УДК 631.58/631.33

Н.Г. ПИЛИПЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник

О.Т. АНДРЕЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук,

заведующая отделом

ФГБНУ Научно-исследовательский институт ветеринарии Восточной Сибири

e-mail: vetinst@mail.ru

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА РАЗЛИЧНЫХ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА МАЛОГУМУСНОМ МАЛОКАРБОНАТНОМ ЧЕРНОЗЕМЕ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ

Переход на новые экономические условия в процессе производства и реализации продукции диктует необходимость поиска путей сокращения затрат и повышение доходности возделывания сельскохозяйственных культур.

Представлены результаты исследований по сравнительной оценке различных приемов обработки почвы в полевом севообороте на малогумусном малокарбонатном черноземе лесостепной зоны Восточного Забайкалья, проведенных в 2011-2014 гг. в ФГБНУ научно-исследовательском институте ветеринарии Восточной Сибири. Работа посвящена малозатратным приемам обработки почвы, предусматривающие сохранение и повышение плодородия почвы, повышение продуктивности зернофуражных и кормовых культур, снижение материальных и энергетических затрат. Установлено, что замена основной обработки (плугом ПН-4-35, кольчатый каток) в третьем и четвертом полях севооборота поверхностными обработками (культиватор «Степняк-7,4) и прямым посевом по стерне (сеялка СЗС-2,1 или Обь-4-ЗТ), оказывала положительное влияние на основные показатели плодородия почвы (Кстр. – 1,28-1,38, содержание органического вещества – 3,15-3,33 %) и обеспечила прибавку урожая зерна овса – 0,16-0,21 т/га, зеленой массы однолетних трав – 3,4-4,0 т/га, сбор кормовых единиц – 0,32-0,34 т/га, снижение затрат ГСМ на 31,2-36,4 %, повышение рентабельности на 25,0-40,3 процента.

Ключевые слова: отвальная вспашка, поверхностная обработка, прямой посев, плодородие почвы, продуктивность, биоэнергетическая, экономическая эффективность.

Одной из важнейших задач земледелия Забайкальского края является обеспечение устойчивого развития производства зерновых, зернофуражных и кормовых культур на основе оптимизации структуры посевных площадей с применением комплексных мероприятий, биологизированной и ресурсосберегающей системы земледелия, включающей все основные ее элементы.

Обработка почвы в системе земледелия является одним из наиболее энергоемким процессом. В условиях Забайкалья преобладающим приемом механической обработки остается вспашка. Ее высокая энергоемкость становится все более сдерживающим технологическим фактором в ресурсосберегающем земледелии. В настоящее время ассортимент почвообрабатывающей техники пополняется за счет производства высокопроизводительных многооперационных орудий, что дает возможность перехода от традиционной обработки к минимализации.

В последние годы накоплено достаточно экспериментального материала по разработке научно обоснованных биологизированных севооборотов и ресурсосберегающих систем обработки почвы, которые позволяют сохранить плодородие почвы, увеличить рост урожайности сельскохозяйственных культур и качества продукции, снизить затраты при их возделывании [1, 2, 3, 4, 5, 6].

Цель и задачи исследований - дать сравнительную оценку 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, 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 ФГБНУ 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 330-380 мм, основное их количество (85-90 %) выпадает в теплый период, максимальное – июле – августе, минимальное – в мае-июне. В целом режим характеризуется изменчивостью увлажнения. Годы с хорошей влагообеспеченностью сменяются удовлетворительными, а чаще засушливыми. Сумма температур выше 10⁰С – за летние месяцы составляет 1500…1800⁰С при высокой среднемесячной температуре июля – 19,1⁰С. Гидротермические коэффициенты (ГТК) вегетационных периодов в годы исследований равнялись 2,7; 2,1; 0,6. Согласно ГТК 2012 и 2013 годы можно характеризовать как достаточно увлажненные, 2014 – острозасушливый.

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 – 1000 м². Размещение вариантов в первом повторении – последовательное, во втором и третьем – рендомизированное. Поля в севообороте располагались как в пространстве, так и во времени. Схема опыта представлена в таблице 1.

Таблица 1

Схема опыта

№№	I Пар	II Пшеница	III Овес	IV Однолетние травы (овес на з/м)
1.	ПН-4-35, (20-22 см) КПЭ-3,8	Предпосевная культивация Посев	ПН-4-35 (20-22 см); Предпосевная культивация КПЭ-3,8 на 6-8 см с прикатыванием ЗККШ-6А; Посев (фон N30Р30)	ПН-4-35 (20-22 см); Предпосевная культивация КПЭ-3,8 на 6-8 см с прикатыванием ЗККШ-6А; Посев (фон N30Р30)
2.	РН-4, (25-27 см) КПЭ-3,8	Предпосевная культивация Посев	РН-4 (25-27 см) Предпосевная культивация КПЭ-3,8 на 6-8 см с прикатыванием ЗККШ-6А; Посев (фон N30Р30)	РН-4 (25-27 см) Предпосевная культивация КПЭ-3,8 на 6-8 см с прикатыванием ЗККШ-6А; Посев (фон N30Р30)
3.	РН-4, (25-27 см) КПЭ-3,8	Предпосевная культивация Посев	Культивация «Степняк-7,4» на 16-18 см; Посев (фон N30Р30)	Культивация «Степняк-7,4» на 16-18 см; Посев (фон N30Р30)
4.	РН-4, (25-27 см) КПЭ-3,8	Предпосевная культивация Посев	Культивация «Степняк-7,4» на 16-18 см; Посев (фон N60Р30)	Культивация «Степняк-7,4» на 16-18 см; Посев (фон N60Р30)
5.	РН-4, (20-22 см) 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, (20-22 см) 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 (0,2 л) + Магмум (0,007 кг) на гектар. Уборку и учет урожая зерновых культур провели прямым комбайнированием комбайном «Енисей» (урожайность привели к 14 % влажности и 100 % чистоте, однолетних трав – на зеленую массу косилкой КС-2,1.

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 1 кг [8]. Математическую обработку полученных данных рассчитывали методом дисперсионного анализа по Доспехову [8].

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 (0-30 см). На фоне малозатратной обработки почвы коэффициент структурности составил – 1,28-1,37, на контроле с отвальной вспашкой – 1,0-1,1. В сравниваемых вариантах более высокие показатели объемной массы в пахотном слое почвы в летний период – 1,30 и 1,34 г/см³ были получены без основной обработки, низкие показатели – 1,26 и 1,29 г/см³ в вариантах с отвальной вспашкой. По запасам продуктивной влаги в полуметровом слое почвы перед уборкой традиционная технология возделывания сельскохозяйственных культур уступала энергосберегающим в посевах овса на 2,6-3,1 мм, однолетних трав на 6,1-7,7 мм (таблица 2).

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 (0-30 см)	объемная масса (0-20 см), г/см^3	запасы продук. влаги перед уборкой (0-50 см), мм	выделение СО2 (0-30 см), кг/га за 1 час	запасы перед уборкой (0-20 см), мг/кг почвы		содер-жание орган. вещ-ва в конце ротац. севообор. (0-20 см), %
						Р2О5	К2О
Основная обр-ка ПН-4-35, кольч. каток, 20-22 см к-ция, 6-8 см Посев СЗС-2,1, 6-8 см (или Обь-4-ЗТ)	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, 10-12 см Посев СЗС-2,1, 6-8 см (или Обь-4-ЗТ)	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, 6-8 см (или Обь-4-ЗТ)	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).

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.

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/м^2		Кол-во продуктивных стеблей, шт/м^2	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

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 1 га севооборотной площади, т	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 0-50 см – 29,2-31,8 мм, на контроле – 23,1-28,7); увеличивала выделение углекислоты (СО₂ – 1,810-1,969 кг за 1 час, на контроле – 1,154), содержание подвижных форм фосфора и обменного калия (Р₂О₅ – 71-96, К₂О – 57-82; на контроле – Р₂О₅ – 50-68, К₂О – 42-50 мг/кг почвы), а также содержание органического вещества (3,15-3,33; на контроле – 2,78 %).

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. и др. 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.

N.G. PILIPENKO, Candidate of Science in Agriculture, Senior Researcher

O.T. ANDREYEVA, Candidate of Science in Agriculture, Department Head

Federal public budgetary scientific institution is a Research institute of Veterinary Science of East Siberia

e-mail: vetinst@mail.ru

COMPARATIVE ASSESSMENT OF VARIOUS METHODS OF PROCESSING OF THE SOIL ON THE LOW-HUMUS LOW-CARBONATE CHERNOZEM OF EAST TRANSBAIKALIA

Transition to new economic conditions in the course of production and product sales dictates need of search of ways of reduction of expenses and increase of profitability of cultivation of crops.

Results of the researches on a comparative assessment of various methods of processing of the soil in a field crop rotation on the low-humus low-carbonate chernozem of a forest-steppe zone of East Transbaikalia conducted in 2011-2014 in FGBNU research institute of veterinary science of Eastern Siberia are presented. Work is devoted to low-cost methods of processing of the soil, the providing preservation and increase of fertility of the soil, efficiency increase the zernofurazhnykh and forage crops, decrease in material and power inputs. It is established that replacement of the main processing (PN-4-35 plow, an annulate skating rink) in the third and fourth fields of a crop rotation surface treatments (a cultivator "Stepnyak-7,4) and direct crops on an eddish (a seeder of SZS-2,1 or Ob-4-ZT), had positive impact on the main indicators of fertility of the soil (Kstr. – 1,28-1,38, the content of organic substance – 3,15-3,33%) also I provided an oats grain yield increase – 0,16-0,21 t/hectare, green material of annual herbs – 3,4-4,0 t/hectare, collecting fodder units – 0,32-0,34 t/hectare, decrease in expenses of fuels and lubricants by 31,2-36,4%, increase of profitability by 25,0-40,3 percent.

Keywords: dump plowing, surface treatment, direct crops, fertility of the soil, efficiency, biopower, economic efficiency.