальных технологий также приводят к увеличению засорителей на полях (табл. 2).

Посев яровой пшеницы и ячменя по разным технологиям возделывания в хозяйстве по-своему повлияли на продуктивность. Показатели продуктивности культур показаны в таблице 3. Из таблицы следует, что в среднем за два года продуктивность яровой пшеницы, возделываемой по нулевой обработке, снижалась к контрольному варианту на 2,8 ц/га. По минимально обработанной почве урожайность на 1,0 ц/га была выше контрольного варианта. По годам достоверное снижение урожайности яровой пшеницы отмечалось по нулевой обработке почвы и прямому посеву. По варианту с использованием минимальной обработки почвы продуктивность яровой пшеницы увеличивается. В 2013 году увеличение в пределах ошибки опыта. В 2014 году увеличение выше НСР 095 .

Продуктивность ячменя, возделываемого по минимально обработанной почве и при прямом посеве в необработанную стерню по годам, выше контрольного варианта. Причем при минимальной технологии возделывания увеличение урожайности в пределах ошибки опыта. При нулевой обработке и прямом посеве повышение продуктивности выше НСР095. С нашей точки зрения, ячмень оказался более устойчивой культурой к приемам минимальной обработки почвы, чем яровая пшеница.

Засоренность посевов зерновых культур, шт/м2

Таблица 2

Технология	Яровая пшеница			Ячмень
	Малолетние	Многолетние	Всего	Малолетние	Многолетние	Всего
Контроль (вспашка)	29	1	30	26	2	28
Минимальная технология обработки почвы	37	3	40	32	4	36
Нулевая обработка почвы и прямой посев	42	3	45	36	4	40

Таблица 3

Технология	Яровая пшеница			Ячмень
	2013 г.	2014 г.	Среднее	2013 г.	2014 г.	Среднее
Контроль (вспашка)	24,5	19,2	21,8	24,1	16,4	20,2
Минимальная технология обработки почвы	25,1	20,4	22,8	25,5	17,8	21,6
Нулевая обработка и прямой посев	20,8	17,1	19,0	26,2	19,1	22,6
НСР 095	2,4	0,8		1,5	1,4

Урожайность зерновых культур, ц /га

Сельское хозяйство всегда было единственной отраслью народного хозяйства, работающей с положительным балансом энергозатрат. Это значит, что получаемая продукция содержит больше энергии, чем затрачивается на ее производство. Однако в последние годы, в связи с ростом интенсификации сельскохозяйственного производства, когда все более широко внедряются современные индустриальные технологии возделывания сельскохозяйственных культур, возрастают прямые и косвенные затраты энергии. В наших исследованиях при применении отвальной вспашки, проведенной осенью, было затрачено около 24 тыс. МДж на 1 гектар. При проведении мелкой обработки с использованием дискатора затраты совокупной энергии составили 17,5 тыс. МДж, а при прямом посеве – 8,4 тыс. МДж на 1 гектар. Выход энергии с урожаем сельскохозяйственных культур значительно выше затрат и составил соответственно 36,2; 37,8 и 31,5 тыс. МДж без побочной продукции и 83,3; 87,1 и 72,6 тыс. МДж на гектар с учетом побочной продукции. С энергетических позиций все технологии возделывания яровой пшеницы и ячменя эффективны, так как биоэнергетический коэффициент более 1.

На технологиях с зяблевой вспашкой биоэнергетический коэффициент 1,5 и 3,4. При проведении мелкой обработки коэффициент выше и равен 2,2 и 5,0. С биоэнергетических позиций самым эффективным был вариант при нулевой обработке почвы и прямом посеве яро- вой пшеницы в необработанную стерню. Биоэнергетический коэффициент здесь равен 3,8 без учета соломы и 8,6 с учетом побочной продукции.

Выводы

• 1.    Количество продуктивной влаги в слое почвы 0–20 см к посеву зерновых культур при минимальной и нулевой обработке почвы увеличивается в сравнении с контролем на 1,2– 9,5 мм.

• 2.    В среднем за два года, при использовании минимальной и нулевой обработки почвы, засоренность культур малолетними растениями возросла на 8–12 шт/м² и многолетними сорными растениями на 2 шт/м².

• 3.    В среднем за два года продуктивность яровой пшеницы, возделываемой по нулевой обработке, снижается. Продуктивность ярового ячменя к контрольному варианту увеличивается. На варианте с использованием минимальной обработки почвы продуктивность зерновых культур увеличивается.

• 4.    С биоэнергетических позиций возделывание зерновых культур эффективно. Меньшие затраты совокупной энергии на проведение минимальной и нулевой обработки почвы повышают биоэнергетический коэффициент.

Вестник КрасГАУ. 2016. №4 Литература

• 1.    Акиров Ф.Г. Влияние обработки почвы на плодородие чернозема // Земледелие. – 2007. – № 5. – С. 18–20.

• 2.    Берзин     А.М.,     Михайлова     З.И.

• 3.    Едимеичев Ю.Ф., Шпагин А.И. Современные проблемы ресурсосберегающих технологий в земледелии Красноярского края:  учеб.

Агроэкономическая и  биоэнергетическая оценка севооборотов  и агротехнологий возделывания       сельскохозяйственных культур: учеб. пособие. – Красноярск, 2000. – 147 с.

пособие. – Красноярск, 2014. – 204 с.