РЕСУРСОВЛАГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЗАСУШЛИВОЙ СТЕПИ КАЗАХСТАНА

Двуреченский В.И. генеральный директор

ТОО «Костанайский НИИСХ», канд. экономических  наук, профессор

 Степная зона Казахстана является ареной проявления опасных дефляционных эрозионных процессов.  Их действие, совместно с многозатратными технологиями возделывания полевых культур привело к тому, что в черноземах Северного Казахстана за последние 30-40 лет их использования содержание гумуса и азота снизилось на 20-30%. Оставление стерни, измельченных растительных остатков на поверхности почвы в большинстве случаев позволяет остановить развитие опасной тенденции, снизить негативное воздействие частого парования на плодородие почвы.

            В Казахстане накоплен большой экспериментальный материал по минимализации обработки почвы. Многими научно-исследовательскими учреждениями установлена высокая эффективность замены механических обработок гербицидами [1, 2, 3, 4, 5, 6].

            Применение гербицидов вместо культивации пара повышает содержание влаги в почве, особенно в  засушливые годы [7]. На гербицидных парах полнее прорастают семена сорняков, что уменьшает потенциальные запасы их в почве. Кроме того, при использовании современных гербицидов сильнее, чем при подрезании культиватором, подавляются многолетние  сорняки.

            Дробные внесения быстроразлагающихся гербицидов в безопасные для культурных растений сроки в паровом и пропашном звеньях севооборота при почвозащитной безотвальной и минимальной обработках почвы не только уменьшает засоренность посев при одновременном усилении биологической конкуренции культурных растений к сорнякам, но и сохраняет влагу и структуру почвы, ее ветроустойчивость и не снижает продуктивность севооборота по сравнению со вспашкой и разрушающими структуру почвы механическими приемами ухода [8].

            Снижению засоренности посевов способствует также мульчирование почвы соломой, которое проводится при нулевых технологиях. Так, в университете штата Северная Каролина (США) выявлено ингибирующее влияние мульчи из растительных остатков ржи и пшеницы на развитие сорняков (рост мари белой был подавлен на 94, а щирицы на 96%). Однако оставлять измельченную солому и семена сорных растений нужно обязательно в посевном  слое почвы [9].

            В тоже время некоторые исследователи выражают опасения, что необоснованное (с позиции защиты растений) применение упрощенных технологий (так автор называет энергосберегающие минимальные и нулевые технологии) обработки почвы без проведения фитосанитарной экспертизы и отсутствие компенсирующего действия других приемов защиты растений существенно увеличивает опасность массового размножения вредных организмов обитающих или сохраняющихся в почве и на растительных остатках [10].

            Другие авторы [11] высказывают мнение, что результаты экспериментов с нулевыми технологиями носят ограниченный характер и получены на сравнительно небольших площадях, относительно чистых от сорняков (особенно многолетних), на почвах обладающих хорошей дренированностью, как правило среднесуглинистых. 

            Минимализации обработки почвы придается большое значение в связи с сохранением плодородия почвы. По данным В.Г. Холмова (1988), уменьшение  интенсивности обработок почвы в севообороте  ведет к накоплению растительных остатков в пахотном слое, что обуславливает снижение процессов минерализации  азота и способствует сохранению гумуса [12].

            Большим источником восполнения органического вещества в почве является солома.

            По данным Каз. НИИ зернового хозяйства (Васько И.А., Бакаев А.М. 1982) внесение соломы  оказывает положительное влияние на структурное состояние и водопроницаемость почвы, улучшает режим её влажности и фитосанитарное состояние поля, в частности снижается пораженность яровой пшеницы корневой гнилью. Соломенная мульча, оказывает положительное влияние на накопление почвенной влаги и снижение температуры почвы, способствует лучшему развитию растений яровой пшеницы, повышая её урожай на 1-1,3ц/га [13].

            Ежегодное разбрасывание измельченной соломы в 5-польном севообороте, по данным Кустанайского НИИСХ, обеспечило повышение содержания гумуса на 0,2%. По данным стационарных опытов Кустанайского НИИСХ, проведенных в 1971-1980гг. в 4-польном, а в 1981–1990гг. в 5-польном зернопаровых севооборотах минимализация обработки почвы в парах и под зерновые культуры способствовала снижению потерь гумуса на 30-40% по сравнению с интенсивными механическими обработками, однако без добавления в почву свежих растительных остатков не обеспечивала положительного баланса гумуса (Кудашева Л.М., Рычагова А.Ф. 1987).

            Внесение соломы (в дополнение к минимализации обработки) еще больше  защищает почву от эрозии и засухи. Прежде всего, солома это ценное органическое удобрение. Одна тонна соломы зерновых по содержанию органического вещества, азота, фосфора и калия равноценна 2-3 тоннам полу перепревшего навоза, влажностью 75%. Это определяет довольно высокую ценность соломы как удобрения (А.К. Киреев, Е.Н. Нурманбетов, 2001).                                                                                                            

В связи с минимализацией обработки в севообороте и оставлением в поле измельченных растительных остатков меняются водно-физические свойства почвы и ее биологическая активность  меняется и пищевой режим почвы.                                                          

Совместное воздействие оставленных в поле измельченных растительных остатков, минимализации обработки почвы, системы удобрения в комплексе с другими технологическими приемами по возделыванию яровой пшеницы и уходу за паровыми полями на плодородие почвы, повышение и стабильность производства высококачественного зерна при увеличении прибыльности его производства было основным направлением нашей  научной работы.                                                                                

Проведенные исследования показали, что оставление на поверхности поля измельченной соломы и других растительных остатков увеличивают массу органического вещества в почве в 1,4-1,5 раза, способствует повышению эрозионной устойчивости поверхности поля и улучшению водно-физических свойств почвы (табл.1).

           

Таблица 1. Накопление органических остатков за ротацию зернопарового 4-польного севооборота и их влияние на эрозионную устойчивость парового поля (среднее за 2006-2008гг)

Фон.    Стерня обработка почвы

* Масса органических  остатков в сумме за ротацию сев-та т/га

Показателиэрозионной устойчивости поля, Q,г.

Стерня с отчуждением соломы

Плоскорезная обработка, традиционная  технология

 

10,4

 

47,5

Стерня + измельченная солома

Нулевая технология

 

23,5

 

9,9

            * Приведенные данные характеризуют лишь наземную часть органического вещества зерновых, остающуюся  в поле после уборки. Но есть ещё и корневая система по массе не уступающая надземной.

            Анализируя данные пищевого режима мы пришли к выводу, что нитрификационные процессы в южных черноземах облегченного механического состава в большей степени ингибируется недостатком влаги в почве, а не отсутствием механических обработок. Мульчирование поверхности почвы измельченной соломой на фоне минимализации обработки почвы способствует сохранению и увеличению запасов влаги в почве и следствии этого стимулирует нитрификационные процессы.

            Наблюдения за строением пахотного слоя в паровых и зерновых полях указывает на хорошую динамичность южных легко- и среднесуглинистых черноземов, способность их легко восстанавливать равновесную плотность. В связи с этим, нами сделано предположение, что на этих чернозёмах нет необходимости в проведении интенсивных механических обработок для придания пахотному слою оптимального строения

(таблица 2).

Таблица 2. Характеристика условий произрастания пшеницы в зависимости                                                  от технологии обработки почвы (2006-2008гг)

Технология обработки почвы

В среднем по севообороту

Запас влаги в метровом слое перед посевом, мм

Содержание NО3 в слое 0-30см,

мг/кг

Плотность почвы,

г/м3

Количество сорняков, шт/м2

Урожай зерна, ц/га

Всходы

Перед уборкой

Традиционная

120

6,2

1,33

37,2

12,8

24,8

Нулевая

144

7,7

1,30

18,1

10,6

25,7

            Неудачи с введением системы минимальной и нулевой обработки почвы, которые преследовали ученых и практиков в прошлые годы были связаны с ростом засоренности полей,  поэтому считалось, что одним из условий внедрения элементов минимализации обработки почвы является предварительно освоенный достаточно высокий уровень культуры земледелия. Не возражая против этого, путем подбора современных высокоэффективных пестицидов нам удалось снизить засоренность посевов до приемлемого уровня (табл.3). При этом, злостных многолетних сорняков в посевах практически не стало (0,1-0,2шт/м2).

Таким образом, высокая культура земледелия с использованием современных высокоэффективных гербицидов позволяет очистить посевы от сорняков. Минимализация обработки почвы, вплоть до полного отказа от её проведения в этих условиях не ведет к росту засоренности посевов.

Переход на влаго-ресурсосберегающие технологии, в основе которых лежит отказ от проведения механических  обработок почвы в совокупности с использованием высокоэффективных современных пестицидов и измельченной соломы в качестве удобрения и мульчи, позволил нам в течение 12 лет увеличить среднюю  урожайность пшеницы в зернопаровом 4-польном севообороте с 12,8 ( в среднем за 1991-1995 гг.) до 28,7 ц/га, то есть в 2,2 раза (табл.4).

Таблица 4.  Рост урожая яровой пшеницы в связи с переходом на минимальную и нулевую технологию возделывания.

Место пшеницы в

севообороте

 

 

Традиционная

технология

Минимальная

технология

Нулевая

технология

1991-1995гг.

1996-2000гг.

2004-2008гг.

ц/га

%

ц/га

% к трад.

ц/га

% к трад.

1-я пшеница после

пара

15,0

100

21,9

146

30,8

205

2-я пшеница после

пара

12,1

100

19,8

164

27,4

226

3-я пшеница после

пара

11,4

100

16,7

146

27,9

245

В среднем по

севообороту

12,8

100

19,5

152

28,7

224

Анализируя данные таблицы 4, нетрудно заметить еще одну очень важную для земледельца особенность. При освоении нулевой технологии значительный рост урожая наблюдается во всех зерновых полях севооборота, но в наиболее урожайном поле (1-я пшеница после пара) уровень урожайности яровой пшеницы повысился на 205% ( в сравнении с традиционной технологией), то есть в 2 раза;  на 2-й пшенице, обычно менее урожайной, - на 226%, или в 2,2 раза, на 3-й еще менее урожайной (при плоскорезной обработке почвы), урожай зерна возрос на 245%, или почти в 2,5 раза.

Благодаря описанной особенности урожай зерна пшеницы не только увеличивается, но и выравнивается по полям севооборота.

При переходе на нулевую технологию существенно возрастает и стабильность урожаев по годам. Так, в 1991-1995годах при урожайности яровой пшеницы в 12,8 ц/га ее колебания по годам находились в пределах 5,8-17,1ц/га, то есть достигали почти трехкратной величины (2,9). В2004-2007г.г. урожай пшеницы в севообороте составил 28,7 ц/га, а его колебания от 22,7 до 32,0 ц/га, или равные 1,4. то есть стабильность производства зерна при нулевой технологии возрастает вдвое.

Подытоживая вышеизложенное, мы можем констатировать, что важнейшим агроэкологическим преимуществом влаго-ресурсосберегающих технологий является выравнивание урожайности зерновых культур по полям севооборота и снижение ее зависимости от погодных условий, в результате эффективного влагонакопления, восстановления плодородия почвы за счет накопления в пахотном слое органических остатков, снижения темпов минерализации гумуса, повышения культуры земледелия.

Проведя соответствующие нормативные расчеты мы установили существенное снижение прямых затрат на производство зерна по минимальной и нулевой технологии. При этом затраты на ГСМ снизились с 21,3% (от суммы затрат) до 7,2%, то есть почти в 3 раза. Напротив, расходы на пестициды возросли с 4,9% до 16,5 – на минимальной и до 30,7% на нулевой технологии, то есть в 3,3 и 6,2 раза. В связи с наметившейся тенденцией увеличения цены на пестициды, затраты по этой статье расходов в будущем могут возрасти. Однако, здесь следует учитывать, что по мере освоения минимальных и нулевых технологий фитосанитарное состояние посевов улучшается, вследствие этого в дальнейшем потребность в пестицидах для поддержания экономически приемлемой ситуации по вредным организмам будет снижена.

Замена механических обработок гербицидными способствовала существенному снижению затрат труда на производство зерна. Так, при мелкой плоскорезной обработке на 1 га севооборота затрачивается 3,24 чел.-часа, при нулевой системе затраты труда сокращаются в 2,2 раза.

Анализ экономической эффективности производства зерна показывает, что по мере снижения интенсивности обработки почвы от традиционной до нулевой системы наблюдается увеличение производства зерна на гектар посева с 2,92 до 3,12 тонн (на 6,8%) и соответствующее увеличение стоимости валовой продукции. При этом затраты денежных средств на гектар севооборота снижаются на 18,9%.

Минимализация обработки почвы способствует увеличению производительности труда. Так, при мелкой плоскорезной обработке почвы на 1 тг. прямых затрат произведено 7235 тг. валовой продукции, при минимальной и нулевой – 9473-9532 тг/га, прирост составляет 2238-2297 тг, или 31,7%.

На 1 чел.-час прямых затрат при традиционной системе возделывания зерновых в среднем по севообороту произведено 25782 тг. валовой продукции, при минимальной  этот показатель возрастает до 48400 тг. и составляет 187,7% от контроля, при нулевой – до 51199 тг, или до 198,6%.

Таким образом, переход на нулевые технологии обеспечит повышение производительности труда снизит потребность в рабочей силе и технике, сократит сроки проведения полевых работ, сделав их более оптимальными, повысит доходы сельхозпредприятий, увеличит заработную плату тружеников села, улучшит их социальные условия. Последнее является важным экономическим и социальным преимуществом влаго- ресурсосберегающих технологий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Колмаков Г.Н., Нестеренко А.М. Минимализация обработки почвы.– М.: «Колос», 1981.

2. Соснин Н.И. О минимализации обработки почвы в зоне обыкновенных черноземов Северного Казахстана. – В кн. Минимальная обработка почвы. Часть II, 1972

3. Чебанов Н.С. Возможности сокращения механических обработок пара за счет гербицидов в условиях сухостепной зоны Карагандинской области. – Автореферат дис. на соиск. уч. ст. к.с.-х.н. Целиноград, 1977.

4.  Кудашева Л.М. Пути повышения плодородия почв.- В сб. Приемы совершенствования аграрного производства. Костанайская область. Том 5.- Костанай, 2001г.

5. Киреев А.К. Минимализация обработки зяби под яровые зерновые культуры на необеспеченной богаре. – Вестник с.-х. науки Казахстана, 5, 2004.

6. Ирмулатов Б.Р., Абдуллаев К.К., Мустафаев Б.А. Минимализация обработки почвы в зерновом севообороте. - Вестник с.-х. науки Казахстана, 3, 2004.

7. Кененбаев С.Б., Киреев А.К. Исследованиям в земледелии -системный биоэкологический подход. - Вестник с.-х. науки Казахстана, 6,2004.

            8. Каракулев В.В. Ресурсосбережение и экологизация земледелия. – Земледелие, №5, 2003.

            9. Исайкин И.И., Волков М.К. Плуг – сорнякам друг. – Земледелие, №1, 2007.

          10. Прокуратова М. Особенности защиты зерновых культур от вредителей и болезней в Северном Казахстане. – Агроинформ, №5, 2008.

11. Шиятый Е.И. Современному производству нужны эффективные технологии. – Земледелие, №4, 2007.

12. Холмов В.Г., Юшкевич Л.В. Роль удобрений и минимальной обработки почвы в повышении продуктивности зерновых культур при интенсификации земледелия. Земледелие, №9, 1988г.

13. Прямоточная технология внесения соломы на удобрение. – Земледелие, №1, 2002.

14. Киреев А.К., Нурманбетов Е.Н. Мульчирование почвы соломой на богаре. – Вестник с.-х. науки Казахстана. №9, 2001.

15. Кияницкая А.И., Рычагова А.Ф. Рекомендации по применению минеральных удобрений в Кустанайской области. – Кустанай, 1989.

16. Рычагова А.Ф. Влияние минеральных удобрений на урожай и качество яровой пшеницы в зернопаровом севообороте на южных черноземах Кустанайской области. – Автореферат дис. канд. с.-х. наук. – Омск, 1980.

17. Гилевич С.И.  Научные основы севооборотов, специализированных на производстве зерна, на южных легкосуглинистых черноземах Северного Казахстана. Дис. на соискание уч.ст. канд. с.-х. наук. – Кустанай, 1985.

18. Агроклиматические  ресурсы Кустанайской области /Под ред. Э.С.Зарембо./-Алма-Ата: Алма-Атинская гидрометеорологическая обсерватория, 1969, - 200с.

19. Дядик Н.М., Гилевич С.И. Севообороты против засухи. – В сб. Вопросы почвозащитного земледелия. – Целиноград, 1978.

20. Гилевич С.И., Госсен Э.Ф. Водный режим почвы в севооборотах. – Вестник с.-х. науки Казахстана, № 11, 1983.

21. Каличкин В.К., Зобина М.Б. Предшественники в формировании агроценозов яровой пшеницы. – Аграрная наука, 10, 2003.

22. Максютов Н.А. Биологическое и ресурсосберегающее земледелие в степной зоне Южного Урала. – Оренбург, 2004, - 204с.

23. Мустафаев Б.А., Абуллаев К.К., Кабакенов Т.А., Шарипов Б.К. Эффективность экологически чистых технологий возделывания пшеницы на карбонатных черноземах. - Вестник с.-х. науки Казахстана, 3, 2004, с.23.

24. Гилевич С.И. Изучение полевых севооборотов: итоги и перспективы. – В сб. Пути повышения стабильности сельскохозяйственного производства. – «Бастау», - Алматы, 1994.

25. Рубенштейн М.И. Богарные почвы предгорных равнин Тянь-Шаня /Физические свойства и водный режим/. – Алма-Ата,: Наука, 1989г.

26. Малюгин В.Л. Севообороты на солонцовых комплексах. - В сб. Научно обоснованные системы земледелия на зональных почвах и солонцовых комплексах Северной Кулунды.-Новосибирск, 1987, с. 49-54.

27. Сальников В.К. Особенности земледелия при производстве зерна в засушливых районах . – Обзорная информация. М., 1982.

28. Система ведения сельского хозяйства омской области Омск, 1982.

29. Кененбаев С.Б. Сохранение плодородия почвы - важная проблема земледелия. – Вестник с.-х. науки Казахстана, 12, 2003.

30. Русакова И.В., Кулинский Н.А., Мосалаев А.А. Солома – важный фактор биологизации земледелия. Земледелие. № 1, 2003.

31. Калинин А.Б., Сидыганов Ю.Н. Система обработки почвы в энергосберегающих технологиях. Аграрная наука,  № 1, 2004.

32. Кислов А.В., Бакиров Ф.Г., Федюнин С.А. Ресурсосберегающие технологии обработки почвы под зерновые культуры. – Земледелие, №4, 2004.

33. Носов Г.И., Крюков И.В. Современные ресурсосберегающие технологии – важный фактор устойчивого роста АПК – Земледелие, 3, 2005.

34. Рычагова А.Ф. Рациональная система применения минеральных удобрений в зернопаровых и зернопропашных севооборотах Кустанайской области./ Заключительный отчет в НИР/ - Кустанай, 1978.

35. Ахметов К.А. Научные основы системы севооборотов в засушливой степи Северного Казахстана.- Автореферат дисс. доктора  с.-х. наук.: Шортанды, 1999.

36. Сулейменов М.К. Желто-зеленая революция в земледелии Канады. – Алматы, 2008 – 240с.