Отраслевая сеть инноваций в АПК

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ​

Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Отчет 71 с., 12 рис., 15 табл., 3 прил.

Название темы: «Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации»

Ключевые слова: покровная культура, многолетние травы, прямой посев, технология, регион, плодородие, урожайность, эффективность, результат.

Объект исследования: полевой опыт по изучению различных покровных культур для многолетних трав (клевера) с использованием технологии прямого посева.

Цель работы: изучение и подбор покровных культур многолетних трав (клевера), для которых технология прямого посева окажется наиболее агротехнически и экономически эффективной.

Описание проделанной работы и ее результаты.

На основании проведенных исследований предложены рекомендации по использованию различных покровных культур многолетних трав (клевера), с применением технологии прямого посева в условиях ЦР НЧЗ России; предложена агротехника возделывания покровных культур многолетних трав (клевера) с использованием технологии прямого посева. Впервые для Центрального района Нечерноземной зоны предложен перечень покровных культур для многолетних трав с использованием технологии прямого посева. Были изучены агрофизические показатели почвы: влажность, твердость пахотного слоя под покровными культурами и под клевером в чистом виде; фитосанитарное состояние посевов (определялась засоренность сорными растениями); густота стояния и урожайность покровных и подпокровных культур. Внедрение результатов позволит расширить ассортимент покровных культур многолетних трав (клевера), при условии применения данной технологии, сэкономить материальные, трудовые и финансовые ресурсы и рационально их использовать, способствовать росту урожайности сельскохозяйственных культур, стабилизации почвенного плодородия.

Результаты исследований могут быть применены для практической реализации в условиях сельскохозяйственных предприятий различных форм собственности, для обучения студентов бакалавриата и магистратуры агрономических специальностей, а также в научных учреждениях при выполнении исследований по данной тематике.

По теме данного исследования было опубликовано 4 печатные работы, в том числе одна коллективная монография.

ВВЕДЕНИЕ

Прямой посев — это отказ от отвальной обработки почвы, посев прямо по пожнивным остаткам и их консервация на поле, что играет важную роль при выращивании сельскохозяйственных культур. Одним из важнейших факторов, влияющих на урожайность, является уровень содержания полезной влаги в почве. В большинстве случаев данная проблема не связана с количеством осадков в том или ином регионе, а напрямую связана с сохранением влаги в почве, с её консервацией и потерями влаги по причине утечки и испарения. При обработке почвы по традиционной технологии, в первую очередь, разрушается структура почвы и при каждой последующей вспашке способность почвы впитывать и консервировать влагу снижается, что позволяет рассчитывать лишь на 50% влаги от уровня выпавших осадков. В то же время наблюдается постоянное уменьшение гумуса в почве, что непосредственно связано с механическим воздействием на почву, а органические вещества имеют фундаментальное значение для полезного создания химического и физического состава почв

Сейчас активно развивается технология использования покровных культур в технологии ноу-тилл, которая кроме питания почвенной биоты еще минимизирует применение гербицидов. Покровные культуры закрывают почву, тем самым при отсутствии ее достаточного прогревания нет и благоприятных условий для прорастания семян сорняков. Однако, не бывает «волшебной таблетки, как бы нам этого не хотелось. Тем ни менее, покровные культуры – это важный шаг в развитии технологии ноу-тилл (no-till). Потому, что они — это пища для микроорганизмов почвы и элемент получения ею органических удобрений. Во время роста они закрывают собой почву, усложняя рост сорняков, но достичь 100% плотности покрова невозможно. А соответственно определенное количество сорняков прорастет при любой ситуации, что, безусловно, потребует гербицидную обработку.

Есть еще важные моменты, объясняющие, почему при использовании покровных культур невозможен полный отказ от использования гербицидов. Это конечно посев в вегетирующую растительность и последующий эффект аллелопатии. Аллелопа́тия — свойство одних организмов выделять химические соединения, подавляющие или тормозящие развитие других.

При посеве покровной культуры в любую вегетирующую растительность она будет выделять токсины и тем самым подавлять ее, что неизбежно приведет к значительному снижению урожайности. А если это мелкосеменная культура с малой энергией, то она вообще может не сформировать урожай! Следовательно, для гарантированного получения качественных всходов и соответственно высокого урожая, покровную культуру перед посевом нужно предварительно обработать гербицидом, чтобы исключить такие эффекты.

В настоящий момент малоизученными вопросами остаются – изучение и подбор покровных культур, в т. ч. многолетних трав (клевера), для которых технология прямого посева окажется наиболее агротехнически и экономически эффективной. Впервые для Центрального района Нечерноземной зоны РФ предложен перечень покровных культур для многолетних трав с использованием технологии прямого посева. Внедрение результатов позволит расширить ассортимент покровных культур многолетних трав (клевера), при условии применения технологии прямого посева, сэкономить материальные, трудовые и финансовые ресурсы и рационально их использовать, способствовать росту урожайности сельскохозяйственных культур, стабилизации почвенного плодородия.

Ожидаемые результаты НИР:

– на основании проведенных исследований будут предложены рекомендации по использованию различных покровных культур многолетних трав (клевера), с применением технологии прямого посева;

– будет предложена агротехника возделывания покровных культур многолетних трав (клевера) с использованием технологии прямого посева.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

Прямой посев — это отказ от отвальной обработки почвы, посев прямо по пожнивным остаткам и их консервация на поле, что играет важную роль при выращивании сельскохозяйственных культур.Технология «нулевой» обработки почвы – No-Till (с английского «notillage» – «без вспашки») – используется в мире несколько десятилетий. Она предполагает отказ от перепахивания земли, посев по стерне, применение покровных культур и грамотное использование севооборота. Всю работу выполняет специальная сеялка, которая срезает пожнивные остатки, распределяет их по почве, делает в ней борозду нужной глубины, аккуратно высаживает туда семена и закрывает семенное ложе. Главный принцип системы No-Till состоит в использовании естественных природных процессов, которые происходят в почве. Традиционную плужную обработку сторонники этой технологии считают не только ненужной, но и вредной. Непаханое поле на 1-2 метра вглубь пронизано миллиардами капилляров, оставшихся после корней однолетних растений или образовавшихся в результате жизнедеятельности дождевых червей и других организмов, объясняют они. По этим тонким, но глубоким ходам землю насыщает влага, а зимой она замерзает и разрывает каналы. Так, происходит природное рыхление [1].

Переходным этапом к No-Till считается технология минимальной пахотной обработки – Mini-Till. Но как при нулевой, так и при минимальной обработке главное – наличие мульчирующего слоя. Если почву пашут, то солому запахивают на большую глубину, убирают с поля либо сжигают. При No-Till и минимальной технологии солому измельчают и оставляют на поверхности как мульчирующий слой. Разлагаясь, солома позволяет накапливать гумус, увеличивая потенциал плодородия почвы [2].

В основе No-Till лежит защита почвы: посев производится по пожнивным остаткам с минимальным нарушением ее структуры и без механического воздействия на грунт. Эти остатки образуют мульчирующий слой. Он сохраняет влагу, защищает поле от солнца, водной, ветровой эрозии и пыльных бурь, а верхний пласт земли не разрушается. Пожнивные остатки дают возможность управлять почвенным углеродом. Углерод – это основа гумуса и катализатор процессов, сдерживающих эрозию почв [3].

По рекомендации ФАО технология должна базироваться на трех основных взаимосвязанных принципах: отсутствие какой-либо механической обработки почвы; постоянное присутствие на ее поверхности органических остатков; плодосмен культур (севооборот). Указанные принципы достаточно универсальны и применимы ко всем сельскохозяйственным ландшафтам. Международный опыт показывает, что их соблюдение – нечто большее, чем просто сокращение механических обработок. В почве, которая не обрабатывается в течение многих лет, растительные остатки сохраняются на ее поверхности, что приводит к образованию слоя мульчи, защищающего поверхность от эрозии и создающего благоприятный режим температуры и влажности. Кроме того, при этой технологии особое значение приобретают экономическая составляющая сельскохозяйственного производства, ее рентабельность [4]. В последние годы наблюдается значительный рост мировых площадей использования технологии, среднегодовой темп с 2008 по 2015 г. составил 10,5 млн. га (рисунок 1) [5]. По данным ФАО, в 2015-2016 гг. почвосберегающее земледелие, основанное на трех отмеченных ранее принципах, практиковалось на площади 180 млн. га, что составляет 12,5% площади пахотных земель в мире (таблицы 1 и 2). Лидерами являются США, Бразилия, Аргентина и Канада (19,9-43,2 млн. га), Россия находится на 37 месте (5 млн. га). По доле площади почвосберегающего земледелия каждого регионаот мировой и площади пахотных земель в регионе на первом месте находится Южная Америка (38,7 и 63,2% соответственно). В России вместе с Украиной эти показатели составляют только 3,2 и 3,6%. В Европе прямой посев не получил широкого применения, она находится на предпоследнем месте с показателями 2 и 5%.

Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Рисунок 1 – Темпы внедрения почвосберегающего земледелия в мире,

млн. га

Таблица 1 – Объемы использования почвосберегающего земледелия по странам мира

word image 74 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

word image 75 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Таблица 2 – Объемы использования почвосберегающего земледелия по регионам мира.

word image 76 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Одним из важнейших факторов, влияющих на урожайность, является уровень содержания полезной влаги в почве. В большинстве случаев данная проблема не связана с количеством осадков в том или ином регионе, а напрямую связана с сохранением влаги в почве, с её консервацией и потерями влаги по причине утечки и испарения. При обработке почвы по традиционной технологии, в первую очередь, разрушается структура почвы и при каждой последующей вспашке способность почвы впитывать и консервировать влагу снижается, что позволяет рассчитывать лишь на 50% влаги от уровня выпавших осадков. В то же время наблюдается постоянное уменьшение гумуса в почве, что непосредственно связано с механическим воздействием на почву, а органические вещества имеют фундаментальное значение для полезного создания химического и физического состава почв. Органическое вещество важно не только для обогащения почв питательными веществами, но и для поддерживания стабильности структуры, обеспечивая тем самым лучшую динамику использования влаги [6, 7].

Плюсы предложенной технологии выражаются в следующих показателях: улучшении использования влаги; защите от эрозии (снижается на 90%); улучшении баланса органических веществ в почве; предотвращении образования корки на поверхности почвы; увеличении производительности агрегатов; накоплении влаги в количестве достаточном для проведения посева; увеличении времени сельскохозяйственных работ; более стабильной урожайности; увеличении срока службы машинно-тракторных агрегатов;уменьшении затрат на рабочую силу; уменьшении количества необходимой техники на 40% и расхода топлива в сравнении с традиционной технологией; увеличении рентабельности от 25 до 40%[8].

По сообщению информационного центра (2000) система No-Till в США применяется почти на 40% пахотных земель. Многие авторы из Центральной Европыотмечают экологическую и экономическую выгоду, которая может быть достигнута с помощью нетрадиционных почвообрабатывающих систем вместо обычных[9, 10]. Хотя известно, что нетрадиционные системы обработки почвы по сравнению с традиционными смогут спасти огромное количество энергии и труда, снизить загрязнение и производственные затраты [11].

Нулевая обработка почвы осуществляется с минимальным нарушением состояния почвы, включает контроль и борьбу с сорняками иными, чем механическими средствами[12].

Система нулевой обработки впервые начата успешно использоваться в 1950 г. в США с агротехнических приемов, обеспечивающих круглый год защиту почвы от эрозии и сведения к минимуму затрат при посеве (посадке). Эта система оказалась альтернативой традиционной системе обработки почвы, при которой почвы подвергались ветровой и водной эрозии [13].

Нулевая обработка почвы ограничивает скорость инфильтрации, особенно в районах, с малым количеством осадков. Органическое вещество на поверхности поля впитывает большую часть осадков, которые медленно проникают вниз [14].

При этом отмечалось высокую урожайность кукурузы при обычной отвальной обработке почвы по сравнению с минимальной. Также сообщалось об увеличении урожайности росте зерна пшеницы при традиционной обработке по сравнению с минимальной обработкой на песчаном суглинке в Фейсалабаде в полузасушливом районе Пакистана. Здесь используется, главным образом, традиционная система обработки почвы, основанная на отвальной обработке, как основной операции обработки почвы. Эта технология обработка почвы, с одной стороны, более дорогостояща, организационно сложнее исполняема, с высоким уровнем потребления топлива и трудовых затрат, и, с другой стороны, экологически неблагоприятна[15, 16].

Нулевая обработка почвы сельское хозяйство включает посев семян на открытой поверхности поля с минимальным разрушением пожнивных остатков. Дополнительная обработка иногда включается для предпосевной подготовки. Она заключается в размещении семян в необработанную почву с приданием семенам необходимого контакта с почвой [17, 18].

Отмечаются три принципа внедрения нулевой обработки почвы на практике: сохранение почвенного покрова с растительными остатками, сокращение механического воздействия на почву за счет создания постоянной технологической колеи, мульчирование поверхности [19, 20].

Нулевая обработки почвы в условиях современного отечественного и зарубежного земледелия характерна как для крупного коммерческого товаропроизводителя, а также для небольших фермерских хозяйств, Сокращение себестоимости продукции и использования энергии остается важным фактором для повсеместного распространения нулевой обработки всех странах мира. Нулевая обработка является важным практическим условием в плане достижения эффективного и устойчивого землепользования, позволяющим продемонстрировать ученым и практикам преимущества новых агротехнологий в современных системах земледелия. Тем не менее, эта концепция сталкивается с консерватизмом большинства производителей, которые в течение многих лет обрабатывали почву для обеспечения лучших условий для роста растений. На самом деле, высокая плотность и твердость почвы не уменьшает и не приостанавливает рост корневой [21].

По подсчетам ФАО установлено, что нулевая обработка практикуется на площади более 7,5 млн. га во всем мире, из них около 52% распространено в США и Канаде, 44% в Латинской Америке, 2% в Австралии и 2% в остальной части мира, включая Европу, Африку. Для увеличения площадей с использованием энергосберегающих технологий существует достаточный потенциал, однако, при этом должны приниматься во внимание климатические и социально-экономические факторы. Несмотря на то, что США имеет самую большую площадь, где не проводится обработка почвы, на нее приходится лишь 19,7% пахотных земель. В то время как Парагвай выступает ведущей страной в процентном отношении по освоению нулевой обработки, в расчете на всю площадь пахотных земель здесь приходится около 60 % [22].

В Китае нулевая обработки тоже развивается достаточно быстро. Там она практикуется на более чем 300 тыс. га пахотных земель в десяти провинциях северного Китая. Министерство сельского хозяйства планирует переход на прямой посев в северной части Китая в ближайшие 7-10 лет [23].Урожайность пшеницы во многих странах мира увеличилась за счет внедрения современных технологий возделывания, увеличения использования совершенной техники, высокоурожайных сортов и применения новых способов орошения. Исследованиями доказано, что без обработки почвы в общем, можно получить урожайность эквивалентную традиционной обработке[24].

Установлено, что система обработки почвы мало влияла на урожайность кукурузы. Однако, обнаружено, что обработка почвы не оказывала влияния на урожайность пшеницы и сорго в длительных экспериментах. Не обнаружено никакой разницы в урожайность хлопка и кукурузы между нулевой обработкой и обычной вспашкой. Средняя урожайность озимой пшеницы при посеве по необработанной почве с высокой стерней при выполнении технологии no-till была на 41% больше, при традиционной обработке. Урожайность риса на нулевой обработке сократилось на 35% по сравнению с традиционной обработкой. Без обработки почвы в урожае было очень хорошее соотношения элементов структуры экспериментальных культур. Эти результаты зависели от содержания влаги в почве, при этом, что многие исследователи сообщили, что без обработки почвы увеличилось содержание воды в почве. Высокое содержание влаги в почве, связанное с no-till системы, обусловлено наличием высокой стерни пшеницы на поверхности поля. Использование no-till на почвах с неглубоким пахотным горизонтом может повлечь за собой ухудшение агрофизических свойств верхнего 30 см слоя почвы. Без обработки на замульчированных соломой вариантах обнаружено снижение температуры почвы, что может быть сдерживающим фактором ее применения. Как результат повышенного содержания влаги в почве в период роста сельскохозяйственных культур на прямом посеве отмечается ускоренное формирование зерна, увеличился его массы и накопление органического и других питательных веществ в почве, в результате чего отмечалось значительное повышение урожайности [25, 26, 27].

Обработка почвы является одним из видов управления содержания в почве воды, питательных веществ, сорняков, болезней и вредителей. Обработка почвы создает благоприятную агрофизическую среду для роста, развития сельскохозяйственных культур, повышения их урожайности и получения продукции высокого качества [28]. Правильное использование пашни может улучшить почвы, связанные с ограничениями, в то время как чрезмерное и ненужные операции обработки почвы часто вредны для почвы. Таким образом, существует значительный интерес и внимание на смены к сохранению и методов не обработки почвы с целью борьбы с нежелательными такими процессами, как разрушение структуры почвы, ускоренной эрозии и разрушение органического вещества и плодородия. Обычные методы обработки почвы изменить структуру почвы, изменяя его физико-механических свойств, таких как почвы насыпной плотности, стойкости к проникновению почвы и влажности почвы. С другой стороны, сохранения различных способов обработки почвы часто приводит к снижению пористости, повышенной прочности почвы и стабильных агрегатов. В это время, широкий спектр методов обработки почвы используется без оценки их влияния на урожайность и роста [29]. Обработка осуществляется, главным образом, чтобы разрыхлить верхний слой почвы, чтобы смешать почву с удобрениями и органическими остатками, для борьбы с сорняками и создать подходящую благоприятную среду для прорастания семян и роста растений. Обработка почвы имеет решающее значение для создания условий для роста сельскохозяйственных культур [30]. Почвообрабатывающие системы конкретного участка и зависят от урожая, типа почвы и климата. Способы обработки почвы влияют на физические, химические и биологические характеристики, которые, в свою очередь, могут изменить рост растений и урожайность[31, 32, 33].

С точки зрения традиционной технологии лучший способ борьбы с сорняками – глубокая отвальная вспашка. А при No-Till росту сорных трав препятствует распределение по полю пожнивных остатков и высевание под зиму покровных культур – сидератов и многолетних «зеленых паров».Мульчирующий слой снижает всхожесть сорняков».С переходом на почвозащитные технологии роль покровных культур возрастает. «Сеялка производит посев по их всходам, после чего эти растения уничтожаются «Раундапом» или мульчирователем. Как покровные культуры рекомендуют высевать рапс, кукурузу и гречиху. Рапс плотно покрывает поверхность земли так, что никакой сорняк не сможет пробиться. Густой посев кукурузы также подавляет рост сорняков». При умелом использовании таких растений снижается необходимость в химической обработке угодий [34, 35].

Минимальная технология (Mini-Till), с которой часто начинают желающие работать по No-Till, представляет собой неглубокую вспашку с незначительным разрушением верхнего слоя почвы. Разница между этими системами заключается в количестве пожнивных остатков на поверхности почвы после посева. Большинство специалистов считают, что переходить от традиционной технологии к нулевой лучше поэтапно, через минимальную обработку, которая позволяет выровнять поверхность и создать мульчирующий слой. Невозможно перейти на No-Till, минуя Mini-Till уверяют многие практики. «При минимальной технологии необходимо накопление в верхнем слое почвы пожнивных остатков, т.е. перейти на нулевую обработку возможноза три – пять лет. Однако, продавцы техники предлагают мощные культиваторы, чтобы выровнять верхний пахотный слой и подготовить почву для перехода к No-Till. Но поле не может быть неровным, если на нем что-то постоянно выращивается. К тому же сеялка для нулевой технологии сама выравнивает поверхность. Достаточно хорошо работать с гербицидом и соблюдать выбранную технологию. Перейти на новую технологию, тем более сразу, аграриям мешают стереотипы [36].

В первые годы перехода от традиционной обработки к No-Till приходится мириться не только с необходимостью вносить гербицид, но и с урожайностью, остающейся на прежнем или даже меньшем уровне. Зато при нулевой обработке сокращаются затраты и начинает расти прибыль. При ленточном внесении удобрений можно снижать норму высева на 10–15 %. При правильном выполнении технологических требований все инвестиции можно окупить за год. Главное преимущество No-Till– это сокращении расходов на горючее. Техника за один проход сразу выполняет три операции: обрабатывает почву, сеет, и вносит удобрения, –На все уходит 4–5 л/га. А при минимальной обработке необходимо продисковать или прокультивировать почву, посеять и в итоге получается 30 л/га[37].

Многое зависит от техники, которую выбирают для внедрения новой технологии. Прежде чем покупать ее необходимо уточнить размеры полей, сведения о рельефе местности и типе почвы, также следует составить грамотную систему севооборотов, чтобы задействовать минимальное количество машин.

Преимуществом нулевой технологии является использование мощных энергозащитных тракторов с широкозахватными комбинированными агрегатами, выполняющих несколько операций за один проход. Для No-Till в идеале подходят сеялки с дисковыми сошниками. Правда, многие из них вдавливают солому в почву, в результате чего посев производится прямо в солому. В этом случае семена поражаются болезнями и плохо всходят. Поэтому сеялка должна быть снабжена роликами, которые натягивают солому и исключают ее вдавливание» [38].

Поля, подверженные водной эрозии, при минимальной обработке лучше всего возделывать дисковой бороной Sunflower, а тяжелые почвы – культиватором Horsch. В качестве дополнительных устройств специалисты рекомендуют покупать оборудование для внесения удобрений и счетчики урожайности. При нулевой обработке применяются специальные приспособления для внесения удобрений одновременно с посевом. Это более эффективный способ, но при этом сеялка становится дороже и сложнее[39].

«Если взять рейтинг стран, лидирующих в производстве и экспорте зерна (США, Канада, Бразилия, Аргентина), то мы увидим, что львиная доля земли там отведена под No-Till. Ссылки сторонников традиционных методов на то, что Россия – зона рискованного земледелия, а значит, переходить на No-Till не следует, не выдерживают критики: Если посмотреть, где увеличиваются площади No-Till, то это почти те же климатические зоны, что и в СНГ. Наша страна имеет все условия для развития No-Till: В России, так же как в США и Канаде, большие площади сельхозугодий. Это очень выгодно при использовании широкозахватной техники, когда один механизатор может заменить десятерых [40].

В России в настоящее время не представляется возможным достоверно оценить внедрение технологии прямого посева. Это связано с разными причинами, одной из которых является отнесение к прямому посеву энергосберегающих систем обработки, что искажает учет. Тем не менее в некоторых регионах страны достаточно активно предпринимаются попытки использования технологии, а в некоторых фермерских хозяйствах успешный опыт работы с нулевой обработкой составляет более 10 лет. Довольно успешно продвигаются по пути перехода к нулевым технологиям сельхозтоваропроизводители Республики Башкортостан, Ростовской, Белгородской, Самарской, Оренбургской, Курганской, Волгоградской областей, Алтайского края и Республики Крым.

На Ставрополье систему No-Till применяют 37 сельскохозяйственных предприятий и 22 крестьянских (фермерских) хозяйства. Наиболее активно ее внедряют сельхозорганизации Буденновского, Ипатовского, Петровского и Советского районов. По площади применения данной технологии Ставропольский край входит в пятерку регионов-лидеров Российской Федерации: Ростовская область – более 400 тыс. га, Белгородская область – более 300 тыс., Волгоградская область – около 350 тыс. и Ставропольский край – 277 тыс. га [41, 42].

Тем не менее, российские аграрии не спешат осваивать ресурсосберегающий метод. Сейчас в России под No-Till занято менее 1 млн. га, тогда как в США и Бразилии – по 23 млн. га, в Аргентине – 18, а в Канаде – 9. Одной из причин медленного внедрения новой технологии эксперты и участники рынка называют дороговизну гербицидов. Обрабатывается по минимальной и нулевой технологии 50 тыс. га, из них на No-Till приходится только 100 га. Если бы гербициды стоили дешевле, то можно было бы полностью перейти на нулевую обработку. Но химические компании держат на них высокую цену [43].

Проблемы No-Till: проникнуть через пожнивные остатки и опустить семя в землю; правильно измельчить пожнивные остатки и распределить их на поле; подобрать правильный севооборот; вести борьбу с сорняками; обеспечить ровный уровень почвы; разумно использовать удобрения

Преимущества No-till. Экономические: сокращение парка техники; экономия топлива; экономия ГСМ; экономия трудозатрат; снижение производственных затрат; сокращениеколичества удобрений; меньший износ техники; экономия времени. Экологические: использование природного рыхления – капилляров; накопление органического углерода; сохранение влаги в грунте; защита почвы от солнца, эрозии, пыльных бурь; севооборот способствует борьбе с вредителями, болезнями и сорняками; «зеленый пар» – посев многолетних кормовых культур для сокращения в три раза количества сорняков [44].

“Правильный севооборот, никакой пахоты и покровные культуры – только такая совокупность элементов способна принести успех в технологии No-till”– материалы Международной «Зимней конференции Ассоциации сторонников прямого посева» (АСПП).

Согласно исследований, покровные культуры в сочетании с No-Till могут увеличить содержание органического углерода в почве, что поможет замедлить воздействие изменения климата на сельхозугодья. Используя данные полевых наблюдений и сельскохозяйственное моделирование, британские исследователи смогли изучить долгосрочные эффекты покровных культур и No-Тill на участке и спрогнозировать, как эти методы управления могут помочь аграриям в будущем.В ходе исследования было установлено, что при отсутствующей обработке почвы в «тандеме» с выращиванием покровных культур значительно увеличилось поступление углерода в почву и замедлилось его разложению. Покровные культуры в сочетании с отсутствием обработки почвы привели к приросту углерода в верхнем слое почвы по сравнению с системой, в которой используются обычные пахотные и покровные культуры, бесплужная обработка почвы с отсутствием высадки покровных культур лишь незначительно способствовала увеличению углерода. Применяя усовершенствованный подход к моделированию агроэкосистем и полевые наблюдения, британские ученые обнаружили, что долгосрочная бесплужная обработка почвы вместе с покровными культурами значительно увеличивала поглощение углерода почвой в контексте изменения климата, получая гораздо больше пользы, чем в случае с монообработкой почвы[45] .

Преимуществом использования некоторых потенциальных покровных культур в местных земледельческих системах различных развивающихся стран Африки, Азии и Латинской Америки является их многофункциональность которая облегчают фермерам переход на систему сберегающего земледелия. И фермерам становится значительно легче полностью перейти на использование системы No – Till (использование покровных культур, севооборота, отказ от сжигания пожнивных остатков, отказ от пахотной обработки почвы и беспахотное выращивание всех культур), в соответствии с местными условиями и фермерской инфрастуктурой.

На разных стадиях роста наблюдается различное воздействие культур на эрозийные процессы в почве. Это напрямую связано с количеством вырабатываемой биомассы (корней и побегов), наличием почвенного покрова, равномерным распределением пожнивных остатков на почвенной поверхности, воздействием растительных остатков на свойства почвы: плотность, агрегативность, уровень инфильтрации, пористость и прочее[46].

Растения, применяемые в качестве покровных культур, производят большой объем растительной биомассы и корней, которые прямо и косвенно воздействуют на систему взаимодействия почва-вода-растение и играют ключевую роль, когда используются в правильно подобранной системе севооборотов вместе с товарными и кормовыми культурами.
Применение покровных культур и севооборота для обеспечения почвенного покрова является стратегически эффективной мерой для защиты почвы и восстановления почвенного плодородия в различных агроэкосистемах мира. Важной роли покровных культур проявляется в следующих аспектах:

  • защита почвы и избежание почвенной эрозии (водной и ветровой);
  • использование мульчи для улучшения почвенного покрова и применение принципов Сберегающего Земледелия;
  • подавление роста сорных трав;
  • улучшение водоудерживающей способности в почвенном профиле;
  • контроль над температурными колебаниями;
  • восстановление циркуляции питательных веществ;
  • добавление азота путем биологической фиксации (бобовые);
  • улучшение почвенной биологии (макро и микро флоры и фауны);
  • мощные корни некоторых покровных культур являются своего рода «биологическим плугом» и разрушают уплотненные слои почвы;
  • усиление позитивных физических свойств почвы (агрегация почвенных частиц, инфильтрация, пористость, проникающая способность, проч.);
  • севообороты с применением разных видов покровных культур обеспечивают баланс почвы и способствуют уменьшению проблем с насекомыми-вредителями и заболеваниями (почва и культуры);
  • постоянное добавление органических остатков способствует увеличению содержания в почве органического углерода;
  • уменьшение потерь почвенных питательных веществ и выщелачивания почвы;
  • рост корней покровных культур обеспечивает благоприятные условия для развития почвенных организмов;
  • обеспечение хороших условий для впитывания воды и питательных веществ растениями[47].

Обычно при кислых почвенных условиях, когда известь вноситься в верхний слой почвы без применения пожнивных остатков, рекомендуется вносить известь в почвенный профиль не более чем на 10 см. Известь вместе с растительными остатками изменяет уровень рH. Уменьшение содержания Al, Ca и Mg в верхнем слое почвенного профиля влечет за собой увеличение K. Металло-огранические комплексные реакции являются основным механизмом, обеспечивающим мобильность частиц извести. Эти результаты подтверждают тот факт, что растворимые органические соединения, которые выделяются из растительных остатков реагируют с основными и кислыми катионами, обеспечивающими мобильность и способность к детоксификации кислых подпочвенных пластов [48, 49].

В результате активизации применения покровных культур, севооборотов и системы No-Till отмечено увеличение инфильтрации воды в почву с 20 мм/час при традиционной пахоте до 45 мм/час при технологии No – Till благодаря изменению некоторых физических факторов почвы. Усиление процесса инфильтрации воды в почву в основном явилось результатом воздействия на почву растительных остатков (корней, листьев, проч.) и благодаря усилению жизнедеятельности микроорганизмов. После 7 лет содержание органических веществ уменьшилось при пахотной обработке почвы (традиционная система), в то время как на участке с неповрежденной почвенной структурой (no – till) наблюдалось увеличение содержания органических веществ в почве благодаря органическим остаткам на почвенной поверхности и замедленному процессу их разложения[50, 51].

В исследованиях, проводимых в двух районах Парагвая оценивалось влияние гербицидов в двух земледельческих системах (no – tillage и традиционная пахота). Во время исследования было оценено количество организмов (земляных червей, насекомых и проч.) в лесных почвах, в системе No – till и в традиционной пахотной системе. Результаты показали большее количество живых организмов в лесных почвах и в почвах, где применяется метод No – till по сравнению с традиционной пахотной обработкой. Представленные данные показывают, что система No – Till обеспечивает активизацию деятельности микроорганизмов, что не наблюдалось в традиционной системе земледелия. Несмотря на факт использования гербицидов в системе No – Till , многообразие выращиваемых в этой системе культур (покровные культуры и севооборот) приводит к увеличению числа микроорганизмов по сравнению с пахотными землями, обрабатываемыми гербицидами. Ежегодное добавление органических остатков на почвенную поверхность и применение севооборотов в системе No – Till обеспечивают постепенное увеличение содержания почвенных органических веществ на обрабатываемых сельскохозяйственных землях[52].

Решающим звеном системы земледелия ноу-тилл является севооборот. При отсутствии механической обработки почвы значение севооборотов возрастает в разы. Между подбором покровных культур в севообороте, ротацией их на полях и по годам, отсутствием какого-либо механического вмешательства в почву создаются синергетические связи с постепенным улучшением питательного режима, микробиологической активностью, количества и качества органического вещества, структурного и фитосанитарного состояния. В период перехода на ноу-тилл обязательным условием является выравненность поверхности поля. Поэтому переход на ноу-тилл лучше начать с «минималки», которая предусматривает обработку почвы на глубину до 8-10 или 10-12 см дисковыми или безотвальными орудиями. В этих условиях целесообразно оставлять на поле измельченную, в виде мульчи, побочную продукцию растениеводства. После выравнивания поверхности поля следует провести обработку глубокорыхлителями (до 30-35 см) для уменьшения грунтовой подошвы. Эти меры являются затратными, однако нужными для создания оптимального строения пахотного слоя почвы.

Ноу-Тилл начинает успешно работать тогда, когда на поле перед посевом культур накапливается слой побочного растительной продукции толщиной более 3 см. Для этого нужно от 3 до 5-7 лет ежегодно на одном гектаре оставлять 6-7 т органических остатков в виде соломы, стеблей кукурузы, подсолнечника и др. При таких условиях происходят естественные процессы, почва «пронизывается» жизнью. В условиях биологического земледелия, в том числе ноу-тилл, биологическая активность почв на 12-18% выше, чем при альтернативных системах. Количество дождевых червей увеличивается в пахотном слое до 400 шт. на гектаре[53, 54].

При системе земледелия ноу-тилл внесение органических и минеральных удобрений в качестве основного удобрения проблематично. Однако из органических удобрений целесообразно вносить перепревший навоз или перегной, торфо-перегнойные компосты, вермикомпост и т.д.. Такие удобрения следует равномерно рассеивать на поверхность почвы, что дает хороший контакт удобрениям с побочной продукцией растениеводства, создается смешанный слой мульчи с органическими удобрениями вносится значительная часть макро- и микроэлементов (в 1 т – около 5-8 кг азота, 3-6 кг фосфора и 6-9 кг калия), улучшается биологическая активность почвы, что способствует ускоренному разложению органического вещества [55, 56].

Минерализация растительных остатков при ноу-тилл происходит в течение более продолжительного времени, чем при традиционной системе. В первые годы введения ноу-тилл (2-3 года) количество азота в почвенной органической среде увеличивается, а количество доступного для растений азота уменьшается. То есть с увеличением органического вещества в почве происходит повышение потенциального плодородия, одновременно – снижение содержания доступных элементов питания для растений. Поэтому внесение органических удобрений целесообразно[57].

Для оптимального соотношения между минеральными и органическими удобрениями, на каждую тонну побочной продукции растениеводства вносить 12-13 кг/га азотных удобрений. Норму минерального азота следует рассчитать с учетом азота, внесенного органическими удобрениями (перегноя, навоза, компоста и т.п.).
Фосфорно-калийные минеральные удобрения следует вносить в основное удобрение, равномерно рассеивая поверхностью поля. Норма внесения должна составлять 30-35% от общего количества рассчитанных минеральных удобрений для получения запланированного урожая. Осенне-зимние осадки позволят перейти элементам питания в состояние раствора и проникнуть в верхний корнеобитаемый слой почвы[58, 59].

Внесение почвенных гербицидов при системе земледелия ноу-тилл нецелесообразно. Наличие на поверхности почвы растительных остатков и предотвращение заворачивания гербицидов механическими орудиями в почву делает их малоэффективными. При таких условиях обычно применяют только препараты на вегетирующих растениях.

Высокоэффективная система защиты посевов от сорняков с высоким насыщением гербицидов должна применяться в течение всего переходного периода к ноу-тилл (4-5 лет). За этот период полностью исчезнут многолетние сорняки, значительно истощится семенной банк вредных растений в почве. К тому же семена сорняков, которые образовались и осыпались с вегетирующих растений, попадают на остатки, теряя контакт с грунтом. Значительная часть их гибнет под влиянием экологических условий (температура, отсутствие влаги, высыхание и т.п.), а всходы погибают из-за отсутствия основных факторов жизни растений. При эффективной системе контроля количество сорняков в течение 4-5 лет расхода гербицидов сократились на 38-40%, а снижение засоренности произошло в 2,8 раза[60].

Посев покровных культур после уборки урожая снижает вынесение азота из почвы с поверхностным стоком, поскольку задерживает воду и нитраты именно в то время года, когда через почву просачиваются большие массы воды. Покровные культуры способствуют удержанию дополнительной влаги, эквивалентной слою воды толщиной 8,8 мм. Переживаете по поводу сухой весны? Заделайте в землю покровную культуру раньше, чем обычно.

Температура почвы может вызвать беспокойство у тех, кто выращивает покровные культуры, но все зависит от конкретных агротехнических мероприятий. Strip-till может стать способом прогреть грунт, холодный в начале сезона. «Если вы переживаете, что при большом объеме остатков покровной культуры почва останется холодной, уберите их из рядов, в которые будет высеваться основная культура. Когда вы посмотрите на датчики температуры почвы на глубине посева на вспаханном поле без растительных остатков и на поле во no-till, вы увидите, что ночью на вспаханном поле почва холоднее. Но такая разница в температурах наблюдается только в периоды интенсивной солнечной радиации».При системе no-till с покровными культурами температура почвы может быть немного ниже по сравнению с вспаханными полями [61].

Десять ключевых факторов при внедрении No-till [62].

  1. Углубляйте знания о системе.
  2. Сделайте почвенный анализ на полях и примите меры для достижения баланса между питательными элементами и показателем рН.
  3. Не используйте в сельскохозяйственных целях почву с плохим дренажем и разберитесь, годятся ваши почвы для метода no-till или нет.
  4. Выровняйте почвенную поверхность.
  5. Устраните уплотнение почвы перед тем, как начать использовать систему no-till.
  6. Создайте самое большое количество мульчи на поверхности почвы.
  7. Приобретите сеялку no-till.
  8. Начните использовать систему на 10% полей хозяйства.
  9. Используйте севообороты культур и сидеральные покровные культуры.
  10. Постоянно обучайтесь и следите за нововведениями в данной системе.

В процессе пахоты в верхний слой почвы попадает кислород воздуха, который способствует интенсивному развитию аэробных микроорганизмов и быстрой минерализации органического вещества в результате их деятельности. Если пахота повторяется из года в год, то теряется органическое вещество со средним уровнем распада, а затем и очень стабильное органическое вещество – гумус. Если в условиях нераспаханной степи мы имеем биомассу живых обитателей почвы в размере 27,5 т/га, то на выпаханных почвах он может уменьшиться до 500 кг/га.

Видовой состав микроорганизмов меняется, обедняется. Это можно сравнить с лесными пожарами, после которых на месте пожарищ остается очень немного из прежних обитателей леса. Представители автохтонной микрофлоры в почве сохраняются в минимальном количестве, азотофиксирующие свойства почвы за счет потери массы свободноживущих азотофиксаторов-анаэробов падают практически до нуля. Дефицит азота для растений при пахоте должен в основном компенсироваться за счет распада гумуса либо внесения минеральных удобрений[63].

При отказе от пахоты начинается медленный процесс восстановления биологической активности почвы. Основным условием является накопление в почве углерода (углеродистых соединений – продуктов распада растительных остатков), который является источником питания микроорганизмов.

Это настолько важно, что можно сказать, что значительная (если не основная) часть выгоды системы прямого посева достигается за счет сохранения органических остатков, и лишь небольшая часть за счет нулевой обработки. При внедрении новой системы за несколько лет происходит в значительной мере количественная смена видового состава микроорганизмов. Анаэробные свободноживущие азотофиксирующие бактерии занимают свой ярус почвы и при наличии достаточного питания могут связывать в год на разных видах почв от 60 до 400 кг д.в. азота, что эквивалентно внесению 200-1300 кг аммиачной селитры на гектар[64].

Одной из главных причин неудачного внедрения новой системы земледелия в России – применение обычных норм азотных удобрений (или вообще отказа от них) с целью экономии затрат в первые годы внедрения системы. Это привело к резкому падению урожайности зерновых (до 7-10 ц/га) и соответственно к очень низкому количеству растительных остатков, которые мы рассматриваем как основной источник питания почвенных микроорганизмов, определяющих формирование почвенного плодородия. В мировой науке и практике изучен процесс накопления органического углерода в почве и динамика естественного восстановления микробиоценоза.

Следующая проблема, которую только недавно начали понимать, заключается в том, что при запахивании растительных остатков основными деструкторами стали грибки, конкурентно вытеснившие целлюлозолитические бактерии. Рост их численности спровоцировал рост грибов рода Fusarium и других патогенных или условно патогенных грибов. И традиционное сельское хозяйство уже не мыслится без использования протравителей семян и применения фунгицидов в посевах культур в период вегетации. Но даже при использовании фунгицидов потери урожая зерновых составляют от 10% в благоприятные для вегетации годы до 40% в засушливые годы. Бичом системы нулевой и минимальной обработки почв стало распространение сложных смешанных бактериально-грибных корневых гнилей, потери урожая были до 50%, с получением зерна крайне низкого качества. Причиной эпифитотии оказалась Pseudomonassyringae – аэробная бактерия-возбудитель бактериальных корневых гнилей и бактериозов зерна и листа, обитающая в верхних слоях почвы. Она заняла нишу одного из самых опасных возбудителей корневых гнилей[65].

Опыт южно-австралийских фермеров и результаты работы успешных ставропольских фермеров показывают, что фитосанитарная обстановка при внедрении метода no-till улучшается со временем. При применении микробных консорциумов совместно с антибиотиками, подобранными фунгицидами и стимуляторами роста, способными нейтрализовать токсины патогенных бактерий и грибов, оздоровление почвы происходит достаточно быстро (от 2 до 5 лет) с гарантией получения урожая высокого качества.

Последняя операция перед переходом на постоянное использование системы no-till должна быть посвящена выравниванию поверхности поля. Подобранную культуру необходимо высевать по растительным остаткам предыдущей культуры. Нужно определить чередование культур в севообороте. Обычно гораздо легче предпринять переход на систему no-till с выращиванием той культуры, при которой не трудно контролировать рост сорняков. Это может быть либо фуражная культура типа люцерны, либо сидеральная покровная культура, либо товарная культура. Зерноуборочный комбайн должен быть оборудован разбрасывателем соломы, причем ширина полосы, покрываемой измельченной соломой, обязательно должна соответствовать ширине жатки комбайна. Если комбайн не оснащен подобным оборудованием, то нужно будет затюковать солому и вывезти ее с поля или сжечь. Но это – два самые худшие условия для того, чтобы начать работать по системе no-till [66].

No-till – это совершенно иная система, и одна из самых больших перемен заключается в совершенствовании методов борьбы с сорняками. При переходе на систему no-till опрыскиватели становятся вторым по важности после специальных сеялок оборудованием в хозяйстве.Самая трудная задача сегодня заключается в регулировке опрыскивателя таким образом, чтобы иметь точное количество расхода химического продукта и воды в процессе опрыскивания. Это касается и наладки посевных агрегатов для равномерной заделки семян на точно установленную глубину и многого другого. Неудачи при борьбе с сорняками часто приписывают гербицидам, но на самом деле это могло произойти вследствие плохо отрегулированного штангового опрыскивателя [67]. Слишком большие дозы приводят к фитотоксичности культуры, снижают ее урожайность, что автоматически означает увеличение затрат на производство. А очень малые дозы приведут к неудовлетворительным результатам борьбы с сорняками и даже к потере урожая. А в случае, если будет принято решение повторного опрыскивания культуры, это снова увеличит затраты [68].

No-Till – это современная технология обработки плодородных земель, известная во всем мире своим щадящим влиянием на почву. Благодаря ее применению, грунт покрывается мульчей, что препятствует воздействию на него вредных факторов внешней среды. Почва в меньшей мере страдает от водной и ветровой эрозии, в ней сохраняются полезные вещества и влага. Дословный перевод «no-till» – «не пахать», что как нельзя лучше отражает суть технологии. Умная система прямого посева оказывает на почву минимальное влияние, поскольку она не вредит природным процессам, происходящим в грунте. Традиционная пахота плугом вредит земле, нарушает ее естественный биоценоз, внося коррективы на глубину до 2 м, а ведь именно в этом слое располагаются плодородные остатки однолетних растений, способствующих получению богатого урожая. Классическая механическая пахота просто уничтожает их [69].

Концепция No-Till по праву заслужила мировое признание. Специалисты разных стран адаптируют ее под посев различных культур, учитывая погодные условия в конкретных местностях и регионах. Это позволяет корректировать слабые стороны технологии и усиливать ее явные преимущества. Однако основные принципы No-Till остаются непререкаемыми, поэтому осваивать ее нужно именно с них[70].

К базовым положениям относятся:

  • Сохранение и накопление растительных остатков в верхнем слое почвы;
  • Минимальное повреждение поверхностных слоев грунта;
  • Внесение удобрений и семян в неподготовленную заранее почву;
  • Принцип прямого посева.

Основная задача, которую преследует технология No-Till – это поддержание и стимулирование естественных процессов, происходящих в почве, как в единой экосистеме. Все принципы имеют друг с другом прочную взаимосвязь, и каждый из них способствует решению главной задачи.Прибегают к прямому посеву в технологии стрип-тилл, при котором почву рыхлят и сразу вносят в нее семена, отказавшись от разрезания земель на полосы. Процедура реализуется за 1 проход агротехнической техники.

Рассмотрим основные преимущества использования технологии:

  1. Экономия топлива от 30% и более. (Средний расход ~ 18,7 л/Га);
  2. Экономия затрат персонала. (от 5 000 Га, работают всего 3 человека);
  3. Экономия на обслуживании техники (меньше моточасов и реже ТО);
  4. Сокращение количества семян при посеве;
  5. Повышение почвенного органического вещества;
  6. Сохранение структуры почвы (увеличение земляных червей и др. представителей фауны).
  7. Улучшение аэрации;
  8. Улучшение инфильтрации;
  9. Предотвращение эрозии почвы (водной и ветровой);
  10. Сохранение почвенной влаги;
  11. Смягчение почвенных температур;
  12. Снижение количества сорняков;
  13. Повышение урожайности культур.
  14.  Каждый год улучшается плодородие и, следовательно, урожай.

Дополнительные плюсы использования технологии прямого посева, в частности бинарных посевов с севом покровных культур:

  • Защита почвы и избежание почвенной эрозии (водной и ветровой);
  • Использование мульчи для улучшения почвенного покрова и применение принципов Сберегающего Земледелия;
  • Подавление роста сорных трав;
  • Улучшение водоудерживающей способности в почвенном профиле;
  • Контроль над температурными колебаниями;
  • Восстановление циркуляции питательных веществ;
  • Добавление азота путем биологической фиксации (бобовые);
  • Улучшение почвенной биологии (макро и микро флоры и фауны);
  • Мощные корни некоторых покровных культур являются своего рода «биологическим плугом» и разрушают уплотненные слои почвы;
  • Усиление позитивных физических свойств почвы (агрегация почвенных частиц, инфильтрация, пористость, проникающая способность, проч.);
  • Севообороты с применением разных видов покровных культур обеспечивают баланс почвы и способствуют уменьшению проблем с насекомыми-вредителями и заболеваниями (почва и культуры);
  • Постоянное добавление органических остатков способствует увеличению содержания в почве органического углерода;
  • Уменьшение потерь почвенных питательных веществ и выщелачивания почвы;
  • Рост корней покровных культур обеспечивает благоприятные условия для развития почвенных организмов;
  • Обеспечение хороших условий для впитывания воды и питательных веще

Детальное рассмотрение этих принципов позволяет утверждать, что технология прямого посева позволяет сэкономить средства, снизить человеко-часы и избежать нервного перенапряжения. При этом реализуется No-till без вреда для природных ресурсов – это не просто технология, это философия сотрудничества с природой, а не борьба с ней [70]

Покровные или подпокровные многолетние травы. Если многолетние травы высеваются одновременно с какой-либо однолетней культурой, то такой посев трав называется покровным или подпокровным, а при высеве только одних многолетних трав — беспокровным [71, 72].

При выборе способа посева учитывают особенности данного вида травы, условия местообитания, сроки посева. В условиях производства по экономическим соображениям чаще всего многолетние травы высевают под покров, чтобы в год залужения получить достаточный урожай за счет покровной культуры[73].

Всходы большинства многолетних трав угнетаются однолетней покровной культурой, которая за счет более быстрого развития лучше использует свет, влагу и элементы минерального питания. На чистых от сорняков почвах в нормальные по увлажнению годы беспокровные посевы многолетних трав более продуктивны, чем покровные. Покровная культура может быть полезна на сильно засоренных почвах, так как она ограничивает распространение сорняков. В засушливые годы покров защищает всходы трав от перегрева. Положительное действие покровных культур может проявляться только в начальный период развития трав. Предпочтение необходимо отдавать рано убираемым покровным культурам[74, 75].

Без покрова следует высевать низовые травы: мятлик луговой, овсяницу красную, клевер ползучий, а также медленно развивающийся козлятник восточный. Развивают большую вегетативную массу и сильно полегают покровные культуры на торфяниках и низинных лугах, поэтому и здесь лучше сеять без покрова. При ускоренномзалужении в летнее время также применяют беспокровные посевы, так как под покровом многолетние травы не всегда успевают достаточно хорошо развиться, чтобы успешно перезимовать и сформировать на следующий год высокие урожаи[76, 77].

В качестве покровных культур высевают овес и ячмень в смеси с горохом и викой на зеленый корм, яровые и озимые зерновые культуры, кукурузу, райграс однолетний, крестоцветные культуры на зеленый корм (горчицу белую, редьку масличную, рапс). Викогорохоовсяные смеси убирают в фазу начала выметывания овса, крестоцветные культуры — не позднее фазы бутонизации. Если отмечается полегание покровной культуры, то к уборке приступают немедленно[78,79, 80].

Норма высева покровной культуры должна быть снижена на 20— 30%, а на орошаемых площадях — даже на 40-50%. Для ослабления негативного воздействия покровных культур на многолетние травы может применяться полупокровный посев, при котором покровная культура высевается через 1—2 рядка с междурядьями 30—60 см. Под покровные культуры на каждый гектар вносят не более 60 кг азота, чтобы не вызвать у них чрезмерный рост вегетативной массы[81, 82, 83].

По степени угнетения многолетних травпокровные культуры можно разместить в следующей последовательности, начиная из культур, наименее угнетающих посевы многолетних трав:

кукуруза на зеленый корм;

горох раннеспелый;

чина на зерно рядовым посевом;

просо на зерно широкорядным посевом;

вико-овсяная смесь на сено или зеленый корм;

яровая пшеница, ячмень, овес на зерно;

озимые пшеница и рожь на зерно.

Многолетние травы для семенных целей высевать под покров озимой пшеницы и озимой ржи не рекомендуется. Кукуруза на зеленый корм, раннеспелый горох, чина, просо на зерно и вико-овсяная смесь на сено или зеленый корм биологически более пригодны в качестве покровных культур для бобовых и злаковых трав[84]. Кукуруза, горох, просо в течение первых четырех декад вегетации образуют значительно меньше вегетативной массы на единицу площади, чем ячмень или овес. Поэтому не так сильно угнетают подпокровные травы. Особенно благоприятные условия для них создаются под покровом кукурузы. Благодаря слабому угнетающему действию в начале вегетации травы успевают хорошо укорениться [85].

1.2 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ В ПОЛЕВОМ ОПЫТЕ

Полевой опыт по изучению прямого посева при возделывании покровных культур многолетних трав (клевера) был заложен летом 2020г. на территории Полевой опытной станции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.

Дерново-подзолистая почва Полевой опытной станции имеет следующую агрохимическую характеристику: содержание гумуса в пахотном слое почвы 2,4-2,5 %, 163-173 мг подвижного Р2O5 и 81-107 мг обменного К2О на кг почвы, рННСl – 5,3-5,8.

Содержание вариантов, схема опыта, норма высева культур, фрагмент закладки опыта представлены соответственно в таблицах 3, 4, 5, 6 и на рисунке 2.

Таблица 3 – Содержание вариантов полевого опыта

№ варианта 2020 г. 2021 г. 2022 г. 2023 г.
1 Горчица с клевером Клевер на семена Озимая пшеница 1. Горчица с клевером
2 Гречиха с клевером 2. Гречиха с клевером
3 Фацелия с клевером 3.Фацелия с клевером
4 Овес с клевером 4.Овес с клевером
5 Клевер беспокровно 5/ Клевер беспокровно

Таблица 4 – Схема опыта в 2020 г.

№ варианта 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Ширина

делянки

повторения

опыта

11,2 м
56 м 56 м
112 м
Длина

делянки

повторения

опыта

150 м
150 м 150 м
150 м
Площадь

делянки

повторения

опыта

1680 м2
8400 м2 8400 м2
16800 м2

Размеры первого поля (предшественник – ежа).

Ширина опытной делянки 11,2 м, длина 150 м, площадь – 1680 м2. Общая учетная площадь поля – 1680м х10 (5х2)= 16800 м2 или 1,68 га.

Второе поле (предшественник – люцерна) аналогично первому.

После уборки предшественников (ежи сборной и люцерны) поля были обработаны гербицидом сплошного действия торнадо – 500 дозой 2,0 л/га для подавления роста и развития сорных растений. Через 3 дня после обработки провели посев покровных культур, подпокровного клевера и клевера в чистом виде сеялкой прямого посева DMC-3.

В опыте высевались покровные культуры: горчица, сорт «Рапсодия», гречиха, сорт «Девятка», фацелия, сорт «Дана», овес, сорт «Скакун», а также подпокровный клевер и в чистом виде, сорт «Триумф».

Таблица 5 – Расчет количества семян в полевом опыте

Культура Норма высева культур
кг/га на всю площадь, кг
1. Горчица с клевером 22 22х(0,135х4)=12
2. Горох с клевером 200 108
3. Фацелия с клевером 20 20х(0,135х4)=10,8
4. Гречиха с клевером 80 80х(0,135х4)=43,2
5. Овес с клевером 200 108
6. Клевер беспокровно 18 18х(0,135х4)=9,8
7. Клевер подпокровно 20 20х(0,135х32)=86,4

Удобрения под покровные и подпокровные культуры: 200 кг/га комплексных удобрений (азофоска) в расчете на планируемую среднюю урожайность зерновых и зернобобовых культур 3,0-3,5 т/га, горчицы 1,5-2,0 т/га. Итого удобрений 200 кг х 3,5 га = 700 кг.

Таблица 6 – Программа и методика научных исследований

№ п/п Наименование исследования (наблюдения, учеты) Сроки проведения
1 Определение агрофизических свойств почвы в посевах:

-влажности термостатно-весовым методом до глубины 10 см

-твердости с помощью твердомера

Два раза за вегетацию (в начале и конце), по отдельным вариантам опыта
3 Определение густоты стояния растений опытных культур по методике Госсортсети Два раза за вегетацию
4 Наблюдения за растениями культур (учет нарастания биомассы, высоты, фенофаз развития растений) по методике Госсортсети В течение вегетации
5 Определение структуры урожая и биологической урожайности культур по всем вариантам опыта Перед уборкой
6 Учет урожая опытных культур по отдельным вариантам опыта методом прямого комбайнирования После созревания культур
7 Статистическая оценка урожайности зерновых культур методом дисперсионного анализа по Доспехову По итогам уборки
D:\Сохранения\НИР Минсельхоз\Фото по закладке опыта МИнсельхоз\IMG_1264.jpg D:\Сохранения\НИР Минсельхоз\Фото по закладке опыта МИнсельхоз\IMG_1263.jpg
D:\Сохранения\НИР Минсельхоз\Фото по закладке опыта МИнсельхоз\IMG_1260.jpg D:\Сохранения\НИР Минсельхоз\Фото по закладке опыта МИнсельхоз\IMG_1251.jpg
D:\Сохранения\НИР Минсельхоз\Фото по закладке опыта МИнсельхоз\IMG_1258.jpg D:\Сохранения\НИР Минсельхоз\Фото по закладке опыта МИнсельхоз\IMG_1250.jpg

Рисунок 2- Закладка полевого опыта в РГАУ – МСХА

имени К.А. Тимирязева. Прямой посев покровных культур, подпокровного и чистого клевера в 2020 г.

1.3 УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВОГО ОПЫТА

Метеоусловия вегетационного периода 2020 г., в котором непосредственно проводились исследования, складывались следующим образом (таблица 7, рисунки 3 и 4).

Таблица 7- Метеоданные за период вегетации 2020 г.

Месяц Среднемесячная температура воздуха, ºС Сумма осадков за месяц, мм
Май 11,5 162,6
Июнь 18,9 200,2
Июль 18,0 180,6
Август 17,4 36,6
Сентябрь 12,9 66,9
Октябрь 9,5 51,6

word image 598 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Рисунок 3 –Среднедекадное количество осадков за 8 месяцев весенне-летне-осеннего периода 2020 г.

word image 599 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Рисунок 4 – Среднедекадная температура воздуха за 8 месяцев весенне-летне-осеннего периода 2020 г.

Количество осадков, выпавших в первые три месяца в сочетании с умеренными температурами, было достаточным для формирования хороших урожаев. Однако, уменьшения количества осадков и понижение температуры во второй период вегетации (август-октябрь), обусловило получение относительно невысокой продуктивности покровных культур, подпокровного клевера, а также в чистом виде. Другими словами, наиболее ответственные фазы развития опытных культурных растений проходили в период сравнительно неблагоприятных метеоусловий. Уборка покровных культур, подпокровного и чистого клевера пришлась на 15.10.20 г., когда они начинали испытывать некоторый дискомфорт, обусловленный пониженной всхожестью и густотой стояния растений, высокой засоренностью на прямом посеве и постепенным ухудшением метеоусловий.

2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 НАБЛЮДЕНИЯ ЗА РАЗВИТИЕМ ПОСЕВОВ

Первым показателем развития посевов является густота всходов. Учет густоты всходов покровных культур и подпокровного клевера проводили через 35 дней после посева, 21 августа 2020 г. Одновременно с этим проводили количественный учет засоренности посевов. Результаты показаны в сводной таблице 6, и после статистической обработки – на рисунках 4–6.

Наибольшее количество входов покровной культуры отмечено на вариантах горчица и овес (среднее значение 25–30 шт./на 0,25 кв. м., что соответствует 100–120 шт./кв. м), наименьшее – на вариантах гречиха и фацелия (5–7 шт./0,25 кв. м, что соответствует 20–28 шт./кв.м.) (рисунок 5, покровные культуры). Столь низкие показатели всхожести гречихи и фацелии можно, на наш взгляд, объяснить тем, что для данных культур технология прямого посева в стерню предшественника не является оптимальной даже при благоприятных метеоусловиях.

word image 600 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Рисунок 5 – Густота всходов покровных культур и клевера через 35 дней после посева, шт./0,25 кв. м. (Показаны средние значения, средние±стандартная ошибка, планками показан размах 95% доверительных интервалов). Обозначения: Горч – горчица, Греч – гречиха, Фац – фацелия, кл/бесп – клевер беспокровный; Кл/Горч – клевер под горчицей, Кл/Греч – клевер под гречихой, Кл/Фац – клевер под фацелией, Кл/Овес – клевер под овсом. Повторность каждого варианта 16-кратная

Густота всходов клевера на трех вариантах покровных культур (гречиха, горчица, фацелия) была на уровне 15–18 шт./0,25 кв. м. (60–72 шт./кв.м.), под покровом овса густота клевера была выше (25 шт./0,25 кв.м.), при выращивании беспокровно – густота клевера была еще выше (0,35 шт./0,25 кв.м.). Однако при обработке данных методом дисперсионного анализа показано, что значимость различий по всхожести клевера между вариантами опыта не подтверждается (разница не достоверна да уровне значимости 0,05), то есть независимо от вида предшественника всхожесть и выживаемость клевера примерно одинакова во всех вариантах опыта (рисунок 5, клевер). Также статистически не значимой была разница средних значений по засоренности посевов сорняками при разных предшественниках (рисунок 6). Среднее количество однолетних сорняков составило от 25 до 58 шт./0,25 кв. м., многолетних – от 2 до 5 шт./0,25 кв. м.

word image 601 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Рисунок 6 – Количество всходов однолетних (W1) и многолетних (WM) сорняков под разными покровными культурами и клевером беспокровно через 35 дней после посева, шт./0,25 кв. м. Обозначения – см. рисунок 5.

Выявлена тенденция, что под посевами фацелии засоренность была максимальной, а под посевами овса – минимальной (рисунки 5 и 6). Сравнение численности сорняков под разными покровными культурами было проведено с применением критерия существенности (t-критерий). Для большинства сравниваемых пар разница засоренности посевов была несущественная, за исключением пары сравнения Овес и Фацелия. В связи с тем, что всходы фацелии были наиболее изрежены, засоренность однолетними сорными растениями там была наибольшей, а в посеве овса – наоборот. Но для многолетних сорных растений статистически значимыми эти различия не являются (рисунок 7, многолетние сорняки).

word image 602 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Рисунок 7 – Количество всходов однолетних (W1) и многолетних (WM) сорняков под покровными культурами овса и фацелии через 35 дней после посева, шт./0,25 кв. м. Обозначения – см. рисунок 5.

Таким образом, по первому сроку наблюдения (21.08.2020 г.) можно сделать промежуточные выводы: всхожесть клевера не зависела от вида покровной культуры, а засоренность посевов связана с густотой стояния покровной культуры: чем выше густота культуры, тем ниже засоренность (таблица 8).

Таблица 8 – Густота стояния растений и засоренность посевов, 21.08.20 г.

Культура Количество растений шт./0,25 м2 Засоренность посевов, шт./0,25 м2
1 2 3 4 итого 1 2 3 4 итого
всех мн. всех мн. всех мн. всех мн. всех мн.
I повторение
Горчица +клевер 28 41 10 26 105 65 3 94 12 102 12 87 9 348 36
4 20 18 11 53
Гречиха + клевер 10 12 4 8 34 100 4 20 100 2 73 2 293 9
18 5 25 16 64
Фацелия +клевер 5 3 7 5 20 100 4 90 2 90 4 93 3 373 13
12 15 10 13 40
Овес + клевер 15 17 10 14 56 45 1 50 2 90 3 62 2 247 8
37 38 40 32 167
Клевер беспокров. 30 40 10 27 107 80 5 90 3 100 7 90 5 360 20
II повторение
Горчица +клевер 30 7 10 16 63 39 4 35 5 27 7 34 5 135 21
0 8 12 5 25
Гречиха + клевер 7 4 5 5 21 25 4 20 30 5 25 3 100 12
30 3 15 16 64
Фацелия +клевер 7 4 4 5 20 31 6 51 6 41 40 4 163 16
15 20 8 14 57
Овес + клевер 15 28 35 26 104 12 14 4 4 3 10 3 40 10
21 25 17 21 84
Клевер беспокров. 35 37 35 36 143 9 1 29 9 25 5 21 5 84 20
III повторение
Горчица +клевер 40 58 42 47 187 1 20 5 8 2 10 3 29 10
25 25 35 28 113
Гречиха + клевер 7 5 5 6 23 47 7 28 8 5 10 27 7 107 32
20 20 15 18 73
Фацелия +клевер 4 2 3 3 12 14 4 41 4 52 2 36 3 143 13
10 20 35 22 87
Овес + клевер 42 23 30 32 127 2 2 3 3 25 5 10 3 40 13
30 15 10 22 87
Клевер беспокров. 45 38 50 44 177 10 1 29 3 27 7 22 4 88 15
IV повторение
Горчица +клевер 33 35 21 30 119 35 2 50 7 46 7 44 6 175 22
10 18 22 15 65
Гречиха + клевер 8 7 5 6 26 57 5 23 3 45 6 42 4 167 18
23 9 18 17 67
Фацелия +клевер 5 3 5 4 17 48 5 61 4 62 2 56 3 227 14
12 18 18 16 64
Овес + клевер 24 23 25 24 96 20 1 22 3 40 4 27 3 109 11
29 26 22 25 102
Клевер беспокров. 37 38 32 36 143 33 2 49 5 51 6 44 5 177 18

Через месяц после первого учёта был проведен второй учёт густоты всходов и засорённости посевов на всех опытных делянках. Точки учета территориально совпадали в первый и второй сроки учёта. Результаты первичного учета показаны в таблице 9, результаты после статистической обработки показаны на рисунках 8-10.

Через 2 месяца после начала вегетации наибольшее количество входов покровной культуры отмечено на варианте Овес (среднее значение 34 шт./на 0,25 кв. м.), наименьшее, так же, как и в первый срок учёта – на вариантах гречиха и фацелия (8–11 шт./0,25 кв. м, что соответствует 32–44 шт./кв.м.) (рисунок 8, покровные культуры). Низкие показатели густоты стояния гречихи и фацелии подтверждают, что для данных культур технология прямого посева в стерню предшественника не является оптимальной. Снижение численности всходов горчицы можно объяснить быстрым созреванием и отмиранием растений в условиях наступившей жаркой погоды.

word image 603 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Рисунок 8 – Густота всходов покровных культур и клевера через 60 дней после посева, шт./0,25 кв. м. (Показаны средние значения, средние±стандартная ошибка, планками показан размах 95% доверительных интервалов). Обозначения: Горч – горчица, Греч – гречиха, Фац – фацелия, Кл/бесп – клевер беспокровный; Кл/Горч – клевер под горчицей, Кл/Греч – клевер под гречихой, Кл/Фац – клевер под фацелией, Кл/Овес – клевер под овсом. Повторность каждого варианта 16-кратная

В среднем по всему полю (по всем данным) – количество всходов клевера от первого до второго срока учета увеличилось на 11 %, а количество всходов покровной культуры снизилось на 13%. Так, снижение густоты стояния горчицы способствовало увеличению густоты клевера на этом варианте. Количество всходов клевера на варианте Горчица достигало до 80 шт./0,25 кв. м. (рисунок 8, Клевер). Остальные варианты развития клевера не имели значимых различий между собой во второй срок обследования.

Среднее значение количества сорных растений на поле (шт./0,25 кв.м.) увеличилось с 46±6 в августе до 99±14 в сентябре. Это связано с двумя причинами: 1) действие гербицида неизбирательного действия на основе д.в. глифосата к моменту второго учета окончательно прекратилось; 2) покровная культура и клевер, посеянные по технологии прямого посева в первый веге-тационный сезон не смогли создать сильную конкуренцию сорнякам. В сред-нем, по обоим срокам наблюдения количество однолетних сорных растений было в 6 – 12 раз выше, чем количество многолетних. (рисунки 6 и 9).

word image 604 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Рисунок 9 – Количество всходов однолетних (W1) и многолетних (WM) сорняков под разными покровными культурами и клевером беспокровно 17.09.2020 г., шт./0,25 кв. м. Обозначения – см. рисунок 5.

Наибольшая засоренность посевов была отмечена на вариантах Горчица+клевер, Гречиха+клевер и клевер беспокровно. Преимущественно здесь были распространены однолетние сорняки (таблица 7, рисунок 9). На вариантах Фацелия и Овес засоренность посевов была минимальной, как по однолетним, так и по многолетним сорнякам (рисунки 9 и 10). За два срока наблюдения (август, через 35 дней после посева и сентябрь, через 60 дней после посева) было показано, что овес обладает наибольшей подавляющей способностью по отношению к сорнякам.

word image 605 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Рисунок 10 – Количество всходов однолетних (W1) и многолетних (WM) сорняков под покровными культурами овса и фацелии через 60 дней после посева (17.09.2020 г.), шт./0,25 кв. м. Обозначения – см. рисунок 5.

Таким образом, по второму сроку наблюдения (17.09.2020 г.) можно сделать следующие промежуточные выводы: густота подпокровного клевера увеличилась в среднем по полю на 11%, при этом максимальный показатель увеличения густоты клевера отмечен на варианте с Горчицей. Засоренность посевов существенно возросла, в основном за счет увеличения количества однолетних сорняков на 115%. При этом варианты Овес и Фацелия по-прежнему оставались наименее засоренными.

Таблица 9 -Густота стояния растений и засоренность посевов, 17.09.20 г.

Культура Количество растений шт./0,25 м2 Засоренность посевов, шт./0,25 м2
1 2 3 4 итого 1 2 3 4 итого
всех мн. всех мн. всех мн. всех мн. всех мн.
I повторение
Горчица +клевер 3 12 15 10 40 157 22 61 9 76 9 115 13 409 53
90 93 33 76 293
Гречиха + клевер 12 18 6 12 48 183 31 99 11 149 14 144 19 575 75
17 22 16 18 73
Фацелия +клевер 16 5 6 9 36 47 2 21 1 41 1 37 2 146 6
45 20 8 24 97
Овес + клевер 40 25 14 20 97 44 4 15 1 65 5 41 3 165 13
15 10 8 11 44
Клевер беспокров. 30 25 15 23 93 65 5 158 8 234 24 152 12 609 49
II повторение
Горчица +клевер 6 5 20 10 41 158 22 92 18 97 19 116 20 463 67
84 84 99 93 360
Гречиха + клевер 8 6 11 8 33 99 21 149 23 47 7 98 17 393 68
29 34 65 43 171
Фацелия +клевер 3 12 10 8 33 49 12 21 6 41 11 37 10 148 39
30 18 5 18 71
Овес + клевер 25 26 14 22 87 44 4 16 1 25 28 2 108 7
25 35 10 27 97
Клевер беспокров. 41 43 35 40 159 65 5 158 26 239 34 154 22 616 87
III повторение
Горчица +клевер 2 18 0 7 27 103 11 125 13 171 26 133 17 532 67
60 64 70 88 282
Гречиха + клевер 19 14 10 14 57 229 28 163 17 89 160 15 641 55
10 53 21 28 112
Фацелия +клевер 6 10 10 9 35 35 9 21 5 30 2 25 6 111 22
12 12 20 15 59
Овес + клевер 40 26 30 32 128 25 4 6 1 9 1 13 2 53 8
15 35 5 20 75
Клевер беспокров. 41 45 25 37 148 58 5 85 8 78 8 74 7 295 28
IV повторение
Горчица +клевер 4 12 12 9 37 139 18 93 15 115 18 121 17 468 68
78 80 67 86 311
Гречиха + клевер 13 13 10 11 47 170 27 137 17 95 7 134 17 536 68
19 30 34 30 113
Фацелия +клевер 8 10 9 9 36 44 8 21 4 37 5 33 6 135 23
29 17 12 11 69
Овес + клевер 35 26 19 18 98 38 4 13 1 33 2 27 2 111 9
18 27 19 19 83
Клевер беспокров. 44 38 25 37 144 66 5 134 14 184 33 127 41 511 93

В третий (конечный) срок наблюдения развития посевов (15.10.2020 г.) был проведен учёт биомассы покровных культур и подпокровного клевера. С момента посева прошло 90 дней (три месяца). Следует отметить, что в целом биомасса покровных культур и клевера была низкой из-за того, что: 1) посев был проведен не в оптимальные сроки; 2) по технологии прямого посева в Нечерноземной зоне биомасса посева в первые годы всегда снижена, по сравнению с традиционными способами обработки на основе вспашки с оборотом пласта. На биомассу посева также оказало влияние положение точек учета в ландшафте. В целом, при обработке данных со всех вариантов опыта было показано, что наибольшая биомасса как покровных культур, так и клевера, была отмечена в нижней части склона (северная сторона опыта, примыкает к улице Большая Академическая), наименьшая – в верхней (южная сторона опыта). В качестве учета урожайности использовали показатель зеленой массы покровных культур и клевера, так как полное созревание покровных культур (на зерно) не наступило из-за недостаточной длины вегетационного периода в первый год опыта. Все данные по учету биомассы представлены в таблице 10. Данные после статистической обработки представлены в таблице 11 и на рисунке 10.

Наибольшая биомасса в конце вегетации была получена по культуре Фацелия, клевер под покровом фацелии, клевер под покровом гречихи и клевер беспокровно (около 7 т/га) (рисунок 11). Минимальная биомасса была отмечена на культурах Гречиха, Овес, Клевер под покровом овса. Низкую биомассу овса можно объяснить широким распространением заболевания ржавчина овса, которое встречалось на делянках с овсом практически на 100% растений. Таким образом, несмотря на относительно высокую густоту стояния овса по сравнению с другими культурами, биомасса на этом варианте была сформирована очень низкая. Вероятнее всего, причина здесь в необходимости дополнительной обработки фунгицидами посевов овса при возделывании его по технологии нулевой обработки почвы.

Таблица 10 – Урожайность зеленой массы культур полевого опыта, 15.10.2020 г.

№ повторе-ния Культура Урожайность в отдельных точках, г/0,25 м2 Урожайность г/м2 Урожайность

т/га

1 2 3 4
1 Горчица 0,12 0,12 0,18 0,14 0,56 5,6
Клевер п 0,18 0,16 0,24 0,22 0,80 8,0
Гречиха 0,12 0,14 0,24 0,10 0,60 6,0
Клевер п 0,14 0,16 0,20 0,20 0,70 7,0
Фацелия 0,28 0,24 0,22 0,28 1,02 10,2
Клевер п 0,32 0,26 0,28 0,28 1,14 11,4
Овес 0,06 0,06 0,16 0,12 0,40 4,0
Клевер п 0,08 0,14 0,22 0,20 0,64 6,4
Клевер ч. 0,14 0,10 0,20 0,20 0,64 6,4
2 Горчица 0,18 0,12 0,12 0,04 0,46 4,6
Клевер п 0,16 0,22 0,16 0,18 0,62 6,2
Гречиха 0,04 0,06 0,04 0,10 0,24 2,4
Клевер п 0,08 0,12 0,14 0,20 0,54 5,4
Фацелия 0,10 0,16 0,14 0,06 0,46 4,6
Клевер п 0,14 0,20 0,10 0,08 0,52 5,2
Овес 0,13 0,08 0,08 0,16 0,45 4,5
Клевер п 0,06 0,10 0,10 0,14 0,40 4,0
Клевер ч. 0,14 0,20 0,20 0,18 0,72 7,2
3 Горчица 0,12 0,10 0,28 0,15 0,65 6,5
Клевер п 0,08 0,10 0,10 0,08 0,36 3,6
Гречиха 0,16 0,14 0,10 0,12 0,52 5,2
Клевер п 0,24 0,18 0,20 0,20 0,82 8,2
Фацелия 0,18 0,26 0,18 0,18 0,80 8,0
Клевер п 0,26 0,32 0,18 0,28 1,04 10,4
Овес 0,08 0,08 0,10 0,16 0,42 4,2
Клевер п 0,10 0,08 0,14 0,16 0,48 4,8
Клевер ч. 0,20 0,26 0,20 0,26 0,92 9,2
4 Клевер п 0,08 0,10 0,10 0,08 0,36 3,6
Горчица 0,14 0,11 0,18 0,12 0.55 5,5
Гречиха 0,16 0,08 0,10 0,12 0,46 4,6
Клевер п 0,16 0,18 0,24 0,28 0,86 8,6
Фацелия 0,20 0,12 0,16 0,14 0,62 6,2
Клевер п 0,08 0,08 0,08 0,12 0,36 3,6
Овес 0,08 0.16 0,06 0,08 0,38 3,8
Клевер п 0,08 0,06 0,04 0,04 0,22 2,2
Клевер ч. 0,14 0,10 0,14 0,08 0,42 4,2

Примечание: клевер п. – клевер подпокровный, клевер ч. – клевер в чистом виде.

Таблица 11 – Средняя урожайность зеленой массы культур полевого опыта, 15.10.2020 г.

№ п./п. Культура Урожайность по повторениям, т/га Средняя урожайность, т/га
1 2 3 4
1 Горчица 5,6 4,6 6,5 5,5 5,55
2 Клевер п. /горчица 8,0 6,2 3,6 6,8 6,15
3 Гречиха 6,0 2,4 5,2 4,6 4,55
4 Клевер п. /гречиха 7,0 5,4 8,2 8,6 7,30
5 Фацелия 10,2 4,6 8,0 6,2 7,25
6 Клевер п. /фацелия 11,4 5,2 10,4 3,6 7,65
7 Овес 4,0 4,5 4,2 3,8 4,10
8 Клевер п. /овес 6,4 4,0 4,8 2,2 4,35
9 Клевер ч. 6,4 7,2 9,2 4,2 6,75
10 НСР05, т/га 2,8

Примечание: клевер п. – клевер подпокровный, клевер ч. – клевер в чистом виде.

word image 606 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Рисунок 11 – Зеленая масса (в пересчете на т/га) покровных культур и подпокровного клевера через три месяца после посева (15.10.2020 г.). Обозначения – см. рисунок 5.

В заключении данного раздела работы были сделаны предварительные выводы.

  1. Независимо от вида покровной культуры и при выращивании беспокровным способом всходы клевера, посеянного в дозе 20 кг/га по технологии нулевой обработки почвы, развивались хорошо, всхожесть и выживаемость их была высокой.
  2. Наибольшее количество входов покровной культуры отмечено на вариантах горчица и овес, наименьшее – на вариантах гречиха и фацелия; следовательно, гречиха и фацелия плохо всходят при посеве по нулевой технологии.
  3. По клеверу в конце вегетационного сезона наибольшая биомасса была отмечена на вариантах под покровом фацелии, гречихи и беспокровно – то есть там, где конкуренция между покровной культурой и клевером была минимальной.
  4. Рельеф поля оказывает существенное влияние на прирост биомассы посевов – в нижней части склона биомасса была достоверно выше, чем в верхней, хотя перепад высот составляет всего 4 метра на длину гона 150 м.

После уборки горчицы на данном варианте опыта была посеяна озимая тритикале, сорт Тимирязевская-150, так как следует изучить влияние озимой покровной культуры на продуктивность клевера при нулевой обработке почвы. Посев был осуществлен сеялкой прямого высева DMC-3 Primera AMAZONE в дернину клевера. Норма высева тритикале составила 250 кг/га.

2.2 ИЗУЧЕНИЕ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ

Помимо изучения роста покровной культуры и подпокровного клевера в опыте проводили изучение агрофизических свойств почвы при нулевой обработке и под разными культурами. Изучали твёрдость пахотного слоя почвы и влажность поверхностного (0-10 см) слоя. Твердость – важный агрофизический показатель, от которого зависит степень развития корней и биомассы в целом культурных растений. Как было показано нашими более ранними исследованиями [67], твёрдость почвы на вариантах минимальной и нулевой обработки почвы всегда выше, чем на варианте вспашки.

В качестве контроля (для сравнения) была измерена твердость почвы по отвальной обработке почвы на соседнем поле. Твердость измеряли в 10-кратной повторности на трех повторениях опыта, то есть для каждого варианта культуры было получено по 60 показателей твердости почвы , по 30 в рядках посева и в междурядьях. График сопоставления твердости почвы при двух способах обработки и под разными культурами показан на рисунке 12. Статистическая обработка данных проведена методом сравнения средних с применением доверительного интервала.

word image 607 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Рисунок 12 – Твёрдость почвы (КПа) при применении Вспашки и нулевой обработки при выращивании покровных культур с клевером. (17.09.2020 г.).

Полный набор данных по твердости почвы по изучаемым вариантам опыта приведен в таблицах 12 и 13.

Таблица 12 – Твердость пахотного слоя почвы под культурами

полевого опыта, КПа

№ п./п. контроль (вспашка) клевер ч. овес гречиха фацелия
межд. рядок межд. рядок межд. рядок межд. рядок межд. рядок
I повторение
1 68 64 98 88 86 80 92 89 72 79
2 75 65 88 91 80 88 80 92 78 92
3 74 66 97 97 83 89 86 70 84 86
4 76 84 73 76 87 86 77 77 91 87
5 84 74 88 83 73 72 78 82 81 79
6 87 78 94 87 84 76 89 78 74 78
7 77 83 76 84 92 89 91 89 86 87
8 88 77 94 64 86 83 80 76 87 87
9 78 88 67 67 78 65 93 92 85 60
10 92 74 81 82 86 84 88 81 87 87
Сред. 80 75 86 82 84 81 85 82 84 82
II повторение
1 83 70 79 82 95 92 87 94 76 79
2 74 74 83 75 83 88 88 95 90 84
3 83 81 85 76 79 72 90 84 77 78
4 85 71 79 84 82 86 84 71 76 90
5 75 74 81 89 83 87 81 84 73 83
6 76 75 80 86 90 82 77 73 82 86
7 80 76 93 75 87 84 79 69 79 73
8 86 73 85 92 77 76 73 87 90 72
9 83 87 78 89 92 86 80 88 80 75
10 94 84 87 76 92 86 77 88 83 79
Сред. 82 76 83 82 86 84 84 84 80 80
III повторение
1 75 80 92 90 93 71 84 95 84 87
2 78 73 90 82 92 77 82 98 89 75
3 84 79 97 83 90 90 98 84 77 85
4 86 72 87 65 99 87 76 85 74 81
5 89 69 95 89 84 91 91 91 91 80
6 78 70 97 92 84 90 97 95 81 71
7 83 75 74 81 87 89 94 87 89 80
8 79 77 75 93 87 89 90 94 79 93
9 81 81 92 95 81 85 93 83 88 76
10 77 80 84 93 88 81 92 92 81 74
Сред. 81 76 88 86 89 85 90 90 83 80

Примечание: отв. – отвальная обработка для сравнения, клевер ч. – клевер в чистом виде.

Независимо от вида покровной культуры и измерения твердости в рядках и в междурядьях, средние значения твердости статистически не отличаются друг от друга на всех вариантах нулевой обработки почвы, составляя от 81 до 86 КПа. На контрольном варианте (Вспашка отвальная) – твердость пахотного слоя почвы была ниже как в рядках, так и в междурядьях (рисунок 12, таблица 13).

Таблица 13 – Среднее значение твердости пахотного слоя почвы под

с.-х. культурами полевого опыта, КПа,

№ п./п. Культура Место определения Твердость пахотного слоя почвы по повторениям, КПа Средняя твердость почвы, КПА
1 2 3
1 Контроль (Вспашка) Междурядье 80 82 81 81
Рядок 75 76 76 76
2 Клевер чистый Междурядье 86 83 88 86
Рядок 82 82 86 83
3 Овес Междурядье 84 86 89 86
Рядок 81 84 85 83
4 Гречиха Междурядье 85 84 90 86
Рядок 82 84 90 85
5 Фацелия Междурядье 82 80 83 82
Рядок 84 80 80 81

Из всех вариантов покровных культур, выращиваемых по нулевой обработке почвы, твердость почвы в рядках и междурядьях была наименьшей на культуре Фацелия с подсевом клевера. В сочетании с наибольшей биомассой покровной культуры и клевера по данному варианту опыта данные об относительно низкой твердости свидетельствуют о том, что оптимальным сочетанием покровной культуры и клевера по технологии Прямого посева будет Фацелия. Однако такие выводы окончательно можно будет сделать только после повторения полевого опыта, по крайней мере, в течение трех сезонов.

Влажность почвы также является важным агрофизическим показателем, от которого зависит рост и развитие сельскохозяйственных растений. В опыте изучали влажность почвы весовым методом (в %). На каждом варианте покровной культуры, а также на контрольном участке с отвальной вспашкой, было отобрано по 20 индивидуальных образцов на влажность. Полностью все данные приведены в таблице 14, рассчитанные средние приведены в таблице 15.

Таблица 14 – Влажность 0-10 см слоя почвы по вариантам полевого опыта, %

Повторность Контроль (0) Гречиха Овес Клевер Фацелия Горчица
I повторение
1 4,2 5,7 7,1 7,5 7,7 6,6
2 7,8 7,5 6,8 6,3 7,3 7,0
3 5,1 5,7 3,6 6,3 6,0 5,2
4 6,6 6,6 7,0 7,7 6,9 6,6
5 4,0 9,6 4,8 4,5 5,8 6,1
6 6,6 4,5 7,2 7,4 6,5 7,0
7 7,6 9,9 8,0 6,2 8,4 7,4
8 5,7 7,6 9,1 6,8 7,9 6,9
9 6,6 3,9 3,7 6,3 6,0 5,3
10 5,8 1,5 7,6 3,0 4,8 4,6
Среднее 6,0 6,3 6,5 6,2 6,7 6,3
II повторение
1 7,1 8,3 11,7 6,74 7,5 6,9
2 5,4 3,9 6,1 5,4 6,8 6,3
3 7,3 4,9 5,7 8,1 5,8 5,7
4 8,6 6,9 6,5 4,4 6,6 6,2
5 6,2 7,4 9,1 6,7 7,0 7,5
6 7,7 10,5 13,8 7,3 9,1 8,2
7 5,6 9,4 5,9 4,8 6,7 6,2
8 5,6 5,7 4,5 5,5 4,9 5,0
9 9,7 12,3 4,8 8,3 7,3 6,9
10 5,8 4,8 6,5 5,8 6,8 5,7
Среднее 6,9 7,4 7,5 6,3 6,9 6,5

Таблица 15 – Влажность 0-10 см слоя почвы под отдельными культурами по вариантам полевого опыта, %

№ п./п. Вариант (культура) 1 повторение 2 повторение Среднее
1 Контроль (отвал) 6,0 6,9 6,5
2 Клевер чистый 6,2 6,3 6,3
3 Гречиха 6,3 7,4 6,8
4 Овес 6,5 7,5 7,0
5 Фацелия 6,7 6,9 6,8
6 Горчица 6,3 6,5 6,4

Диаграмма сопоставления влажности почвы при разных покровных культурах и в сравнении двух способов обработки почвы показана на рисунке 13. Статистическая обработка данных проведена методом сравнения средних с применением доверительного интервала.

word image 608 Подбор покровных культур многолетних трав для технологии прямого посева в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации

Рисунок 13 – Влажность почвы (%) при применении Вспашки и нулевой обработки при выращивании покровных культур с клевером (17.09.2020 г.).

Сравнение весовой процентной влажности почвы при двух способах обработки почвы и при разных покровных культурах с клевером не выявило достоверных различий влажности ни между культурами, ни между обработками почвы. Вероятно, разница несущественная из-за того, что по варианту нулевой обработки почвы пока еще нет существенного накопления органического вещества в виде пожнивных остатков, которые могли бы задерживать влагу в почве в большей степени.

В заключении по данному разделу работы можно сделать вывод о том, что способ обработки почвы оказывал существенное влияние на твёрдость пахотного слоя почвы, в то время, как на влажность слоя 0-10 см не было выявлено существенного влияния обработки почвы. Возделываемые покровные культуры не оказывали существенного влияния ни на твердость, ни на влажность пахотного слоя почвы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам исследования по тематике подбора покровных культур для клевера при возделывании их по нулевой обработке почв можно сделать следующие выводы:

1).В условиях Нечерноземной зоны Российской Федерации в качестве покровных культур многолетних трав, в частности клевера, можно использовать фацелию и горчицу. Использование овса и гречихи требуют дополнительных исследований, которые будут продолжены в следующем году.

2) Применение нулевой обработки почвы в первые годы адаптации технологии в условиях Нечерноземной зоны на среднесуглинистой почве приводит к существенному повышению твёрдости пахотного слоя почвы, что негативно влияет на прорастание посеянных сельскохозяйственных культур.

3) При проведении исследований по подбору покровных культур для клевера было показано, что клевер лучше развивается в условиях слабой конкуренции со стороны культурных (покровных) растений: так, наибольшая биомасса клевера в конце первого года вегетации была отмечена на вариантах «клевер беспокровный», «клевер под покровом фацелии», «клевер под покровом – гречиха».

4) В условиях применения нулевой обработки и прямого посева из покровных культур хуже всего развивались фацелия и гречиха, но благодаря их слабому развитию, подпокровный клевер развивался лучше и быстрее.

5) В условиях применения нулевой обработки и прямого посева развитие овса в начале сезона проходило лучше других культур, однако, во второй половине вегетации, посев овса был полностью поражен листовой ржавчиной, что привело к большим потерям биомассы овса к моменту учёта урожайности; для выращивания овса по нулевой технологии обработки почвы необходимо дополнительно проводить обработку фунгицидами.

6) На всех вариантах опыта была отмечена высокая засоренность посевов, когда количество сорных растений в начале вегетации превышало экономические пороги вредоносности. Применение гербицида во время вегетации в данном эксперименте не предусмотрено, так как все культуры, за исключением овса, являются чувствительными. Первичная (предпосевная) обработка поля гербицидом на основе д.в. глифосата не дала ожидаемого эффекта, хотя и несколько ослабила сорные растения перед посевом культур. Однако метеоусловия вегетационного сезона были благоприятны для развития высокой засоренности посевов.

В дальнейшем планируется продолжить исследования, и в 2021 г будут получены первые результаты по влиянию покровной культуры озимой тритикале на подпокровный клевер в условиях прямого посева.

Список использованной литературы

Приложения

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *