Приемы и техника влагосберегающего земледелия в Северном Казахстане

Основной лимитирующий фактор повышения урожайности в засушливых условиях Северного Казахстана – это влага. Из каждых десяти лет обычно три года засушливые. Однако даже в благоприятные по увлажнению годы в июне-июле наблюдается почвенная и воздушная засуха.

Поэтому агроприемы возделывания сельскохозяйственных культур обязательно должны включать мероприятия по накоплению и сохранению влаги в почве.

Мировой опыт свидетельствует о том, что вопросы накопления и сохранения влаги в почве наиболее полно решаются при переходе на нулевую технологию обработки почвы (No-till), широко распространенную в Латинской, Северной Америке и Австралии.

Основными принципами No-till являются:

— отказ от механических обработок и борьба с сорняками за счет химобработок;

— оставление стерни и мульчирование поверхности поля измельченной соломой и пожнивными остатками;

— минимальное рыхление почвы за счет применения анкера или диска при посеве.

Многие ученые и фермеры Америки отмечают, что оставление растительных остатков на поверхности почвы обеспечивает:

— уменьшение расхода почвенной влаги;

— накопление органического углерода и азота;

— защиту почвы от эрозии;

— уменьшение температурных колебаний на почве;

-  накопление снега и влаги в почве;

— замедление роста сорняков;

— улучшение структуры и физических свойств почвы;

— увеличение инфильтрации влаги в почву;

— уменьшение затрат на приобретение основных средств, затрат энергии, топлива и труда.

Вместе с тем, анализ показывает, а первый опыт использования No-till в Северном Казахстане подтверждает, что простой перенос технологии без учета местных условий может не дать ожидаемой отдачи. А различия в условиях весьма существенны.

Например, в условиях Бразилии, Аргентины No-till с мульчированием почвы растительными остатками применяют для уменьшения водной эрозии при избытке влаги, а в сухих условиях Северного Казахстана агротехнические приемы должны быть направлены на удержание влаги при ее недостатке.

Есть различия и с Австралией. В Австралии нет осадков в виде снега, а осадки в виде дождя выпадают примерно равномерно в период вегетации растений. В Северном Казахстане зимние осадки составляют до 40% от объема годовых и накапливаются они до 5 месяцев в году, а потерять их за счет стекания по балкам и оврагам можно в течение одной, двух недель апреля.

Вопрос стоит в том: как их удержать? В Канаде, имеющей сходные условия с Северным Казахстаном, годовая сумма осадков на 50-70 мм больше и выпадают они в период вегетации растений в оптимальный период (июнь, июль). У нас в этот период часто наблюдается недостаток влаги или засуха.

Кроме того, к факторам, затрудняющим и ограничивающим применение No-till, относятся:

1. Дефицит осадков, лимитирующий формирование массы пожнивных остатков.

В Северном Казахстане средняя урожайность зерна составляет около 12 ц/га, урожайность пожнивных остатков – не более 13-14 ц/га. Согласно данных службы исследований сельского хозяйства США, если урожайность пожнивных остатков менее 20 ц/га – это может представлять проблему для сохранения влаги в почве на длительный срок (более 20 дней).

2. Наличие илистых тяжелых суглинков, плохо дренированных и заплывающих почв.

В Северном Казахстане около 62% площади пашни занято тяжелосуглинистыми, заплывающими почвами с плохим дренажом. Все это свидетельствует о необходимости найти способы улучшения накопления почвенной влаги в условиях Северного Казахстана.

Исследования зональных технологических институтов и передовой опыт хозяйств свидетельствуют о том, что перспективными агроприемами накопления влаги в засушливых условиях являются:

— оставление высокой стерни;

— механическое снегозадержание;

— глубокое осеннее рыхление;

— осеннее щелевание;

— формирование стерневых кулис;

— кулисный или гербицидный пар.

Перспективными агроприемами сохранения влаги в засушливых условиях являются:

— оставление растительных остатков;

— мульчирование почвы при ранневесеннем бороновании.

Рассмотрим эти агроприемы более подробно. Начнем с приемов сохранения влаги в почве. Первая технологическая операция – ранневесеннее боронование. Она выполняется с целью взрыхления поверхностного слоя почвы на 3-4 см для создания почвенной мульчи и равномерного распределения измельченной комбайнами соломы на поверхности поля.

Для закрытия влаги в хозяйствах применяются зубовые, игольчатые, пружинные и цепные бороны. Зубовые вычесывают стерню, игольчатые имеют большую энергоемкость и низкую производительность. Поэтому для условий хозяйств наиболее подходят пружинные и цепные бороны. Цепные бороны, в отличие от пружинных, более равномерно распределяют измельченную после комбайна солому на поле.

Многие хозяйства применяют ленточный и разбросной способы сева стрельчатыми лапами. Учитывая, что катки сеялок и практически всех посевных комплексов прикатывают только 50-60% площади поля, то для создания плотного контакта семян с влажной почвой, а также для предохранения взрыхленного стрельчатой лапой слоя почвы от иссушения, посевы необходимо незамедлительно прикатать кольчатыми катками.

Только в этом случае можно создать условия для дружных всходов. Однако наилучшим способом посева, с позиций сохранения влаги, является посев анкером или диском, с адресным прикатыванием. При этом более предпочтительным является анкер, так как он устойчиво выдерживает глубину хода даже на глинистых тяжелых почвах.

Для уменьшения разброса почвы перед анкером ставится дисковый нож. При этом при посеве анкером взрыхляется и иссушается не более 15-20% площади поля, в то время как при работе стрельчатой лапы – весь поверхностный слой на глубину посева.

Наши исследования и производственный опыт хозяйств показывают, что во влажный год урожайность при разбросном посеве стрельчатой лапой выше на 20-25%, чем при прямом посеве анкером или рядовом посеве стрельчатой лапой.

Однако в сухой год посев анкером дает урожайность примерно в два раза больше, чем разбросной и рядовой посев стрельчатой лапой. По многолетним данным посев анкером и разбросной посев стрельчатой лапой дают урожайность в среднем на одном уровне, при этом при посеве анкером наблюдается гораздо меньше разброс урожайности по годам, чем при посеве стрельчатой лапой.

Важнейший агроприём для сохранения влаги в почве – мульчирование почвы соломой. Для мульчирования применяются навесные измельчители на комбайн двух видов: с вертикальными ножами и горизонтальными разбрасывателями. Первые хорошо измельчают, однако при этом снижают производительность комбайна до 20%.

Для условий Северного Казахстана вполне подходят горизонтальные разбрасыватели с длиной резки 20-30 см, которые требуют на измельчение всего около 5% мощности двигателя.

Теперь о приемах накопления влаги из снега. Наши исследования показывают и передовой опыт хозяйств «Трояна», «Жанахай» Федоровского района и «Магнат» Карасуского района подтверждает, что наиболее эффективным приемом накопления снежной влаги является формирование стерневых кулис.

Запасы влаги при этом существенно выше, чем при оставлении высокой стерни в 3-3,5 раза, механическом снегозадержании и сплошном очёсе — в 1,5 раза. Это важнейший агроприем, который не требует привлечения дополнительных денежных средств, причем наиболее эффективным на склонах и лесостепной зоне является формирование стерневых кулис через 7-9 м, а в степной зоне — через 9-18 м.

По влагонакоплению почвы наиболее эффективными считаются химический и кулисный пар. Они позволяют накопить влаги на 32…37% больше, чем чистый пар. Практически равноценным агроприемом чистому пару по накоплению влаги является щелевание – более 90% влаги от потенциала чистого пара.

Чуть меньше – глубокое рыхление стерневых фонов – более 80% влаги. Глубокое рыхление и щелевание почвы обеспечивают впитывание собранной за 5 месяцев талой воды в почву, исключая ее сток с полей по балкам и оврагам. Кроме того, глубокое рыхление решает задачу разуплотнения тяжелых суглинистых почв с высокой плотностью естественного сложения.

Наблюдения показывают, что мелкие осенние обработки для накопления влаги эффекта не дают. При мелких обработках запасы влаги примерно такие же, как на необработанных стерневых фонах. Самые низкие запасы влаги дает отвальная обработка.

Подводя итог сказанному ранее, хотелось бы отметить, что технология возделывания в условиях Северного Казахстана должна включать технологическую операцию закрытия влаги преимущественно цепными боронами, посев анкером в сухие годы с предварительной химобработкой или посев стрельчатой лапой во влажные годы с предварительной предпосевной культивацией.

Кроме того, технология возделывания должна включать одну-две химобработки в период вегетации, раздельное и прямое комбайнирование в сочетании с очесом, с образованием стерневых кулис и мульчированием почвы измельченной соломой. После уборки необходимо глубокое рыхление на тяжелых глинистых почвах или щелевание на более легких суглинистых почвах и полях со склоном.

Наши исследования показывают, что переход на влагосберегающую технологию с использованием современной техники позволит повысить производительность труда в 1,9-2,2 раза и снизить совокупные затраты денежных средств до 20 долл./га по сравнению с почвозащитной технологией возделывания сельскохозяйственных культур.

Астафьев Владимир Леонидович, док. тех. наук, проф.,

Костанайский филиал ТОО «Казахский научно-исследовательский

институт механизации и электрификации сельского хозяйства», Казахстан

Агрожизнь №10 (65) октябрь 2016