Республика Хакасия, Россия
Россия
ВАК 06.01.2004 Агрохимия
УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
Исследования проводили с целью разработки технологии освоения залежных земель на юге Средней Сибири. Работу выполняли в 2012–2015 гг. на каштановой почве (опыт 1) и чернозёме южном (опыт 2) в Республике Хакасия. Содержание гумуса в слое 0…20 см каштановой почвы 2,67 %, N-NO3 – 20,1…22,4 мг/кг, P2O5 и K2O (по Мачигину) соответственно 23,5 и 328 мг/кг, в чернозёме южном – соответственно 4,5 %, 16,6…19,2, 19,3 и 720 мг/кг. Схемы опытов предусматривали различные сочетания приемов механической обработки почвы и опрыскивания гербицидами залежных участков, выполняемых в разные сроки, в год, предшествующий посеву сельскохозяйственных культур. В технологиях с применением гербицидов в августе количество условной стерни весной было на 60 шт./м2 больше, а эродируемость в 1,7…2,5 раза ниже, чем в вариантах с плоскорезной обработкой. Отвальная обработка каштановой почвы повышает урожайность зелёной массы овса, по сравнению с плоскорезной, на 2,5 т/га (24,5 %), кукурузы – на 4,0 т/га (31,2 %). На чернозёме южном технология со вспашкой обеспечила формирование 5,7 т/га зелёной массы овса, что на 0,5 т/га (8,8 %) больше, чем при плоскорезной обработке. В целом в степной зоне Средней Сибири использование в технологии освоения залежных земель вспашки повышает их продуктивность, при этом наибольшую защиту почвы от эрозии обеспечивает замена ее механической обработки в августе на опрыскивание гербицидами.
технология, залежь, растительные остатки, эродируемость, урожайность, обработка, кормовые единицы
Введение. Степное природопользование можно отнести к числу наиболее важных проблем в земледелии. В степных регионах России 65 % пашни, 50 % пастбищ и 28 % сенокосов подвержены разрушительному действию эрозии, дефляции и другим неблагоприятным явлениям. Аналогичные процесс происходят в Западной и Восточной Сибири [1, 2, 3]. Найти правильный выход из сложившейся ситуации – актуальная государственная задача [1]. Формирование высокопродуктивных и экологически устойчивых агроландшафтов возможно при научно обоснованном агроландшафтном районировании территории, которое предусматривает выделение территорий, однородных по климатическим показателям, условиям рельефа, почвенному покрову, степени проявления дефляции и водной эрозии [4].
Площадь неиспользуемой пашни в Средней Сибири в 2013 г. превышала 1 млн га (Красноярский край – 985 тыс. га, Республика Хакасия – 255,5 тыс. га, Республика Тыва – 102,4 тыс. га). При этом более половины почв этих угодий подвержены дефляции и водной эрозии, а для введения в оборот пригодны соответственно 578,8; 134,4 и 42,0 тыс. га [5].
На современном этом этапе развития сельскохозяйственного производства одна из главных задач – оптимизация использования земельных ресурсов, разработка почвозащитных технологий, выбор методов, обеспечивающих стабильность функционирования агроландшафтов в соответствии с их природными свойствами [6, 7, 8, 9]. При этом обычно в Сибири при освоении залежных земель рекомендуется многократная обработка почв [4].
Цель исследования – разработать почвозащитную технологию обработки почв залежи в экстремальных природных условиях юга Средней Сибири.
Условия, материалы и методы исследований. Опыты были заложены на каштановой среднесуглинистой почве старовозрастной (20…25 лет) злаково-разнотравной залежи в ФГУП «Черногорское» Усть-Абаканского района в 2012–2014 гг. (опыт № 1) и на черноземе южном легкосуглинистом старовозрастной разнотравно-злаковой залежи в ООО «Целинное» Ширинского района в 2014–2015 гг. (опыт № 2) Республики Хакасия.
Схема полевого опыта № 1 на каштановой почве предполагала изучение следующих вариантов:
гербициды + дискование + плоскорезная обработка на глубину 10…12 см + культивация;
гербициды + дискование + плоскорезная обработка на 14…16 см + культивация;
гербициды + дискование + плоскорезная обработка на 14…16 см + гербициды;
гербициды + дискование + плоскорезная обработка на 14…16 см + вспашка на 18…20 см + культивация.
В полевом опыте № 2 рассматривали три варианта:
вспашка на глубину 18…20 см + дискование + плоскорезная обработка на 12…14 см + гербициды;
гербициды + дискование + плоскорезная обработка на 12…14 см + вспашка на 18…20 см;
гербициды + дискование + плоскорезная обработка на 12…14 см + плоскорезная обработка на 14…16 см.
На каштановой почве гербицид сплошного действия (в 2012 г. – Спрут Экстра нормой 2 л/га, 2013 г. – Торнадо 500 нормой 3,6 л/га) вносили в середине мая тракторным опрыскивателем, дискование проводили в начале июня дискатором БДТ-7 в два прохода на глубину 6…8 см, затем в июле осуществляли плоскорезную обработку АПК-7,2 на глубину 10…12 или 14…16 см, в начале августа выполняли вспашку ПН-8-35 на 18…20 см и обработку гербицидом Фенизан против двудольных сорняков нормой 0,2 л/га ручным опрыскивателем, а в конце августа проводили культивацию КПС-4 на 5…6 см. Посев овса на зелёную массу (2013 г.) и кукурузы (вторая закладка опыта, 2014 г.) осуществляли на следующий год без предпосевной обработки почвы сеялкой СЗС-2,1.
На чернозёме южном, согласно схеме опыта, в начале июня проводили вспашку плугом ПН 8-35 на глубину 18…20 см или опрыскивание гербицидом Торнадо 500 нормой 3,6 л/га; в начале июля – дискование дискатором БДМ 9-2А на глубину 10…12 см; в середине июля – плоскорезную обработку почвообрабатывающим орудием Salford на 12…14 см; в начале августа – плоскорезную обработку на 14…16 см, или вспашку плугом ПН 8-35 на глубину 18…20 см, или опрыскивание гербицидом Торнадо 500 нормой 3,6 л/га. Посев овса на зелёную массу осуществляли на следующий год (2015 г.) без предпосевной обработки почвы комплексом «Енисей» с двухдисковыми сошниками.
Расположение вариантов и повторностей последовательное. Повторность трёхкратная. Общая площадь делянок в опыте № 1 – 140 м2 (40 м ×3,5 м), в опыте № 2 – 360 м2 (30 м × 12 м).
Содержание гумуса в слое 0…20 см каштановой почвы составляло 2,67 %, нитратного азота в слое 0…40 см после обработок (осенью) – 20,1…22,4 мг/кг, подвижного фосфора и калия (по Мачигину) – соответственно 23,5 и 328 мг/кг, в чернозёме южном величины этих показателей составляли соответственно 4,5 %, 16,6…19,2, 19,3 и 720 мг/кг.
По данным метеостанции (МС) «Хакасская», за май–август 2013 г. атмосферных осадков выпало 213,6 мм, в 2014 г. – 163,0 мм при норме 197 мм, в 2015 г., по данным МС «Шира», – 209,7 мм при норме 219,0 мм. Среднесуточная температура воздуха за вегетационный период (май–август) в 2013 г. и 2014 г. была выше среднемноголетних значений на 0,4…0,5 °С, в 2015 г. – на 1,6 °С.
В опытах использовали районированные сорта сельскохозяйственных культур. При выполнении опытов использовали общепринятые методы исследований [10, 11].
Анализ и обсуждение результатов исследований. После прохода почвообрабатывающих орудий ветроустойчивость почв резко снижается и начинаются эрозионные процессы (см. рисунок). Установлено, что приёмы обработки каштановой почвы старовозрастной долголетней залежи сильно влияют на содержание фракции крупнее 1 мм и количество растительных остатков (табл. 1). Так, при замене механической обработки каштановой почвы опрыскиванием гербицидом в августе доля частиц почвы крупнее 1 мм осенью возрастала на 15,8 %, количество растительных остатков – на 45,9 шт./м2, вследствие чего эродируемость была на 33,2 г/5 мин меньше, чем при культивации.
При замене механической обработки чернозёма южного опрыскиванием Торнадо 500 в августе растительных остатков весной отмечалось на 60 шт./м2 больше (НСР05 54,2), чем при плоскорезной обработке на глубину 14…16 см (табл. 2). Залежная растительность вспашкой заделывается в почву. Однако сорняки (условная стерня), появляющиеся в течение лета, при плоскорезной обработке и внесении гербицида остаются на поверхности. Эродируемость почвы в варианте с позднелетним применением гербицида составила 32,4, с проведением плоскорезной обработки – 72,4, вспашки – 81,3 г/5 мин (допустимый предел 34 г/5 мин).
Технология с отвальной вспашкой каштановой почвы долголетней залежи на глубину 18…20 см повышает урожайность зелёной массы овса, по сравнению с технологией, включающей плоскорезную обработку на 14…16 см, на 2,5 т/га (24,5 %), кукурузы – на 4,0 т/га (31,2 %),. На чернозёме южном технология освоения залежи с проведением в августе вспашки на 18…20 см обеспечивала формирование 5,7 т/га зелёной массы овса, что на 0,5 т/га (8,8 %) больше, чем в варианте с плоскорезной обработкой на 14…16 см (табл. 3).
Выводы. Отвальная обработка южного чернозема долголетней залежи на глубину 18…20 см в июне с последующим дискованием, мелкой плоскорезной обработкой и опрыскиванием гербицидом Торнадо 500 в августе в 2,2 раза снижает эродируемость, по сравнению с технологией, включающей мелкую обработку и внесение гербицида в начале лета.
Технология освоения долголетней залежи с отвальной обработкой каштановой почвы в августе на глубину 18…20 см обеспечивает повышение урожайности зеленой массы овса на 2,5 т/га (24,5 %), а кукурузы – на 4,0 т/га (31,2 %), по сравнению с технологией, включающей плоскорезную обработку на 14…16 см. На чернозёме южном технология освоения залежи, предусматривающая отвальную вспашку на глубину 18…20 см в августе, способствует повышению урожайности зелёной массы овса, по сравнению с вариантом с мелкой обработкой (14…16 см), на 0,5 т/га, или 8,8 % (до 5,7 т/га).
Таким образом, использование в технологии освоения залежных земель вспашки повышает их продуктивность, при этом наибольшую защиту почвы от эрозии обеспечивает замена ее механической обработки в августе на опрыскивание гербицидами.
1. Трофимов И. А., Трофимова Л. С., Яколева Е. П. Проблемы и перспективы земледелия России // Плодородие и оценка продуктивности земледелия. Тюмень: ГАУ Северного Зауралья, 2018. С. 294-302.
2. Яковлева Е. П. Состояние агроландшафтов Омской области // Плодородие и оценка продуктивности земледелия. Тюмень: ГАУ Северного Зауралья, 2018. С. 339-348.
3. Противоэрозионная эффективность приёмов биологизации земледелия в степном и лесостепном агроландшафтных районах Средней Сибири / Е. Я. Чебочаков, Ю. Ф. Едимеичев, Г. М. Шапошников и др. // Кормопроизвосдтво. 2019. № 1. С. 27-30.
4. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия Новосибирской области / В. И. Кирюшин, А. Н. Власенко, В. К. Каличкин и др. Новосибирск: РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИЗХим, 2002. 387 с.
5. Кашеваров Н. И., Резников В. Ф. Проблемы оптимизации кормопроизводства в Сибири. Новосибирск: ФГБНУ СибНИИ кормов, 2015. 87 с.
6. Effekt of No-till Technology on The Available Moisture Content and Soil Density in The Crop Rotation / V. V. Kulintsev, V. K. Dridiger, E. I. Godunova, et al. // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2017. № 8 (6). P. 795-799.
7. Lessiter Frank. 29 reasons why many growers are harvesting higher no-till yields in their fields than some university scientists find in research plots // No-till Farmer. 2015. Vol. 44. № 2. P. 8.
8. Effekt of No-till Technology on erosion resistance, the population of earthworms and humus content in soil / V. K. Dridiger, E. I. Godunova, F. V. Eroshenko, et al. // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2018. № 9 (2). P. 766-770.
9. Impact of projected climate change on workability, attainable yield, profitability and farm mechanization in Norwegian spring cereals / D. Kolberg, T. Persson, K. Manger, et al. // Soil and Tillage Research. 2019. № 1. V. 185. P. 122-138.
10. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий: методическое руководство. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2005. 784 с.
11. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
