Безотвальная обработка почвы в севообороте. Научные исследования и практическое применение

пахотного горизонта, гранулометрическому составу, влаж­ ности и степени дренированности почвы. Для снижения за­ соренности посевов пыреем, если почве не угрожает выду­ вание или смывание ливнем, минимальную обработку раз в три-четыре года заменяют обычной вспашкой. Широко применяют и отвальное лущение после зерновых колосо­ вых под озимый ячмень (И. В. Тринченко, 1984; В. С. Ball, 1986).

Немецкие ученые Е. Ruchm (1983), К. Bakumer (1984), F. Tebrugge (1985) установили, что при минимизации обра­ ботки почвы урожаи культур севооборота не снижаются. Даже при отсутствии достоверной разницы в урожаях меж­ ду вариантами минимизация обработки почвы целесообразна, поскольку способствует снижению затрат труда и расхода горючего, а также переуплотнения почвы. По данным R. Оtto и др. (1984), безотвальную обработку почвы можно проводить практически под все культуры. К увели­ чению засоренности почвы она не приводит. G. Kahnt (1981), J. Debruch (1983) считают, что безотвальная и мелкая обра­ ботка в течение нескольких лет способствует сохранению влаги в почве. А. Kunze (1982) утверждает, что временный отказ от применения плуга обеспечивает достаточное снаб­ жение органическим веществом, хорошую структуру грун­ та и эффективную борьбу с сорняками. Предпочтение ми­ нимальной обработке почвы, по его мнению, следует отда­ вать полям после сахарной свеклы или картофеля. При обработке почвы под пропашные культуры целесообразна вспашка (W. Zumbach, 1982). По данным T. Dier (1983), при безотвальной обработке почвы в неблагоприятные годы свекла всходит позже и медленнее развивается, но количе­ ство сахара в ней повышается. E. Dietzich установил, что урожайность пшеницы, высеваемой после свеклы, при ми­ нимальной обработке почвы на 4–21% выше, чем по стан­ дартной обработке. Применение минимальной обработки позволяет сократить время работы трактора К-700 на 80– 120 ч на каждых 100 га. М. Suskivic, M. Kos (1983 г.) пришли

21

к аналогичному выводу, что минимальную обработку по­ чвы под озимую пшеницу в благоприятных условиях мож­ но проводить после всех предшественников, особенно по­ сле поздно убираемых пропашных. В опытах D. Ermich, B. Hofmann (1982, 1983) после уборки сахарной свеклы по­ чву вместо вспашки 2–3 раза обрабатывали дисковой боро­ ной. Затраты труда и средств при этом были на 40–50% меньше, чем при традиционной вспашке. Урожайность ози­ мой пшеницы при традиционной обработке была 5,44 т/га, при минимальной – 5,74 т/га.

Всвою очередь, Д. Шпаар (2002 г.) отмечает, что резуль­ таты возделывания сахарной свеклы по почвозащитным технологиям неоднозначны. В зависимости от почвенных

ипогодных условий имеется положительный и отрицатель­ ный опыт. Преимущества вариантов почвозащитной техно­ логии обработки почвы, в том числе и бесплужной, как правило, выявляются только после их многолетнего приме­ нения в севообороте.

Врегионах Украинского Полесья (Л. Л. Фоменко, М. Д. Науменко, 1986 г.), центральной и западной зонах Беларуси (В. И. Санковский, 1985; М. А. Корженевский, Н. Д. Мухин, 1985; В. М. Горошко, Я. А. Панферова, Г. Д. Бе­ лов, 1987 г.; А. И. Дубко, Ю. В. Савчук, Г. Д. Белов, 1988 г.), где преобладают легко- и среднесуглинистые и супесчаные дерново-подзолистые почвы, интенсивная обработка при­ водит к ускоренному разложению органического вещества, способствует усилению эрозионных процессов.

Основные предшественники озимых (клевер, многолет­ ние травы) и пропашные культуры поздно освобождают поля, в результате чего при вспашке нередко затягиваются подготовка почвы и сев озимых, а также подъем зяби. По­ этому в этом регионе при возделывании озимых после лю­ пина и других зернобобовых и однолетних трав вместо тра­ диционной вспашки была доказана агроэкономическая целесообразность использования на основной обработке ле­ мешных лущильников, дисковых орудий и чизельных куль­

22

тиваторов. При обработке пласта многолетних трав под озимые большинство исследователей пришли к выводу, что на полях с высокой засоренностью пыреем, осотом и мно­ голетними сорняками наиболее эффективной является вспашка, а на хорошо окультуренных почвах, свободных от многолетних сорняков, клеверище можно обрабатывать дисками в два-три следа.

Вопытах Г. В. Симченкова (1988) урожайность клубней картофеля при заделке органических удобрений дисковой бороной была несколько выше, чем при запашке (в среднем за четыре года соответственно 24,3 и 25,7 т/га.). Растения картофеля в начальный период роста лучше обеспечива­ лись элементами питания и развивались более интенсивно, быстрее смыкали ботву в рядках. Во влажные годы от мел­ кой заделки навоза получена достоверная прибавка урожая. Общая продуктивность 9-польного севооборота при вспаш­ ке на 20 см под все культуры и полной их замене дисковым лущением на 10 см (под люпин, озимые пшеницу и рожь, лен, картофель, ячмень и овес) различалась незначительно – 5,27 и 5,42 т/га к. ед. Проанализировав результаты ис­ следований длительных стационарных опытов, проведен­ ных в Белорусском НИИ земледелия на дерново-подзоли­ стой легко- и тяжелосуглинистой почве, Г. В. Симченков, В. И. Барташевич и др. (1992) пришли к заключению, что при своевременном и качественном проведении основной обработки почвы осенью и научно обоснованном примене­ нии эффективных гербицидов высокозатратную вспашку

всевообороте можно заменить без снижения его продук­ тивности мелкой и безотвальной обработками не только на

50, но и на 70%.

Впоследующем ученые того же института Л. А. Була­ вин, С. С. Небышенец (2007), отмечая актуальность и зна­ чимость энергосбережения для отечественного земледелия, необходимость широкомасштабного внедрения в республи­ ке ресурсосберегающей и природоохранной системы обра­ ботки почвы, считают целесообразным провести в различ­

23

ных регионах стационарные полевые опыты на наиболее контрастных почвенных разностях. Основной задачей этих исследований, по их мнению, должно стать определение в конкретных почвенно-климатических условиях минималь­ но допустимого в севообороте объема отвальной вспашки

имаксимально возможного объема применения посева в не­ обработанную почву с помощью почвообрабатывающе-по­ севных агрегатов, имея в виду, что оставшаяся площадь бу­ дет обрабатываться с помощью консервирующей (мульчи­ рующей) безотвальной и мелкой обработки.

Ученые Научно-практического центра НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства И. Д. Лепешкин, А. А. Точицкий, С. Ф. Лойко (2007) также отмечают большие потенциальные возможности минимальной обработки (эконо­ мия рабочей силы, оборудования и топлива; обеспечение вы­ сокой оперативности полевых работ в условиях ограничен­ ного времени и сжатых сроков, характерных для осеннего сева; улучшение почвенных условий и снижение риска разви­ тия водной и ветровой эрозии). Минимальную обработку по­ чвы под озимые зерновые культуры можно применять после любого предшественника, кроме многолетних трав.

Значительный вклад в освоение прогрессивных способов обработки почвы внесла книга «Обработка почвы

иплодородие» (2003, 2004), в которой В. А. Заленский опи­ сал теоретические основы минимизации, ее проведение

ипривел результаты собственных исследований в сельско­ хозяйственных предприятиях, данные научных учрежде­ ний республики, стран ближнего и дальнего зарубежья.

Применение того или иного способа (системы) основной обработки сказывается на противоэрозионной устойчиво­ сти почвы. Известно, что для образования гумусового слоя природе и земледельцу потребовались тысячелетия, а раз­ рушить (потерять) его можно при неправильной обработке

ипроявлении эрозии очень быстро.

Проблема защиты почв актуальна и для Беларуси. Общая площадь эродированных и эрозионно-опасных зе­

24

мель в республике за последние 30 лет увеличилась от 2,1 до 3,8 млн/га – 45% пашни. В результате нарушается гуму­ совый горизонт, теряются питательные вещества, ухудшают­ ся агрохимические, физические и водно-воздушные свой­ ства почв, снижается урожайность сельскохозяйственных культур и качество выращенной продукции. Эрозия почв ведет к загрязнению вод, заилению рек, водохранилищ и обеднению фауны почвы: уменьшается количество чер­ вей и других землероев, что отрицательно влияет на чис­ ленность птиц и диких животных, обедняется видовой состав флоры (В. В. Жилко, 1986; Н. И. Дружинин, 1989;

В. П. Валько, 2004).

В Центральной части Беларуси, где обычно образуется значительный снежный покров и выпадает более половины суммы годовых осадков в течение вегетационного периода (нередко в виде ливней), развита водная плоскостная эро­ зия. В южной (Полесской) зоне, где весной и в начале лета часто бывает мало осадков, имеется большое количество дней с эрозионно-опасными ветрами и наблюдается низкая относительная влажность приземного слоя воздуха, обу­ словливающая высыхание поверхности легких минеральных почв и осушенных торфяников, довольно широко проявля­ ется ветровая эрозия. Применяемая все еще на преобладаю­ щей части пахотных земель республики единая система зя­ блевой обработки с оборотом пласта без учета рельефа местности и особенностей погоды способствует снижению устойчивости почвы к эрозии.

Основным принципом противоэрозионной обработки почвы является снижение ее интенсивности и создание мульчирующего слоя из растительных и пожнивных остат­ ков. Считается общепризнанным, что лучшая почвоза­ щитная эффективность достигается при проведении раз­ ноглубинной зяблевой безотвальной обработки, основан­ ной на использовании дисковых борон, чизельных плугов, чизельно-дисковых культиваторов, глубокорыхлителейщелерезов.

25

Дальнейшая интенсификация земледелия выдвигает

вчисло первоочередных проблем рациональное использование ресурсов, за счет экономии которых планируется получить 75–80% сельскохозяйственной продукции. Наи­ более­ энергоемкой отраслью является растениеводство, на долю которого приходится 50–80% энергозатрат в сельском хозяйстве (М. М. Севернев, 1986, 1987).

На проведение обработки почвы расходуется около 25% трудовых затрат и 30–40% топлива. Совершенствование системы обработки почвы в зональном разрезе позволяет обеспечить рост урожайности сельскохозяйственных куль­ тур, повышение плодородия почвы, надежное подавление сорных растений при непременном экономном использова­ нии трудовых и топливно-энергетических ресурсов. Иссле­ дования и производственный опыт показывают, что замена глубокой и обычной вспашки безотвальной обработкой по­ зволяет повысить производительность труда и уменьшить расход топлива. Так, по данным исследований, проведен­ ных в центральной и южной части Беларуси (Г. Д. Белов и др., 1988; В. И. Санковский, 1989), выработка за 1 ч смен­ ного времени при вспашке плугом ПЛН-5–35 на глубину 18–20 см составляла 1,26 га, при дисковании БДТ-7 на глу­ бину 9–10 см – 4,4 га, чизельной обработке КЧ-5,1 на глуби­ ну 18–20 см – 2,6 га. Расход топлива на вспашку – 14,1 кг/га,

вто время как для обработки чизельным культиватором и широкозахватной дисковой бороной требуется 5,62 и 3,8 кг/га соответственно. Н. Н. Цыбулька, А. Ф. Черныш, Л. А. Ти­ шук, А. В. Юхновец (2000) на основе проведенных ими ис­ следований пришли к следующим выводам:

на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах, под­ верженных эрозионным процессам, отвальную вспашку мож­ но заменять безотвальной (чизельной и поверхностной) об­ работкой под озимые и яровые зерновые культуры без су­ щественного снижения их урожайности;

замена отвальной вспашки чизельной и поверхностной обработками почвы позволяет повысить производительность

26

труда в 2,2–3,4 раза, сократить затраты труда в 2–4 раза, обеспечить экономию горючего в количестве 11,2–13,9 кг/га. По расчетам, проведенным в наших многолетних полевых опытах, энергетические затраты при различных способах основной обработки почвы на вспашке (глубина 20 см, МТЗ 1221 и ПГП-4-40) и дисковом лущении (глубина 8–10 см, Т-150К и БДТ-7) составили: производительность – 1,04

и3,18 га/ч; расход топлива – 16,4 и 5,9 кг/га; затраты труда – 0,95 и 0,31 чел.-ч/га; энергетические затраты – 1071

и457 МДж/га соответственно.

Таким образом, анализ состояния дел в мировой науке

ипрактике показывает, что происходит интеграция всех знаний, полученных к настоящему времени по вопросам основной обработки почвы и создание (освоение) наиболее рациональной и эффективной ее системы, сочетающей са­ мые разные принципы подхода к решению главных задач в земледелии, связанных со способами и глубиной основ­ ной обработки почвы. Это в такой же степени важно и для нашей республики, так как официально принятая и суще­ ствующая в основной массе сельхозпредприятий система основной обработки почвы не удовлетворяет запросов про­ изводства и экономики. Необходима детальная научная проработка этих вопросов в специально смоделированных опытах с целью создания дифференцированной системы основной обработки, строго привязанной к конкретным природным и хозяйственным условиям.

Для установления зональных особенностей воздействия разной интенсивности механической обработки почвы (си­ стем обработки в севообороте) на физические, химические

ибиологические процессы, протекающие в почве, урожай

икачество продукции особую ценность представляют дли­ тельные стационарные полевые опыты, результаты которых являются основой для развития теории минимизации и разра­ ботки достаточно обоснованных рекомендаций производству.

Целью наших исследований по совершенствованию ос­ новной обработки дерново-подзолистой почвы и являлось

27

изыскание возможностей замены или сочетания глубокой (25–30 см), обычной (20–22 см) и мелкой (10–12 см) вспашки с поверхностной обработкой и безотвальным рыхлением. По данной проблеме на Опытной научной станции по са­ харной свекле проводятся исследования в двух стационар­ ных полевых опытах, один из которых заложен на дерновоподзолистой легкосуглинистой (50 лет), а второй – на су­ песчаной (30 лет) почве.

1.2. Система обработки дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы

На дерново-подзолистой почве, развивающейся на пес­ чанисто-пылеватом суглинке, подстилаемом с глубины 0,7– 0,8 м средним и ниже легким суглинком, опыт заложен осе­ нью 1956–1958 гг. (в трех полях) и продолжается в настоя­ щее время.

В 1-й и 2-й ротациях 10-польный севооборот открывал­ ся сахарной свеклой, и в дальнейшем культуры чередова­ лись в такой последовательности: ячмень с подсевом клевера с тимофеевкой, травы 1-го года, травы 2-го года пользова­ ния, озимая рожь (2-я ротация – озимая пшеница), карто­ фель, сахарная свекла, кукуруза, люпин кормовой, озимая рожь (во 2-й озимая пшеница). В 3-й ротации вместо куку­ рузы ввели ячмень. В 4-й ротации травы 2 лет пользования заменили клевером 1-го года пользования, а люпин кормо­ вой – горохом на зерно и озимую пшеницу – озимой рожью. В 5-й ротации исключен картофель, после чего севооборот стал 8-польным: сахарная свекла, ячмень с подсевом клеве­ ра, клевер 1-го года пользования, озимая пшеница, сахар­ ная свекла, ячмень, горох (зерно), озимая пшеница.

Схема опыта включала варианты систем основной об­ работки почвы в севообороте: 1) вспашка на глубину 20 см под все культуры; 2) вспашка на 25 см под пропашные и на 20 см под остальные культуры; 3) вспашка на 30 см под пропашные и на 20 см под другие культуры; 4) безотваль­

28

ное рыхление на глубину 30 см (мальцевским плугом или обычным со снятыми отвалами) под пропашные и лущение дисковое на глубину 8–10 см под другие культуры; 5) вспаш­ ка на 20 см с последующим безотвальным рыхлением на 30 см (во втором поле сахарной свеклы 4-й ротации и пер­ вом поле сахарной свеклы 5-й ротации ярусная вспашка на глубину 30 см, в последующие годы вспашка с разуплотне­ нием на глубину 20 + 10 см) и вспашка на 20 см под другие культуры (в 4-й и 5-й ротациях лущение дисковое).

Системы обработки почвы в последние годы 5-й и 6-й ротаций севооборота приведены в табл. 1.2. Повторность вариантов опыта (систем обработки почвы) трехкратная, общая площадь делянки 220–300 м2.

Таблица 1.2. Системы основной обработки почвы в севообороте

Пр и м е ч а н и я: 1) В-20, В-25, В-30 – вспашка на глубину 20, 25,30 см;

2)В-20 +РУ-10 – вспашка на глубину 20 см и разуплотнение на 10 см;

3)БР-30 – безотвальное рыхление на глубину 30 см; ЛД-8–10 – лущение дисковое на глубину 8–10 см.

В 1-й ротации севооборота под культуры общим фоном вносили удобрения в двух дозах: под картофель 20–30 т/га навоза на торфяной подстилке и N30–60P60К75; под сахарную

29

свеклу 30–40 т/га навоза и N60P60–90К75–90; под кукурузу 30 т/га навоза и N60P60К75; под ячмень N30P45–60К45–60; под озимую рожь N30P60К60; под клевер с тимофеевкой 1-го года

пользования P40К40, 2-го года пользования P30К30; под лю­ пин кормовой без удобрений. Со 2-й ротации и по настоя­ щее время общим фоном проводили известкование (5 т/га доломитовой муки) в двух полях под озимые зерновые, а системы основной обработки почвы изучались на двух фонах органических и минеральных удобрений: фон I – 40 т/га подстилочного навоза КРС под картофель, сахарную

свеклу и кукурузу и N90P60К120, N120P90К150, N120P90К150 со­

ответственно, под озимую рожь, озимую пшеницу и ячмень N60P60К90; под люпин кормовой, горох, травы двух лет и клевер 1-го года пользования P45К45; фон II – 80 т/га на­

воза и N120P90К160 под пропашные, N90P90К120 под озимые и яровые зерновые, P60К60 под травы и горох.

1.2.1. Продуктивность культур и севооборота

Сахарная свекла. В 10–9–8-польных севооборотах са­ харная свекла занимала два поля. Под предшествующий картофель (1–3-й ротаций) и непосредственно под сахар­ ную свеклу (1–6-я ротации) проводили следующую основ­ ную обработку почвы: варианты 1, 2 и 3 – вспашка на глу­ бину 20, 25 и 30 см, вариант 4 – безотвальное рыхление на глубину 30 см (2–6-я ротации), вариант 5 - вспашка на 20 см + безотвальное рыхление на 30 см (варианты 2, 3 и первое поле 4-й ротации), ярусная вспашка на 30 см (вто­ рое поле 4-й и первое поле 5-й ротации), вспашка на 20 см + разуплотнение на 10 см (второе поле 5-й и первое поле по­ сле 6-й ротации).

Способы и глубина обработки почвы не оказывали су­ щественного влияния на густоту всходов и насаждения растений (табл. 1.3 и 1.4).

В период уборки измеряли длину и диаметр головки корнеплода. Для этого на двух смежных рядках в трех ме­

30