Эффективность биологизированных севооборотов: исследования Ивановского НИИСХ

0 347

Текст: С. Т. Эседуллаев, канд. с.-х. наук, директор; С. А. Касаткин, канд. с.-х. наук, зам. директора, ФГБНУ «Ивановский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

Аграрная отрасль в некоторых регионах нашей страны функционирует в условиях хронического дефицита ресурсов ― современной сельхозтехники, удобрений, средств защиты растений, оборотных и финансовых возможностей. вследствие этого снижаются урожайность различных культур и плодородие пашни. Выход из этой ситуации — использование биологических и ресурсосберегающих факторов интенсификации производства.

Получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур связано с применением комплекса агротехнических мероприятий. Сегодня к основным ресурсосберегающим технологиям при выращивании зерновых относятся разработка, внедрение и освоение биологизированных севооборотов, в том числе коротко- и среднеротационных, научно обоснованное соотношение озимых и яровых форм в структуре посевных площадей, а также подбор лучших предшественников под первую разновидность этих растений. Помимо этого, благоприятным для повышения урожайности и сохранения почвенного плодородия при возделывании яровых зерновых культур является переход на принципиально новый способ обработки почвы.

АДАПТИВНОЕ ВОЗДЕЛЫВАНИЕ

По каждому из данных направлений специалисты ФГБНУ «Ивановский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» проводили полевые исследования, результаты которых продемонстрировали возможность внедрения испытанных методик в реальное сельскохозяйственное производство.

Одними из первых стали длительные стационарные опыты по изучению различных биологизированных севооборотов — коротко- и среднеротационных, имевших в своей структуре от 33 до 50 процентов многолетних бобовых трав при разной степени их насыщения яровыми и озимыми культурами. В центре внимания ученых при проведении данных исследований был уровень влияния сочетания двух видов растений на запасы гумуса в почве и продуктивность севооборота в целом. Опыты показали, что на дерново-подзолистых почвах Верхней Волги только при бессменном возделывании зерновых на фоне без удобрений и при использовании умеренных доз минеральных туков происходили потери гумуса. Во всех остальных вариантах наблюдался его положительный баланс, причем наиболее значительный показатель прибавки в течение 15 лет осуществления опыта фиксировался в пяти- и шестипольном севооборотах при повышенном уровне минерального питания — более 11 тыс. кг/га. При этом пополнение запасов гумуса происходило при достаточно высокой продуктивности севооборотов — до 38,7 ц/га. Более того, проведенные исследования показали, что включение многолетних бобовых трав в посевы способствовало повышению уровня содержания гумуса уже с первой ротации — от 0,01 до 0,05 процента в зависимости от объема внесения минеральных удобрений. Таким образом, рациональное сочетание методик применения зернотравяных севооборотов в адаптивно-ландшафтных системах земледелия с 40–50-процентным удельным весом многолетних бобовых в структуре севооборота, внесения научно обоснованных норм минеральных удобрений и эффективного использования пожнивно-корневых остатков и приемов сидерации является важнейшим биологическим фактором интенсификации, обеспечивающим повышение плодородия дерново-подзолистых почв и продуктивности пашни.

Изменение содержания гумуса в пахотном слое по ротациям севооборота

ОПРЕДЕЛИТЬСЯ С ПАРОМ

Другой важной ресурсосберегающей технологией возделывания озимых культур является их размещение по лучшим паровым предшественникам. Предшественники способствуют накоплению влаги и питательных веществ в почве, а также позволяют бороться с сорняками, поэтому их грамотное расположение дает возможность повысить урожайность зерновых культур и сохранить почвенное плодородие. Проведенные специалистами ФГБНУ «Ивановский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» научные исследования показали, что наиболее высокий урожай озимой ржи можно получить на сидеральном и занятом парах, где ранее возделывались горчица и вика с овсом соответственно, с применением минеральных удобрений NPK в объеме 60 кг/га действующего вещества — 49,6 и 48,6 ц/га зерна. При этом в ходе опытов наибольшие прибавки урожая без внесения туков отмечались на вариантах с сидеральным и комбинированным парами — по 37,9 ц/га. Помимо этого, при выращивании зерновых культур не менее важно соблюдать баланс озимых и яровых типов. Многолетними научными исследованиями института было установлено, что оптимальное соотношение данных форм — 60 процентов яровых и 40 процентов озимых.

Эффективность различных паров под озимые, 2012–2014 годы

СТЕПЕНЬ ОБРАБОТКИ

После проведения перечисленных исследований специалисты приступили к разработке принципиально нового способа обработки почвы. При этом в расчет они принимали предпосылки, что сегодня во всем мире технологии вспашки развиваются в направлении минимизации степени воздействия на земельный покров. Подобная тенденция наблюдается по нескольким причинам. Среди них — низкая зависимость продуктивности посевов от обработки почвы: всего на 0,1–17 процента, в то время как влияние удобрений составляет 17–57 процентов, погодных условий ― 31–72 процента, а также неадекватно высокие затраты времени и энергии на классическую обработку и низкая окупаемость понесенных расходов. Кроме того, постоянно возрастающие технологические издержки, включающие стоимость техники, ГСМ, средств химизации, зарплату и прочее, вынуждают сельхозпроизводителей искать пути их снижения. В результате вектор минимизации направлен на все большее сокращение глубины и интенсивности обработки. Однако уменьшение степени воздействия на земельный покров имеет существенные последствия. В этом случае все больший объем почвы в подсеменном слое накапливает избыточную плотность из-за влияния ходовых систем агрегатов, в результате чего растения во время своего роста вынуждены развиваться в почве с плотностью выше оптимальной.

Многочисленные исследования ученых-почвоведов подтвердили, что для нормального развития посевов повышение влажности почвы должно сопровождаться увеличением пористости аэрации, а при уменьшении первого показателя благоприятной является более уплотненная почва. Соответственно, плотность сложения участка должна быть низкой при хорошей влажности и высокой — при ее недостатке. То есть для растения важна не просто величина плотности почвы, а ее соотношение с режимом увлажнения.

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Выращивание растений в почве с равновесной или большей плотностью подсеменного слоя программирует их на увеличенную продуктивность при недостатке увлажнения. Данный факт является основной причиной снижения урожайности различных культур, в том числе зерновых, при использовании mini-till при достаточном или избыточном увлажнении, даже кратковременном. Поэтому переход на технологию минимальной обработки почвы в Верхневолжье и сходных с ним по климатическим условиям регионах в подавляющем большинстве случаев приводит к потере урожайности, особенно значительной при малых дозах удобрений. Небольшое увеличение объемов сбора урожая при реализации технологии mini-till возможно за счет повышения производительности труда, достигаемого при использовании импортных посевных комплексов. Они позволяют совмещать предпосевную обработку и посев, что дает возможность разным компаниям рекомендовать их для применения в России.

Однако заранее узнать, какая будет погода в вегетационный период, сложно, поэтому задать ту или иную плотность пахотного слоя невозможно. К тому же, погодные условия весьма динамичны, а менять структуру сложения пашни в процессе вегетации затруднительно. Поэтому формируемая сегодня урожайность ― величина случайная, зависящая от сочетания двух факторов: плотности пахотного слоя и режима его увлажнения. Выходом из этого положения является применение объемно-гетерогенной технологии обработки земельного покрова, суть которой заключается в создании чередующихся участков из рыхлой и уплотненной почвы ниже уровня заделки семян.

РЕЖИМЫ УВЛАЖНЕНИЯ

Апробация новой технологии обработки верхнего слоя проводилась в течение 2013–2015 годов при выращивании яровой пшеницы на дерново-подзолистой почве. В ходе опытов критический период развития этой культуры, приходящийся обычно на 4–5 декаду от даты посева и определяющий ее продуктивность, в 2013 году оказался на уровне среднемноголетней нормы. Однако в 2014 году наблюдалось недостаточное количество влаги в почве, а в 2015 году ― избыточное.

Продуктивность пашни и баланс гумуса на дерново-подзолистых почвах

Анализ динамики данного показателя в 2013 году продемонстрировал, что пахотный горизонт при использовании традиционных обработок высох до «влажности устойчивого завядания» уже в первых числах июля, а при реализации экспериментальной методики ― на несколько дней позже, благодаря чему на этом варианте была получена достоверная прибавка урожая по сравнению с другими технологиями. В 2014 году были зафиксированы две волны засухи — в мае и июле. На участке с экспериментальной обработкой и средними дозами удобрений за счет большего накопления влаги на рыхлых участках фиксировалось небольшое преимущество в количестве урожая по сравнению с методикой на базе вспашки. Однако на делянках, где вносились высокие объемы минеральных туков, растения не смогли использовать весь запас питательных элементов, поскольку для этого им не хватило влаги. В 2015 году условия развития яровой пшеницы в начале вегетационного периода складывались как легко засушливые, ГТК, то есть гидротермический коэффициент увлажнения, равнялся 1,1 единицы, однако в последующую декаду выпало 138 мм осадков. В результате плотность почвы, особенно на вспаханных участках, возросла в слое 10–20 см с 1,22 до 1,41 г/куб. см, а на делянке, где реализовывалась экспериментальная обработка, данный показатель увеличился лишь на 0,1 г/куб. см― до 1,24 г/куб. см. Уплотнение и избыточное увлажнение в сумме привели к угнетению растений, которое было особенно заметно на вариантах с использованием технологии mini-till, что отразилось на величине урожая.

Урожайность яровой пшеницы в зависимости от способов обработки почвы

СБЕРЕЧЬ РЕСУРСЫ

Сравнительные испытания традиционной, минимальной и экспериментальной обработок почвы показали, что при всех режимах увлажнения на фоне без внесения минеральных удобрений преимущество всегда оставалось за технологией на базе вспашки за счет более активного использования элементов естественного плодородия почвы. Поэтому для получения хорошего урожая в условиях дефицита туков верхний слой нужно обязательно пахать. Однако в ходе опытов минимальная обработка уступала экспериментальной по уровню урожайности в среднем на 17,6 процента — от 8 до 30 процентов в зависимости от дозы удобрений. При малых объемах внесения минеральных туков объемно-гетерогенная и традиционная технологии обеспечивали примерно одинаковый уровень урожайности яровой пшеницы, но при использовании больших доз удобрений преимущество оставалось за экспериментальной методикой.

Средняя урожайность яровой пшеницы за 2013–2015 годы

Таким образом, многолетние исследования специалистов ФГБНУ «Ивановский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» установили, что применение ресурсосберегающих приемов повышения производства зерновой продукции, заключающихся в освоении биологизированных севооборотов, подборе лучших предшественников и использовании новой концепции обработки почвы, на потенциально бедных дерново-подзолистых почвах Верхневолжья является перспективным и результативным.

Подписаться на статьи

Наши новости
Cпециальные предложения
Cобытия и конференции

баннер на сайт 2
Яндекс.Метрика

© 2013 Агробизнес. Ежедневное интернет-издание о новом поколении предпринимателей. Использование материалов Агробизнеса разрешено только с предварительного согласия правообладателей. Все права на картинки и тексты в разделе Новости принадлежат их авторам. Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 18-ти лет.