CC BY
49
ОБРАБОТКА ПОЧВЫ
&-
УДК 631.445.24:631 .51:631.8:631 .452
Обработка и окультуривание залежных земель в Центральном Нечерноземье
Посвящается памяти академика РАСХН А.И. Пупонина
Н.С. МАТЮК, доктор сельскохозяйственных наук
A.Я. РАССАДИН,
B.Д. ПОЛИН, кандидаты сельскохозяйственных наук
C.С. СОЛДАТОВА, ведущий инженер
РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева E-mail: zem@timacad. ru
Изучены различные способы обработки дерново-подзолистых почв, позволяющие максимально эффективно и с наименьшими затратами ввести в Нечерноземной зоне в сельскохояйственный оборот залежные земли.
Ключевые слова: обработка почвы, минеральные удобрения, залежные земли.
Важнейшим резервом увеличения производства зерна, кормов и другой продукции растениеводства является освоение и окультуривание залежных земель, площади которых в России составляют более 30 млн га. Они заняты малопродуктивными сенокосами, пастбищами, зарастают сорняками, древесной и кустарниковой растительностью. Освоение таких земель, ранее находящихся под пашней и обладающих хорошим потенциальным плодородием, может обеспечить получение здесь зерновых - 4,0-4,5 т/га, картофеля - 35-40 т/га, сена многолетних бобовых и бобово-злаковых трав -7-8 т/га. Министерство сельского хозяйства РФ планирует осваивать и
вводить в пашню ежегодно 300 тыс. га таких земель. Освоение их важно проводить крупными массивами, чтобы эффективнее использовать современную широкозахватную высокопроизводительную технику нового поколения с СРЭ-навигацией, обеспечивающей широкое внедрение в сельскохозяйственное производство систем или отдельных элементов точного земледелия.
В Нечерноземной зоне оптимальными сроками освоения таких земель являются весенне-летний, за один-два месяца до сева озимых культур, и осенний, в период проведения зяблевой обработки почвы под яровые культуры будущего года.
При освоении залежных земель необходимо помнить, что дерново-подзолистые почвы разной степени оподзоленности бедны органическим веществом, имеют маломощный гумусовый горизонт, и разовая глубокая вспашка без внесения рассчитанных на планируемую урожайность доз удобрений может привести к
о
сч
0)
S Ц
а Ч
ф ц
г 0) и
Исполнилось 70 лет со дня рождения академика РАСХН А.И. Пупонина
(1940-2000)
18 марта 2010 г. исполнилось 70 лет со дня рождения известного ученого в области земледелия, крупного организатора аграрной науки и высшего сельскохозяйственного образования, академика РАСХН Анатолия Ивановича Пу-понина.
Большая часть жизни и творческой деятельности Анатолия Ивановича была связана с ведущим аграрным вузом страны -Московской сельскохозяйственной академией им. К.А. Тимирязева, которую он окончил в 1963 г., получив диплом агронома, и в стенах которой прошел путь от ассис-
тента до ректора. Хороший организатор и талантливый исследователь, А.И. Пупонин умел фундаментальные разработки, полученные в длительных стационарных опытах МСХА, поставить на службу сельскохозяйственному производству. С его именем связана разработка критериев и моделей плодородия адаптивно-ландшафтных систем земледелия для Центрального района Нечерноземной зоны России, а также долевого участия отдельных звеньев в формировании высокопродуктивных аг-рофитоценозов, что стало основой ресурсосберегающих агротехнологий и систем точного земледелия. Большое значение он придавал проблеме техногенной деградации почв и разработке комплекса организационно-хозяйственных, технических и агрономических приемов снижения переуплотнения пахотного и подпахотного слоев при работе сельскохозяйственной техники в технологическом цикле. Под руководством А.И. Пупонина по этой проблеме про-
ведены глубокие исследования и разработаны практические рекомендации.
Существенный вклад ученый внес в разработку центральной проблемы функционирования АПК -воспроизводство и управление плодородием дерново-подзолистых почв в различных агроэкосистемах. Важное место в его работе занимали также вопросы биологизации и экологизации в современных аг-ротехнологиях возделывания полевых культур. А.И. Пупонин - автор более ISO научных трудов, в том числе S монографий и 10 учебников. Многие его работы изданы за рубежом.
Память об Анатолии Ивановиче Пупонине хранится в сердцах всех, кто сотрудничал с этим талантливым организатором, видным ученым и педагогом.
Ректорат РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева
снижению содержания гумуса.
Выбор способа обработки залежных земель зависит от гранулометрического состава почвы, мощности гумусового слоя и дернины, а также видового состава сорняков. На необрабатываемых длительное время землях чаще всего преобладают корневищные и корнеотпрысковые сорняки, против которых эффективен отвальный способ обработки с предварительным измельчением дернины. Такие земли с почвами тяжелого гранулометрического состава дважды дискуют в продольном и поперечном направлениях на глубину 8-10 и 10-12 см с помощью тяжелых дисковых борон БДТ-7, БДТ-10. Измельчение дернины ускоряет процесс ее разложения, а также способствует прорастанию семян и вегетативных органов сорняков. Кислые почвы одновременно известкуют, вносят фосфорные и калийные удобрения с учетом планируемого урожая. При массовом отрастании сорняков проводят вспашку плугами с предплужниками и винтовыми отвалами. В этих целях используют оборотные плуги (nOH-S-40, ПОН-7-40) или комбинированные пахотные агрегаты АКП-6, АПУ-6Д Циркон 7/3003 и др. Для лучшей заделки дернины предплужники устанавливают на глубину 10-12 см, превышающую мощность дернины.
При выборе срока основной обработки важно не допускать иссушения почвы до вспашки, иначе это приводит к большей глыбистости поверхности поля и потребует дополнительных механических обработок при подготовке почвы к посеву озимых зерновых культур.
Почвы легкого и среднесуглинис-того гранулометрического состава, подстилаемые рыхлыми почвообра-зующими породами, пашут без предварительного дискования плугами с винтовыми отвалами, оборудованными дисковыми ножами. При этом полный оборот пласта на 180° обеспечивает хорошую заделку дернины, семян и вегетативных органов размножения сорняков, тормозит отрастание и ускоряет отмирание дернины.
Последующую разделку пластов осуществляют дискаторами БДМ-8х4П, БДМ-4х4, Циркон-10, паровыми культиваторами с одновременным выравниванием и прикатыванием почвы КПС-8, КТС-10-1, Смагард-10. Обработку почвы ведут в поперечном направлении по отношению к вспашке и каждой последующей об-
работке, что создает хорошую вырав-ненность поверхности и однородность сложения, позволяет создать мелкокомковатый рыхлый посевной слой, обеспечивающий одновременность появления всходов.
В последующие 2-3 года обработку почвы ведут на небольшую глубину, не затрагивая заделанную при вспашке дернину. Минеральные удобрения и известь вносят после вспашки пласта, перемешивая их с почвой верхнего слоя. Применение такой технологии освоения залежных земель в учхозе «Дружба» Ярославской области позволило получать ежегодно урожай зерна озимой пшеницы на уровне 4,5-4,8 т/га.
Рекомендации по дальнейшему повышению уровня плодородия, введенных в сельскохозяйственный оборот залежных земель, базируются на результатах исследований, проведенных кафедрой земледелия и методики опытного дела в трехфакторном длительном полевом стационарном опыте.
В учхозе «Михайловское» Московской области в 1969-2007 гг. при изучении приемов окультуривания дерново-подзолистых почв применялись следующие системы обработки: 1) отвальная - лущение на 810 см, вспашка на 20-22 см, ранне-весеннее боронование в два следа, предпосевная культивация с боронованием на 8-10 см, обработка РВК-3,6 под зерновые культуры, перепашка зяби на 14-16 см с боронованием под пропашные; 2) минимальная ресурсосберегающая - лущение на 8-10 см, ранневесеннее боронование в два следа, предпосевное фрезерование на 8-10 см под зерновые и на 14-16 см - под пропашные; 3) отвально-дисковая - лущение на 8-10 см, вспашка на 20-22 см один раз в три года, ранневесен-нее боронование в два следа, предпосевная культивация с боронованием, обработка РВК-3,6 под зерновые культуры, перепашка на 14-16 см под пропашные.
Эффективность этих систем оценивали на трех фонах питания: естественном (без удобрений), минеральном (N110P95K110) и органомине-ральном (навоз, 13,8 т/га в год + N110P95K„0 или солома, 2,8 т/га в год + та же доза NPK). Исследования проводили в зернопропашном севообороте со следующим чередованием культур: викоовсянная смесь -озимая пшеница - ячмень - картофель - ячмень - овес. Почву известковали по полной гидролитической
кислотности один раз в шесть лет.
Установлено, что разноглубинная обработка, минеральные удобрения и известкование положительно изменяют и оптимизируют свойства и состояние почвенного поглощающего комплекса дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы. Длительное применение органических и минеральных удобрений (в среднем в зернопропашном севообороте ежегодно вносили на 1 га N110P95K110 и 13,8 т навоза) позволяет поддерживать гидролитическую кислотность пахотного слоя на уровне оптимальных значений (1,3-2,4 мг-экв/100 г почвы). Системы обработки почвы не оказывали значительного влияния на этот показатель.
Важнейшими показателями уровня окультуренности и плодородия почвы являются сумма обменных оснований и степень насыщенности почвы основаниями. Оптимальные значения этих величин для дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы - соответственно 8-12 мг-экв/100 г и 80-90 %. По результатам 36-летних исследований установлено, что наиболее эффективно влияло на эти показатели совместное внесение минеральных и органических удобрений под культуры зернопро-пашного севооборота, а также ежегодная вспашка.
Уменьшение глубины и интенсивности механической обработки дерново-подзолистой среднесуглинис-той почвы в зернопропашном севообороте на фоне периодического известкования и применения удобрений не ухудшало агрохимических показателей плодородия.
С механической обработкой почвы связаны доступность для растений питательных веществ и их распределение в верхней части почвенного профиля. Длительное применение приемов минимальной обработки приводит к резкой дифференциации корнеобитаемого слоя по содержанию гумуса и доступных питательных веществ, в первую очередь подвижного фосфора и обменного калия. За 36-летний период наиболее высокие ежегодные темпы накопления органического вещества при разных фонах питания отмеча- " лись при минимальной ресурсосбе- | регающей системе обработки (760- g 950 кг/га), что связано со снижени- | ем темпов минерализации раститель- s ных остатков, соломы и навоза как в z течение летне-осеннего, так и веге- R тационного периодов (табл.). Сниже- р ние темпов накопления гумуса до 2
о
Изменение запасов гумуса (т/га) в слое почвы 0-30 см за 36 лет при разных системах
обработки почвы и удобрений
Система обработки почвы Год определения, изменения Без удобрений Удобрения
2NPK 2NPK + солома 2NPK + навоз
Отвальная (контроль) 1969 52,9 52,9 52,9 52,9
2005 59,2 67,6 76,1 75,2
Изменение +6,3 +14,7 +23,2 +22,3
Минимальная 1969 55,4 55,4 55,4 55,4
ресурсосберегающая 2005 58,2 79,8 81,1 98,3
Изменение + 2,8 +24,4 +25,7 +32,9
Отвальная с дискованием 1969 60,1 60,1 60,1 60,1
2005 59,6 80,7 84,0 84,2
Изменение -0,5 +20,6 +23,9 +24,1
420-660 кг/га в год в вариантах отвальной обработки обусловлено ежегодным, интенсивным оборачиванием пахотного слоя, что сопровождается усилением минерализации, а на делянках сочетания отвальной обработки с дискованием - с вовлечением в пахотный слой обедненных подпахотных горизонтов (АрВ).
Важный показатель окультуренно-сти дерново-подзолистой почвы -уровень содержания подвижного фосфора и обменного калия. В наших исследованиях внесение и заделка минеральных удобрений, а также минеральных в сочетании с соломой или навозом в слой 0-12 см дисковыми орудиями с последующим предпосевным фрезерованием на глубину 6-8 см привело на 36-й год после закладки опыта к увеличению содержания подвижного фосфора в слое 0-10 см в среднем за ротацию севооборота в 1,8 раза по сравнению с контролем (вариант без удобрений). В подпахотном слое 20-30 см в вариантах минимальной обработки различия были еще заметнее и составили 84 мг/кг почвы. При ежегодной вспашке на глубину 20-22 см распределение подвижного фосфора по частям корнеобитае-мого слоя было более выровненным, а при сочетании периодической (два раза за ротацию) отвальной обработки на глубину 8-10 см с дискованием - аккумулятивным в поверхностном слое 0-10 см. Так, если содержание фосфора на контроле в слое 0-10 см принять за 100 %, то в слоях 10-20 и 20-30 см при отваль-® ной обработке оно составит 106 и § 94 %, а при интенсивной глубокой -^ 114 % в слое 0-10 см, 82 % - в слое г 10-20 см и 77 % - в слое 20-30 см. е Содержание обменного калия в I слое 0-30 см на неудобренной пост чве уменьшилось в среднем за ис-с; следуемый период на 32-39 %, при § внесении минеральных удобрений -п
увеличилось в 1,8-2,0 раза, а при совместном использовании их с соломой или навозом - в 2,2-2,7 и 2,53,0 раза соответственно. Из систем обработки наиболее эффективной была минимальная ресурсосберегающая, при которой содержание калия в слое 0-30 см было в среднем на 10 мг/кг выше, чем при отвальной, и на 34 мг/кг - чем при отвальной с дискованием.
Применение в течение 36 лет разных систем механической обработки дерново-подзолистой среднесу-глинистой почвы и доз удобрений, рассчитанных на простое и расширенное воспроизводство при периодическом известковании, повышало уровень потенциального и эффективного плодородия почвы. При этом системы минимальной обработки почвы приводили к формированию гетерогенного по содержанию элементов питания и гумуса слоя с более высоким уровнем доступных форм в верхней (0-10 см) части пахотного слоя, чем система отвальной обработки. Повышение концентрации элементов питания в посевном слое обеспечивало стартовый эффект роста и развития возделываемых культур.
При высоких дозах минеральных удобрений и оптимальных показателях баланса элементов питания чрезмерная концентрация фосфора и калия может превысить оптимальную нагрузку на почву и оказать отрицательное влияние на рост растений. Это вызывает необходимость периодического проведения в севообороте вспашки с целью перераспределения элементов питания в корне-обитаемом слое.
Величина и стабильность урожаев сельскохозяйственных культур в значительной степени определяется условиями питания растений, т. е. количеством элементов, поступающих с удобрениями, находящихся в почве, и их доступностью. Позицион-
ное размещение удобрений в обрабатываемом слое определяется приемами их заделки. По результатам наших исследований, в среднем по изучаемым фонам удобрений наиболее эффективной в сумме за 6-летнюю ротацию зернопропашного севооборота была отвальная обработка с дискованием, при которой продуктивность возросла на 7 % в сравнении со вспашкой. В этом варианте была получена прибавка урожая однолетних трав 12 %, яровых зерновых - 8 %, озимой пшеницы -4 %, а урожайность картофеля была на таком же уровне, как и при отвальной системе обработки. Отказ от ежегодной вспашки и замена ее мелкими поверхностными обработками не привели к существенному снижению урожайности культур зернопропаш-ного севооборота.
Более заметное влияние на изменение урожайности полевых культур оказывали минеральные удобрения и их сочетание с органическими. За ротацию зернопропашного севооборота в среднем по всем вариантам обработки при внесении одинарной дозы минеральных удобрений Ы60Р60К60 сбор основной продукции увеличился в 1,8 раза.
Повышение дозы туков до Ы125Р65К110, а также сочетание их с заделкой 2,6 т/га соломы повысило урожайность в 2,2 раза, а совместное внесение такой же дозы удобрений с 15 т/га навоза - в 2,4 раза. Удвоение дозы навоза не дало прибавки урожая.
Таким образом, при ускоренном освоении и окультуривании залежных земель Нечерноземной зоны необходимо учитывать совокупность диагностических признаков и показателей их плодородия (мощность пахотного слоя, гранулометрический состав, содержание гумуса, элементов питания растений, ионно-обменные свойства почвы). Основой комплексного окультуривания является раз-
УДК 631 .S1:631 .S82:631 .SS9
Обработка почвы и продуктивность зернопарового севооборота
ноглубинная система обработки почвы с элементами минимизации на фоне совместного внесения органических и минеральных удобрений и периодического известкования. Это позволяет повысить продуктивность зернопропашного севооборота на 10-15 % и снизить влияние неблагоприятных метеорологических факторов на урожайность возделываемых культур.
Поверхностную и мелкую обработку почвы после первичного освоения залежных земель в зернопаро-вых севооборотах необходимо проводить в первую очередь на хорошо окультуренных почвах, слабо засоренных многолетними сорняками под озимые и яровые зерновые культуры, размещаемые после однолетних трав, раннего картофеля и кукурузы на силос. Для этого используют дис-каторы, дисковые тяжелые бороны, блочно-модульные и фрезерные культиваторы.
Ускоренное окультуривание залежных земель за счет применения повышенных доз минеральных удобрений и использования соломы в качестве органического удобрения при поверхностной и мелкой обработках может привести к накоплению избытка фосфатов в посевном слое почвы, что оказывает отрицательное влияние на рост и развитие растений в начальный период их вегетации и обуславливает необходимость проведения периодической отвальной обработки в севообороте, в основном под пропашные культуры.
Статья поступила в редакцию 0S.03.2010
Working and cultivation of fallow land in the Central Non-Chernozem region
N.S. Matyuk, A.Y. Rassadin, V.D. Polin, S.S. Soldatova
There have been studied different ways of working of sod-podzolic soils, that allow to put fallow lands into operation in agricultural rotation in Non-Chernozem region most efficiently and with the least costs.
Keywords: working of soil, mineral fertilizers, fallow lands.
A.K. УЛАНОВ, кандидат сельскохозяйственных наук А.П. БАТУДАЕВ, В.Б. БОХИЕВ, доктора сельскохозяйственных наук
Б.Б. ЦЫБИКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук
Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова E-mail: [email protected]
Многолетние исследования различных систем обработки почвы в зернопа-ровом севообороте показали, что для условий сухостепной зоны Бурятии необходимо периодически прерывать плоскорезные обработки глубокой вспашкой.
Ключевые слова: зернопаровой севооборот, плоскорезная обработка, отвальная вспашка, урожайность, выход кормовых единиц.
В сухой степи Бурятии, где пахотный фонд представлен малоплодородными каштановыми почвами, подверженными ветровой эрозии, и среднегодовая сумма осадков составляет 20S-2S0 мм, получили распространение короткоротационные зернопаровые севообороты с удельным весом чистых паров 2S-33 %. Однако именно чистые пары наиболее сильно подвержены ветровой эрозии, и поэтому при паровании возникает опасность потери плодородия каштановых почв.
Изучение комплекса противоэро-зионных мероприятий, разработанного во ВНИИ зернового хозяйства, показало, что в сухой степи Бурятии он оказывает несколько иное влияние на защиту и продуктивность почвы. Так, плоскорезные обработки паров существенно снижают опасность возникновения ветровой эрозии лишь весной в год парования, а в осенне-зимний и весенний (в год посева) периоды эродируемость почвы на плоскорезных и отвальных парах почти и одинакова. Кроме того, длительные плоскорезные обработки отрицательно сказываются на продуктивности зерновых культур из-за глубокой дифференциации пахотного слоя по плодородию, недостаточ-
ного развития вторичной корневой системы и ухудшения фитосанитар-ного состояния почвы.
Поэтому с 1981 г. в длительном стационарном опыте Бурятского НИ-ИСХ (год закладки - 1972) изучается промежуточная (комбинированная) система обработки почвы в зерно-паровых севооборотах, когда плоскорезные обработки по полям севооборота прерываются глубокой вспашкой в пару на 28-30 см.
В статье представлены результаты исследований 1993-2008 гг., проведенных в зернопаровом севообороте пар - пшеница - овес - овес на зеленую массу (четвертая-седьмая ротации). Почва опытного участка -каштановая мучнисто-карбонатная среднемощная супесчаная, с неблагоприятными водно-физическими свойствами, низким содержанием гумуса и азота. Метеорологические условия вегетационных периодов в годы исследований были характерными для сухой степи Бурятии: сильно проявлялись весенняя и раннелет-няя засухи, а осадки выпадали в основном в июле - августе.
Изучали следующие варианты обработки почвы: 1 - ежегодная вспашка на глубину 20-22 см; 2, 3, 4 - ежегодная плоскорезная обработка соответственно на 20-22, 28-30 и 1214 см; 5 - в пару весной плоскорезная обработка на 12-14 см, летом -глубокое рыхление на 28-30 см, под вторую и третью культуры - плоскорезная на 12-14 см; 6 - комбинированная обработка пара (весной -плоскорезная на 12-14 см, летом -глубокая вспашка на 28-30 см), под вторую и третью культуры - плоскорезная на 12-14 см. На способы обработки накладывались три системы удобрения: без удобрений, органическая (в паровое поле вносили навоз, 40 т/га) и минеральная (Х40Р40 -в паровое поле, Ы60 - под вторую и и третью культуры). 2
В среднем за годы исследований л наибольшая урожайность яровой л пшеницы по пару получена при ком- ! бинированной системе обработки 2 почвы (вариант 6). На неудобренном Ц фоне она составила 11,3 ц/га, на р фоне внесения навоза - 14,5 и на ®
о
