УДК 631.58/631.33
НОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ
ПОЧВЫ НА МАЛОГУМУСНЫХ ЧЕРНОЗЕМАХ ЗАБАЙКАЛЬСКОГО КРАЯ
Н.Г.ПИЛИПЕНКО, кандидат
сельскохозяйственных наук,
старший научный сотрудник
О.Т. АНДРЕЕВА, кандидат
сельскохозяйственных наук,
ведущий научный сотрудник
Научно-исследовательский институт ветеринарии Восточной Сибири – филиал
СФНЦА РАН, РФ г. Чита
e-mail: vetinst@mail.ru
Представлены
результаты исследований по влиянию элементов ресурсосберегающих систем
обработки почвы на ее агрофизические и агрохимические свойства, продуктивность
культур и экономическую эффективность в полевом севообороте на малогумусном
малокарбонатном черноземе лесостепной зоны Восточного Забайкалья. Дана
сравнительная оценка влияния энергосберегающих приемов обработки почвы при
разном уровне минерального питания под зернофуражные и кормовые культуры в
полевом севообороте на основные показатели плодородия малогумусных
малокарбонатных черноземов. Установлена эффективность применения поверхностной
обработки почвы и прямого посева под отдельные культуры севооборота, обеспечивающая
положительное влияние на структуру почвы (К – 1,28-1,38), запасы продуктивной
влаги (в слое 0-
Ключевые слова: севооборот, обработка почвы, структура почвы, влажность почвы, органическое вещество, биологическая активность, урожайность, экономическая и биоэнергетическая эффективность.
В последние годы в сельскохозяйственном
производстве особенно остро встает вопрос энергосбережения и многие
сельхозтоваропроизводители переходят на технологии, предусматривающие
минимизацию основной обработки почвы, и даже полный отказ от нее [1]. Кроме
снижения экономических затрат целесообразность такого приема зачастую связывают
с необходимостью накопления содержания органического вещества в почве и
повышения противоэрозионной устойчивости [2]. Исследования ученых из различных
регионов страны показали, что эффективность ресурсосберегающей минимальной
обработки в различных зонах неодинакова и во многом зависит от степени
окультуренности почвы, ее гранулометрического состава, засоренности полей,
погодных условий и т.д. [3, 4].
Нулевая,
поверхностные и мелкие безотвальные обработки почвы в любых модификациях
нецелесообразны на серых лесных и дерново-подзолистых почвах более одного года,
а на черноземных и каштановых – более двух лет подряд. Общим условием
эффективного применения минимальных обработок является краткосрочное их
использование в рамках дифференцированной системы основной обработки под
культуры севооборотов [5].
В условиях Забайкалья в достаточной степени изучены системы
обработки почвы на основе почвозащитной техники плоскорезного типа. Однако
по-прежнему преобладающим приемом механической обработки остается вспашка,
которая отличается высокой энергоемкостью и тем самым сдерживает экономическую
эффективность систем земледелия. Попытка снижения энергозатрат за счет
минимизации обработки (уменьшение глубины и числа проходов) не всегда в
хозяйствах края дают положительный результат. Анализ научной информации
свидетельствует о том, что комплекса ключевых научно обоснованных, уже
признанных в практике земледелия, оценочных показателей по минимизации обработки
почвы и применения удобрений пока нет [6].
Цель
и задачи исследований - дать сравнительную оценку влияния энергосберегающим
приемам обработки почвы при разном уровне минерального питания под
зернофуражные и кормовые культуры в полевом севообороте на основные показатели
плодородия малогумусных малокарбонатных черноземов, продуктивность культур и
экономическую эффективность.
Для обработки почвы применяли ПН-4-35,
рыхлитель навесной РН-4, КПЭ-3,8, культиватор «Степняк-7,4», сеялку для прямого
посева СЗС-2,1.
МАТЕРИАЛ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Полевые
агротехнические опыты проведены в стационарном четырех-польном полевом
севообороте (пар – пшеница – овес – однолетние травы) на полях НИИ ветеринарии
Восточной Сибири, расположенных в юго-западной части Ингодинско-Читинской
лесостепи.
Климат зоны резко континентальный с
малоснежной холодной зимой, жарким летом и недостатком атмосферных осадков. Продолжительность
безморозного периода 90-110 дней. Среднегодовое количество осадков 330-
Почва
опытного участка чернозем малогумусный, малокарбонатный маломощный легкий
суглинок. Содержание гумуса в пахотном слое – 2,78 %. Обеспеченность почвы
подвижными формами фосфора и обменного калия – средняя. Комковатость почвы ниже
порога устойчивости к ветровой эрозии.
Повторность
опыта - трехкратная. Посевная площадь делянки –
Таблица 1
Схема
опыта
|
№№ |
I Пар |
II Пшеница |
III Овес |
IV Однолетние травы (овес на з/м) |
|
1. |
ПН-4-35, (20- КПЭ-3,8 |
Предпосевная культивация Посев |
ПН-4-35 (20- Предпосевная культивация
КПЭ-3,8 на 6- |
ПН-4-35 (20- Предпосевная культивация
КПЭ-3,8 на 6- Посев (фон N30Р30) |
|
2. |
РН-4, (25- КПЭ-3,8 |
Предпосевная культивация Посев |
РН-4 (25- Предпосевная культивация
КПЭ-3,8 на 6- |
РН-4 (25- Предпосевная культивация
КПЭ-3,8 на 6- Посев (фон N30Р30) |
|
3. |
РН-4, (25- КПЭ-3,8 |
Предпосевная культивация Посев |
Культивация «Степняк-7,4»
на 16- Посев (фон N30Р30) |
Культивация «Степняк-7,4» на 16- Посев (фон N30Р30) |
|
4. |
РН-4, (25- КПЭ-3,8 |
Предпосевная культивация Посев |
Культивация
«Степняк-7,4» на 16- Посев (фон N60Р30) |
Культивация «Степняк-7,4»
на 16- Посев (фон N60Р30) |
|
5. |
РН-4, (20- КПЭ-3,8 |
Предпосевная культивация Посев |
Посев СЗС-2,1 по необработанной стерне (фон N30Р30) |
Посев СЗС-2,1 по необработанной стерне (фон N30Р30) |
|
6. |
РН-4, (20- КПЭ-3,8 |
Предпосевная культивация Посев |
Посев СЗС-2,1 по необработанной стерне (фон N60Р30) |
Посев СЗС-2,1 по необработанной стерне (фон N60Р30) |
Агротехника возделывания
полевых культур в севообороте – согласно схемы опыта. Минеральные удобрения
внесены одновременно с посевом из расчета N30Р30 кг/га
д.в. под каждую культуру севооборота и N30 кг/га д.в. под предпосевную
культивацию в посевах овса и однолетних трав на вариантах без основной
обработки почвы. В борьбе с головневыми грибами и корневыми гнилями семена
перед посевом обработали фунгицидом «Бункер» с нормой 0,5 л/т семян. Для посева
использовали районированный сорт яровой пшеницы Бурятская-79, овса – Метис.
Сроки посева яровой пшеницы – I декада мая, овса – III декада мая, однолетних
трав – III декада июня. Уход за посевами сельскохозяйственных культур
осуществляли в соответствии с рекомендациями Зональных систем земледелия
Читинской области [6]. В фазу кущения против сорняков посевы пшеницы и овса
обработали баковой смесью гербицидов Диален супер (
Наблюдения
и учеты выполнены по общепринятым в земледелии и растениеводстве методикам:
Методика государственного испытания сельскохозяйственных культур [7], Методика
полевого опыта [8].
Структурно-агрегатный состав - по
методу Савинова [9]. Объемную массу почвы – методом режущего цилиндра [10].
Содержание органического вещества - по Н.В.Тюрину [11]. Содержание основных
элементов питания: подвижный азот ионометрическим экспресс-методом; подвижные
формы фосфора и обменного калия – в уксусно-кислой вытяжке по Чирикову [11].
Биологическую активность почвы по продуцированию углекислоты методом Штатного [12].
Густоту стояния, засоренность посевов и видовой состав сорняков по Б.А.
Доспехову [8]. Структурный анализ
снопового материала – по общепринятым методикам Госкомиссии по сортоиспытанию [7]. Учет урожая
зерновых культур проводили сплошным способом путем взвешивания зерна с учетной
площади делянки. Для определения чистоты, влажности и массы 1000
зерен проводили отбор образцов зерна с каждой делянки весом
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты
исследований показали, что замена традиционной отвальной вспашки в третьем и
четвертом полях севооборота ресурсосберегающими системами обработки
(культивация, прямой посев) не ухудшала структурно-агрегатное состояние
пахотного горизонта (0-
Таблица 2
Влияние предпосевной обработки почвы на
ее агрофизические и агрохимические
свойства в посевах овса и однолетних трав
|
Виды обработки |
Культура севооборота |
Показатели почвы |
||||||
|
коэф. структурности (0- |
объемная масса (0- г/см3 |
запасы продук.
влаги перед уборкой (0- |
выделение СО2 (0- за 1 час |
запасы перед уборкой
(0- |
содер-жание орган. вещ-ва в конце ротац. севообор. (0- |
|||
|
Р2О5 |
К2О |
|||||||
|
Основная обр-ка ПН-4-35, кольч. каток, 20- к-ция, 6- Посев СЗС-2,1, 6- |
овес однолетние травы |
1,1 1,0 |
1,26 1,29 |
28,7 23,1 |
1,154 |
50-42 68-50 |
2,78 |
|
|
К-ция, 10- Посев СЗС-2,1, 6- |
овес однолетние травы |
1,37 1,28 |
1,29 1,32 |
31,3 29,2 |
1,714 – 1,969 |
71-66 71-72 |
3,15 |
|
|
Прямой посев по стерне СЗС-2,1,
6- |
овес однолетние травы |
1,31 1,28 |
1,30 1,34 |
31,8 30,8 |
1,610 – 1,810 |
96-82 87-57 |
3,33 |
|
Накопление
растительных остатков в верхнем слое при глубоком плоскорезном рыхлении,
минимальных поверхностных обработках и прямом посеве по стерне обуславливало
интенсивное размножение бактерий, усиливающих процессы минерализации
органического вещества в почве. В этих вариантах с повышенным уровнем минерального
питания (N60Р30) за вегетационный период были получены
самые высокие показатели выделения углекислоты – 1,810-1,969 кг/га за 1 час.
При отвальной обработке почвы, вследствие малого поступления органического
вещества и низкого содержания влаги выделение СО2 было минимальным –
1,154 кг/га за 1 час. Низким показателям выделения углекислоты соответствовало
более рыхлое сложение пахотного слоя почвы – 1,26 г/см3 (на
вариантах с поверхностными обработками – 1,29-1,30 г/см3).
Обеспеченность растений усвояемыми формами фосфора и калия была выше в посевах
без основной обработки почвы. Превышение к контролю по содержанию подвижных
форм фосфора и обменного калия в посевах овса составило – 21-46 и 24-40 мг/кг
почвы, в посевах однолетних трав соответственно – 3-19 и 7-22 мг/кг почвы.
Содержание органического вещества в варианте с глубокой отвальной вспашкой
составило – 2,78 %, в вариантах с малозатратными системами обработки почвы –
3,15-3,33 %.
Возделывание
зернофуражных культур без основной обработки почвы с внесением минеральных удобрений
в норме N30Р30
кг/га д.в. обеспечивало равноценную урожайность зерна с вариантом, где
применяли традиционную технологию – 1,49-1,60 т/га (на контроле – 1,59 т/га).
Достоверная прибавка урожая к контрольному варианту (0,16-0,21 т/га) получена
при поверхностных способах обработки почвы с повышенным уровнем минерального
питания N60Р30 кг/га д.в. (таблица 3).
Таблица 3
Урожайность и элементы структуры урожая
овса в зависимости от приемов обработки почвы при разных уровнях минерального
питания
|
Вариант опыта |
Урожай-ность, т/га |
Кол-во растений,
шт/м2 |
Кол-во продуктивных стеблей, шт/м2 |
Длина метелки, см. |
Кол-во зерен в 1 метелке, шт. |
Масса зерна с 1 метелки, г |
Масса 1000 семян, г |
|
|
по всходам |
перед уборкой |
|||||||
|
1.ПН-4-35; культивация; посев
СЗС-2,1; фон N30Р30 |
1,59 |
309 |
293 |
370 |
13,6 |
48 |
1,53 |
32,2 |
|
2. Культивация; посев СЗС-2,1; фон N30Р30 |
1,60 |
317 |
314 |
386 |
13,3 |
45 |
1,34 |
32,7 |
|
3. Культивация; посев СЗС-2,1; фон N60Р30 |
1,80 |
313 |
307 |
445 |
14,1 |
46 |
1,42 |
32,3 |
|
4. Посев СЗС-2,1; фон N30Р30 |
1,49 |
326 |
319 |
383 |
13,4 |
45 |
1,33 |
32,8 |
|
5. Посев СЗС-2,1; фон N60Р30 |
1,79 |
327 |
327 |
454 |
14,2 |
46 |
1,42 |
32,6 |
|
НСР0,5 |
0,15 |
7 |
15 |
|
Fф<F0,5 |
Fф<F0,5 |
Fф<F0,5 |
|
Урожайность
зерна овса в зависимости от обработки почвы формировалась в основном за счет
густоты стояния растений и продуктивного стеблестоя. На вариантах с
традиционной технологией густота стояния растений перед уборкой составила 293,
количество продуктивного стеблестой 370 шт/м2, на вариантах с поверхностными
обработками соответственно, 307-327 и 383-454 шт/м2.
Такая же зависимость от
приемов обработки почвы и уровня минерального питания сложилась в посевах
однолетних трав.
Варианты
с традиционной технологией и применением малозатратных ресурсосберегающих приемов
с уровнем минерального питания N30Р30 обеспечили практически равную урожайность
зеленой массы однолетних трав – 13,2-13,5 т/га (на контроле – 13,1), сбора
сухого вещества – 3,80-4,02 т/га (на контроле – 3,95). Превышение к контролю по
зеленой массе 3,4-4,0 и сбору сухого вещества 1,0-1,18 т/га получено на
вариантах с поверхностными обработками почвы и прямом посеве с повышенным
уровнем минерального питания (N60Р30).
Ресурсосберегающие
технологии возделывания сельскохозяйственных культур благодаря менее затратным
способам обработки почвы и совмещения агротехнических операций при помощи
использования многооперационных почвообрабатывающих и посевных машин
обеспечивали экономию материальных и трудовых затрат. Такая зависимость от
приемов обработки почвы сложилась и у других авторов [1, 2]. Экономическая
оценка ресурсосберегающей системы обработки почвы в посевах овса и однолетних
трав выявила ее более высокую эффективность в сравнении с традиционной,
основанной на постоянной вспашке. В зависимости от уровня минерального питания
прямые затраты снизились на 5,6-15,5 %, стоимость горючего – на 31,2-36,4 %,
рентабельность производства возросла на 25,0-40,3 % (таблица 4).
Таблица 4
Экономическая
эффективность ресурсосберегающих приемов обработки почвы при разных уровнях
минерального питания при возделывании овса и однолетних трав в севообороте
|
Показатели |
Традицион-ная технология, руб. (N30Р30) |
Ресурсосберегающая технология без основной обработки почвы |
|||
|
с уровнем мин. питания - N30Р30 |
с уровнем мин. питания – N60Р30 |
||||
|
руб. |
% к традиционной |
руб. |
% к традиционной |
||
|
Стоимость
продукции |
7500 |
7400 |
- |
9000 |
- |
|
Прямые
затраты - всего |
5048 |
4265 |
84,5 |
4765 |
94,4 |
|
в
том числе: |
|
|
|
|
|
|
заработная
плата с начислениями |
800 |
587 |
73,4 |
637 |
79,6 |
|
ГСМ |
1156 |
736 |
63,6 |
796 |
68,8 |
|
семена,
удобрения, ядохимикаты |
1896 |
1996 |
105,3 |
2350 |
123,9 |
|
амортизация |
530 |
430 |
81,1 |
450 |
84,9 |
|
текущий
ремонт |
666 |
516 |
77,5 |
532 |
79,8 |
|
рентабельность |
48,5 |
73,5 |
25,0 |
88,8 |
40,3 |
Ресурсосберегающие приемы
обработки почвы в полевом севообороте на малогумусном малокарбонатном черноземе
обеспечили наибольшую продуктивность культур и окупаемость энергетических
затрат с гектара севооборотной площади по сравнению с традиционной технологией
(таблица 5).
Таблица 5
Продуктивность
и энергетическая эффективность ресурсосберегающих приемов обработки почвы при
разных уровнях минерального питания в полевом севообороте
|
Технологические схемы |
Выход кормовых единиц с |
Затраты энергии, МДж, га |
Коэффициент энергетической эффективности |
|
1.
Вспашка, культивация, посев (удобрения -
N30Р30, гербициды) |
1,84 |
11273 |
4,5 |
|
2.
Культивация, посев (удобрения - N30Р30, гербициды) |
1,89 |
10557 |
4,9 |
|
3.
Культивация, посев (удобрения – N60Р30, гербициды) |
2,16 |
11859 |
5,5 |
|
4.
Прямой посев по стерне (удобрения – N30Р30, гербициды) |
1,89 |
10295 |
5,1 |
|
5.
Прямой посев по стерне (удобрения – N60Р30, гербициды) |
2,18 |
11597 |
5,7 |
Малозатратные обработки
почвы по сравнению с отвальной вспашкой при одинаковом уровне минерального
питания (N30Р30) повысили сбор кормовых единиц на
0,05-0,05 т, с повышенным уровнем минерального питания (N60Р30)
- на 0,32-0,34 тонны. Данные системы обеспечили наибольшую окупаемость
энергетических затрат, где коэффициент энергетической эффективности соответственно
уровням возрос на 0,4-0,6 и 1,0-1,2 единицы.
ВЫВОДЫ
1. Замена основной обработки почвы
предпосевной культивацией и прямым посевом по стерне создавала оптимальное
структурноагрегатное состояние почвы (К – 1,28-1,38, на контроле с отвальной
вспашкой – 1,0-1,1); обеспечивала максимальное содержание продуктивной влаги
перед уборкой (в слое 0-
2.
Малозатратные обработки почвы в сочетании с минеральными удобрениями (N60Р30
кг/га д.в.) обеспечили прибавку урожая зерна овса – 0,16-0,21 т/га (на контроле
– 1,59 т/га); зеленой массы однолетних трав – 3,4-4,0 т/га (на контроле – 13,1
т/га), сбор кормовых единиц 0,32-0,34 т/га (на контроле – 1,84 т/га).
3. Прямые затраты на
возделывание культур снизились на 5,6-15,5, стоимость горючего на 31,2-36,4 %,
рентабельность повысилась на 25,0-40,3 процента.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Румянцев А.В., Орлова Л.В. Влияние ресурсосберегающих технологий на плодородие почвы // Земледелие, 2005. – № 2. – С.22-23.
2. Куликова А.Х., Карпов А.В., Семенова Н.В. Системы основной обработки и гумусное состояние почвы // Земледелие, 2003. – № 5. – С.27.
3. Максютов Н.А., Кремер Г.А., Жданов В.М. Зональные особенности основной обработки в Оренбургской области // Земледелие, 2001. – № 1. – С.17-18.
4. Усовершенствованные и новые методы механической обработки почвы и приемы применения удобрений в адаптивно-ландшафтных системах земледелия Центрального Черноземья. – Курск: ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ РАСХН, 2009. – 42с.
5. Черкасов Г.Н. Комбинированные системы основной обработки наиболее эффективны и обоснованы / Г.Н. Черкасов, И.Г. Пыхтин // Земледелие, 2006. – № 6. – С.20-22.
6. Андреева О.Т., Цыганова Г.П., Климова Э.В. Зональные системы земледелия Читинской области. – Чита, 1988. – 423с.
7. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. – М., 1985. – 287с.
8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. – М.: Колос. 1979. – 250с.
9. Воробьев С.А. Практикум по земледелию / С.А. Воробьев – М., 1971. Агрофизические методы исследования почв. – М., 1965. – 257с.
10. Агрофизические методы исследования почв // М. – 1965. – 257с.
11. Межреспубликанские технические условия методов проведения агрохимических анализов почв для зональных агрохимических лабораторий. – М. – 1968. – 71с.
12. Вадюнина А.Р. Определение газообмена по содержанию СО2 в приземном слое воздуха / А.Р. Вадюнина, З.А. Корчагина // В кн.: Методы исследования физических свойств почв. – М., 1986. – С.268-271.
REFERENCES
1. Rumyantsev A.V., Orlova L.V. the
Influence of resource saving technologies on soil fertility // Agriculture,
2005. – No. 2. – P. 22-23.
2. Kulikov A.K., Karpov A.V.,
Semenova N.In. The main processing system and humus-ing the condition of the
soil // Agriculture, 2003. – No. 5. – S. 27.
3. Maksyutov N.A. Kramer, G.A.,
Zhdanov V.M. the main features of Zonal processing in Orenburg region //
Agriculture, 2001. – No. 1. – P. 17-18.
4. Improved and new methods of
mechanical soil cultivation and methods of fertilizer application in
adaptive-landscape farming systems Central BLK-Nosema. –
5. Cherkasov G.N. The combined
system of the main tilling is most effective and justified HN / G. N. Cherkasov,
I.G., Pykhtin // Agriculture, 2006. – No. 6. – S. 20-22.
6. Andreeva T.O., Tsyganova, G.P.,
Klimova E.V. Zonal system of agriculture Chi Latin region. –
7. Methodology state strain testing
of crops. – M., 1985. – 287с.
8. Dospekhov B.A. Methods of field
experience / B.A. Armor. – M.: Kolos. 1979. –
9. Vorobyov S.A. the Workshop on
agriculture / S.A. Vorobyov, M., 1971. Agrophysica-cal methods of soil
investigation. – M., 1965. – 257с.
10. Agrophysical methods of soil
investigation // M – 1965. – 257с.
11. Inter-Republican technical
specifications methods of agrochemical soil analysis for zonal agrochemical
laboratories. M. 1968. – 71с.
12. Vadyunina A.R. Determination of
gas exchange on CO2 content in the atmospheric boundary layer / A.R. Vadyunina,
Z.A. Korchagina // In kn.: Methods of research of physical properties of soils.
– M., 1986. – P. 268-271.
NEW
ELEMENTS PRE-SOWING TILLAGE ON HUMUS CHERNOZEMS IN ZABAYKALSKY KRAI
N.G. PILIPENKO,
Candidate of Science in Agriculture, Senior Researcher
O.T. ANDREYEVA,
Candidate of Science in Agriculture, Department Head
Research Institute of Veterinary Medicine of
Eastern Siberia - SFNTSA branch of Russian Academy of Sciences, Russian
Federation, Chita
e-mail: vetinst@mail.ru
The results of studies on the impact
of resource elements of tillage systems on its agro and agro-chemical
properties, crop productivity and economic efficiency in crop rotation on humus
malokar bonatnom chernozem-steppe zone of Eastern Transbaikalia. A comparative
assessment of the impact of energy-saving methods of tillage at different
levels of mineral nutrition for grain feed and fodder crops in crop rotation on
the main indicators of fertility, humus-poor calcareous chernozem. The
efficiency of the use of surface tillage and direct seeding under separate
succeeding crops, providing a positive effect on soil structure (K -
1.28-1.38), moisture reserves (in the layer of 0-
Keywords:
crop rotation, tillage, soil structure, soil moisture, organic matter,
biological activity, productivity, economic and bioenergetic efficiency.