Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Плодородие черноземных почв и приемы его воспроизводства в условиях Центрального Предкавказья. Монография
.pdf
68,8/23,4
69,0/28,3
71,1/28,9
2005–2008 2010, 2011
2009
2003, 2004,
83,4/31,4
64,2/26,0
67,3/28,7
61,1/20,1
67,3/25,0
64,7/25,3
71,3/30,0
61,7/21,7
63,3/24,3
62,7/24,9
66,0/25,1
55,4/20,2
60,2/23,0
59,2/20,0
63,9/23,2
74,3/29,7
86,3/33,0
54,1/23,4
63,3/25,0
67,0/24,7
68,0/27,2
56,0/21,1
61,7/24,0
69,7/22,4
76,2/27,4
65,2/27,1
72,4/29,3
56,5/23,1
62,2/25,5
61,4/24,4
60,4/20,7
64,5/24,3
60,0/21,7
63,0/26,10
62,3/21,3
69,0/25,1
59,1/19,1
61,5/23,8
60,7/21,0
63,6/21,3
53,0/18,1
62,5/27,5
58,7/21,3
54,8/20,7
61,3/22,0
59,8/17,9
64,3/19,1
62,5/18,8
63,9/21,5
51,0/16,8
58,6/15,2
54,6/17,3
58,1/19,3
47,8/15,5
49,3/18,9
48,7/16,1
Цветение Восковая спелость
2005–2008 2010, 2011
2009
2003, 2004,
Обработка почвы
48,2/9,9
51,6/10,4
59,1/11,9
55,0/10,2
61,4/13,3
Отвальная
Поверхностная
Комбинированная
Мелкая
49,5/9,3
51,0/10,9
Отвальная
Поверхностная
Комбинированная
47,3/9,0
53,9/12,7
Мелкая
Отвальная
51,2/19,7
48,7/9,5
50,2/10,5
52,7/11,2
Поверхностная
Комбинированная
Мелкая
181
корневых гнилей в посевах озимой пшеницы (2002–2013 гг.), %
ник
Таблица 18 – Влияние предшественников и обработки почвы на распространенность и степень развития
Предшествен-
Кукуруза
на силос
Горох
на зерно
Пар
занятый
Примечание – распространенность/степень развития болезни, %.
181
В наших опытах отмечены различия в проявлениях корневых гнилей по
вариантам со способами и приемами основной обработки почвы. Так, в среднем по годам исследований более высокую степень распространения и развития в фазу цветения обуславливает мелкая обработка, соответственно 64,7%
и 19,9 по предшественнику кукуруза на силос, ниже распространенность и
вредоносность болезней по
предшественникам горох и горохоовсяная смесь,
хотя между собой они различались мало – 58,5, 17,7 и 55,0 и 17,5%.
Лучшая фитосанитарная обстановка складывается по вспашке, степень
распространения составляет соответственно по предшественникам кукуруза
на силос, горох и занятый пар – 57,5; 52,7 и 49,3%, а развитие болезни – 16,1;
15,2 и 14,2% соответственно, при экономическом пороге вредоносности 10–
15%.
К концу вегетации наблюдается тенденция к росту
инфекции, степень
развития болезни по вариантам опыта достиглает 20,0–30,0% при распространенности 55,4–86,4, преимущество же остается за отвальной и комбинированной обработкой.
Мелкие и поверхностные обработки не позволяют полностью уничтожить почвенный запас инфекции. Отвальный более других способов основной обработки почвы активизирует микробиологические процессы, увеличивая гибель патогенов.
Следовательно, наилучшая фитопатогенная обстановка
складывается в
посевах озимой пшеницы, возделываемой по пару занятому и гороху на зерно, при использовании в качестве способа основной обработки почвы вспашки и комбинированной обработки почвы.
Таким образом, введение фитосанитарных севооборотов с применением адаптированных систем обработки почвы является наиболее простым, но
в то же время фундаментальным способом
оздоровления почвы от патоген-
ных инфекционных начал.
182
5. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АДАПТИВНО ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
Как справедливо подчеркивал И.А. Стебут в своем труде «Основы полевой культуры и меры к ее улучшению в России» (1882), в полевой культуре
человек владеет средствами изменения почвы. Обработка почвы позволяет
регулировать в желательном направлении ее водный, воздушный, тепловой и
питательный режимы, оказывая одновременно влияние на темпы эрозионных
процессов, уровень загрязнения нитратами грунтовых вод (оно значительно
ниже, если не проводится глубокого рыхления), последействия предшественника, а также биотические компоненты, в т.ч. состав и активность почвенного зооценоза, микрофлоры и т.д. Благодаря обработке почвы, изменяется ее
строение, влагоемкость и скорость
поступления воды в зону корневой системы растений. Обработка почвы с учетом типа корневой системы возделываемой культуры (стержневой, мочковатой) влияет на использование удобрений
в корнеобитаемом слое, т.е. позволяет регулировать эффективность их применения.
Устойчивое и рентабельное ведение сельскохозяйственного производства зависит в основном от эффективного использования всех биологических
ресурсов.
Академик А.А. Жученко (2004) отмечает, что вопросам обработки почвы (одним из самых дискуссионных в истории земледелия) посвящены многие работы В.В. Докучаева, П.А. Костычева, Н.М. Тулайкова, В.Р. Вильямса
и других выдающихся ученых. При этом большинство исследователей подчеркивают необходимость применения регионально дифференцированных
систем подготовки почвы
. Весь опыт развития земледелия показывает, что
при разработке региональных систем обработки почвы прежде всего должны
учитываться особенности геоморфологических, почвенных и метеорологиче-
183
ских условий, а также специфика адаптивного и средообразующего потенциала культивируемых видов и сортов растений.
По мнению В.М. Пенчукова (2011), система обработки почвы – очень
важный элемент системы земледелия. На обработку почвы приходится до
50% всех энергетических затрат. От нее зависят агрофизические, агрохимические и биологические свойства почвы, во многом определяющие урожай
и
его качество.
При интенсивных системах обработки почвы происходит активизация
биологических процессов, ускоряется разложение гумуса, увеличиваются потери питательных веществ и влаги, усиливается ветровая и водная эрозии
почвы, переуплотняется пахотный горизонт (на 20% и более), снижается
урожайность большинства культур. Одновременно во многих странах всё
шире применяется почвозащитная обработка почвы: минимальная (безотвальная
обработка дисковыми орудиями, чизельными плугами или культиваторами) и нулевая (прямой посев по стерне, совмещение обработки почвы с
посевом).
По данным А.А. Жученко (2009), в 1935 г. ежегодные потери почвы в
США в результате эрозии составляли 2,7 млрд т в год. К концу XX столетия
деградация земель была уже связана с комплексом факторов (
водной, воздушной эрозией, орошением и осушением), а общие потери гумуса достигли
658 млн т в год. В 1996 г. нулевая и минимальная обработка почвы использовалась в США на 41,7 млн га, т.е. 30% обрабатываемой площади, что обеспечивало сохранность почвы на 84,9–99,4%. За 1936–1994 гг. здесь на 57 млн га
было введено контурное земледелие,
на 17,9 млн га проведено террасирование, на 47,2 млн га введена система промежуточных посевов, сооружено 2497
тыс. влагосборных резервуаров.
Исследования, проводившиеся в США в течение более 50 лет по систе-
мам обработки почвы, показали эффективность (рост урожайности и чистой
184
прибыли) сочетания беспахотной и гребневой обработки с использованием
мульчирующих растительных остатков.
В своей книге «Безумие пахаря», изданной в 1942 году, Эдвард Фолкнер пишет: «…Плуг позволил людям побеждать сорняки и осваивать новые
целинные земли. Пока почва была богата органикой, не было нужды беспокоиться о выборе орудий для обработки. Но на обеднённой
почве глубокая
отвальная вспашка является преступлением перед возделываемой культурой,
так как создает наихудший режим питания и влагообмена. При этом прекращается деятельность микробов – аэробное разложение органики и фиксация
азота воздуха. И тогда фермер сам вынужден кормить землю, чтобы она кормила его. Пахать с пользой можно в трёх случаях.
1. Там
, где пласт органики мощнее глубины вспашки – на целине, или
там, где внесено очень много органики и почва уже частично восстановлена.
2. Очень мелкая вспашка применима для облегчения работы дисковых
орудий.
3. Двойная вспашка, второй раз чуть глубже, чтобы вернуть запахан-
ную органику на своё место – в верхний слой.
Очень вредно вывернуть
плугом лишённую органики нижнюю часть
пласта. Это заставляет сомневаться, нужен ли вообще оборот пласта».
В нашей стране опыты по безотвальному земледелию начал проводить
с 1925 года Т.С. Мальцев, и сегодня он считается основоположником бесплужного земледелия.
Специально проведенные опыты в нашей стране показали, что минимальная обработка почвы без ущерба для
урожая обеспечивает экономию
энергетических ресурсов и трудовых затрат соответственно на 45 и 25%
(В.И. Кирюшин, 2006). Применение минимальных и поверхностных обработок позволяет сохранить оптимальную плотность в значительной части верхнего слоя черноземов, т.е. создает более благоприятные условия для роста и
185
развития растений. В центральном районе Нечерноземной зоны наиболее высокий агротехнический и экономический эффект минимизации основной обработки достигался при ежегодном чередовании вспашки на 28–30 см и дисковой обработки на 8–10 см. В степной зоне обыкновенных черноземов применение поверхностной обработки дало положительные результаты независимо от условий увлажнения при посеве озимых
после кукурузы и других
пропашных культур, тогда как после парозанимающих культур сплошного
сева поверхностная обработка оказалась эффективна лишь в засушливые годы (В.Г. Яценко, 1971). Особую роль переход к минимальной обработке почвы приобретает в условиях склонового земледелия, поскольку в сочетании с
другими агротехническими приемами способствует повышению эрозионной
устойчивости сельскохозяйственных
земель.
По данным немецких авторов, производительность плуга составляет 0,5
га/час; техники, используемой при почвозащитной обработке, – 1 га/час, а при
нулевой обработке (прямой посев) – 2 га/час. При этом, как показывают наблюдения, во многих случаях в такой ситуации пестицидов требуется больше, чем
при традиционной вспашке с помощью плуга, что может поставить под
сомнение целесообразность перехода к новой системе обработки. В то же время при
ее применении, и в особенности в случае прямого посева, увеличивается водоудерживающая способность почвы, а оставляемый на ее поверхности слой соломы снижает непродуктивные потери влаги на испарение. Переход на беспахотную технологию требует большей агрикультуры и
земледельческого мастерства для защиты агроценозов от вредителей и сорняков, предотвращения
водной и ветровой эрозии почв и т.д. (N.M. Fisher, D.H.K. Davies, 1991).
Так, для адресного повышения адаптации приемов и способов обработки
почвы, по мнению саратовских ученых (А.И. Шабаев и др., 2007), следует дифференцировать экологические условия и выделить характерные для природных
зон и микрозон
основные типы агроландшафтов. Для равнинных, склоновых,
186
дефляционно-опасных условий разработаны дифференцированные системы обработки почвы, а также обосновано чередование ее оптимальных глубин в севооборотах, для которых выявлены закономерности в изменении пищевого режима, водно-физических и биологических свойств почвы. Предложенное дифференцированное применение систем обработки почвы по природным зонам и
микрозонам повышает производительность работ при подъеме
зяби в 1,5 раза,
уменьшает дефляцию почв в 2–4 раза, увеличивает урожай зерновых культур на
1,7–2,1 ц/га, предотвращает потери гумуса от эрозии.
При возделывании сельскохозяйственных культур на обработку почвы
приходится от 20 до 40% прямого расхода топлива, а соответствующая доля
энергетических затрат не превышает 12% при выращивании озимой ржи и
9% – яровых культур. Между тем
применение комбинированных агрегатов,
выполняющих одновременно вспашку, культивацию, боронование и прикатывание верхнего слоя почвы, экономит от 40 до 60% энергии. Чередование
отвальной вспашки и поверхностной обработки почвы зависит от типа почв.
Если на черноземных землях отвальный плуг следует применять через 3–4
года, то на тяжелых почвах – ежегодно (А.И. Шабаев, З.М. Азизов, 2005).
Плодородие
почв Ставрополья постоянно снижается, внесение минеральных удобрений не решает проблемы, т.к. они кормят растения, а органическая часть почвы, которая в основном и определяет агрофизические и биологические факторы плодородия, снижается. За последние 30–50 лет содержание гумуса в наших почвах снизилось на 20–30%.
Выходом из создавшейся ситуации является внедрение
биологизированной системы земледелия, которая прежде всего предусматривает введение
и освоение плодосменных севооборотов с включением многолетних и однолетних бобовых культур, снижение глубины обработки почвы, возделывание
устойчивых к засухе и вредным организмам сортов полевых культур, интегрированную защиту растений, рациональное применение минеральных и органических удобрений, утилизацию растительных остатков и др
187
.
По мнению Г.Р. Дорожко (2007), биологизация земледелия требует высокоинтеллектуального, наукоемкого ведения производства. Этому направлению чуждо упрощенчество в технологии выращивания культур и, в частности, в обработке почвы.
Г.Р. Дорожко (2011) подчеркивает, что ученые и практики Ставропольского края уже давно рекомендуют замену вспашки на безотвальное рыхление и мелкую
обработку, в борьбе с сорной растительностью применяют гербициды, чтобы сократить механическое воздействие на почву, применяют
прямой посев. Прием прямого сева направлен, прежде всего, на сохранение
влаги в почве. Почва не рыхлится в основной массе, растительные остатки
предшествующей культуры остаются на поверхности, предотвращают испарение влаги, способствуют снегозадержанию и предотвращают
полностью
такие негативные явления в земледелии, как эрозия и дефляция.
Перед севом или сразу после него в борьбе с сорной растительностью
применяют гербициды сплошного действия. При этом надо иметь в виду, что
при применении прямого сева должна осуществляться ежегодная смена культур, различающихся по биологии и технологии. В этом случае недопустимы
повторные посевы.
Как и другие звенья системы земледелия, считает А.С. Найденов
(2011), обработка почвы преследует две цели: повысить эффективное плодородие почвы и создать наиболее благоприятные условия для роста и развития
растений. В то же время многие проблемы современного земледелия связаны
с обработкой почвы. Большие затраты энергии, ускоренная минерализация
гумуса
, развитие эрозионных и дефляционных процессов, уплотнение почвы
и т.п. во многом связаны с интенсивным характером обработки почвы.
Исключительно важным приемом энергосбережения является использование широкозахватной, комбинированной, современной почвообрабатывающей техники, в особенности на черноземных почвах, вплоть до применения нулевой технологии возделывания основных сельскохозяйственных
188
культур. Экономически дешевым является внедрение в сельскохозяйственное
производство новых высокоурожайных, с высококачественной продукцией,
устойчивых к вредным организмам сортов (В.М. Пенчуков и др., 2010).
Между тем, согласно обобщенным R. Baeumer (1988) данным, при нулевой обработке почвы по сравнению с обычной увеличивается содержание
органических веществ в верхнем слое; снижается аэрация и температура почвы, что
ограничивает процессы минерализации и нитрификации; возрастают
потери азота вследствие выщелачивания нитратов; уменьшается количество
доступного для растений азота; уменьшается общая масса корневой системы
растений, и для нее характерно более поверхностное залегание (последнему
способствует накопление фосфора и калия преимущественно в верхнем
слое); всхожесть семян нередко составляет 60–80%; растительные остатки
(включая солому злаковых) могут
содержать растворимые в воде фитотокси-
ческие вещества; усиливается негативное действие остаточных количеств
стойких гербицидов и опасность потери урожая в экстремальных погодных
условиях (засуха, сильные ливни).
Считается, что нулевая обработка наиболее пригодна при возделывании озимых зерновых культур, тогда как урожайность сахарной свеклы и
картофеля (культур, более требовательных к высокой пористости
почвы) при
такой обработке на некоторых типах почв в ФРГ снижалась на 5–25% . С переходом к нулевой обработке усложняется борьба с сорняками, требуются
большие затраты на пестициды, азотные удобрения и расширение набора
сельскохозяйственной техники. В то же время нулевая обработка почвы обладает и целым рядом важных преимуществ, поскольку позволяет уменьшить
процессы водной и ветровой эрозии почвы, снизить энерго- и трудозатраты,
лучше сохранить запасы влаги, провести посев в более ранние сроки и т.д.
Поэтому вопрос о переходе к минимальной и нулевой обработке в каждом
конкретном случае должен решаться с учетом типа почвы, рельефа, особен-
189
ностей возделываемой культуры, климатических и погодных условий, обеспеченности гербицидами и многих других факторов (А.А. Жученко, 2004).
По данным ученых СНИИСХ, производительность труда при применении нулевой обработки увеличивается в 6,1 раза, расход топлива снижается
на 91%. Однако нулевая обработка оправдывает себя в системе зяблевой обработки почвы под кукурузу после стерневых предшественников
, а также в
паровом поле на почвах с хорошими физическими свойствами, где равновесная плотность близка к оптимальной и составляет 1,0–1,3 г/см3. На почвах,
тяжелых по гранулометрическому составу, тем более солонцеватых, нулевая
обработка не дает положительного результата. Широкому внедрению этой
обработки препятствует также высокая стоимость гербицидов, как обязательного элемента
такой технологии (Ю.А. Кузыченко, 2006).
Существенный вклад в разработку и внедрение минимализации систем
обработки почвы внес Б.П. Гончаров. Им было установлено, что в типичных
десятипольных севооборотах засушливой зоны и зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края при дифференцированном подходе к внедрению
минимальной обработки почвы, с уменьшением ее глубины под отдельные
культуры
, можно сэкономить соответственно до 50–65 л/га топлива (Б.П. Гон-
чаров, 1981).
В.М. Рындин (1990) рекомендует на черноземных почвах зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края комбинированную систему обработки почвы в севообороте с чередованием отвальной вспашки (а в некоторых случаях безотвального рыхления чизелем) на глубину 20–22 см с мелкой или
поверхностной обработкой на 10–12 см под озимую пшеницу после
занятых паров и непаровых предшественников, при этом под 2-ю озимую
пшеницу – только вспашка на 20–22 см. Это позволяет снизить энергозатраты на основную обработку почвы в севообороте на 26,8% и повысить продуктивность культур в среднем на 2,2 ц/га.
190
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]