МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД 443
МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД
Таблица 31 - Запасы влаги и сбор зерна по способам обработки почвы за 2 ротации севооборота (Ульяновский НИИСХ)
| Системы обработки почвы | Запасы влаги весной, мм | Урожайность, т/га |
| Вспашка под все культуры | 3,40 | |
| Поверхностная обработка под все культуры | 3,38 | |
| Безотвальная обработка под все культуры | 3,50 | |
| Вспашка под кукурузу и горох, безотвальная под яровую пшеницу и ячмень, поверхностная в чистом и занятом пару и под овес | 3,60 |
Таблица 32 - Урожайность зерновых культур в севообороте в разных
технологических комплексах Самарского НИИСХ, ц/га
(Корчагин В.А., 2006)
| Культуры | Традиционный комплекс (вспашка) | Ресурсосбе | эегающие комплексы | |
| с дифференцированной обработкой | с минимальной обработкой | с прямым посевом | ||
| Озимая пшеница | 22,2 | 25,1 | 25,0 | 23,9 |
| Просо | 20,6 | 19,9 | 20,9 | 19,1 |
| Яровая пшеница по кукурузе | 16,9 | 16,1 | 15,6 | 16,5 |
| Яровая пшеница по пшенице | 18,3 | 17,8 | 17,6 | 19,2 |
Современный технологический комплекс возделывания зерновых культур, разработанный, например, в Поволжье входят следующие элементы:
- зернопаровые и зернопропашные севообороты короткой ротации;
- минимальная система обработки почвы с использованием комбинированных посевных и почвообрабатывающих агрегатов;
- ресурсосберегающая система удобрений с использованием биологических методов воспроизводства почвенного плодородия;
- экологически безопасная система защиты растений от вредителей, болезней и сорняков с учётом их пороговой вредоносности;
- система машин с использованием комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов нового поколения;
- устойчивые к стрессовым факторам со стабильным качеством зерна сорта озимых и яровых культур, пригодных для возделывания по новым технологиям.
Таблица 33 -Продуктивность пятипольного зернопропашного севооборота по различным системам обработки почвы (ВНИИЗиЗПЭ)
| Системы основной обработки почвы | Продуктивность севооборота, ц з.е./га | |||
| Первая ротация 1986-1990 гг. | Отклонение от контроля | Вторая ротация 1991-1994 гг. | Отклонение от контроля | |
| Отвальная разноглубинная | - | - | ||
| Нулевая с гербицидами | -2 | -26 | ||
| Нулевая без гербицидов | -8 | -43 | ||
| Мелкая безотвальная с гербицидами | -6 | -10 | ||
| Мелкая безотвальная без гербицидов | -2 | -10 |
Таблица 34 - Затраты на обработку почвы при различных технологиях (Орлова Л.В., 2003)
| Вид работы | Техника | Норма выработки в день, га | Затраты, руб./га | ||
| на ГСМ | на оплату труда | всего | |||
| Традиционная технология | |||||
| Лущение стерни (10-12см) Вспашка (20-22 см) Боронование(два следа) Сплошная культивация с одновременным боронованием (8-10 см) Посев с внесением минеральных удобрений Прикатывание посевов | К-744+БДТ-6,6 К-744+ПН-8-35 ДТ-75+БЗСС-1 К-744+КПС-4 ДТ-75+СЗП-3,6 ДТ-75+ЗКК-6 | 28,0 10,3 60,0 52,0 28,0 80,0 | 75,0 191,0 14,0 35,7 21,6 9,1 | 9,2 29,3 3,8 5,0 11,8 4,7 | 84,2 220,3 17,8 40,7 33,4 13,8 |
| Амортизация | 290,7 | ||||
| Итого затраты, руб./га | 701,0 | ||||
| Минимальная обработка почвы | |||||
| Комбинированная обработка почвы Посев | K-744+Lemken Smaragd 9/600 Amazonen D9/120 Super | 34,0 76,0 | 50,0 28,0 | 7,6 5,0 | 57,6 33,0 |
| Амортизация | 125,0 | ||||
| Итого затраты, руб./га | 215,6 | ||||
| Нулевая обработка почвы | |||||
| Посев с внесением минеральных удобрений | T-150+ Amazonen DMC-Primera 601 | 39,2 | 41,5 | 10,0 | 51,5 |
| Итого затраты, руб./га | 109,6 |
444»• МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД
Таблица 35 -Биоэнергетическая эффективность систем основной обработки почвы
при возделывании сельскохозяйственных культур в равнинно-западинных степных
агроландшафтах (Краснодарский НИИСХ, Романенко А.А. и др., 2006)
| Показатель | Вспашка на 25-27 см | Безотвальная обработка на 12-14 см | Чизель-ная обработка на 40 см | Поверхностная обработка на 6-8 см | Комбинированная система 1 | Комбинированная система 2 |
| Выход сухого вещества, т/га | 26,41 | 22,71 | 29,31 | 18,34 | 28,33 | 24,74 |
| Получено энергии в биомассе, ГДж/га | 382,4 | 333,4 | 472,3 | 266,8 | 413,0 | 358,1 |
| Антропогенная энергия, ГДж/га | 91,2 | 89,4 | 99,3 | 75,8 | 90,4 | 92,1 |
| Энергоёмкость сухого вещества продукции, МДж/т | ||||||
| Коэффициент энергетической эффективности | 4,19 | 3,73 | 4,30 | 3,52 | 4,57 | 3,89 |
| Приращение валовой энергии, ГДж/га | 291,2 | 244,0 | 328,0 | 191,0 | 322,6 | 266,0 |
Таблица 36 - Основные технико-экономические показатели традиционных
ресурсосберегающих технологий обработки почвы и посева озимой пшеницы
(Петрова Л.Н., Липкович Э.И. и др., 2007)
| Показатели | Предшественник | |||||||
| Занятые пары и зернобобовые | Пропашные культуры | Чёрный пар | Колосовые культуры | |||||
| традиционная | ресурсосберегающая | традиционная | ресурсосберегающая | традиционная | ресурсосберегающая | традиционная | ресурсосберегающая | |
| Количество проходов по полю | 7-8 | |||||||
| Требуется эталонных тракторов на 100-га | 23,6 | 11,8 | 43,0 | 11,4 | 42,9 | 24,7 | 38,2 | 25,0-28,6 |
| Расход ГСМ, кг/га | 32,3 | 29,5 | 41,8 | 28,3 | 51,2 | 46,3 | 45,6 | 41,9-43,4 |
| Затраты груда, чел.-час./га | 1,42 | 0,73 | 1,71 | 0,63 | 2,60 | 1,48 | 2,21 | 1,43-1,53 |
|
Таблица 37 - Экономическая эффективность систем основной обработки почвы в пятипольном зернопаровом севообороте в расчете на 1 га пашни (СибНИИЗХим)
| Основная обработка почвы | Выход зерна, ц/га | Выручка, руб./га | Затраты, руб./га | Доход, руб./га | |||||||
| ГСМ | оплата труда | обслуживание и ремонт техники | амортизация техники | семе-на | удобрения | пестициды | всего | ||||
| Экстенсивная технология | |||||||||||
| Вспашка | 17,4 | 631,4 | 135,8 | 12,6 | 272,1 | - | 1721,9 | ||||
| Безотвальная | 16,9 | 620,5 | 134,3 | 12,4 | 301,3 | - | 1738,5 | ||||
| Минимальная | 16,2 | 537,9 | 111,6 | 10,8 | 300,1 | - | 1630,4 | ||||
| «Нулевая» | 15,4 | 498,5 | 104,4 | 10,0 | 298,1 | - | 1581,0 | ||||
| Интенсивная технология | |||||||||||
| Вспашка | 26,3 | 697,3 | 167,0 | 13,9 | 357,4 | 1077,2 | 3798,8 | ||||
| Безотвальная | 26,2 | 660,9 | 161,5 | 13,2 | 361,0 | 1077,2 | 3759,8 | ||||
| Минимальная | 25,1 | 558,9 | 136,7 | 11,2 | 344,3 | 1077,2 | 3614,3 | ||||
| «Нулевая» | 24,3 | 477,9 | 121,4 | 9,6 | 337,8 | 1077,2 | 3629,9 |
4468- МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД
| Рисунок 79 - Комбинированный посевной агрегат АУП-18,05 |
Основу системы отечественных машин для ресурсосберегающих технологий составляют комбинированные посевные и почвообрабатывающие машины отечественного производства (рис. 79, 80, 81, 82). Это первый опыт создания отечественных машин ресурсосберегающего направления. Конечно, следует сказать, что все они значительно уступают пока зарубежным аналогам.
Рисунок 80 - Комбинированный почвообрабатывающий агрегат ОПО-4,25
| 8. МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД 447 |
Рисунок 82 - Уборка зерновых комбайном Нива-СК-5 с измельчителем соломы
В последние годы происходит безоглядная пропаганда «нулевки», «ми-нималки» безотносительно к природным и производственным условиям, что наносит земледелию не меньший ущерб, чем традиционный консерватизм, игнорирование почвозащитных систем обработки, имеющие место во многих эрозионно-опасных районах страны.
Академик В. И. Кирюшин, анализируя перспективы и противоречия минимизации обработки почвы, предостерегает от опасности упрощенчества и шаблонов. Вместо решения конкретных проблем по развитию материально-технической базы земледелия, предлагается отказаться от применения удобрений, обработки почвы. Под девизом «сберегающего земледелия» развивается компания минимизации обработки почвы. Академик справедливо замечает, что нынешняя кампания, в отличие от прежних партийно-государственных, носит рыночно-чиновничий характер. Инициатива в ней,
4488- МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД
как правило, принадлежит фирмам поставщикам пестицидов и техники. Вместо государственной агротехнологическои политики, опирающейся на рекомендации ученых обществу навязывается новый стиль рыночного саморегулирования технологического обеспечения земледелия, которая уже представляет серьезную экономическую и экологическую опасность.
Достоинства минимальной и даже нулевой обработок часто рекламируются без серьезных указаний на недостатки, которые должны преодолеваться системой агроприемов. При этом наряду с пропагандой зарубежного опыта делаются легковесные ссылки на И.Е. Овсинского, Н.М. Тулайкова и Т.С. Мальцева. Драма первых двух первопроходцев, не воспринятых современниками, связана с трудностями и тонкостями преодоления засоренности посевов при мелкой обработке почвы. Учитывая их опыт, Т.С. Мальцев синтезировал систему земледелия, элементы которой обеспечивали преодоление засоренности посевов, усиливающейся при замене вспашки дискованием и глубокой безотвальной обработкой.
Разносторонняя оценка различных вариантов минимизации показали, что традиционные представления о необходимости регулярного рыхления почвы в значительной мере преувеличены, поскольку равновесная плотность большей части почв оказалась близкой оптимальной для зерновых и некоторых других культур. Плоскорезная, а еще в большей степени нулевая обработки, обеспечивают предотвращение ветровой и в определенной мере -водной эрозии.
Минимизация обработки почвы по сравнению с системой вспашки ослабляет процессы минерализации органического вещества. Соответственно уменьшается накопление минерального азота. В почвах степной зоны благодаря этому сокращаются потери нитратов в паровых полях вследствие их нисходящей миграции. На более увлажненных почвах, особенно в лесостепной и таежной зонах, при переходе на мульчирующие обработки снижается урожайность сельскохозяйственных культур из-за усиливающегося дефицита азота. Внесение азотных удобрений в этих условиях становится условием эффективного освоения безотвальных и тем более минимальных обработок.
Минимизация почвообработки рассматривается учеными как одно из важнейших условий экологизации земледелия. При этом особое внимание уделяется мульчированию поверхности почвы, поскольку значение мульчи в какой-то мере приближается к роли степного войлока или лесной подстилки. Приобретает особую актуальность задача оптимизации структурного состояния почвы за счет биологического саморыхления при сокращении почвообработки, чтобы, как утверждал еще И.Е. Овсинский более 100 лет назад, «не нарушать сеть канальцев, образованных ходами червей и корней растений».
Весьма важным достоинством минимизации почвообработки является сокращение расхода ГСМ, амортизации техники и экономия трудовых ресурсов.
При всех достоинствах безотвальных и плоскорезных систем обработки почвы им присущи определенные недостатки, главный из которых - нарастание засоренности посевов, особенно при повышенном увлажнении. В
8. МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД449
степных районах Урала и Сибири преодоление засоренности посевов в зерно-паровых севооборотах в значительной мере достигается за счет более поздних сроков посева пшеницы, позволяющих уничтожить сорняки предпосевными обработками, а также за счет повышения в севообороте доли зернофуражных культур, высеваемых в еще более поздние сроки при довольно высокой доле пара. Чистый пар - наиболее активное средство решения этой задачи. В южной лесостепи существенно усиливается роль гербицидов, не говоря уже о северных районах лесостепи, где без них, как и без азотных удобрений, весьма затруднительно возделывание зерновых в 4-или 5-польных зернопа-ровых севооборотах при безотвальной обработке. Это значит, что переход на почвозащитные системы обработки почвы требует повышения уровня обеспеченности земледелия агрохимическими ресурсами.
В условиях недостатка гербицидов и азотных удобрений применяют комбинированные системы, сочетающие разноглубинную плоскорезную и безотвальную обработки с отвальной вспашкой.
С увеличением увлажнения при минимизации обработки усиливается дефицит азота, повышается уплотнение почвы, а в эрозионных ландшафтах возрастает поверхностный сток. Соответственно ограничиваются и возможности минимизации почвообработки. Если в степной зоне потенциально может преобладать нулевая обработка, то в лесостепи оптимальные системы обработки почвы состоят из различных комбинаций безотвальных, плоскорезных обработок с участием вспашки, а в таежно-лесной зоне увеличивается доля вспашки. Современная классификация систем обработки почвы представлена в таблице 38. Незнание ее приводит к путанице и к неверным выводам.
Таблица 38 - Классификация систем обработки почвы (Кирюшин В. И., 2006)
| Система | Подсистема |
| Отвальная | Разноглубинная |
| Минимальная | |
| Мульчирующая | Глубокая |
| Разноглубинная | |
| Минимальная | |
| Комбинированная | Глубокая |
| Разноглубинная | |
| Минимальная | |
| Нулевая | |
| Гребне-грядовая |
Разнообразие систем обработки почвы определяется не только экологическими условиями, но и уровнем интенсификации производства. Возможности минимизации почвообработки возрастают по мере обеспеченности производственными ресурсами и профессиональными знаниями. Системы обработки почвы дифференцируются в зависимости от зональных условий
450»• МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД
(применительно к основным зональным типам почв) и уровней интенсификации земледелия.
В различных зонах обработка почвы дифференцируется по типам почв, солонцовым и другим уплотненным горизонтам, уровням интенсификации (табл. 39).
Таблица 39 - Система обработки почв зонального ряда (Кирюшин В.И., 2006)
| Почвы | Уровни интенсификации | ||
| 1-й | 2-й | 3-й | |
| Подзолистые | О | О | о |
| Дерново-подзолистые | О | О | к |
| Серые лесные | О | О, К | к,м |
| Черноземы оподзоленные и выщелоченные | О | о,к,м | к,м |
| Черноземы типичные | О | к,м | мм,н |
| Черноземы обыкновенные и южные | О, К | м | мм,н |
| Черноземы солонцеватые | К | м | м |
| Темно-каштановые и каштановые | К | м | мм,н |
| Темно-каштановые солонцеватые | К | м | м |
| Светло-каштановые | К | м | мм,н |
Примечание: О — система вспашки; К - комбинированная система обработки почвы; М' — мульчирующая; Мм -мульчирующая минимальная; Н'- нулевая.
Почвы имеют неодинаковую плотность, характер проявления процессов эрозии, реакцию почвенного раствора. Поэтому, обработка почвы видоизменяется в зависимости от этих ограничивающих факторов, которые следует учитывать при выборе той или иной обработки почвы (табл. 40).
Таблица 40 - Приемы обработки почвы в зависимости от ограничивающих почвенных факторов (Кирюшин В.И., 2006)
| Ограничивающие агроэкологические факторы | Уровни интенсш | шкации | |
| 1-й | 2-й | 3-й | |
| Повышенная плотность почвы Рр > Ро | В | в,р,с,ч, У | Р,С,У,У, п |
| Солонцеватость | С | с | с |
| Гидроморфизм | В | в | в,ч |
| Водная эрозия | В | р,с,ч | с,ч |
Примечание: Обработка почвы: В - плугом, Р - плоскорезом-глуборыхлителем (КПГ-250),С'— стойками СибИМЭ, Ч - чизелем, У- параплау, П- культиватором плоскоре-
зом (КПШ-9).
С увеличением степени минимизации обработки почвы повышается интенсивность применения гербицидов, удобрений, увеличивается доля чистого
8. МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД451
пара, при одновременном снижении затрат ГСМ и труда (рис. 83).
Степень минимизации почвообработки
Рисунок 83 - Зависимость некоторых агрономических показателей от степени минимизации почвообработки (Кирюшин В.И.,2006)
Глубокое рыхление необходимо на почвах с переуплотненным подпахотным слоем, особенно под пропашные и другие требовательные культуры, а также подверженных временному поверхностному переувлажнению.
Глубина мульчирующих обработок зависит от количества осадков, уклона, водопроницаемости почвы. Минимизация обработки почвы на склонах, особенно крутых, усиливает сток, хотя плоскостная эрозия ослабляется. При этом энергия поверхностного стока с плоскости склона переносится на берега гидрографической сети, в результате чего усиливается рост оврагов. По мере усложнения ландшафтов усиливается роль глубоких рыхлений. В целом необходим дифференцированный подход к глубине обработки на различных элементах рельефа.
Нулевая или близкие к ней обработки эффективны в условиях равнинного рельефа, дефицитного водного режима и относительно благополучных в отношении водопроницаемости почв.
Определяя перспективы минимизации почвообработки, следует учитывать все разнообразие перечисленных условий и указанные противоречия. Правильный выбор системы обработки почвы - довольно наукоемкая задача,
4528. МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД
требующая профессиональной подготовленности специалистов. Нулевая обработка - достояние мастеров высокой квалификации.
Ссылки на зарубежный опыт применения минимальных обработок, особенно нулевой, не всегда объективны, поскольку не сообразуются с агро-экологическими условиями, на которые можно экстраполировать гот или иной практический опыт. Минимизация обработки почв имеет как преимущества, так и недостатки (табл. 41).
Таблица 41- Минимизация почвообработки, (Кирюшин В. И., 2006)
| Преимущества | Недостатки и другие особенности |
| Энерго-ресурсосбережение Экономичность Защита почвы от эрозии Дополнительное снегонакопление Сохранение влаги Снижение темпов минерализации органического вещества Сокращение потерь минерального азота Мульчирующий эффект Улучшение сложения почвы Перспективы экологизации | Ухудшение фитосанитарной ситуации Необходимость применения пестицидов Усиление дефицита минерального азота Ограничения при повышенном увлажнении, солонцеватости и переуплотнении почв Дифференциация пахотного слоя Невозможность внесения органических удобрений и мелиорантов |
Минимальная, особенно нулевая обработка - элемент интенсивных агротехнологий, возможных при достаточной обеспеченности удобрениями, пестицидами в оптимальных севооборотах при высокой культуре земледелия. Это достояние высокопрофессиональных технологов. Нулевой обработке там, где она возможна, должны предшествовать очищение полей от сорняков, выравнивание поверхности почвы планировщиками с целью устранения нанорельефа, созданного постоянным применением отвальных плугов и лущильников, а также ликвидация плужной подошвы, различные мелиоративные мероприятия (Кирюшин В. И., 2006).
Самое же главное заключается в том, что обработка почвы должна рассматриваться непременно как элемент агротехнологий, находящийся в тесном взаимодействии с другими элементами (севооборот, доля пара, предшественник, удобрение, пестициды и т.д.) и агроэкологическими условиями, которые в той или иной мере определяют выбор способа обработки, глубины, частоты, возможности совмещения операций. Находясь в системном взаимодействии, главные элементы агротехнологий имеют общие функции. Если удобрения и средства защиты оказывают влияние на 2-4 фактора производительного и агроэкологического состояния земель, то севооборот и обработка почвы влияют на все факторы плодородия почвы и через них воздействуют на плодородие и удобрения и средства защиты растении (рис. 84).
| 8. МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД453 |
Рисунок 84- Факторы производительного и агроэкологического состояния земель и их регулирование (Кирюшин В. И., 2006)
Важнейшим направлением минимизации почвообработки в том же аспекте является совмещение технологических операций. В стране имеется солидный опыт использования комбинированных агрегатов и машин, позволяющих за один проход выполнять несколько операций. Экономический эффект их применения состоит в сглаживании так называемых пиков потребности в энергетических средствах и трудовых ресурсах, а это снижает затраты материальных и трудовых ресурсов на возделывание сельскохозяйственных культур. В гумидных районах применение комбинированных агрегатов важно для снижения уплотнения почвы, в засушливых - для устранения разрыва во времени между отдельными видами полевых работ, благодаря чему удается более эффективно бороться с ранневесенней засухой и дефляцией.
В Европейской части России эволюционно разрабатывались всевозможные варианты систем обработки почвы с учетом разнообразных природных условий и более широкого набора сельскохозяйственных культур. Общая направленность этого процесса - сокращение глубины и частоты обработки почвы и совмещение операций, что совпадает с глобальной направленностью почвообработки в сторону минимизации. Спровоцированное первоначально противоэрозионными мотивами данное направление приобретает все более глубокий экологический смысл - по возможности восстановление, поддержание и использование природных процессов и энергосбережение.
4548- МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД