Двойной ресурс: опыты ученых Донского ГАУ с бинарными посевами в no-till

Текст: Н. А. Зеленский, д-р с.-х. наук, проф.; Г. М. Зеленская, д-р с.-х. наук, проф.; А. Ю. Шуркин, аспирант; Ю. В. Бабак, аспирант, ФГБОУ ВО «Донской ГАУ»

В условиях современного сельского хозяйства практически повсеместно отмечается снижение плодородия почв, которое особенно сильно проявляется на черноземах. Остановить развитие данного негативного процесса можно путем введения научно обоснованных севооборотов, рационального применения удобрений и широкого использования биологических приемов повышения урожайности.

Наиболее перспективным направлением, обеспечивающим сохранение плодородия черноземов, является биологизация земледелия. Приемы данного спектра технологий, к которым относится, в том числе, бинарный посев, предусматривают включение в полевые севообороты растительных остатков почвопокровных сидеральных бобовых культур.

ИССЛЕДОВАТЬ МЕТОД

В условиях юга России большую актуальность имеет агроприем, предполагающий совместный посев подсолнечника с бобовыми травами и последующим их использованием в качестве почвопокровных сидератов под посев ярового ячменя и других культур. Однако широкому распространению этого действенного метода в регионе препятствует недостаточная изученность технологии в сочетании с различными приемами обработки почвы. Поэтому исследования в области разработки способа возделывания сидеральных видов с целью сохранения и повышения плодородия чернозема имеют большое практическое значение. Именно такой анализ стал целью научной работы, осуществленной специалистами ФГБОУ ВО «Донской ГАУ». В рамках проведенных в Ростовской области опытов было заложено по три учетных делянки для двух способов обработки почвы — отвальной вспашки и технологии no-till. В первом блоке одновидовой посев подсолнечника стал контрольным, а остальные варианты — опытными, причем на втором и третьем участках данная культура высевалась с донником и озимой викой. В ходе исследования специалистами измерялся уровень влаги на разных этапах развития растений в слоях 0–30 и 0–100 см, запасы этого ресурса, урожайность и другие показатели.

Жизненной основой всех культур, в том числе подсолнечника в бинарном посеве с бобовым компонентом, является влага, поскольку от степени ее содержания в почве зависят важнейшие показатели плодородия. По этой причине одно из необходимых условий нормального роста и развития сельскохозяйственных культур — постоянное присутствие доступной жидкости в приповерхностном слое в оптимальном количестве. Хотя подсолнечник представляет собой засухоустойчивое растение, формирование его урожая и качество семян во многом зависят от влагообеспеченности в период вегетации. Поэтому для получения больших и стабильных объемов продукции осуществляемые на предприятиях агротехнические мероприятия необходимо ориентировать на максимальное накопление доступной влаги в почве и рациональное ее расходование в течение всей вегетации.

РАСХОД ЗАПАСОВ

В результате проведенных исследований было установлено, что возделывание подсолнечника с бобовыми травами в сочетании с технологией прямого высева позволяет обеспечить формирование высокого запаса доступной влаги в горизонте почвы к периоду проведения следующей посевной. В частности, в фазу всходов изучаемой культуры на контроле в слое глубиной 0–30 см содержалось 29,6 мм этого ресурса, тогда как на варианте прямого посева его оказалось на 24,7% больше. Данный факт во многом обусловлен тем, что при применении технологии no-till на поверхности почвы сохраняется рыхлый мульчирующий слой из растительных остатков предшествующей культуры, что обеспечивает снижение непродуктивного испарения влаги из верхних горизонтов. Поэтому во время исследований возделывание подсолнечника с применением приемов биологизации сопровождалось рациональным расходованием доступной жидкости из почвы, что позволило обеспечить формирование ее большого запаса в основные фазы развития этой культуры. К этапу ее созревания максимальный объем влаги в слое 0–100 см наблюдался на варианте бинарного посева с озимой викой при технологии no-till — 88,4 мм, что оказалось на 21,1 мм больше по сравнению с контрольными значениями.

Наиболее полное представление о расходовании и эффективности использования влаги растениями дает коэффициент водопотребления, представляющий собой учет затрат жидкости на формирование единицы сухого вещества. При возделывании подсолнечника совместно с бобовыми культурами и применением технологии no-till отмечались минимальные расходы доступной влаги на получение одной тонны маслосемян. В то же время на контрольном варианте одновидового посева рассматриваемой культуры при отвальной обработке наблюдался наибольший объем водопотребления — 2125 куб. м/т, а на делянке с одиночным выращиванием и прямым высевом данный показатель оказался на 452 куб. м/т, или на 21,3%, меньше. Более того, расчеты показали, что величина коэффициента водопотребления посевами подсолнечника в зависимости от приемов биологизации и обработки почвы колебалась в больших пределах. Максимально благоприятное сочетание всех факторов было отмечено на варианте совместного посева масличной культуры и озимой вики, за счет чего обеспечивалось эффективное использование доступной влаги на формирование урожая. Таким образом, применение технологии прямого посева при возделывании подсолнечника совместно с бобовыми культурами способствовало снижению непродуктивных потерь жидкости и наиболее рациональному ее расходу из глубоких слоев почвы, а также получению более высоких урожаев.

ПОЧВОЗАЩИТНОЕ СРЕДСТВО

Известно, что в первый год развития бобовые травы формируют мощную, глубоко проникающую стержневую корневую систему, которая в совокупности с пожнивными и прочими остатками принимает активное участие в создании рыхлого пахотного слоя. Благодаря этому влага выпадающих летних осадков хорошо впитывается и достигает более глубоких горизонтов, что обеспечивает снижение ее потерь на поверхностный сток и непродуктивное испарение. Обильные ливневые дожди в первой декаде мая и июня на склоновом участке при отсутствии пожнивных остатков и наличии слаборазвитых растений масличной и бобовых культур могут вызывать интенсивный смыв почвы.

Применение технологии прямого посева в сочетании с бинарными чередованиями подсолнечника обеспечивало надежную защиту сельскохозяйственных угодий от водной эрозии. Во время проведения опыта за период вегетации масличной культуры смыв земель на контроле составил около 79 куб. м/га, тогда как на участках совместного посева с бобовым компонентом при технологии no-till данный показатель был минимальным — 6,5–7,3 куб. м/га, что оказалось на 90,8–91,8% меньше по сравнению с контрольными значениями. Следует также отметить, что на одновидовом варианте подсолнечника при технологии no-till смыв был значительно меньше относительно первого опытного участка — на 92,9%. Следовательно, методика прямого посева является одним из наиболее эффективных почвозащитных средств на склоновых территориях.

СКАЧКИ ТЕМПЕРАТУРЫ

Развитие под покровом подсолнечника позволяет бобовым культурам быстро формировать большую биомассу и обеспечивает дополнительную тень как в рядах, так и между ними. В результате такого затенения температура приповерхностного слоя снижается, а потери влаги на непродуктивное испарение уменьшаются. Во время опытов на контроле в фазы как бутонизации, так и полной спелости температура на поверхности почвы в 14 ч была максимальной — 39,6 и 36,2ºС соответственно, тогда как на вариантах двувидового сочетания и прямого посева данный показатель не поднимался выше 25,1ºС.

В рамках исследований также было установлено, что при одновременном посеве подсолнечника с бобовыми травами полевая всхожесть семян изучаемых культур была высокой — на уровне 91–95%. Такие значения объясняются тем, что условия увлажнения верхнего слоя почвы были хорошими — около 30–37 мм. При этом существенные различия в развитии озимой вики и донника по вариантам обработки почвы не наблюдались. Следует отметить, что в мае и июне при значительном выпадении осадков, количество которых достигало 176 мм при норме в 99 мм, бобовые травы хорошо развивались в совместном посеве с подсолнечником, что обеспечило формирование мощного мульчирующего слоя на поверхности участка. Условия второй половины вегетации растений были очень жесткими, поскольку в среднем за период с июля по сентябрь выпало всего 53 мм осадков при многолетней норме в 126 мм, а температура воздуха оказалась на 2,7ºС выше обычных показателей. Данная гидротермическая ситуация отрицательно сказалась на формировании урожайности масличной культуры на контрольном варианте.

БЕРЕЖНАЯ МЕТОДИКА

Важной особенностью современного земледелия становятся ресурсосберегающие технологии, обеспечивающие увеличение объемов органического вещества, влияющего на уровень урожайности культур, в почве за счет регулярного его пополнения при возделывании промежуточных покровных сидеральных растений. При классическом подходе, основанном на постоянной обработке почвы, наряду с высокой минерализацией органического вещества нередко проявляются серьезные негативные последствия, связанные с оставлением поверхности земли без растительного покрова. Сохранение и рациональное использование пожнивных остатков предшествующих культур, а также стерни почвопокровных сидератов обеспечивают удерживание влаги в приповерхностном земельном слое, снижают его температуру, повышают доступность элементов минерального питания для возделываемых видов. По этой причине решение существующих проблем в современном сельском хозяйстве возможно именно за счет разработки и внедрения приемов биологизации, основанных на энергоресурсосберегающей схеме прямого высева. Так, сформированные специалистами в рамках исследования бинарные посевы подсолнечника с бобовыми культурами по устойчивости к неблагоприятным факторам приближались к природным фитоценозам. Создаваемый при этом мощный мульчирующий слой из растительных остатков донника и озимой вики играл такую же роль, как дернина на целинной степи. Растительная мульча на поверхности участка имела большое значение в предотвращении эрозионных процессов, заиливания почвы и образования корки. Этот прием позволил сохранить и удержать влагу, а также исключить образование трещин в земле при наступлении засушливых условий. Данные факторы положительно сказались на уровне урожайности культур.

МАЛОЗАТРАТНАЯ ДОСТУПНОСТЬ

Известно, что бобовые травы обогащают почву свежим органическим веществом, содержащим в достаточном количестве необходимые элементы питания, которые накапливаются для применения последующими видами в севообороте. В ходе опытов изучаемые культуры различались по содержанию компонентов в биомассе. Например, с растительными остатками донника желтого в почву поступило 122,6 кг/га элементов питания при использовании no-till, после озимой вики при той же технологии отмечалось несколько меньшее количество веществ — 113,3 кг/га, а при вспашке — 107,3 кг/га. При этом основным показателем эффективности изучаемых агроприемов являлась продуктивность подсолнечника. Исследуемые варианты выращивания данной сельскохозяйственной культуры и способы обработки почвы оказывали различное влияние на содержание влаги в почве, температурный режим и засоренность посевов, что сказалось на формировании урожайности растений на опытных участках. Так, бинарные схемы возделывания с бобовыми травами были продуктивнее по сравнению с контролем на 2–3,6 ц/га. Применение технологии no-till обеспечило прибавку на одновидовом варианте на 5,3 ц/га, или на 30,1%, а в сочетании масличной культуры и озимой вики — на 7,2 ц/га, или 40,9%. Повышение урожайности подсолнечника при использовании прямого посева можно объяснить тем, что в засушливых условиях второй половины вегетации водный и температурный режимы были лучше.

Таким образом, результаты проведенных исследований подтвердили важность применения двувидовых посевов масличной культуры, в которых бобовые травы обеспечивают дополнительное обогащение почвы органическим веществом и элементами питания. За счет этого можно сделать вывод, что предлагаемая технология в системе no-till — один из наиболее доступных и малозатратных способов сохранения плодородия полей и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Однако при выращивании высококачественной растениеводческой продукции по данной методике следует помнить о значительной роли оптимизации фитосанитарного состояния угодий, интегрированной защиты от сорняков, вредителей и болезней.