CC BY
85
DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10702
УДК 631.58
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ
А. В. КИСЛОВ, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
А. П. ГЛИНУШКИН, доктор сельскохозяйственных наук, директор (e-mail: [email protected])
А. В. КАЩЕЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, агроном-экономист
Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии, ул. Институт, вл. 5, р.п. Большие Вяземы, Одинцовский р-н, Московская обл.,143050, Российская Федерация
Резюме. Исследований проводили в Оренбургской области в двух стационарных опытах: по минимализации обработки почвы (1988-2015 гг.) и экологизации севооборотов (1992-2015 гг.). При ежегодном разбрасывании соломы после уборки на поле содержание гумуса в южном черноземе за 17 лет по вспашке возросло с 4,43 до 5,0 %, при разноглубинной безотвальной обработке и прямом посеве - до 5,2 %, при мелком рыхлении на 10...12 см - до 5,4, что обеспечивало равновесную плотность 1,23.1,25 г/см3, оптимальную для зерновых культур. В первой ротации семипольного севооборота наибольшую урожайность в среднем обеспечила разноглубинная вспашка - 18,4 ц/га. При мелком рыхлении она была равна 18,0 ц/га, в варианте с прямым посевом - 16,3 ц/га. Во второй ротации разница между вспашкой и нулевой обработкой оставалась высокой - 1,8 ц/га, а в третьей и четвертой уже не превышала 10.20 кг/га. Затраты ГСМ на проведение мелкого осеннего рыхления в сочетании с посевом комбинированными сеялками составляют 13,2 л/га, труда - 0,4 чел.-ч/га; при прямом посеве по стерне - 7,2 л/га и 0,2 чел.-ч/га, а при традиционной технологии - соответственно 30,7л/га и 1,21 чел. •ч/га. Наибольшая урожайность зерновых в зернопа-ровых севооборотах отмечена при размещении озимых по пару: озимой ржи - 27,7 ц/га, озимой пшеницы - 18,2 ц/га. При посеве по пару гороха она составляла 16,8 ц/га, нута - 12,4 ц/га, яровой пшеницы мягкой - 12,5 ц/га, твердой - 9,5 ц/га. В качестве разделительных культур между зерновыми наиболее эффективны кукуруза на силос и зерно, сорго зерновое, горох, нут и просо. Чистый пар при 4.5 паровых обработках и 2 предпосевных культивациях под поздние яровые культуры (кукурузу, сорго, нут, просо, гречиху и суданскую траву) обеспечивают эффективную борьбу с сорняками в 5.6-польных севооборотах. Ключевые слова: биологизация земледелия, минима-лизация обработки почвы, экологизация севооборотов, интегрированная защита посевов, биологизированная система воспроизводства почвенного плодородия, ресурсосберегающие технологии возделывания. Для цитирования: Кислов А. В., Глинушкин А. П., Каще-ев А. В. Агроэкологические основы повышения устойчивости земледелия в степной зоне // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 7. С. 9-13. DOI: 10.24411/02352451-2018-10702.
В современных условиях острого недостатка внутренних ресурсов на техническое перевооружение и интенсификацию при постоянно растущих ценах на технику, ГСМ, удобрения и химические средства защиты растений наиболее актуальными становятся агроэкологические подходы к решению проблем в сельском хозяйстве. Концепция современного развития сельского хозяйства в стране, способная обеспечивать рентабельное ведение отрасли и выдерживать конкуренцию на внешнем и внутреннем рынках при в 2,5...3,0 раза меньшем биоклиматическом потенциале, по сравнению со странами Европы
и Америки, должна основываться на освоении экологически устойчивых севооборотов с набором наиболее экономически выгодных культур и регулируемым поступлением органического вещества в почву, а также малозатратных технологиях возделывания с минимализированными обработками почвы, биоло-гизированными системами удобрений и интегрированными приемами защиты растений [1, 2, 3].
Главным ограничивающим фактором развития земледелия в степной зоне нашей страны служит высокая засушливость климата с суммой осадков 300.450 мм в год. При этом хорошие агрофизические свойства черноземов, которые в России занимают 69,5 млн га, создают определенные преимущества для освоения ресурсосберегающих технологий с минимальной обработкой почвы и биологизированными способами воспроизводства ее плодородия.
В то же время в связи с ограниченным внесением органических и минеральных удобрений, развитием эрозионных процессов, плодородие черноземов продолжает падать, прежде всего, из-за дегумификации, а еще В. А. Ковда [4] отмечал, что за 100 лет, по сравнению с данными В. В. Докучаева, содержание гумуса в черноземах русской равнины уменьшилось вдвое. Аналогичные процессы отмечаются и в других зонах страны [5, 6, 7]. Среднегодовое снижение запасов гумуса в почвах Оренбургской области за последние 35...40 лет составило 1...1,5 % от исходного уровня, или 0,5...2 т/га в год [8, 9]. Поэтому одновременно с необходимостью сокращения затрат очень остро стоит проблема воспроизводства гумуса, как главного стабилизирующего фактора агрофизических свойств и главного условия для проведения минимальных обработок, что возможно лишь на основе биологизации земледелия.
Цель исследования состояла в разработке эффективных приемов минимализации обработки почвы на фоне внесения соломы и другой побочной продукции, а также высокопродуктивных севооборотов с включением наиболее урожайных культур с учетом их виляния на плодородие почвы по количеству органических остатков.
Условия, материалы и методы. Разработка элементов биологизированного сберегающего земледелия была начата в Оренбургском ГАУ в 1988 г. после не совсем оправдавшего надежды широкого освоения интенсивных технологий возделывания зерновых культур с внесением удобрений под запланированный урожай. Были заложены два стационарных опыта. В первом из них изучали 16 различных по интенсивности систем обработки почвы в течение четырех ротаций севооборотов: сначала в семипольном зернопаропропашном (1988-1996 гг.), затем в пятипольных зернопаровом (1996-2002 гг.), зернопаропропашном (2002-2007 гг.) и зернопаровом (2007-2012 гг.) с различным набором культур [9]. Изучали системы разноглубинной вспашки (контроль) с чередованием глубины обработки на 20.22, 23.25, 28.30 см; комбинированной (ежегодное чередование вспашки и безотвальной обработки)
и минимальной (мелкое рыхление на 10...12 см, в том числе ежегодно под все культуры в течение всех ротаций) систем обработки почвы, а также прямой посев зерновых по стерне, при котором дважды за 22 года в пару и под кукурузу проводили чизельное рыхление ПЧ-2,5 на 38.40 см с расстоянием между чизельными лапами 45 см. Всего в опыте изучали 16 различных по интенсивности систем обработки. Все исследования проводили на фоне ежегодного оставления измельченной соломы и другой малоценной в кормовом отношении побочной продукции после уборки в поле в качестве мульчи и удобрения. Направление обработки ежегодно меняли. Посевная площадь делянок составляла 30x30=900 м2, учетная - 100 м2, повторность 3-кратная во времени и 4-кратная в пространстве.
Во втором стационаре разработку экологических принципов организации севооборотов осуществляли с 1992 г. В первой ротации семи различных видов севооборотов с чистым и занятым паром, беспаровых, зернотравяным и травопольным изучали продуктивность разных зерновых, зернобобовых, масличных и кормовых культур и видов севооборотов, в том числе урожайность основной и побочной продукции, пожнивных и корневых остатков и их соотношение. Во второй ротации семи пятипольных севооборотов с чистым паром и посевом озимой пшеницы по пару изучали различный набор культур в третьем (нут, яровая пшеница, горох, кукуруза на силос, гречиха, сорго и просо) и пятом (ячмень, суданская трава
10.20 см - 1,23 г/см3, 20.30 см - 1,25 г/см3, что при средней удельной массе пахотного (0.30 см) слоя 2,60 г/см3 обеспечивало общую пористость 52 %. Поэтому даже при влажности, равной НВ, когда вода занимала 37,5 % объема пахотного слоя, пористость аэрации составляла 14,5 %, что обеспечивало достаточный воздушный режим для зерновых, зернобобовых культур и подсолнечника. Кукуруза, оптимальная плотность почвы для которой равна 1,20 г/см3, снижала урожай на минимальных фонах. Даже после ее уборки на силос почва не разуплотнялась при мелком рыхлении до оптимального состояния, лучшим способом обработки под яровую пшеницу после этого предшественника была вспашка.
Определение границ оптимальной средней плотности почвы, в пределах которых культуры не снижали своей урожайности, показало, что верхний слой 0.10 см всегда оставался рыхлым даже при прямом посеве по стерне. Аналогичные результаты были получены, например, Кемеровской области, где в слое почвы 0.20 см сложение почвы по всем системам обработки характеризовалось как рыхлое. Уплотнение почвы выше оптимального (до 1,51 г/см3) при минимальной и нулевой системах обработки отмечали со слоя 40.60 см [10]. Обращает на себя внимание более высокая разница оптимальных значений между минимумом и максимумом для ячменя (см. табл.), что свидетельствует о высокой толерантности этой культуры, и подсолнечника, обладающего мощной стержневой корневой системой.
Таблица. Плотность чернозема южного для различных сельскохозяйственных культур, г/см
Культура Слой почвы, см
10. .20 20. .30
минимальная максимальная минимальная максимальная
Озимая рожь 1,12 1,22 1,15 1,23
Озимая пшеница 1,13 1,24 1,20 1,24
Яровая пшеница твердая 1,14 1,22 1,19 1,25
Яровая пшеница мягкая 1,14 1,23 1,18 1,24
Ячмень 1,14 1,23 1,22 1,27
Просо 1,16 1,20 1,19 1,22
Кукуруза 1,17 1,20 1,15 1,20
Нут 1,12 1,20 1,20 1,24
Подсолнечник 1,17 1,24 1,27 1,29
на сено и семена, гречиха, овес, яровая пшеница и подсолнечник) полях, а также способы заделки соломы вспашкой и дискатором с азотом и без азота. В третьей и четвертой ротациях сравнивали различные озимые (рожь, пшеницу, тритикале) и яровые (пшеница мягкая и твердая) зерновые, а также зернобобовые культуры (горох, нут, соя) по пару, их влияние на плодородие почвы и фитосанитарное состояние посевов при ежегодном оставлении соломы. Посевные площади делянок составляли 11,2x45 м, учетная - 100 м2. Повторение 4-кратное в пространстве и 3-кратное во времени.
Наблюдения за влиянием различных способов обработки на степень распространения и вредоносность инфекционных болезней проводили в посевах яровой мягкой пшеницы после озимой ржи по пару.
Результаты и обсуждение. В результате проведенных исследований установлено влияние длительной минимализации обработки почвы на агрофизические, биологические и агрохимические показатели плодородия черноземов южных. При исходном содержании гумуса 4,43 % на многолетних «нулевых» фонах весной их равновесная плотность сложения в слое в 0.10 см составляла 1,10 г/см3,
На обыкновенных черноземах показатели плотности были ниже (1,22.1,24 г/см3), что соответствует оптимальному для зерновых культур уровню. Подсолнечник благодаря стержневой корневой системе переносит уплотнение до 1,27 г/см3.
Минимализация обработки почвы путем мелкого рыхления на 10.12 см и даже нулевая обработка, когда рыхление происходит только во время сева стерневыми сеялками на 6.8 см, способствуют повышению количества структурных агрегатов в нижних горизонтах до 83.87 %, а коэффициента структурности - до 4,6.6,7 %, против 3,1 % по вспашке.
Коэффициент структурности при посеве комбинированными агрегатами СЗС-2,1 и АУП-18.05 повышался, в сравнении с использованием сеялки С3-3,6 и раздельным проведением предпосевной культивации, посева и прикатывания с 5,1 до 5,4. Все безотвальные способы обработки обеспечивали, в сравнении со вспашкой, меньший на 12,2.37,2 % уровень засоренности малолетними сорняками в паровых звеньях, благодаря оставлению на поверхности очищенного от сорняков в пару верхнего слоя почвы. При этом засоренность многолетними сорняками в конце севооборота возрастала в 1,2...2,3 раза.
Наибольший вред посевам наносила бурая ржавчина в увлажненном году при выпадении за май - июль 185 мм осадков при норме 121 мм. При этом в фазе цветения наблюдали 100 %-ное распространение заболевания и 55...77 %-ное развитие по вариантам обработки. Недобор урожая при нулевой обработке составил 18,0 %, при безотвальном рыхлениях на 10.12 и 20.22 см соответственно 19,2 и 19,0 %, по вспашке - 21,4 %. На развитие корневой гнили значительное влияние оказывают негумифи-цированные пожнивные остатки и солома, поэтому наибольшее их распространение и развитие отмечали при плоскорезном рыхлении на 20.22 см - 35,7 и 18,0 % соответственно, при мелком на 10.12 см -32,4 и 16,2 %, наименьшее - после вспашки - 28,9 и 16,6 % [5].
Известно, что один из лучших предшественников, обеспечивающих оптимизацию фитосанитарного состояния агроценозов и снижение почвоутомляемо-сти - чистый пар[11]. В наших опытах севообороты с чистым паром и посевом озимых благодаря паровым обработкам и высокой конкурентной способности озимых в борьбе с сорняками способствуют снижению засоренности ниже экономического порога вредоносности в паровом звене, что можно усилить посевом поздних яровых культур в середине и в конце зернопаровых севооборотов с двумя, как правило, предпосевными культивациями (суданская трава, кукуруза, сорго, просо, гречиха и даже подсолнечник).
Минимальная обработка почвы приводила к уменьшению микробиологической активности почвы в нижних горизонтах. По вспашке самую высокую численность сапрофитных, целлюлозоразрушающих бактерий, микроскопических грибов и азотобактера наблюдали в более увлажненном горизонте 10.20 см, а на безотвальных фонах - в верхнем (0.10 см) слое, где концентрировались растительные остатки. В нижнем (20.30 см) слое численность микроорганизмов на мелком и нулевом фонах сокращалась, по сравнению с верхним, в 3 раза, что объясняется плохой аэрацией почвы и отсутствием ее перемешивания. Снижение общей численности микроорганизмов и дифференциацию их по горизонтам пахотного слоя при обработке без оборота пласта отмечают как недостаток и другие исследователи [12, 13].
Длительная минимализация обработки в сочетании с ежегодным оставлением соломы сопровождалась повышением содержания гумуса, которое при исходной величине этого показателя в среднем по пахотному (0.30 см) слою 4,43 % через 17 лет повысилось при ежегодной вспашке до 5,0 %, разноглубинной безотвальной - до 5,2, мелком рыхлении - до 5,4 % и при нулевой обработке - до 5,2 %. Снижение темпов минерализации гумуса и, наоборот, увеличение гумификации при минимализации обработки отмечают и другие авторы [6, 14, 15].
При этом содержание подвижных форм фосфора, щелочногидролизуемого азота и калия оставалось низким с небольшими колебаниями по способам обработки. Таким образом, биологические системы удобрений не отменяют необходимости внесения минеральных удобрений, но уже по выходу с основной продукцией, что сокращает потребность в удобрениях на планируемый урожай на 30.40 %.
Все бесплужные способы обработки почвы обеспечивали меньший, по сравнению со вспашкой, на
12,2...37,2 % уровень засоренности малолетними сорняками в паровых звеньях и в 1,2...2,3 раза больший многолетними в конце севооборота.
Безотвальные способы обработки почвы плугами со стойками СибИМЭ, КПГ-250 и ПЧ- 2,5 обеспечивали сохранность стерни на уровне соответственно 78,4, 81,8 и 70,0 %. Закрытие влаги игольчатыми боронами снижало количество стерневых остатков до 40.45 %, культивация - до 30.33 %. Применение безплужных способов обработки под ячмень в сочетании с посевом СЗС-2,1 снижало эродированность почвы с 84,2 г/м2 за 5 мин. при вспашке до 11,6 г/м2 на нулевом фоне, 26,7 г/м2 при мелком рыхлении и 44,6 г/м2 при безотвальном рыхлении.
В первой ротации зернопаропропашного севооборота наибольшая урожайность зерновых культур -18,4 ц/га в среднем за ротацию отмечена по разноглубинной вспашке и комбинированной (чередование вспашки и безотвального рыхления) обработке. Прямой посев приводил к снижению величины этого показателя до 16,3 ц/га, но при замене нулевой обработки мелким рыхлением на 10.12 см разница с контролем составила всего 40 кг/га.
Затраты ГСМ на проведение осенней минимальной обработки в сочетании с посевом комбинированными стерневыми сеялками (СЗС-2,1, СЗТС-2 «Стрела», АУП-18,05, ПК-8 «Кузбасс» и др.) составили 13,2 л/га, труда - 0,4 чел.-ч/га, при прямом посеве по стерне - 7,2 л/га и 0,20 чел.-ч/га. В варианте с традиционной технологией и раздельным проведением осенней вспашки предпосевной культивации, посева и прикатывания расход ГСМ увеличивался до 30,7 л/ га, затраты труда - до 1,21 чел.-ч/га, а общие затраты возрастали более чем в 2 раза.
Во второй ротации в зернопаровом севообороте преимущество в урожайности зерновых, по-прежнему, оставалось за разноглубинной вспашкой, разница, по сравнению с прямым посевом по стерне, составила 1,8 ц/га, а вариант с ежегодным мелким рыхлением уступал всего 20 кг/га. В третьей ротации разница в урожайности между этими системами обработки почвы сократилась до 16.20 кг, в среднем за ротацию она составила соответственно - 15,3, 15,1 и 15,2 ц/га. В четвертой ротации средние показатели урожайности по вариантам систем были аналогичными - 18,2, 18,1 и 17,9 ц/га.
Таким образом, сближение уровня урожайности в вариантах с длительным применением минимальных обработок (вплоть до полного отказа от них) в сочетании с ежегодным оставлением соломы в поверхностном слое в качестве мульчи с величинами этого показателя при разноглубинной вспашке свидетельствует о перспективности применения ресурсосберегающих технологий в степной зоне. Главное условие для перехода к энерго- и ресурсосберегающим технологиям - освоение короткорота-ционных севооборотов (5.6 полей) с чистым паром и максимальным использованием биологических способов воспроизводства органического вещества и гумуса в почве, обеспечивающих хорошие агрофизические свойства черноземов и возможность применения минимальных технологий обработки почвы благодаря разуплотнению ее до оптимальных значений в результате сохранения гумуса на достаточном уровне.
В почвозащитном энергосберегающем земледелии степных районов в решении вопросов воспро-
изводства почвенного плодородия,усиления почвозащитных и фитосанитарных функций, обеспечения ресурсосбережения и устойчивости производства зерна и другой продукции возрастает роль севооборота. Поэтому во втором стационарном опыте в годы первой ротации изучали сравнительную продуктивность культур по полям и в целом эффективность севооборотов с чистым и занятым паром, беспаровыми, а также травопольном, самая высокая урожайность зерновых (17,6 ц/га) отмечена в 5-польном зерно-паровом севообороте с посевом озимых по чистому пару, при увеличении числа полей до 8, величина этого показателя снижалась до 12,0 ц/га. Близкая урожайность зерновых была получена и в севооборотах с занятым паром - 12,2.13,9 ц/га. Исключение составляли севообороты с посевом кукурузы и сорго на зерно, в которых средняя урожайность достигала 17,2 ц/га благодаря высокой продуктивности этих культур, но себестоимость повышалась на 21,5 %, а затраты труда - на 11 %. Поэтому в хозяйствах зерновой специализации рекомендуется 5-6-польные севообороты с чистым паром и посевом озимых.
Во второй ротации было установлено, что при внесении азота солому лучше заделывать в более глубокие слои путем вспашки, а без азота смешивать с поверхностным более активным слоем почвы, под зернобобовые и после них азот можно не вносить.
В годы третьей и четвертой ротаций было выявлено, что при невозможности посева озимых по пару из-за пересушивания верхнего слоя почвы, весной лучше высевать вместо яровой пшеницы горох и сою, культуры со стержневой корневой системой, которые не снижают урожай при отсутствии осадков в начале вегетации в период кущения яровой пшеницы.
По урожайности зерна при размещении по пару культуры можно расположить в следующей последовательности: озимая рожь - 27,7 ц/га, озимая пшеница - 18,2 ц/га, горох - 16,8 ц/га, яровая пшеница мягкая - 12,5 ц/га, твердая - 9,2 ц/га и нут - 12,4 ц/га. В четвертом поле после яровой пшеницы в конце паровых звеньев наиболее урожайной была кукуруза на зерно - 24,6 ц/га, затем овес - 11,8 ц/га, просо - 14,4 ц/га, горох - 12,9 ц/га, нут - 10,5 ц/га и на последнем месте гречиха - 4,1 ц/га [16].
Оценка культур и севооборотов по воспроизводству органического вещества в почве позволила заключить следующее: с соломой и растительными остатками озимая пшеница в почву поставляет 9,7.13,9 т/га органического вещества, что достаточно для воспроизводства 1,41.1,85 т/га гумуса, 43,0.56,5 кг/га азота, 11,4.14,2 кг/га фосфора и 48,1.63,1 кг/га калия [9];
после уборки яровых культур наибольшее количество органического вещества поступает от подсолнечника и гречихи - 6,2.7,7 и 5,1.6,6 т/га соответственно, значительно меньше после нута — 2,52.3,77 т/га. При запашке соломы яровой пшеницы, нута, гороха, гречихи, стеблей и корзинок подсолнечника в почву возвращается соответственно 12,1.14,6, 7,9.10,2, 18,7.24,5, 13,4.16,5 и 15,0.17,1 кг/га азота; от 2,1 до 4,5 кг/га фосфора и от 13,6.16,3 кг/га у яровой пшеницы до 36,1.44,2 кг/га у гречихи калия [9];
среди кормовых культур, продукцию которых полностью вывозят с поля, лучшие показатели по накоплению пожнивных и корневых остатков отмечены у кукурузы на силос — 3,27.3,57 т/га, затем у
суданской травы и сорго, замыкают этот ряд ячмень и овес при использовании соломы на кормовые цели -
I,73.1,90 и 1,34.1,81 т/га соответственно; несмотря на значительные потери за время парования, заделка в почву побочной продукции вместе с пожнивными и корневыми остатками обеспечивает положительный баланс гумуса в конце пятипольных севооборотов. В среднем по всем севооборотам замена вспашки мелким рыхлением увеличила количество новообразованного гумуса с 1,87 до 2,84 т/га, а внесение азота с соломой повысило его воспроизводство на вспашке с 1,87 до 5,51 т/га, на минимальной обработке - с 2,84 до 5,98 т/га.
При этом необходимо лишь компенсировать вынос макроэлементов - азота, фосфора и калия с основной продукцией, а чистый пар и плодосмен позволяет во многом контролировать фитосанитарное состояние посевов агротехническими методами.
Выводы. Проведенные исследования позволяют сформулировать следующие агроэкологические принципы повышения устойчивости земледелия в степной зоне.
При совершенствовании севооборотов важно учитывать не только урожайность и экономическую эффективность культур, но и их влияние как предшественников на фитосанитарное состояние посевов и плодородие почвы по количеству оставляемых после уборки органических остатков:
зерновые наиболее целесообразно выращивать в 5.6-польных севооборотах с чистым паром и посевом озимых ржи и пшеницы по пару, при невозможности посева озимых весной вместо обычно высеваемой яровой пшеницы лучше размещать по пару горох, который благодаря стержневой корневой системе, лучше переносит отсутствие осадков в начале вегетации, необходимых яровой пшенице для кущения. Кроме того, благодаря богатым азотом органическим остаткам, он обеспечивает прибавку урожая как предшественник;
среди разделительных культур между зерновыми после парового звена наиболее эффективны кукуруза на силос и зерно, зерновое сорго, горох, нут и просо;
Агротехнические приемы борьбы с сорняками включают:
освоение короткоротационных севооборотов с чистым паром, в которых положительное последействие пара наблюдается в течение 4.5 лет;
возделывание в севообороте культур из разных семейств и позднего срока сева, требующего проведения 2-х предпосевных обработок для борьбы с сорняками (просо, гречиха, кукуруза, сорго, нут, подсолнечник);
негумифицированные пожнивные остатки и солома повышают распространение и развитие корневой гнили в посевах яровой пшеницы с 28,9 и 14,6 % по вспашке до 35,7 и 18,0 % при плоскорезном рыхлении на 20.22 см соответственно.
Оставление соломы и другой малоценной побочной продукции сокращает потребность в минеральных удобрениях на компенсацию выноса питательных веществ с урожаем и способствует воспроизводству гумуса:
с соломой и послеуборочными остатками озимой пшеницы в почву поступает 43,0...56,5 кг/га азота,
II,40 - 14,2 кг/га фосфора и 48,1 - 63,1 кг/га калия, 9,7.13,9 т/га органического вещества, которого с
учетом общепринятых коэффициентов гумификации достаточно для воспроизводства 1,41.1,85 т/ га гумуса;
среди яровых культур наибольшее количество органического вещества остается после подсолнечника и гречихи - 6,2.7,7 и 5,1.6,6 кг/га.
В освоенных зернопаровых и зернопаропропаш-ных севооборотах при внесении побочной продукции в почву в качестве удобрения создаются условия для ресурсосберегающих технологий на основе минима-лизация обработки и применения высокопроизводительных комбинированных машин:
при содержании гумуса более 4 % черноземы способны к разуплотнению, обеспечивающему равновесную плотность на уровне 1,23.1,25 г/см3, при которой формируется достаточная для зерновых
культур пористость аэрации даже при влажности, равной НВ;
разница урожайности зерновых между вариантами с разноглубинной вспашкой и прямым посевом уменьшилась с 1,8.2,0 ц/га в первой и второй ротации семипольного зернопаропропашногосевооборота до 0,1.0,2 ц/га в третьей и четвертой. При этом урожайность на фоне осеннего мелкого рыхления на 10.12 см была ниже, чем по разноглубинной вспашке в первой ротации на 40 кг/га, во второй и последующих - на 10.20 кг/га;
содержание гумуса благодаря ежегодному внесению соломы через 17 лет повысилось по вспашке с 4,43 % до 5,0 %, при разноглубинном безотвальном рыхлении и на нулевом фоне - до 5,2 %, при мелком рыхлении на 10.12 см - до 5,4 %.
Литература.
1. Чекмарев П.А., Сорокин И.Б., Катаев М.Ю. Агроэкологическое состояния пахотных земель Томской области и перспективы применения методов дистанционного зондирования земли // Земледелие. 2017. № 5. С. 7-10.
2. Ермакова Л.И., Новиков М.Н. Продуктивность биологизированной системы удобрения в полевом севообороте на легких почвах//Владимирский земледелец. 2017. № 2 (80). С. 15-16.
3. Шрамко Н.В., Вихорева Г.В. Пути совершенствования гумуссированности и продуктивности дерново-подзолистых почв Верхневолжья // Владимирский земледелец. 2017. № 2 (80). С. 8-10.
4. Ковда А. В. Прошлое и будущее чернозема // Русский чернозем: 100 лет после В. В. Докучаева. М.: Наука, 1983. 302 с.
5. Кислов А. В. Биологизация земледелия и ресурсосберегающие технологии в адаптивно-ландшафтных системах степной зоны Южного Урала: монография. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2012. 268 с.
6. Казаков Г. И. Обработка почвы в Среднем Поволжье: монография. Самара: Самарская государственная сельскохозяйственная академия, 2008. 251 с.
7. Чекмарев П.А., Обущенко С.В. Мониторинг плодородия почв Самарской области // Земледелие. 2016. № 8. С. 12-15.
8. Максютов Н. А. Биологическое и ресурсосберегающее земледелие в степной зоне Южного Урала. Оренбург: Печатный дом «Димур», 2004. 203 с.
9. Кислов А. В. Биологизация и проектирование адаптивноландшафтных систем земледелия в степной зоне Южного Урала. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2015. 290 с.
10. Гребенникова В.В., Чуманова Н.Н. Оценка изменения агрофизических и гидрологических свойств чернозема выщелоченного при различных системах обработки почвы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2013. № 8 (106). С. 35-39.
11. Чуманова Н. Н. Оценка влияния предшественников на сорный компонент агрофитоценоза // Вестник Кемеровского государственного сельскохозяйственного института. 2014. № 5. С. 78-83.
12. Сдобников С. С. Обработка почв и питание растений //Земледелие. 1980. № 2. С. 18-21.
13. Ermig D., Hoffman В. Wenn der Asker gut in Schluss ist// Bauer Echo. 1982. 241 p.
14. Кирюшин В. И. Экологические основы проектирования сельскохозяйственных ландшафтов. СПб.: ООО «Квадро», 2018. 568 с.
15. Корчагин В. А. Концепция формирования современных ресурсосберегающих технологических комплексов возделывания зерновых культур в Среднем Поволжье. изд. 2-е, перераб. Самара: Самар. НИИСХ, 2008. 87 с.
16. Сравнительная продуктивность культур по пару в степной зоне Южного Урала / А. В. Кислов, А. В. Кащеев, В. Н. Диденко и др. // Известия Оренбургского государственного университета. 2013. № 3. С. 48-50.
AGROECOLOGICAL BASIS FOR AN INCREASE IN THE FARMING STABILITY IN THE STEPPE ZONE
A. V. Kislov, A. P. Glinushkin, A. V. Kashcheev
All-Russian Research Institute of Phytopathology, ul. Institut, vl. 5, r.p. Bol'shie Vyazemy, Odintsovskii r-n, Moskovskaya obl.,143050, Russian Federation
Abstract. The investigations were carried out in Orenburg region in two stationary experiments: on the minimization of soil cultivation (1988-2015) and on ecologization of crop rotations (1992-2015). With an annual distribution of straw on a field after harvesting during 17 years the humus content in the south chernozem increased from 4.43 to 5.0% in the case of ploughing, to 5.2% in the case of nonmoldboard treatment at different depth and direct seeding, and to 5.4% in the case of shallow loosening at 10-12 cm. It provided for an equilibrium density of 1.23-1.25 g/cm3, which is optimal for cereals. In the first rotation of a seven-field crop rotation, ploughing ensured the best average yield - 1.84 t/ha. In the case of shallow loosening it was equal to 1.80 t/ ha, and in the variant with direct seeding it was 1.63 t/ha. In the second rotation the difference between ploughing and no-till was high - 0.18 t/ha, whereas in the third and fourth rotations it did not exceed 10-20 kg. The cost of fuel for small autumn loosening in combination with sowing by combined seeders is 13.2 L/ha, of labour - 0.40 man-hours/ha; for direct stubbling-in these costs were 7.2 L/ha and 0.20 man-hours/ha, and at traditional technology they were 30.7 L/ha and 1.21 man-hours/ha. The highest yield of cereals was obtained in grain-fallow crop rotations with the distribution of winter crops after a fallow field: for winter rye it was 2.77 t/ha, for winter wheat - 1.82 t/ha. In the case of distribution of other crops after the fallow their productivity was the following: pea - 1.68 t/ha, chick-pea - 1.24 t/ha, spring soft wheat - 1.25 t/ha, spring durum wheat - 0.95 t/ha. Corn for silage and grain, grain sorghum, pea, chick-pea and millet are the most effective as separating crops for cereals. Bare fallow with 4-5 fallow cultivations and 2 presowing treatments for late spring crops (corn, sorghum, chick-pea, millet, buckwheat, Sudan grass) effectively controls weeds in 5-6-field crop rotations.
Keywords: biologization of agriculture; minimization of soil cultivation; ecologization of crop rotations; integrated crop protection; biologized system of soil fertility reproduction; resource-saving technologies of cultivation.
Author Details: A. V. Kislov, D. Sc. (Agr.), leading research fellow; A. P. Glinushkin, D. Sc. (Agr.), director (e-mail: [email protected]); A. V. Kashcheev, Cand. Sc. (Agr.), agronomist-economist.
For citation: Kislov A. V., Glinushkin A. P., Kashcheev A. V. Agroecological Basis for an Increase in the Farming Stability in the Steppe Zone. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2018. Vol. 32. No. 7. Pp. 9-13 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10702.
