Ауыспалы егістерді жобалау реферат
Обновлено: 30.06.2024
УДК 631.11 (574.2) МРНТИ 68.29.15
М. К. Сулейменов , д. с.-х. н.
Научно-производственный центр зернового хозяйства (НПЦЗХ) им. А.И. Бараева
В статье изложены научные основы сберегающего плодосменного земледелия, которое пришло на смену почвозащитному зернопаровому земледелию. Представлены результаты исследований по севооборотам, обработке почвы и регулированию плодородия почв. Сделан вывод о том, что наиболее эффективно используется пашня в плодосмене при минимальной или нулевой обработке почвы. Для сохранения плодородия почвы надо сочетать минимальные площади пашни под чистым паром, диверсифицировать набор возделываемых культур и по возможности меньше обрабатывать почву.
Ключевые слова: сберегающее земледелие, севообороты, обработка почвы, сохранение плодородия, пашня, чистый пар
Сүлейменов М. К.
CОЛТҮСТІК ҚАЗАҚСТАННЫҢ ҮНЕМДЕУШІ АУЫСПАЛЫ ЖЕМІС ЕГІНШІЛІГІ
Мақалада топыраққорғау астықты сүрі егіншіліктің орнына ауысқан, үнемдеуші ауыспалы жеміс егіншіліктің ғылыми негіздері сипатталған. Ауыспалы егіс, топырақты өңдеу және топырақ құнарлылығын реттеу бойынша зерттеу нәтижелері берілді. Ауыспалы жемісте топырағы минималдық немесе нөлдік өңделген жыртылған жер ең тиімдірек пайдаланылатыны туралы қорытынды жасалды. Топырақ құнарлылығын сақтау үшін таза сүрі жерге бөлінген егістік жерінің ең аз аумағын үйлестіру, егілетін дақылдар жиынтығын әртараптандыру және мүмкіндігінше топырақты өңдеуді азайту қажет.
Түйінді сөздер: үнемдеуші егін шаруашылығы, ауыспалы егіс, топырақты өңдеу, құнарлылықты сақтау, жыртылған егістік жер, таза сүрі
Suleymenov M.K.
CONSERVATION AGRICULTURE WITH DIVERSIFIED CROP ROTATIONS OF NORTHERN KAZAKHSTAN
The paper presents the scientific basis of conservation agriculture with diversified crop rotations which replaced the stubble mulch agriculture with grain-fallow crop rotations. Research data on crop rotations, tillage and soil fertility management is provided. It is concluded that cropland is most efficiently used in diversified crop rotations combined with minimum or no tillage. For soil fertility conservation one should combine the minimum area of arable land under pure steam, diversify the set of crops and cultivate the soil as small as possible.
Key words: c onservation agriculture , crop rotation , tillage, fertility preservation , arable land , pure steam
После распашки целинных земель в 1954-56 гг. в течение некоторого времени эти земли использовались исключительно для посева яровой пшеницы. В это время ученые работали над рекомендациями по системе земледелия в этих районах. Эти годы ознаменовались крушением господствовавшей до этого травопольной системы земледелия, которой на смену шла безотвальная система земледелия, предложенная Т.С. Мальцевым [1]. Главное в системе Мальцева заключалось в положении о том, что плодородие почвы можно поддерживать не только с помощью травополья, но и при возделывании однолетних культур. Для этого надо только отказаться от отвальной вспашки плугом. По существу, Мальцев тем самым научно обосновал то направление, которое сегодня привело к сберегающим системам земледелия. Однако для полного соответствия принципам сберегающего земледелия у него тогда не было соответствующих гербицидов для уничтожения сорняков и сеялок для прямого посева. А.И. Бараев и его ученики начали первые исследования по системе земледелия под сильным влиянием мальцевских идей, но очень скоро пришло понимание того, что для степных засушливых условий более привлекательна канадская интерпретация идей сухого земледелия [2].
Урожайность пшеницы и выход зерна с 1 га пашни в зависимости от доли пара в пшенично-паровой ротации, ц/га (среднее за 2009-2011 гг.) ( данные А. Кияса и М. Сулейменова)
Доля пара в ротации
Выход зерна с 1 га
В интервале колебания доли чистого пара от 50 до 25% от площади севооборота урожайность яровой пшеницы не изменялась. Однако, если учесть, что паровая площадь не дает продукции, то выход зерна с 1 га севооборотной площади при переходе от двуполья к 4-полке поднялся почти в полтора раза. Между 4-полкой и 5-полкой нет разницы по выходу зерна, а 6-полка добавила выход зерна на 1 ц/га. Но самые важные результаты дал вариант бессменного посева яровой пшеницы. Хотя урожайность пшеницы в бессменном посеве снизилась по сравнению с двупольем и 4-польем соответственно на 1,9-2,0 ц/га, выход зерна повысился на 8,5-3,3 ц/га или на 81-21%. Из этого следует, что когда-то применявшееся в Канаде двуполье совершенно непригодный вариант использования пашни. Если содержать поле в чистоте от сорняков и применять снегозадержание и азотно-фосфорные удобрения, то наиболее выгодно практиковать бессменный посев пшеницы.
Однако наши выводы о том, что бессменная культура пшеницы лучше любого пшенично-парового чередования, не означает, что теперь надо везде переходить на этот вариант в производстве. Это пригодно только для тех хозяйств, где по разным причинам сеют одну пшеницу в чередовании с чистым паром. На тех полях, где можно с помощью снегозадержания или высокой стерни создать хорошие запасы влаги на стерне, а также применять азотно-фосфорные удобрения, можно свести площади чистого пара до минимума. И таких хозяйств уже немало. О том, что при бессменном возделывании пшеницы и в 4-польном севообороте получается одинаковый выход зерна со всей севооборотной площади говорят данные Карабалыкской опытной станции [5], а при должной культуре земледелия данные в пользу бессменного возделывания пшеницы в Северо-Казахстанском НИИСХ [6].
Сторонники зернопаровых севооборотов подчеркивают следующие преимущества таких севооборотов: лучшее накопление влаги, эффективная борьба с сорняками и лучшее накопление нитратов. Рассмотрим эти преимущества пара перед посевом по стерневым предшественникам. По нашим данным пар накапливает на 15-20 мм больше влаги, чем стерня со снегозадержанием. И на это затрачивается целый год! Какая тут эффективность накопления влаги? В парах можно эффективно бороться с сорняками, но также эффективно с ними можно бороться и на стерневых посевах. Что касается накопления нитратов, это правильно, но это преимущество достигается путем ускоренной минерализации органического вещества почвы. Канадские ученые убедительно доказали это, и пришли к рекомендации об отказе от частого парования.
Тем не менее, есть еще немало ученых, имеющих другие данные. Рассмотрим эти данные. По данным Гилевича из Костанайского НИИСХ за 45 лет в среднем урожайность яровой пшеницы в 4-польном пшенично-паровом севообороте при удалении от пара снижается таким образом: 1 – 17,8 ц/га, 2 – 14,0 ц/га и 3 – 12,3 ц/га. [7]
Сравнение урожайности зерновых культур в зернопаровой ротации, а также культур в 4-польном плодосменном севообороте показывает преимущество замены пара на любую культуру (Табл. 2).
Урожайность культур в различных 4-польных севооборотах, ц/га (среднее за 2009-2011 гг.) ( данные А. Кияса и М. Сулейменова)
По сравнению с посевами после пара урожайность пшеницы после овса за два года снизилась на 3,6 ц/га, но взамен получено 22,4 ц/га зерна овса и 1,5 ц/га ячменя. После гороха урожайность пшеницы по сравнению с контролем снизилась за два года на 4,1 ц/га. Кроме этого ячмень снизил урожайность на 1,2 ц/га. Взамен получено по 12,3 ц/га гороха. Такие же результаты дал посев после нута, получив взамен по 10, 3 ц/га зерна нута. Наибольшее снижение урожайности пшеницы получили при замене пара на посев чечевицы – 8,5 ц/га кроме того ячмень снизил урожайность на 1,4 ц/га. Взамен получили по 10,9 ц/га чечевицы. Поскольку зернобобовые культуры, в особенности нут и чечевица стоят дороже зерновых культур, то выгодность замены пара на зернобобовые культуры очевидна. Если взять цену 1 тонны пшеницы за 200 долларов, овса – 120, ячменя – 150, гороха – 250, нута и чечевицы – 500 долларов, то по сравнению с контролем замена пара на овес, горох, нут или чечевицу дает в среднем с каждого гектара 290, 208, 410 и 354 доллара. То есть наиболее выгодна замена пара на посев нута и чечевицы.
В другом опыте НПЦЗХ имени А.И. Бараева сравнили урожайность двух с двух полей севооборота, сравнив эффективность чистого пара и замены его на овес, горох и рапс при разных технологиях возделывания (Табл. 3).
Урожайность предшественников и последующей яровой пшеницы при разных технологиях возделывания (среднее за 2009-2011 гг.), ц/га ( данные К. Акшалова и М. Сулейменова)
Обработка почвы
Обработка почвы всегда была одним из главных вопросов системы земледелия. В травопольной системе земледелия, которая господствовала на территории СССР до 1954 года, основная обработка почвы заключалась в глубокой отвальной вспашке плугами. Т.С. Мальцев был первым, кто сломал слоившееся мнение об обязательности отвальной вспашки и предложил проводить основную обработку почвы безотвальными плугами и дисковыми лущильниками. В те годы в северном Казахстане исследования также включали сравнение отвальной вспашки с обработкой безотвальными плугами и дисковыми лущильниками. Однако после изучения А.И. Бараевым канадского опыта стало ясно, что для степных условий более пригодны плоскорезы, которые оставляют после обработки стоячую стерню, необходимую для задержания снега и защиты почвы от ветровой эрозии. Все последующие работы по обработке почвы показывали преимущество осенней плоскорезной обработки почвы над отвальной вспашкой. Что касается самой плоскорезной обработки почвы, то основные выводы сводились к рекомендациям по чередованию мелких и глубоких рыхлений, а в некоторых случаях рекомендовалось оставлять почву без осенней обработки.
Тем временем в США, Канаде и в странах Южной Америки все более широко распространялась идея нулевой обработки почвы, то есть идея полного отказа от всякого рыхления почвы, за исключением минимального рыхления почвы при посеве [11]. В новом веке к изучению нулевой обработки почвы приступили и ученые северного Казахстана. Проведем анализ этих данных.
В одном из опытов НПЦЗХ имени А.И. Бараева три способа осенней обработки почвы (глубокая, мелкая и нулевая) изучались в 4-польном зернопаровом севообороте на фоне 4 вариантов технологии подготовки чистого пара: традиционная (механические культивации), минимальная (одна глубокая обработка + гербициды), минимальная (одна мелкая обработка + гербициды) и химическая (гербициды) [12]. Результаты опыта показали, что способ обработки почвы оказал существенное влияние на урожайность яровой пшеницы в третьем поле после пара (Табл. 4 ).
Таблица 4
Урожайность яровой пшеницы (ц/га) в зависимости от паровой и осенней обработки почвы (среднее за 2007-09 гг.) ( данные А. Тулегенова)
Осенняя обработка почвы
2-я культура после пара
3-я культура после пара
НСР 0,95 ц/га: 2-я культура – 0,83, 3-я культура – 0,65
Во втором поле после пара способы паровой и осенней обработки почвы в большинстве случаев не оказали существенного влияния на урожайность яровой пшеницы. На фоне глубокого рыхления почвы в паровом поле применение осеннего рыхления плоскорезом и глубокорыхлителем было излишним.
В третьем поле после пара оставление почвы без обработки почвы сказалось отрицательно на урожайности яровой пшеницы, как на фоне химического пара, так и на фоне минимальных обработок почвы в пару. Лучшим вариантом была осенняя мелкая плоскорезная обработка почвы, в особенности на фоне минимальной глубокой обработки почвы в пару. Это можно объяснить двумя факторами: лучшее впитывание талых вод рыхлой почвой, а также лучшая минерализация азота при рыхлении почвы.
В другом опыте НПЦЗХ имени А.И. Бараева два способа обработки почвы (традиционная и No Till ) сравнивали при подготовке почвы под ячмень [13]. В варианте нулевой обработки почвы снег накапливался путем оставления высокой стерни, а при традиционной обработке почвы плоскорезами снег накапливался путем тракторного снегозадержания. В большинстве случаев впитывание влаги в обработанную с осени почву происходит лучше, что является одним из факторов снижения урожайности ячменя при No Till (Табл. 5).
Таблица 5
Урожайность ячменя в зависимости от осенней обработки почвы ( данные К. Акшалова), ц/га
Способ обработки почвы
Вторым фактором является ускоренная минерализация азота при рыхлении почвы. При традиционной обработке почвы она колебалась в интервале 2,32-4,95 мг/100 г, а при нулевой – 2,85-3,62 мг/100 г. В результате в 4 года из пяти преимущество в урожайности было за традиционной обработкой почвы. Нулевая технология имела преимущество только в 2008 году, что можно объяснить тем, что на данном поле стали применять нулевые технологии после многолетних традиционных обработок почвы. Наибольшая прибавка урожая в пользу традиционной обработки почвы получена в острозасушливые годы, когда разница в запасах влаги имела критическое значение.
Урожайность яровой пшеницы (ц/га) в зернопаровом севообороте в зависимости от технологии обработки почвы (среднее за 2007-09 гг.) ( данные Т. Аксагова, Костанайский НИИСХ)
Культура после пара
Технология обработки почвы
Главная причина — преимущество в запасах влаги перед посевом. При традиционной обработке почвы в первом, втором и третьем полях после пара в метровом слое почвы было соответственно 174, 121 и 118 мм, в то время как на нулевой технологии – соответственно 213, 161 и 140 мм. По сравнению с НПЦЗХ имени А.И. Бараева есть очевидная разница, которая объясняется тем, что данные исследования проводились на легкосуглинистой почве, где вопрос впитывания влаги талых вод не имеет значения, то есть водопроницаемость высокая и без обработки почвы.
Кроме того, почва в НПЦЗХ имени А.И. Бараева южный карбонатный чернозем тяжелосуглинистый с содержанием гумуса в пахотном слое порядка 3,5%, с ППВ около 185 мм, в то время как в Костанайском НИИСХ почва южный чернозем легкосуглинистый с содержанием гумуса в пахотном слое порядка 4,76-4,71% [15]. Почва, очевидно, более влагоемкая, что видно из цифр влажности почвы. В пользу нулевой технологии в КНИИСХ говорят также данные засоренности, которая была существенно ниже, чем при традиционной обработке почвы.
Таким образом, на легких почвах, где нет проблемы впитывания талых вод в почву, бесспорное преимущество имеет нулевая технология обработки почвы. На тяжелых почвах получены противоречивые данные, что связано с водопроницаемостью почвы в период таяния снега. Поэтому при постоянной нулевой технологии обработки почвы в некоторые годы возможно снижение урожая яровой пшеницы из-за меньших запасов влаги в почве, а также из-за недостатка нитратов.
Выводы:
1. Сберегающая плодосменная система земледелия является шагом вперед по сравнению с почвозащитной зернопаровой системой земледелия по вопросам севооборотов, обработки почвы и сохранения плодородия почвы
2. Плодосменные севообороты в сравнении с зернопаровыми севооборотами обеспечивают диверсификацию культур, более полное использование ресурсов для устойчивого экономически выгодного земледелия, а также гарантируют лучшее сбережение плодородия почвы благодаря отсутствию поля чистого пара.
3. Нулевая технология обработки почвы способствует лучшему сохранению плодородия почвы. На легкосуглинистых черноземных почвах она гарантирует повышение урожайности полевых культур благодаря лучшему накоплению и сохранению влаги в почве. На тяжелосуглинистых почвах в некоторых случаях требуется осеннее рыхление почвы с целью улучшения впитывания талых вод.
4. Для сохранения плодородия почвы самое главное это сокращение доли чистого пара в пашне и включение в плодосмен поля зернобобовых культур или донника на зеленый корм. Второе это применение нулевых и минимальных обработок почвы. В-третьих, это применение требуемых доз минеральных удобрений.
1 Мальцев Т. С. Вопросы земледелия — М. – Колос -1971.
2 Бараев А. И. Об особенностях земледелия в Канаде // В кн.: А. И. Бараев. Почвозащитное земледелие — М . – Агропромиздат — 1988 — с . 66-83.
3 Hill K.W. Wheat yields and soil fertility on the Canadian prairies after a half century of farming. Soil Sci . Soc . of America Proceedings – 1954 – 18: 182-184.
4 Сулейменов M.K. О теории и практике севооборотов в северном Казахстане// Земледелие — 1988 — №9 – с. 25-31.
7 Гилевич С.И. Севообороты устойчивого земледелия// Аграрный сектор — №2 – 2013 — с. 62-68.
8 Аксагов Т.М. Нулевая технология, как инструмент перестройки системы сохранении почвенного плодородия южных черноземов в северном Казахстане. // Вклад молодых ученых в аграрную науку. Республиканская научная конференция молодых ученых — Шортанды – 2010 — с. 17-20.
16 Renni D.A., GJ. Racz, D.C. McBeath. Nitrogen losses, //In: Proceedings of the western Canada nitrogen symposium — Edmonton, Alberta: Alberta Agriculture. — p. 325-353.
Рубрика Сельское и лесное хозяйство, Выпуск 4
Читайте также: