Спецвозможности
Технологии

Почвозащитная обработка под озимую пшеницу на склонах

10.10.2019
545
Почвозащитная обработка под озимую пшеницу на склонах фото, иллюстрация
В хозяйствах степной зоны, которые целенаправленно выращивают зерно в условиях склонового земледелия, есть все возможности достичь заметного повышения зерновой продуктивности озимой пшеницы и существенно снизить ее себестоимость.

 

 

 

 

 

В условиях недостаточного увлажнения Северной Степи особое значение в агропромышленном комплексе приобретает совершенствование основных элементов технологии выращивания всех сельскохозяйственных культур, особенно озимых. В степной зоне озимая пшеница является важной зерновой культурой и по урожайности и валовому сбору играет основную роль в формировании продовольственных запасов нашей страны. Всего в комплексе полевых работ во время выращивания озимой пшеницы основная обработка почвы является важнейшей и одновременно достаточно энергоемкой технологической операцией.

Особого внимания требует обработка почвы под озимую пшеницу, которую размещают в почвозащитных севооборотах на склоновых землях. Поэтому обоснование противоэрозионного, менее энергоемкого, способа и влагосберегающей обработки имеет достаточно большое значение в технологии выращивания озимых. Это одно из универсальных средств воздействия на агрофизические, химические и биологические свойства почвы, играющих основную роль в регулировании водного, питательного и воздушного режимов, развития или ослабления эрозионных процессов, засоренности поля и его фитосанитарного состояния.

При размещении озимых на склонах наблюдаются худшие условия в случае применения традиционной мелкой обработки из-за повышения плотности, распыления верхнего слоя почвы. Летом это довольно часто вызывает усиление стока воды при интенсивных ливневых осадках. Безотвальная обработка с использованием плоскорезных орудий на современном этапе далеко не совершенна и не всегда до конца может решить вопросы защиты почвы от эрозии и обеспечить достаточное накопление необходимых запасов продуктивной влаги.
 
Обработка почвы под озимые культуры имеет свои особенности. Основной ее задачей является то, что для получения полноценных и дружных всходов нужно накопить и сохранить в посевном слое почвы 8-10 мм, а в пахотном - 20-30 мм продуктивной влаги. Для этого следует создать мелкокомочковатый верхний и посевной слой с достаточным количеством влаги, необходимой для прорастания семян. Под озимые культуры после уборки предшественника предпочтение следует отдать безотвальным способам разрыхления без оборота почвенного пласта. А также, в период парования поля, следует обеспечить защиту поверхности почвы от проявлений эрозии путем использования растительных остатков и повышения почвенной водопроницаемости.
 
Основной задачей агрария во время выращивания озимых культур на склонах является сохранение и накопление влаги, создание высокой почвозащитной способности, которая зависит от многих факторов: срока уборки предшествующей культуры, агрофизических свойств почвы, количества осадков, которые выпали. Все эти факторы, за исключением осадков, выпадающих неподконтрольно, подвергаются целенаправленному воздействию.
 
Благодаря научным исследованиям и производственной практике на равнинных площадях, накоплен большой опыт о высокой эффективности под озимые культуры мелкой обработки почвы. В условиях недостаточного увлажнения после уборки парозанимающих культур на площадях, запланированных под озимые культуры, проводят лущение или дискование (в зависимости от предшественника) и выполняют мелуюк комбинированную почвообработку тяжелыми культиваторами вместе с игольчатой ​​бороной в активном состоянии и кольчато-шпоровым катком. При такой обработке достигается наилучшее измельчение его верхнего слоя, пожнивные остатки выносятся на поверхность и прикатываются. Благодаря пожнивным остаткам снижается скорость ветра в приземном слое, они отражают солнечное излучение, почва меньше нагревается и теряет влагу. Перепады температуры в течение суток обусловливают конденсацию влаги под пожнивными остатками, а следовательно, создаются благоприятные условия для их перегнивания и разложения.
 

В результате проведенных исследований было установлено, что оптимальной глубиной обработки почвы под озимые после занятого пара является рыхление на глубину 10-12 см, а после непаровых предшественников — на 8–10 см. 

Эту операцию выполняют тяжелыми дисковыми боронами и культиваторами. Такой выбор почвообрабатывающей техники и технологии объясняется получением желаемого результата: лучшим обеспечением влагой в посевном слое почвы, равномерной заделкой семян по глубине высева, что дает возможность получить дружные и полноценные всходы. На участках с мелкой обработкой лучше проходили микробиологические процессы, что способствовало улучшению питательного режима. Благодаря правильному уходу во время парования поля снижалось количество сорняков, поскольку сегетальная растительность подавлялась хорошо развитым травостоем озимой пшеницы.
 
На эродированных площадях в зоне с недостаточным увлажнением для гарантированного получения всходов и высоких урожаев озимых культур обоснованно ведут поиск места в почвозащитных севооборотах для занятого пара. Занятый пар - один из самых распространенных и относительно хороших предшественников. Его назначение - обеспечить высокую почвозащитную способность и формирования высокой урожайности озимой пшеницы. Известно, что занятые пары при правильном уходе играют большую роль в сохранении влаги в почве, обеспечивают достаточное ее накопление и как следствие - способствуют повышению урожая озимой пшеницы. Однако не всегда в производстве по этому предшественнику получают стабильно высокие урожаи культуры, особенно на склоновых землях. Эффективность занятых паров в условиях Степи все еще остается достаточно низкой. Неправильная обработка значительно усиливает водную эрозию, снижает плодородие почвы при потере питательных веществ, что в целом приводит к существенному снижению продуктивности растений озимой пшеницы. Во-первых, это обусловлено низким уровнем использования летних осадков, особенно при применении мелкой обработки на склонах, а во-вторых - уязвимостью их водной эрозии почвы летом в случае выпадения проливных дождей, а также ранней весной - из-за влияния талых вод во время оттепелей .

В условиях недостаточного увлажнения Северной Степи лимитирующим фактором получения высоких и устойчивых урожаев озимой пшеницы является влага. Накопление запасов продуктивной влаги происходит, в основном, в осенне-зимний период, поэтому важную роль в этом процессе играет основная обработка почвы. Однако этому вопросу во время выращивания озимой пшеницы на склонах еще не уделяют должного внимания, в частности, не учитывают биологические особенности и требования культуры к агрофизическим свойствам почвы, тепла и влаги, удобрений, что приводит к упрощению элементов технологии выращивания и снижение ее производительности.

Период парования поля характеризуется самым неравномерным поступлением осадков. К тому же последние имеют преимущественно ливневый характер и на склонах могут вызывать сильное смывание почвы. Поэтому подготовку почвы под озимые следует проводить дифференцированно, особенно на эрозионно опасных площадях. В частности, нужно четко соблюдать следующие требования: поддерживать поле с максимальной почвозащитной способностью, а не распылять почву чрезмерной обработкой и сохранять на грунтовой поверхности больше растительных остатков. Интенсивность эрозионных процессов при мелкой обработке обусловлена, прежде всего, выровненной площадью, высокой плотностью и низкой водопроницаемостью в верхнем слое. В засушливых условиях степной зоны, где почти в течение всего вегетационного периода ощущается постоянный дефицит влаги, особое значение имеет разработка и совершенствование агротехнических мероприятий, направленных на максимальное накопление влаги в почве, ее сохранение и рациональное использование.
 

Характеристика по основным агрофизическими показателями различных способов основной обработки почвы

При выращивание озимой пшеницы на склонах особое внимание следует уделить физическому составу почвы. Ее плотность - это важный динамический показатель, который находится в сложной зависимости между основными факторами, такими как: гранулометрический состав, содержание органического вещества, влажность и структура почвы, примененный предшественник - и особенностями технологии почвообработки. Динамичность этого показателя на эродированных склоновых землях проявляется особенно четко: даже при одновременном разрыхлении растет под воздействием осадков, смещении центра тяжести сельскохозяйственных машин и орудий на одну из сторон по склону, значительно меньшем уровне содержания гумуса. Поэтому процесс самоуплотнения почвы протекает быстрее по сравнению с площадями на равнине, и часто за несколько месяцев уплотненные площади на поле достигают величин, превышающих оптимальные параметры, определенные для нормального развития сельскохозяйственных культур.
 
Важное значение имеет физическое состояние почвы, которая формирует семенное ложе, а плотность почвы в слое, который размещается над семенами, имеет незначительное влияние. При оптимальных условиях для формирования всходов и дальнейшем росте на высокоуплотненных почвах может привести к гибели растений озимых культур от притертой ледяной корки во время зимних оттепелей. В зависимости от различных типов основной обработки почвы под озимую пшеницу формировалось разное ее состояние по плотности строения, а соответственно, и создавались различные условия для роста и развития растений.

Озимая пшеница удовлетворительно выдерживает незначительное уплотнение почвы и негативно реагирует на ее избыточное разрыхление. При таком разрыхлении увеличиваются расходы влаги в верхнем слое, нарушается контакт между почвой и высеянным семенами, что довольно часто приводит к получению недружных и неполноценных всходов растений озимых культур, приводит к повышению уровня засоренности посевов и снижению зерновой продуктивности. При высокой плотности почвы резко снижается интенсивность водопоглощения, ухудшается воздушный режим, тормозится рост корневой системы растений, растут интенсивность стока воды и процесс эрозии почвы. Для полной реализации потенциальных возможностей озимой пшеницы и сохранения достаточно высокой водопроницаемости почвы плотность черноземов обычных в северной степной зоне в слое 0-10 см не должна превышать 1-1,15 г/см3, а на глубине 10-20 см - 1,15- 1,25 г/см3.

В наших исследованиях по обработке от закладки посева до вхождения в зиму структура почвы была неоднородна по всему строению, особенно при узкополосном чизельном рыхлении. Это главным образом предопределяло наличие вертикальных микрополос почвы в виде чередующихся скрытых гребней, которые возникли вследствие частичного неразрыхления рабочими органами чизельных орудий. При такой обработке почва лучше противостояла переуплотнению под влиянием энергонасыщенных тракторов и тяжелой техники, которую использовали при уходе за паровым полем. Плотность почвостроения перед посевом озимой пшеницы хотя и оставалась в обработанных гребнях выше на 0,09-0,13 г/см3, чем между ними, однако во всех случаях, по сравнению с мелкой почвообработкой, не выходила за пределы оптимальных величин (табл. 1).

При мелкой обработке плотность на эродированных почвах более 10 см за годы исследований была на критическом уровне для озимой пшеницы и превышала эти величины на 0,03-0,05 г/см3. При использовании чизельных орудий происходило разрушение плужной подошвы и отмечали явно выраженную дифференциацию состава почвы (разрыхленный и плотный слой) с чередованием гребней, закрытых почвой. Чизельная обработка на глубину 8-26 см, по сравнению с мелким рыхлением на 10-12 см, в 1,4-1,5 раза повышала почвенную водопроницаемость. Способы основной обработки почвы существенно влияли не только на ее агрофизические свойства, но и способствовали накоплению почвенной влаги.
 

Водный режим в допосевной период

Разработанные и усовершенствованные агротехнические мероприятия при выращивании озимой пшеницы на склонах должны обеспечить максимальное накопление, сохранение и рациональное использование влаги. В допосевной период количество почвенной влаги в занятом пару зависит от величины ее остаточных запасов после уборки предшественника и погодных условий в период парования поля. В занятом пару, когда парозанимающая культура освобождает поле за 1,5-2 месяца до оптимальных сроков посева в большинстве лет исследований условия складываются для проведения обработки по типу полупара. Однако при малых остаточных запасах влаги в пахотном слое почвы при низком качестве послеуборочной обработки всходы озимой пшеницы можно получить только в случае поступления достаточного количества осадков.

На склоновых землях особо большое количество влаги теряется из-за испарения и водостока (до 80-90%). Осадки, выпадающие в виде ливня на уровне до 30 мм, во второй половине лета во время парования почвы на склонах довольно часто увлажняют его лишь на глубину не более 10 см. В то же время при засушливых условиях и значительном высушивании почвы потери влаги на теплых южных и восточных склонах достигают большей глубины по сравнению с равнинными площадями, в 1,5-2 раза.

Проведенные исследования показывают, что скорость капиллярного перемещения влаги к поверхности испарения снижается и становится незначительной при условии, что почва на южных и восточных склонах находится в воздушно-сухом состоянии в слое толщиной до 8 см, на северной экспозиции - 4-5 см, а на равных площадях - 5-6 см. При такой толщине сухого изолирующего слоя капиллярное перемещение влаги почвенным профилем вверх приостанавливается, даже если подпахотный слой находится в состоянии полевой влагоемкости. Дальнейшие потери влаги происходят в основном из-за медленного испарения парообразной влаги, поступающей из нижних горизонтов почвы. При использовании чизельного рыхления можно снизить эти потери влаги, поскольку эта операция обеспечивает глубокое проникновение воды в почву, вместо ее накопления в верхнем слое при мелкой обработке.
 
Мульчирование почвы соломой и пожнивными остатками также способствует уменьшению потерь влаги. Однако полностью прекратить потери влаги невозможно. Если дожди проходят часто, то мульча сохраняет большую часть влаги, даже при интенсивном испарении. Вода, которая проникает глубоко в почву на 25-30 см (после чизельного обработки), имеет больше возможностей сохраниться, чем та, что содержится в верхнем слое (при мелком рыхлении почвы).

Мульча обеспечивает тормозящее влияние на испарение влаги и усиливает водопроницаемость почвы. В связи с этим эффективность осадков, поступивших в допосевной период, невысока из-за большей пористости почвы. Для получения своевременных и полных всходов важное значение имеет накопленная и полностью сохраненная влага в пахотном и посевном слое. Минимальная влажность посевного слоя, при которой прорастают семена озимой пшеницы, для чернозема обыкновенного тяжелосуглинкового должна составлять не ниже 17%, а оптимальная - в пределах 22-24%. Полные всходы и хорошее их развитие с осени обеспечивают достаточные запасы продуктивной влаги (не менее 20 мм) перед посевом в посевном слое толщиной более 10 мм, а в фазе третьего листа - в слое 0–20 см.

В зависимости от способа обработки более существенные изменения влажности почвы отмечали в слое толщиной 0-10 см, а в отношении глубины обработки - в слое 20-30 см. При мелком рыхлении на глубину 10-12 см влага проникала вглубь до 15-20 см и лучше сохранялась в посевном почвенном слое. При обработке почвы на 20 см и более, кроме лучшего проникновения воды вглубь, наблюдали и обратное явление - более интенсивное испарение влаги из обработанного посевного слоя. В этих условиях на склонах лучшей оказалась чизельная обработка с узкополосным вертикальным рыхлением почвы на глубину 8-26 см. Это обеспечивало быстрое проникновение воды, поступившей с осадками во время ливня, в глубокие слои в разрыхленных полосах и лучше сохранялась благодаря прикрытому сверху слою из почвы и мульчи.

На сохранение влажности посевного и пахотного слоя в период парования почвы существенное влияние имело боронование после дождей и культивация после прорастания сорняков. Установлено, что действие разрыхленного изолирующего слоя почвы на уменьшение испарения влаги будет лучше, если этот слой состоит из почвенных агрегатов размером от 0,25 до 3 мм. Без существенного снижения эффективности в изолирующем слое допускается наличие пыли до 5% и столько же или несколько больше - комковатой фракции. В наших условиях достигали лучшего эффекта, когда поверхность поля на 50% была покрыта пожнивными остатками, а мульчирующий слой состоял из комочков земли размером 3-10 мм. В таком случае почву лучше противостоял разрушительному действию ливневых осадков, а влага в нем сохранялась дольше на 8-12 дней, чем на участках с большей толщиной разрыхленного слоя, но без растительных остатков на его поверхности.

На период посева количество продуктивной влаги при мелкой и чизельной обработке составляло 33,1 и 36,4 мм. Особенно заметна эта разница при недостаточном увлажнении в летний период, когда способы мульчирующей обработки при мелком и чизельном рыхлении заметно снижали потери из-за испарения почвенной влаги, такой нужной в верхних слоях для прорастания семян.

 

Влажность почвы под посевами озимой пшеницы

В осенне-зимний период уровень накопления влаги в глубоких слоях почвы на озимом поле до начала возобновления весенней вегетации определялся, в основном, количеством осадков, которые поступали, и в меньшей степени - способами и глубиной почвообработки. В условиях, когда почва сильно увлажнена в верхнем слое, она рано промерзает, и при этом ухудшается водный режим.

В наших опытах в глубоких слоях почвы за зиму до начала весенней вегетации больше скапливалось влаги на участках, обработанных чизельным орудием по схеме узкополосного вертикального рыхления. Почва на таких частично глубокоразрыхленных участках меньше уплотнялась благодаря неразрыхленным гребням внутри почвы. Вода, поступавшая с осадками осенью и во время оттепелей, меньше концентрировалась в поверхностных слоях и быстрее проникала в нижние горизонты почвы благодаря более разрыхленному составу пахотного слоя. В осенний период главными критериями влагонакопления является высокая водопроницаемость и состояние относительно сухой почвы.
 
Минимальная обработка почвы в осенне-зимний период в результате низкой водопроницаемости не обеспечивала достаточно высокого уровня влагонакопления, что и определяло меньшие запасы влаги на период возобновления вегетации озимой пшеницы. Уровень продуктивной влаги, накопившейся в полутораметровом слое почвы на начало весны, существенно не менялся в течение всего периода весенне-летней вегетации и, в основном, зависел от поступления осадков в этот период. Лучшие условия для увлажнения растений на протяжении всей вегетации озимой пшеницы отмечали на участках с чизельной обработкой, где запасы влаги превышали ее количество, имеющееся в почве при мелком ее рыхлении (табл. 2).
 
В конце вегетации озимой пшеницы запасы продуктивной влаги уменьшались и в фазе полной спелости культуры были почти одинаковыми, но на участке с чизельной обработкой почвы они несколько превышали показатели на участках с мелким рыхлением. При чизельной почвообработке с вертикальным разрыхлением пахотного слоя на небольшой глубине формировались закрытые почвой гребни, что повышало влагопроницаемую и водоподъемную способность. При этом обеспечивалась более полная реализация накопленной влаги растениями озимой пшеницы в условиях засухи. Также отмечали лучшее развитие растений и на 8,2% большее сохранение продуктивных стеблей к началу сбора урожая.
 
Внесенные вразброс по поверхности поля удобрения при мелком рыхлении слабо перемешиваются с почвой - они сосредотачиваются в слое 5- 10 см, что на эродированных землях с неустойчивым увлажнением часто приводит к их физиологической недоступности для вегетирующих растений озимой пшеницы и приводит к снижению их производительности.
 
При узкополосном рыхлении чизелем благодаря специфическому исполнению рабочих органов происходила сепарация почвы и внесенных удобрений. Они в большей степени локализовались на глубине 10-17 см, что обогащало элементами питания почву в зоне максимального размещения корневой системы растений культуры и обеспечивало высокую водопроницаемость почвы и создавало благоприятные условия для стабильного увлажнения. Также внесенные удобрения уменьшали потери питательных веществ от эрозии и биологической иммобилизации при разложении на поверхности пожнивных остатков.

В опытах самые благоприятные условия для формирования урожая озимой пшеницы сложились при проведении чизельной почвообработки. Наблюдение за ростом и развитием растений озимой пшеницы показали, что мелкая обработка почвы способствовала интенсивному кущению растений и формированию большей надземной массы в начальный период вегетации озимой пшеницы. Это связано с лучшими условиями увлажнения и наличием удобрений в верхнем слое почвы, что обеспечивало полную их доступность для растений в ранние фазы их развития.

С увеличением корневой системы и проникновением ее в более глубокие слои разница в влагообеспеченности существенно уменьшилась и почти полностью выравнивалась в начале выколашивания растений. Наличие питательных веществ из удобрений в верхнем слое почвы и повышенная ее плотность при мелкой обработке обусловили поверхностное размещение корневой системы растений. Несколько больше корней отмечали в нижних слоях почвы при чизельном рыхлении. В засушливых условиях при хорошо развитом травостое и поверхностном размещении корневой системы растения озимой пшеницы часто испытывали недостаток влаги в весенне-летний период. Все это приводило к увеличению количества непроизводительных стеблей и потерь влаги. Условия, которые сложились в посевах озимой пшеницы в течение всей вегетации, в определенной степени сказались на составляющих элементах урожая. В зависимости от способов обработки, отмечали положительные изменения по показателям массы 1000 семян и соотношением зерна к соломе.
 
Чизельная обработка обеспечивала высокую зерновую продуктивность посевов озимой пшеницы. Урожайность без внесения удобрений росла по сравнению с соответствующим показателем на посеве с мелким рыхлением почвы, на 0,18 т/га. Использование минеральных удобрений обеспечило дальнейший рост зерновой продуктивности всех исследуемых способов основной обработки почвы. Однако преимущества при чизельной обработке сохранились - на той площади посева была наибольшая урожайность зерна - 4,59 т/га, что превышало соответствующий показатель на участке с мелким рыхлением почвы на 0,35 т/га (табл. 3).
 
На основе проведенных расчетов установлено, что чизельная обработка как на неудобрених площадях, так и на участках, где вносили удобрения, способствовала повышению производительности гектара обработки при существенном снижении себестоимости выращенной продукции. Опыт практического внедрения эффективного чизельной обработки почвы под озимую пшеницу свидетельствует о том, что этот способ не только уменьшает энергетические затраты, водную и ветровую эрозию почвы, но и стабильно обеспечивает повышение продуктивности посевов этой культуры.

 

И. Пабат, д-р c.-х. наук

С. Артеменко, канд. с.-х. наук

Институт зерновых культур НААН Украины

Журнал «Пропозиція», №9, 2018 р.

Интервью
заступник директора з наукової роботи Інституту фізіології та генетики рослин НАН України, доктор біологічних наук, професор, член-кореспондент НАН України Віктор Швартау
Как только уборка озимых полностью завершилось, сайт «Пропозиція» обратился к заместителю директора по научной работе Института физиологии и генетики растений НАН Украины, доктору биологических наук, профессору, член-корреспонденту НАН... Подробнее
Лановенко1
Садоводство относится к перспективным отраслям аграрного сектора. Интенсивные сады в сочетании с органическим садоводством увеличивают возможности экспорта продукции.  

1
0