Определение агроэкологической концепции и агрофизических свойств почвы в рамках внедрения и освоения точного земледелия является насущной и актуальной задачей.
Она позволяет комплексно решать проблемы соответствия и адаптации условий выращивания сельскохозяйственных культур и этих свойств основным требованиям и принципам совершенствования современных технологий возделывания культур, основам сохранения почвенного плодородия.
Процесс внедрения и освоения новейших агротехнологий предполагает поиск нестандартного решения отдельных вопросов экологического мониторинга и модернизации определения и улучшения отдельных агрофизических свойств и режимов почвы.
К числу агроэкологических проблем, решаемых в точном земледелии, относятся регламентация и минимализация применения минеральных удобрений и средств защиты растений, биологизация путей регулирования содержания органического вещества за счет использования зеленых удобрений вместо традиционного навоза. Сокращение числа междурядных обработок также налагает отпечаток на снижение убыли гумуса и его консервацию при минимализации обработки почвы.
Данные зарубежных исследователей подсказывают, что появление новых современных комбинированных почвообрабатывающих агрегатов показывают их достаточную эффективность в плане влияния на урожайность картофеля. Использование импортных и современных отечественных машин и орудий, незначительно или полностью не уступающих традиционной вспашке отвальным плугом, предполагает расширение сортимента сельскохозяйственной техники при возделывании зерновых культур.
Целью и задачами настоящей работы является адаптация технологии точного земледелия к местным условиям, реализация агроэкологических аспектов, оптимизация агрохимических и биологических свойств дерново-подзолистых почв опытного поля ЦТЗ.
Наши исследования проводились на опытном поле Центра точного земледелия, образованного в 2007 году в РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева в составе Полевой опытной станции. Полевые исследования проводятся в рамках четырехпольного зернопропашного севооборота; викоовсяная смесь на корм – озимая пшеница с пожнивным выращиванием горчицы на сидерат – картофель – ячмень. В опыте изучаются две технологии возделывания сельскохозяйственных культур: традиционная и точная.
Традиционная технология возделывания культур основана на использовании современной техники с соблюдением рекомендуемых параметров, сроков и нормативных показателей их выполнения. Технология точного земледелия основана на принципах использования спутниковой системы глобального позиционирования GPS, с помощью которой корректируется выполнение агроприемов. В дополнение к этому каждая технология включает две обработки почвы – отвальную на глубину 20-22 см, проводимую оборотным плугом Eur Opal, и прямой посев сеялкой DMC в необработанную почву.
В качестве объекта исследований в настоящей статье выступает озимая пшеница линии Л-1, выведенная в нашем ВУЗе и предлагаемая для передачи в массовое сортоиспытание с последующим районированием в регионе. Под эту культуру перед посевом вносили комплексное минеральное удобрение азофоску дозой 200 кг/га сплошным способом. В период вегетации озимой пшеницы в фазу весеннего кущения и колошения даются две подкормки аммиачной селитрой дозой 70 кг д.в./га на делянках традиционной технологии сплошным методом, точной – дифференцированно.
Характеристика почвы опытного участка ЦТЗ
Почвы полевой опытной станции по гранулометрическому составу легкосуглинистые и супесчаные, по цвету чаще красно-бурые карбонатные, слои от 3 до 5 см выщелоченные. Верхние горизонты мощностью в 40-50 см представлены песчано-крупнопылеватым суглинком, по всей толще встречаются валуны. Содержание перегноя в пахотном слое — от 2,1 до 2,5%, обеспеченность общим азотом — 35,5 мг/кг, содержание Р2О5 — 200-250 мг/кг, степень обеспеченности высокая, содержание калия — 150-200 мг/кг почвы, степень обеспеченности повышенная.
Потребность почв в известковании слабая, так как рН водной вытяжки колеблется в пределах от 5,8 до 6,2. Почва опытного участка хорошо окультурена и отвечает требованиям культуры. Приведенные выше сроки и дозы удобрений, внесенных под озимую пшеницу на опытном поле ЦТЗ, обуславливали неодинаковое накопление и содержание питательных веществ в пахотном слое почвы. Это зависело как от технологии внесения минеральных удобрений (точное или традиционное), так и от приемов основной обработки почвы (отвальная или нулевая).
В табл. 1 приведены величины содержания N, Р2О5, К2О под озимой пшеницей по отдельным годам исследований в среднем за вегетацию. В верхнем 0-10 см слое почвы наибольшим накоплением и содержанием общего азота, подвижного фосфора и обменного калия характеризовался вариант прямого посева озимой пшеницы в необработанную почву.
Причем превышение по этому варианту в сравнении со вспашкой отмечалось как по технологии точного земледелия, так и по традиционной. Следует добавить, что различия между технологиями возделывания менее значимы, чем между обработками. Так, по азоту за 3 года средняя разница между технологиями была на уровне 1-2 мг/кг почвы, между обработками – 3-4 мг/кг, по фосфору соответственно — 10-15 и 15-20 мг/кг, по калию – 5-10 и 10-15 мг/кг почвы.
В слое 10-20 см отмечалось незначительное превышение содержания общего N и снижение подвижного Р2О5 и обменного К2О в сравнении со слоем 0-10 см. Существенных различий по накоплению питательных веществ по двум различным технологиям не установлено, однако фосфора и калия в слое 10-20 см содержалось больше при выполнении технологии точного земледелия.
По азоту на нулевой обработке наблюдается превышение содержания на 0,5-1,8 мг/кг почвы относительно вспашки только в 2013 г., в 2014 и 2015 гг. разница нивелируется с тенденцией превышения на отвальном фоне. Фосфора и калия по вспашке накапливалось не намного больше, чем на прямом посеве, что связано с повышенной минерализацией органического вещества и несколько большим накоплением элементов питания в слое 10-20 см при оборачивании пласта.
Обобщая информацию по накоплению и содержанию питательных элементов в пахотном слое дерново-подзолистой почвы, следует подчеркнуть, что различия между технологиями были менее заметны, чем между обработками. Тем не менее, при практически одинаковом содержании азота отмечается тенденция к превышению содержания фосфора и калия по точной технологии в сравнении с традиционной, что может быть связано с наибольшим накоплением достаточно хорошо минерализующихся растительных остатков предшествующих культур на первом варианте.
Азот по точной технологии использовался более интенсивно растениями, поскольку применялись две дифференцированные подкормки озимой пшеницы (с учетом характера стеблестоя и интенсивности зеленой окраски растений) в период вегетации, на делянках традиционной технологии подкормка велась сплошным способом независимо от состояния растений. Наглядное представление содержания в пахотном слое дерново-подзолистой почвы полевого опыта ЦТЗ общего азота и подвижного фосфора изображено в виде электронных карт на рис. 1 и 2.
Отмеченные выше закономерности по накоплению и содержанию элементов питания растений зависели от многих сопутствующих показателей, в том числе и от биологической активности и токсичности почвы. В наших исследованиях проводилось определение биологической активности почвы методом распада льняного полотна и биологической токсичности почвы методом растительных тестов. В среднем за вегетацию озимой пшеницы по трем годам установлено, что вспашка оборотным отвальным плугом в наибольшей степени оказывала влияние на биологическую активность почвы независимо от технологии возделывания культуры.
Среднее за 3 года превышение биологической активности по отвальной обработке в сравнении с нулевой составило при точной технологии 3,4%, при традиционной – 2%. Разницы между технологиями по этому показателю практически не наблюдалось. Анализ влияния различных лет расположил варианты полевого опыта по величине биологической активности почвы в следующем убывающем порядке: точная отвальная – традиционная отвальная – традиционная нулевая – точная нулевая.
Такое расположение вариантов связано с влиянием, прежде всего, обработок на водно-воздушный режим почвы, интенсивность микробиологической деятельности. Все сказанное повлекло за собой изменения в питательном режиме дерново-подзолистой почвы, который характеризовался ранее. Соответственно изменению активности почвы только в обратном соотношении изменялась биологическая токсичность.
Так, в среднем за 3 года наименее токсичной почва оказалась на вспашке при традиционном возделывании озимой пшеницы, на 1,5% превышала этот вариант отвальная обработка по точной технологии и далее с разницей 3,0-3,5%, в сторону увеличения идет нулевая обработка почвы по обеим технологиям. Урожайность озимой пшеницы по отдельным вариантам полевого опыта ЦТЗ изменялась достаточно закономерно, имея преимущество по точной технологии со вспашкой в 2013 и 2015 гг.
Исключение составляет 2014 г., в котором урожайность на отвальной снижалась против нулевой обработки в 1,7 раза, что связано со метеоусловиями осени 2013 года. Обильные осадки сентября привели к сильнейшему выпаду растений озимой пшеницы по отвальной обработке, вследствие чего всходы на вспаханных делянках получились сильно изреженными и менее развитыми в сравнении с прямым посевом. Это также является причиной получения меньшей величины урожайности озимой пшеницы по отвальной обработке в среднем за 3 года исследований.
Если проследить величину урожайности по отдельным годам, то следует отметить, что в 2013 г. урожайность озимой пшеницы более высокой оказалась по точной технологии с преимуществом отвальной обработки, что подтверждено статистически, путем расчета НСРо5. В 2014 г. однозначно доказан приоритет нулевой обработки по указанной ранее причине.
Технология возделывания существенного влияния на урожай не оказала. В 2015 г. математически подтверждено только лишь преимущество вспашки в сравнении с прямым посевом. Влияние той или иной технологии не получило статистического подтверждения в пользу одной из них, что характерно для всего периода приводимых данных полевого опыта ЦТЗ. Наглядным подтверждением сделанного анализа урожайности озимой пшеницы является рис. 5. Здесь четко просматриваются указанные закономерности влияния вариантов опыта на урожайность озимой пшеницы.
А.И. Беленков, д. с.-х. н., профессор
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева
"Нивы России" №4 (137) май 2016
.gif)
Нет комментариев. Ваш будет первым!