Продуктивность культур в орошаемом агроландшафте в зависимости от системы основной обработки почвы и удобрений

чернозем агрохимический староорошаемый

Повышение урожайности возделываемых культур всегда было и остается главной задачей сельскохозяйственного производства. Сегодня, в сложившийся тяжелейшей ситуации для народного хозяйства в целом и сельского хозяйства в частности, когда темпы роста цен на энергоносители во много раз опережают темпы роста цен на производимую продукцию, создалась острая необходимость в ее удешевлении.

Агрономической наукой установлено, что урожайность сельскохозяйственных культур на 25-30% зависит от способов и качества агротехнических приемов. Роль их сводится к повышению плодородия и прекращению деградации почв, ресурсосбережению, росту рентабельности и устойчивости производства, улучшению экологической обстановки.

Переход к рыночной экономике, а также обеспокоенность постепенным снижением плодородия почв обусловливает модернизацию существующих и разработку новых агротехнических приемов и технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Основное требование, предъявляемое к разработкам - снижение себестоимости продукции наряду с сохранением физических и химических свойств почвы.

Одним из путей решения этой задачи является применение технологий основанных на минимализации обработки почв, под которой понимают обоснованную с научной точки зрения систему обработки, обеспечивающую снижение энергетических затрат и трудовых затрат путем уменьшения числа, глубины обработок, а также совмещения выполнения нескольких операций в одном процессе.

Однако проблема использования таких агротехнологий по-прежнему остается одной из самых острых и обсуждаемых в среде ученых и практиков. При всем значении и перспективах минимализации обработки почвы процесс этот достаточно сложный, поскольку обработка почвы должна рассматриваться непременно как элемент агротехнологии, находящийся в тесном взаимодействии с другими элементами (севооборот, предшественник, удобрение, пестициды и т. д.) и агро- экологическими условиями, которые в той или иной мере определяют выбор способа обработки, глубины, частоты, возможности совмещения операций.

Ссылки на зарубежный опыт применения минимальных обработок, особенно нулевой, не всегда объективны, поскольку порой не всегда согласуются с агроэкологическими условиями, на которые можно наложить тот или иной практический опыт.

В отечественной литературе часто приводятся положительные результаты по внедрению систематической минимальной обработки почв в севооборотах, однако зачастую остается, не освещён вопрос о ее влиянии на почвенное плодородие и продуктивность культур в течение длительного времени. Ответы на эти вопросы могут дать лишь мониторинговые исследования, которые осуществляются в длительных стационарных опытах.

Полученные данные за годы исследований в первой ротации севооборота позволяют заключить, что в условиях орошения поверхностная обработка почвы, проведенная под все культуры севооборота, не способствовала получению урожая на уровне отвальной и безотвальной обработок (таблица 2).

Таблица 2. Урожайность культур в орошаемом травяно-зернопропашном севообороте в зависимости от системы основной обработки староорошаемого выщелоченного чернозема на неудобренном фоне

В качестве первой культуры для изучения влияния агроприемов на урожайность полевых культур в травяно-зернопропашном орошаемом севообороте была сахарная свекла. Введение ее в севооборот значительно увеличивало практическую ценность полученных результатов применительно к возможностям бессменной минимальной обработки почвы.

В первые годы внедрения минимальной обработки, ее действие совмещается с последействием глубоких обработок при уравнительных посевах. Полученная урожайность корнеплодов была на уровне чем при отвальной обработке почвы. Плоскорезная обработка почвы (на глубину вспашки) в сочетании с глубоким рыхлением не обеспечила преимущества по отношению к вспашке, однако способствовала получению практически равного урожая.

На последующей культуре севооборота - сое, урожайность на поверхностной обработке превысила контроль на 3,4 ц/га или 15,6%, уступив чуть меньше одного центнера безотвальной обработке.

В дальнейшем за годы исследования систематическая поверхностная обработка почвы в отличие от бессменной безотвальной обработки вела к статистически достоверному снижению урожайности культур севооборота. Уже на посеве кукурузы наметилась тенденция падения урожайности при применении минимальной обработки, которое к концу ротации севооборота только увеличивалось. Недобор урожая зерна озимой пшеницы возделываемой по кукурузе составил 2,9 ц/га, а после люцерны он еще увеличился до 4,9 ц/га. Наиболее сильно на применение поверхностной обработки почвы отреагировала люцерна. В сумме за два года исследований ее урожайность при поверхностной обработке уступала по сравнению с отвальной на 24,5% или 73,3 ц/га.

В среднем за первую ротацию севооборота отклонение в урожайности культур при систематической поверхностной обработке почвы от отвальной составило 4,2%.

Во второй ротации разрыв между изучаемыми обработками по сравнению с первой неукоснительно увеличивался, о чем свидетельствуют полученные урожайные данные. Снижение урожайности при применении поверхностной обработки почвы от контроля в среднем за ротацию увеличилось на 7,0%.

Положительная прибавка от минимализации обработки орошаемого чернозема была получена лишь под соей, что указывает на слабую реакцию ее на глубину обработки в условии орошения. Однако в отличие от первой ротации прибавка была вдвое меньше и составила 1,7 ц/га или 8,3%. .Под последующими изучаемыми культурами севооборота разница в урожае между поверхностной обработкой почвы в сравнении с отвальной и безотвальной увеличивалась. Особенно заметно было снижение урожайности озимой пшеницы, выращиваемой как по кукурузе, так и многолетним травам.

Возделывание глубоко укореняющихся культур (люцерны, сахарной свеклы, кукурузы) с использованием поверхностной обработки вело по сравнению с контролем к статистическому достоверному снижению их урожайности. Недобор урожая корнеплодов сахарной свеклы во вторую ротацию севооборота составил 36,8 ц/га или 13,4%, а за два года использования многолетних трав урожайность зеленой массы снизилась на 86,0 ц/га или 37,5%.

Объяснением этому является негативное влияние систематической поверхностной обработки почвы в течение 13 лет на водно-физические свойства выщелоченного чернозема, выразившиеся в уплотнении как пахотных, так и подпахотных горизонтов, снижении количества агрономически ценных агрегатов, что увеличивает количество глыбистой и пылеватой фракции, а также снижает водопрочность почвенных агрегатов. Помимо всего этого повышается засоренность посевов, что вызывает необходимость применения большого количества дорогостоящих гербицидов. Однако необходимо отметить, что негативные последствия минимальной обработки в условиях орошения несколько сглаживались, что дало возможность получать довольно высокие урожаи полевых культур на поверхностной обработке почвы.

В отличие от поверхностной обработки система безотвальной обработки в сочетании с глубоким периодическим рыхлением позволяет стабилизировать плотность всего корнеобитаемого слоя, а также не допускает образование так называемой «плужной подошвы» в слое 20-30 см, как наблюдается при традиционной вспашке ( 2). В результате этого урожайность культур в условиях орошения при бессменной безотвальной обработке была на уровне с отвальной. Особенно заметно это отразилось на урожайности сахарной свеклы, где наблюдалась тенденция увеличения ее в сравнении с контролем. Прибавка в урожае корнеплодов составила 11,1 ц/га.

Аналогичная тенденция сложилась и при изучении способов основной обработки почвы на фоне применения минеральной системы удобрения (таблица 3), на которой обеспечивался 75% баланс гумуса в севообороте. Однако в отличие от неудобренного фона здесь поверхностная обработка вела к снижению урожайности всех культур севооборота. В среднем за первую ротацию севооборота отклонение от систематической отвальной обработки достигло 8%, которое во второй ротации возрастало еще на 4,5%.

В отличие от систематической поверхностной обработки почвы, при бессменной разноглубинной безотвальной обработке с применением минеральных удобрений в севообороте, на протяжении двух ротаций отклонения от контроля не наблюдалось. Очевидно, объясняется это формированием высокого урожая культур на этом варианте, что позволяет в определенной степени компенсировать поступление органического вещества в виде корнепожнивных остатков, увеличивая эффективное плодородие орошаемого выщелоченного чернозема (4).

Применяемая в севообороте на староорошаемом деградированном выщелоченном черноземе органическая система удобрения, обеспечивающая 125% баланс гумуса, показала высокую эффективность на фоне бессменной безотвальной обработки почвы как по отношению к традиционной вспашке, так и варианту с поверхностной обработкой (таблица 4). В среднем за первую ротацию севооборота прибавка по отношению к контролю составила 1,4%.

Созданный таким образом в первой ротации севооборота высокий фон плодородия при безотвальной обработке позволил во второй ротации увеличить разницу в урожайности полевых культур между изучаемыми обработками. Это выразилось в увеличении урожая корнеплодов сахарной свеклы по отношению к вспашке, последействие внесения навоза использовалось последующими культурами соей и озимой пшеницей, кукурузой и люцерной. Благодаря этому в среднем за вторую ротацию прибавка увеличилась до 3,6%, в то время как поверхностное применение органических удобрений при минимальной обработке почвы снижало урожайность культур в среднем на 12,7%.

Следовательно, в орошаемом травяно-зернопропашном севообороте с насыщенностью зерновыми культурами - 57,7%, среди которых половина приходится на долю озимой пшеницы, люцерной - 28,6% и сахарной свеклой - 14,3% положительную эффективность обеспечивала система безотвальной обработки почвы с двумя глубокими рыхлениями до 70 см в сочетании с органической системой удобрения.

Таким образом, за годы исследований сложилась ясная картина возможности применения минимализации обработки. Помимо почвенно-ландшафтных условий минимализация обработки зависит от биологических особенностей растений, их требований к сложению почвы и конкурентоспособности к сорной растительности. В условии высокой культуры земледелия и дифференцированного подхода к системе основной обработки почвы и удобрений под ряд культур севооборота возможна замена традиционной вспашки на поверхностную обработку почвы.

Таблица 3. Урожайность культур в орошаемом травяно-зернопропашном севообороте в зависимости от системы основной обработки страроорошаемого выщелоченного чернозема на фоне применения органической системы удобрения

Увеличение содержания органического вещества в почве, улучшение ее структуры, биологической активности, уменьшение плотности почвы и, в конечном счете, получение стабильно высоких урожаев достигается за счет правильного соотношения групп культур в структуре посевных площадей, постоянного внесения на поля органики, дифференцированного подхода к выбору основной обработки почвы, использование комплекса агротехнических, биологических и химических методов борьбы с сорняками и вредителями.

Согласно новой концепции повышению плодородия и окультуривания почв должно послужить увеличение в севообороте доли культур фитомелиорантов, в частности люцерны, более полное использование удобрений, местной органики, а также внедрение в производство прогрессивных технологий их применения, внесения под сельскохозяйственные культуры оптимальных доз и соотношений удобрений, что является важным фактором биологизации земледелия.

В сбалансированном сельском хозяйстве решить проблему сохранения плодородия почвы, повышения продуктивности пашни и получения конкурентоспособной продукции не возможно без использования биологического азота, обеспечивающего снижение энергозатрат, экономию материальных ресурсов, уменьшение загрязнения окружающей, решающего в определенной степени проблему дефицита растительного белка

Таким образом, анализ полученных за две ротации севооборота данных позволяет заключить, что органическая система удобрений в условиях орошения позволяет получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур, не уступающие варианту с минеральной системой удобрений. Однако, доза навоза 80 т/га явно недостаточна т.к. оказывает только прямое действие, не обеспечивая должного последействия на последующие в севообороте культуры, а совместное использование навоза и запашка соломы позволяет экономить в 2 раза азотные, в 2,5 раза фосфорные и в 12,5 раз калийные удобрения, что ведет к существенному снижению себестоимости возделываемых культур севооборота, сохраняя при этом почвенное плодородие, и повышая продуктивность пашни.

Выводы.

1. Установлено, что длительное орошение дождеванием чернозема выщелоченного в Центральной зоне Краснодарского края привело к снижению гумуса в пахотном слое до 2,46-2,67 % и переуплотнение двухметрового слоя почвы. Плотность сложения в пахотном слое на 0,14-0,15 г/см3 превышает предельно допустимые для культур пределы, в пахотном на 0,24-0,27 г/см3. Отмечено подкисление почвы и снижение содержания кальция в ППК.

2. Система основной обработки почвы в травянопропашном севообороте оказала влияние на продуктивность возделываемых культур. Как в первой, так и во второй ротации севооборота на фоне минимализации основной отмечено снижение продуктивности культур в первой ротации на 4,2 %,во второй на 11,2%.

3. Органическая система удобрений на фоне глубоких отвальной и безотвальной обработок обеспечивает повышение продуктивности агроценоза в севообороте в первой ротации на 1,4%, во второй на 3,6%. По поверхностной системе обработки органическая система удобрений способствовала снижению урожайности культур во второй ротации на 12,7 %.

Литература

1. Василько В.П. Состояние плодородия пахотных земель на Кубани и пути его сохранения/ Василько В.П. Кравцов А.М., Загорулько А.В., Терпелец В.И. В сборнике: Научное обеспечение агропромышленного комплекса сборник статей по материалам 72-й научно-практической конференции преподавателей по итогам НИР за 2016 г. 2017. С. 8-9.

2. Василько В.П. Влияние основной обработки почвы на урожайность озимой пшеницы в центральной зоне Краснодарского края/ Василько В.П., Оганесян С.К., Кривичев Д.А. В сборнике: Научное обеспечение агропромышленного комплекса Сборник статей по материалам 71-й научно-практической конференции преподавателей по итогам НИР за 2015 год. 2016. С. 41-42.

3. Кравцов А.М. Агроэкологические основы технологии выращивания сахарной свеклы и озимой пшеницы в зернотравянопропашном севообороте на выщелоченном черноземы Западного Предкавказья/ А.М. Кравцов//Дис…. д-р с.-х. наук. - Краснодар, 2000. -515 с.

4. Тарасенко Б.И. Повышение плодородия почв Кубани.- Краснодар: Кн. изд- во, 1981.- 189 с.

5. Уваров Г.И. Изменения агрохимических свойств чернозема типичного при применении удобрений в длительном полевом опыте / Г.И. Уваров, А.П. Карабутов // Агрохимия. - 2012. - № 4. - С. 14-20.

Размещено на Allbest.ru