Пашня в полоску

  Пашня селъхозпредприятия Хинсдорф (федеральная земля Саксония- -Ангалът, ФРГ) вы­глядит, почти как зебра: вся в полоску. Под кукурузу почва теперь обрабатывается здесь именно так. Это не только экономия затрат, но и почво-сбережение (при условии, что все сделано правильно). В этой связи Мартин Шнайдер, Гюнтер Хазе (сельскохозяйст­венное товарищество Хинс­дорф, ФРГ), д-р Бодо Хофман и проф. д-р Олаф Кристен (Университет им. Мартина-Лютера, г. Галле-Виттенберг, ФРГ) организовали серию научных экспериментов.

 

Идея обрабатывать почву только тогда, когда это совершенно необхо­димо для роста и развития культуры, - не нова: ученые и практики думают об этом давно. На основе многолетних исследований и опытов был разработан способ обработки почвы полосами, так называемый Strip Tillage, - технология, которая все шире используется при возде­лывании пропашных культур, например в Северной Америке при возделывании кукурузы на влажных и плохо прогрева­емых почвах.

В европейских странах - по крайней мере до настоящего времени - такой подход не находил широкого применения. Однако ситуация может быстро поменяться, пос­кольку данная технология предоставляет новые возможности борьбы с эрозией почв. Новый подход может помочь в решении такой проблемы, как выход

в поле весной, а также способствовать ювенильному развитию растений. При распространенном сегодня способе высева в мульчу это достаточно острые вопросы, которые успешно решаются при   чередовании обрабатываемых и необрабаты­ваемых полос. Способствовать быстрому внедрению такой технологии может и тот факт, что материально-техническое обеспечение уже было разработано и в Европе. Следующим, зачастую решаю­щим преимуществом данной технологии является то, что вместе с частичным рыхлением одновременно можно вносить удобрение. Данный подход легче всего реализовать с применением технологии движения по колее на основе GPS. Кукуру­зу, например, можно высевать напрямую в узкую разрыхленную полосу, применяя обычную сеялку точного высева. Условиями применения полосной тех­нологии помимо согласования рабочей ширины междурядий являются точное вождение по колее и прецизионная фик­сация ширины колеи при помощи системы GPS. При использовании локальной станции детально регистрируется первый проезд по полю при рыхлении почвы. Наилучшего результата можно добиться при наличии системы управления на основе GPS, которая в автоматическом режиме ведет машину вдоль проложен­ной колеи.

Вышеуказанная рабочая группа изучала воздействие полосной обработки почвы на стабильность почвенной структуры там, где частично выполнялось рыхление. Изучалось также влияние этого вида обра­ботки на развитие растений кукурузы при различных почвенных и климатических условиях возделывания.

 Условия проведения опытов

 Опыты были заложены на различных участках, принадлежащих сельхозпред-приятию в Хинсдорфе (типы почвы: пылеватый суглинок / легкая супесь, 11 % гли­ны, 43 % ила) и в Гроссштольпене (типы почв: тяжелый пылеватый суглинок, 11 % глины, 77 % ила). В Гроссштольпене ополнительно было взято поле, где на структуру почвы оказали воздействие горные выработки (типы почв: тяжелый суглинок, 14 % глины, 29 % ила). В этом месте предъявлялись очень высокие требования к охране почв при хозяйственном использовании земель.В Хинсдорфе изучали следующие факторы:

- Лущение стерни (да / нет)

 - Полосная обработка почвы (да / нет,

с глубиной рыхления около 15 см)

 - Внесение основного удобрения (с

гранулированным калием / без него)

 

 Предшественник - озимая пшеница. Соло­ма (около 70 ц/га) с точно установленной длиной резки была распределена по полю. Для сравнения использовался участок земли, возделываемый по традиционной технологии. В опытах в Гроссштольпене весной заложили вариант с традиционной обработкой (сплошная культивация на глубину 12-15 см) и вариант с единст­венной полосной обработкой (глуби­на рыхления долотообразным лемехом 12.. .15 см). Для полосной обработки поч­вы использовался вновь разработанный 11-рядный «Фокус CS» фирмы Хорш (шаг следа зубьев - 75 см, рабочая ширина - 8,25 м). При рыхлении полосами, для того чтобы способствовать лучшему прогреву почвы, с помощью соединенных попарно вырезных дисков были сформированы гребни. В комбинации с лемехами диски рыхлят почву на ширину 25-30 см близко к поверхности (5-8 см) с одновременной заделкой растительных остатков.

 Можно установить специальный доло­тообразный лемех для одновременной закладки основного удобрения по краю рядка, а также непосредственно под рядок для целевого обеспечения элементами питания; при этом полосная обработ­ка оказывается в зоне будущего рядка. Глубина рыхления может варьироваться в зависимости от состояния почвы и требований культуры. Высев семян и связанные с этим корневые подкормки выполнялись в данных опытах одина­ково с использованием обычной сеялки точного высева

 Лущение стерни себя оправдывает

 При сочетании таких приемов, как луще­ние стерни и осенние полосные обработки, почва приобретает рыхлость, почвенные глыбы оказываются измельченными (рис. 1 и 2). Существует большая вероятность того, что при отказе от обработки жнивья при твердо-сухом состоянии почвы в сред­ней части подпахотного слоя на глубине 10-20 см останутся большие пустоты. Это неблагоприятным образом скажется на капиллярной проводимости почвенного слоя и росте корней. Данное утверждение справедливо, в первую очередь, для почв с содержанием глины более 20 %. В таких условиях после уборки соломы ни в коем случае нельзя пренебрегать лущением стерни - приемом, который помимо всего прочего способствует накоплению запа­сов почвенной влаги. Предварительная обработка жнивья также позволяет при полосной обработке увеличить скорость движения по полю на 1-2 км/ч, что мо­жет существенно повысить произво­дительность труда. В условиях нашего опыта в Хинсдорфе обработка стерни, напротив, не оказала никакого влияния на плотность почвы, объем грубых пор, а также на воздухо- и водопроводность в зоне непосредственного воздействия  лап культиватора.

Таблица 1. Почвенно-физические условия на различной глубине почвы

 

Вариант/Глубина

Плотность сухой почвы, г/см3

Влагопроводность, об.%

4-8 см

8-12 см

16-20 см

4-8 см

8-12 см

16-20 см

Хинсдорф 1

Традиционная технология

1,40а

1,50

1,58

19,5а

15,8а

11,8а

Лущение стерни, полосные обработки

1,45а

1,47

1,50

19,2а

17,4а

15,7b

Без лушения стерни, полосные обработки

1,42a

1,51

1,54

19,6a

15,5a

13,8ab

Без лушения, в промежутках между обработанными полосами

1,52b

1,56

1,58

15,2b

13,1b

12,0a

Гроссштольпен 2

Сплошная культивация

1,16a

1,22

1,44a

23,8a

21,6a

11,9

Полосные обработки

1,26b

1,27

1,30b

17,9b

16,5b

13,8

Гроссштольпен - рекультивируемые почвы 2

Сплошная культивация

1,44

1,56

1,66a

15,8

12,3a

6,7

Полосные обработки

1,48

1,62

1,56b

12,0

7,5b

8,5

  

Варианты: 1 Осень, 2 весна, различные буквенные обозначения около цифровых данных отражают статистически подтвержденные расхождения.

 Различия физических параметров почвы по вариантам ее обработки оказались минимальными за исключением значений, полученных в средней части пахотного слоя на глубине 16-20 см (табл. 1). Ука­занные в табл. 1 высокие значения плот­ности почвы и малой воздухопроводности связаны с сильным давлением колес во время прохода техники для подготовки семенного ложа перед посевом, поскольку на полях, возделываемых традицион­ным способом, с осени было проведено рыхление по всей поверхности на сред­нюю глубину. Было выявлено также, что полосная обработка обеспечивает благоприятные условия для сохранения структуры почвы при возделывании кукурузы: ни один из рядков кукурузы более не будет отставать в развитии по причине того, что посев произошел на участке почвы, уплотненной проходом техники.

 Стабильность - против эрозии

 Стоить отметить, что частичная рыхлость структуры, которую почва приобретает в течение зимних месяцев, оказалась относительно стабильной. Междурядья остаются необработанными. Эти зоны в зависимости от способа уборки и обра­ботки почвы (с лущением стерни или без оного) остаются в большей или меньшей степени покрытыми растительными ос­татками, что относится и к обработанным полосам, даже если плотность покрытия в этих зонах меньше. Установлено, что благодаря заделке соломенных остатков при лущении стерни и последующей полосной обработке степень покрытия почвы в предзимний период составляла 5.. .10 % после лущения и 15.. .20 %, если проводилась только полосная обработка. Эти показатели снижаются при­мерно на четверть к моменту появления всходов кукурузы (табл. 2). Важным результатом опыта стал тот факт, что систематическая смена рыхлых и уплотненных зон в зависимости от степе­ни покрытия почвы растительными остат­ками обеспечивает быстрое поглощение воды глубокими слоями почвы, за счет чего существенно сокращаются водная и ветровая эрозия. По сравнению с полями, возделываемыми традиционным образом, на обработанных полосах было отмечено даже меньшее количество уплотнений и заиливаний на поверхности почвы. В Гроссштольпене как на лессовых почвах, тяк и на пекультивиоуемых участках, за счет полосной обработки весной было отмечено улучшение капиллярности верхнего слоя почвы на глубине 4...10 см и воздухопроводности в средней части пахотного слоя (10...20 см). В завершение можно сделать вывод, что чередование обработанных и необработанных полос может иметь особое значение для выра­щивания на полях, подверженных угрозе эрозии, таких широкорядных культур, как, например, кукуруза или сахарная свекла.

 

 Таблица 2. Изменение высоты гребня и степени покрытия растительными остатками (соломенная резка, остатки стерни) на обработанных полосах до посева кукурузы (Хинсдорф)

 

 

Высота гребня, см

Степень покрытия, %

После обработки

Перед посевом

После обработки

Перед посевом

Лущение стерни

6,4

4,2

8,1

6,2

Без лущения стерни

7,5

4,8

18,6

14,7

 Таблица 3. Отличительные данные посева и урожайность кукурузы, 2007 год

 

Вариант

Глубина посева, см

Полевая всхожесть, шт/м2

Распределение растений, %

Урожайность3

оптимальное 14-17

свободное >17-28

выпады >28 см

ц/га

в%

Хинсдорф 1

Лущение стерни, полосная обработка

4,2

7,82

37

45

4

92,8

100

Без лущения, полосные обработки

3,9

7,86

38

38

7

91,2

98

Гроссштольпен 2

Сплошная культивация

5,2

8,57

39

29

5

119,6

100

Полосные обработки

6,3

8,80

45

20

4

128,6

108

Гроссштольпен - рекультивируемые почвы 2

Сплошная культивация

5,0

8,62

39

24

5

190,8

100

Полосные обработки

6,1

8,66

38

25

7

176,7

93

 

Обозначения вариантов: 1 осень - лущение стерни/без лущения, 2 весна, 3 опыт в Хинсдорфе - кукуруза на зерно (86% см), Гроссштольпен - кукуруза на силос (урожайность сухой массы)

 

Далее, на практике имеет значение тот факт, что образование гребней при рых­лении полосами способствует быстрому просыханию и прогреванию верхнего слоя почвы весной. Теплолюбивое растение ку­курузы (растение С4) реагирует на такой прием ускорением полевой всхожести и быстрым ювенильным развитием. Подоб­ный эффект особенно сильно проявился в Хинсдорфе, так как после полосной об­работки при имевшей место несущей спо­собности почвы мы смогли начать сеять кукурузу на два дня раньше, чем на полях с традиционной обработкой почвы. На полях, куда временно техника не может пройти из-за застойного переувлажнения и медленного прогревания почвы, такое преимущество данной технологии может проявиться намного сильнее. В смысле прогревания почвы и ускорения ювенильного развития растений полосные обработки обладают такими же преимуществами, как и посев в мульчу, но при этом имеют еще один плюс: помогают решить проблему предохранения от эрозии.

Что касается продуктивности, то, как четко показали наши опыты, при нормальных условиях и надлежащем уровне про­ведения всех работ, не следует бояться снижения урожайности. Различия по вариантам, как по кукурузе на зерно, так и по кукурузе на силос, были статистически значимыми (табл. 3). Опыт в Хинсдорфе показал, что комбинация с закладкой ос­новного удобрения (100 кг/га калия в гранулах) плюс полосные обработки осенью при предшествовавшем лущении стерни оказали гораздо более благотворное влияние на урожайность зерна кукурузы, чем другие варианты обработок.

 Технические проблемы

 Следует вполне серьезно сказать о том, что практическая ра­бота по новой технологии не всегда идет гладко. В некоторых случаях несмотря на применение системы GPS не всегда точно удавалось произвести посев в узкий след, образованный во время рыхления. Отклонения от заданного курса могли достигать 5 см. В таких условиях трудно надлежащим образом подготовить семенное ложе - глубина заделки семян и результаты полевой всхожести будут несколько меньшими. Подобные проблемы, однако, следует устранять за счет соответствующей юстировки техники.

Проведенные испытания выявили несколько вопросов, на которые пока нет ответа. Представляется необходимым ор­ганизовать многолетний эксперимент на больших площадях, для того чтобы получить однозначный ответ на поставленные вопросы. Это касается следующих моментов:

  • борьба с сорной растительностью и система удобрения,
  • влияние неоднородных почвенных условий на процесс про­растания семян и развитие растений последующих культур севооборота (например, озимой пшеницы и пивоваренного ячменя),
  • возможность заделки больших количеств растительных остатков в отдельных зонах, где выполнено рыхление. Проведение эксперимента в условиях реального хозяйства при совместной работе фермеров и ученых и / или консуль­тантов могло бы помочь получить ответы на поставленные вопросы.

 

выводы

Полосная обработка почвы в зонах с более или менее континен­тальным климатом для большого количества культур (кукуруза,
сахарная свекла, подсолнечник) может стать ценным дополне­нием к существующим приемам консервирующей обработки почвы. По балансу труда и уровню затрат это целесообразная альтернатива посеву в мульчу, который практиковался донастоящего времени. Согласно представленным результатам исследований проведение осенью или ранней весной полосной обработки почвы создает благоприятные условия для прораста­ния семян и развития корневой системы растений. Этот способ позволяет за счет изменения глубины рыхления механически устранять почвенные уплотнения пахотного слоя, способствует снижению тягового усилия и эффективно защищает почву от эрозии. Для разработки рекомендаций по применению данного способа в условиях конкретного производства необходимо проведение дальнейших испытаний.

 Мартин Шнайдер, Гюнтер Хазе, д-р Бодо Хофман и проф. д-р Олаф Кристен, НСХ, 2009, № 5 стр 52...55

Подготовил и разместил консультант ФГУ РЦСК Пайков Д.Н.