На базе Курганского НИИСХ – филиала ФГБНУ УрФАНИЦ УрО РАН проведена научно‑исследовательская работа по изучению систем обработки почвы в условиях центральной лесостепной зоны Зауралья. В зернопаровом, зерновом севооборотах и при бессменном возделывании пшеницы, изучались технологии производства зерна на базе трех систем обработки почвы: отвальной, минимальной и No-till. Проводилась защита почвы и растений от вредителей, болезней и сорняков химическими, биологическими и комбинированными методами.
Определялась численность и динамика микроорганизмов различных физиологических групп. Было установлено, что технология No-till по производству зерна яровой пшеницы незначительно уступает отвальной. В то же время трудозатраты снижаются на 13‑18%, экономия ГСМ составляет 34‑38%. Имеется преимущество No-till по сохранению влаги.
Контрастные климатические условия Зауралья являются естественной предпосылкой для перехода на бесплужные приемы обработки почвы, способствующие более рациональному использованию атмосферных осадков, почвенной влаги и производственных издержек.
«Пионерами» освоения безплужных влагосберегающих технологий в Курганской области, которая занимает основную территорию Зауралья, являются видные ученые-основатели Шадринского опытного поля (1924 г.) В. Н. Варгин, А. О. Чазов, В. К. Крутиховский. Для сохранения влаги при обработке почвы уже в 30‑е годы прошлого столетия здесь вместо дискового лущильника использовали четырехлемешник без отвала, в меньшей степени иссушающий верхний слой почвы. Позднее большой вклад в изучение и решение проблем сохранения влаги, улучшения плодородия Курганских полей внес Т. С. Мальцев. Разработанная им почвоохранная бесплужная технология, в которой глубокие безотвальные рыхления в разной степени сочетаются с мелкими мульчирующими обработками, нашла широкое применение не только в Зауралье, но и во многих регионах бывшего Советского Союза. Учитывая современную тенденцию земледелия – переход от глубоких отвальных обработок почвы к мелким и даже полный отказ от механических приемов – институт переориентировал земледельческую тематику исследований на всестороннее системное изучение приемов минимизации.
С 2008 г. серьезное внимание уделяется изучению и совершенствованию технологии без обработки почвы, адаптации ее к местным почвенно-климатическим условиям. Неотъемлемой составной частью разрабатываемых технологий без обработки является контроль состояния экосистемы. В конце каждой ротации четырехпольного зернопарового севооборота на фоне N40 и на делянках без удобрений проводится мониторинг почвенной биоты. В слое почвы 0‑20 см, определяется численность и динамика микроорганизмов различных физиологических групп, их реакция на обработку почвы, удобрения и гидротермические условия.
В 2014 и 2018 гг. анализ почвенных образцов проводили в лаборатории Всероссийского НИИ органических удобрений и торфа. С 2019 года почвенные и растительные образцы исследуются в биологической лаборатории института, которая оснащена необходимым оборудованием. Полевые исследования проводятся в центральной лесостепной зоне. Почва опытного участка – чернозем выщелоченный, среднесуглинистого гранулометрического состава с содержанием гумуса 4‑5,2% (по Тюрину), кислотность близка к нейтральной. Обеспеченность подвижными соединениями фосфора – средняя, обменного калия – высокая.
Стационарный опыт размещен на базе двух севооборотов: зернопарового (пар – пшеница – пшеница – пшеница) и зернового (горох – пшеница – зерновая кукуруза – пшеница), а также на вариантах бессменного возделывания пшеницы. В опыте изучается эффективность двух технологий. Первая предусматривает посев по стерне сеялкой культиватором СКП‑2,1, оборудованной стрельчатыми сошниками (минимальная), как технология, получившая наиболее широкое применение в хозяйствах Курганской области. Вторая-без обработки почвы (No-till), с использованием для посева сеялки СКП‑2,1, оборудованной узкими анкерными сошниками, минимально нарушающая стерневой покров и обеспечивающая надёжную глубину посева в необработанную и, зачастую, сухую почву. Контролем служит классическая технология, базирующаяся на отвальной обработке (22‑24 см) под все изучаемые культуры. На вариантах нулевой (без обработки) технологии усилили химическую нагрузку на пашню. В процессе подготовки химического пара применяются две обработки гербицидами
Ураган форте или Дефолт + препараты, содержащие сульфонилмочевину (Ларен и другие). За 5‑6 дней до посева культур почва обрабатывается общеистребительными гербицидами, а в период кущения пшеницы, независимо от технологии возделывания, проводится химическая прополка посевов баковой смесью, состоящей из гербицида «Элант премиум» или других препаратов (д. в. 2,4 Д) и противозлаковых (Пума супер 100 или Аксиал). На посевах гороха применяется гербицид Фюзилад, при появлении вредителей посевы гороха обрабатываются инсектицидами.
Азотные удобрения применяются на фоне средней обеспеченности P2O5 в дозах: в севооборотах 15, 30, 45, на вариантах пшеницы 20,40,60 кг д. в./га.
С целью оздоровления почвы от патогенной микрофлоры, восстановления полезной биоты и борьбы с болезнями с 2018 года в технологии без обработки начали изучать приёмы биологической защиты. Они включают:
— протравливание семян пшеницы химическими препаратами в комплексе с биофунгицидом Фитоспорин-АС;
— обработку пожнивных остатков весной до посева микробиологическим препаратом Стерня 12;
— применение в баковой смеси фитоспорина при обработке посевов гербицидами в фазу кущения и фунгицидами во время налива зерна.
Посев проводится в сроки, близкие к оптимальным для условий региона: горох – в первой декаде мая; пшеница и кукуруза – в третьей. Норма высева пшеницы на вариантах с технологией No-till составляет 4 млн всхожих зерен на гектар, на вариантах с минимальной и отвальной системами обработки – 5 млн/га, гороха – 1,5 млн/га, кукурузы – 70 тыс/га. На посев используются семена районированных, устойчивых к листостеблевым инфекциям, адаптированных к местным условиям сортов яровой пшеницы, селекции института – Терция или Зауралочка, гороха – районированного сорта Аксайский усатый 55, кукурузы раннеспелого гибрида – Кубанский 102 СВ. Уборка и учет урожая изучаемых культур производится комбайном Сампо‑500, оборудованным измельчителем соломы, равномерно распределяющим измельченную массу.
Результаты
По результатам исследований установлено преимущество нулевой технологии по влагообеспеченности почвы, особенно в годы с недостаточным увлажнением. В среднем по зернопаровому севообороту в метровом слое оно составило 25‑27 см перед глубоко обработанной почвой. За период исследований не наблюдалось серьезных проблем и с уплотнением выщелоченного среднесуглинистого чернозема. На вариантах минимальных и нулевых обработок, плотность почвы в слое 0‑30 см в засушливые годы увеличивалась до 1,29‑1,33 г/см3, во влажные – почва разуплотнялась до оптимальных значений, характерных для этого подтипа чернозема (таблица 1).
Таблица 1. Плотность пахатного горизонта (0‑30 см) выщелоченного среднесуглинистого чернозема в полях зернопарового севооборота в зависимости от системы обработки и гидротермических условий, г/см3, 2016, 2017 гг.
| Система
обработки почвы |
Пшеница по пару | Вторая пшеница | ||
| 2016
(засушливый) |
2017
(влажный) |
2016
(засушливый) |
2017
(влажный) |
|
| Традиционная
отвальная |
1,26 | 1,27 | 1,21 | 1,20 |
| Минимальная
6‑8 см |
1,29 | 1,27 | 1,31 | 1,26 |
| Без обработки | 1,33 | 1,30 | 1,26 | 1,21 |
Аналогичную динамику состояния выщелоченного чернозема в зависимости от степени увлажнения отмечают ученые Западной Сибири. Нашими исследованиями установлено, что более благоприятные условия для развития биоценоза почвы сложились на вариантах нулевой системы обработки. Здесь микробная биомасса в 2014 году увеличилась на 26% относительно вспашки. В 2018 году подтвердился факт, ранее установленный другими учеными в том, что активность микробиологических процессов усиливается на фоне азотных удобрений.
Главным критерием оценки эффективности систем обработки и в целом технологий является урожайность возделываемых культур и выход продукции с гектара пашни (таблица 2).
За последнюю ротацию зернопарового севооборота технология без обработки по урожайности пшеницы не уступала традиционной отвальной. В зерновом севообороте отмечается незначительное снижение урожайности яровой пшеницы по сравнению с пшеницей, возделываемой по традиционной отвальной вспашке. В то же время, показатель выхода зерна с гектара пашни в зерновом севообороте по изучаемым технологиям практически равный. Зернопаровой севооборот по выходу зерна значительно уступает зерновому. В зерновом севообороте высокий выход зерна с гектара обеспечивается за счет стабильно высокого урожая зерна раннеспелой кукурузы. Следует отметить, что под посев кукурузы применяется ленточная система обработки почвы (Strip-till).
Экономической оценкой установлено, что при возделывании культур по технологии No-till, трудовые затраты снижаются на 13‑18%, расход ГСМ на 34‑38%.
Таким образом, по результатам многолетних стационарных исследований можно заключить, что технология без обработки почвы в системе земледелия центральной лесостепной зоны Зауралья может занимать свою достойную нишу, при условии неукоснительно и точного выполнения современных технологических приемов защиты растений и почвы, в том числе биологических.
УДК 631.11:631.5
С. Д. Гилев, к. с.-х. наук, И. Н. Цымбаленко, к. с.-х. наук, А. Н. Копылов, к. с.-х. наук, В. П. Ефремов
ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук», г. Екатеринбург
Курганский НИИСХ – филиал ФГБНУ «УрФАНИЦ УрО РАН»
Курганская обл., Кетовский р-н, с. Садовое, ул. Ленина, 9
Тел.: (35231) 57‑3‑89; 57‑3‑54.
