Влага и урожай

Вы здесь

1 сообщение

Вопросы задавать можно только после регистрации. Войдите или зарегистрируйтесь, пожалуйста.

Не в сети
Заходил: 1 день 1 час назад
: Екатеринбург
Регистрация: 13.08.2008 - 20:46
: 19929

Случившаяся в текущем году жестокая засуха во многих регионах Казахстана заставляет искать пути максимального сохранения влаги в почве. И обращает наше внимание не только на проведение весенних агротехнических мероприятий по сохранению влаги. Бороться за будущую влагу надо начинать уже осенью. Многие агрономы, работавшие в советское время, помнят, как в конце 80-х годов в хозяйства стали поступать орудия для щелевого рыхления – ЩР-4,5. Это чисто казахстанское изобретение, которое позволяло накапливать дополнительное количество влаги в почве, что было очень важным особенно в засушливые годы. Автор изобретения ученый Николай Буянкин провел тщательные исследования по щелевому рыхлению в одном из самых засушливых регионов зернового производства Казахстана – в Аркалыкской сельскохозяйственной опытной станции, а затем и в Кокчетавском НИИСХ. Итоги превзошли все ожидания – щелевое рыхление позволило увеличить урожайность зерновых на 1,1–1,9 ц/га. И, что немаловажно, способствовало снижению водной и ветровой эрозии почвы в сравнении с распространенным в то время глубоким плоскорезным рыхлением. В итоге на знаменитом на весь СССР заводе «Целиноградсельмаш» путем неимоверных усилий авторского коллектива, преодолевая массу бюрократических препятствий, удалось поставить на серийное производство упомянутое орудие. Но времена меняются. Часть щелевых рыхлителей ушла на металлолом в годы всеобщего развала сельского хозяйства. Какая-то часть просто вышла из строя в силу износа. А новые орудия не производятся. Нет сегодня такого завода, который выпускает щелевые рыхлители, ни в Казахстане, ни в России. А жаль. Как знать, сколько дополнительных тысяч тонн зерна из-за этого мы не дополучаем. Золотого зерна.

Николай Буянкин сегодня работает в Калининградском НИИСХ Россельхозакадемии и является читателем нашего журнала. Он прислал в редакцию статью, в которой приводит данные по исследованию приемов осенней обработки почвы, которые были проведены в Казахстане и показывают эффективность щелевого рыхления. Как знать, может подзабытый способ обработки почвы снова вернется на казахстанские поля и станет надежным средством сохранения влаги.

Производство зерна как в Казахстане, так и в России сосредоточено в основном в регионах с недостаточным увлажнением, к сожалению, по этой причине страны не могут ежегодно стабильно реализовывать в полной мере свой зерновой потенциал. Ситуация усугубляется еще и тем, что в последнее время все чаще в зерносеющих регионах имеет место проявление засух, которые создают катастрофические условия для производства зерна. В отдельные годы бывает, что засухой охвачены регионы, находящиеся друг от друга на расстоянии нескольких тысяч километров. Наглядным примером тому является 2012 год, когда воздействию небывалой засухи подверглось в России пространство от Краснодара до Красноярска, охватив при этом и значительную территорию Казахстана.

В засушливых регионах влага – основной фактор в формировании урожая. Однако человек не в силах увеличить количество выпадающих осадков. Далеко не всегда срабатывает и комплекс применяемых в настоящее время агротехнических, влагосберегающих мероприятий при возделывании зерновых культур, направленных на накопление и сохранение влаги в почве. Причина одна: в неправильном выборе стратегии и тактики эффективного использования выпадающих осадков в условиях сухой степи и полупустыни.

В условиях недостаточного увлажнения определяющим фактором в формировании урожая является влага, накопленная в почве за счет осенне-зимних осадков. Для этого необходимо осуществлять снегонакопительные мероприятия: проводить снегозадержание, высев кулис, создавать стерневые кулисы и т. д. В то же время практика показывает, что увеличение запасов влаги в почве после снеготаяния происходит не пропорционально влаге, имеющейся в накопленном снеге. Объясняется это тем, что весной при снеготаянии поглощение талых вод почвой идет слабее, чем водоотдача в накопленном снеге, что приводит не только к непродуктивным потерям влаги путем стока с полей, но и к водной эрозии. Следовательно, надо уметь не только накапливать мощный слой снега на поверхности поля, но и создавать условия, при которых будет обеспечено максимальное впитывание талых вод весной. Задержание талых вод является завершающим звеном в системе мероприятий по дополнительному накоплению влаги в почве за счет зимних осадков. В засушливых регионах, как России, так и Казахстана, весной при снеготаянии пока что наблюдаются значительные потери влаги за счет стока и испарения. Величина этих потерь в большей мере зависит от характера осенней обработки почвы, состояния поверхности полей, а также рельефа местности.

Основная обработка почвы должна зимой обеспечивать максимальное накопление зимних осадков, а весной – максимальную аккумуляцию талых вод и минимальную потерю на физическое испарение после их поглощения почвой. Существующие же приемы, к сожалению, не решают в полной мере этой задачи.

Глубоко обработанная почва хорошо аккумулирует влагу, но плохо ее сохраняет и наоборот, более плотная почва после мелкой или поверхностной обработки хуже накапливает влагу, но лучше ее сохраняет. Осенняя обработка плугом не обеспечивает накопление необходимого снежного покрова на полях, а поэтому весной по отвальной вспашке просто нечего аккумулировать. Применяемые почвообрабатывающие орудия типа плоскореза способствуют увеличению мощности снежного покрова по сравнению с плугом, но не обеспечивают максимальной аккумуляции талых вод весной в нижние горизонты почвы (потеря талых вод на сток по такой обработке составляет также до 50%). Широко пропагандируемые для осенней обработки почвы различные импортные почвообрабатывающие орудия типа дискаторов, чизелей различных фирм и т. д., которые разработаны для зон с достаточным увлажнением, в условиях сухих степей только усугубляют положение дел при проявлении засухи, так как не способствуют ни накоплению мощного снежного покрова на полях (из-за интенсивного уничтожения стерни), ни максимальной аккумуляции талых вод весной при снеготаянии в нижние горизонты почвы (из-за создания при работе «лапы» почвообрабатывающего орудия трудно проникаемой для влаги «подошвы»). С полей, обработанных такими орудиями, талая вода весной «стекает», как с асфальта, вместе с почвой, при этом образуя овраги. Потери почвенного покрова ведут к снижению гумуса на пашне. Крупномасштабное применение на просторах России и Казахстана не адаптированных к засушливым условиям импортных почвообрабатывающих орудий способствовало в 2012 году усилению отрицательного воздействия засухи и от частичной до полной гибели посевов во многих зерносеющих регионах страны.

Проблема стока талых вод в засушливых регионах появилась не сегодня. Еще в 80-х годах прошедшего столетия многие научные учреждения Западной Сибири и Северного Казахстана с целью повышения аккумуляции почвой талых вод весной изучали приемы рыхления почвы щелевателями, плоскорезами, чизелями, стойками СибИМЭ, плугами со стойками «Параплау» и др.

Такой широкий набор техники испытывался в связи с недостаточной ясностью причин, вызывающих в засушливых регионах сток талых вод, и из-за отсутствия целенаправленных исследований по созданию эффективных орудий и приемов основной обработки почвы, позволяющих при таянии снега не только максимально аккумулировать талые воды, но и обеспечивать их быстрое проникновение в нижние горизонты почвы.

Перечисленные изучаемые почвообрабатывающие орудия по отношению друг к другу частично улучшили ситуацию с аккумуляцией талых вод весной, но в целом проблема стока в засушливых регионах страны осталась нерешенной. Поэтому в условиях недостаточного увлажнения в настоящее время большие потери урожая по-прежнему наблюдаются от неправильного использования накопленной за зиму влаги, и этот факт следует расценивать как один из опасных видов бесхозяйственности, ведущей к разрушению почвы, снижению гумуса в ней и поступлению в реки и водоемы вместе с талой водой гербицидов и пестицидов, применяемых на полях. По данным Института почвоведения АН Казахской ССР, за годы, прошедшие после освоения целины, содержание гумуса в почве пяти областей Северного Казахстана снизилось на 10–22%.

Учитывая сложившуюся ситуацию, мы в 80-х годах прошлого столетия развернули исследования по совершенствованию основной обработки почвы и почвообрабатывающего орудия. Изучение различных способов обработки почвы проводили по общепринятой методике полевого опыта на Аркалыкской сельскохозяйственной опытной станции в 1980–1984 гг. на каштановой глинистой почве, в Кокчетавском научно-исследовательском институте сельского хозяйства в 1985–1992 гг. на тяжелосуглинистом обыкновенном черноземе.

Вначале мы решили выяснить причины, вызывающие весенний сток талых вод с полей. С этой целью были проведены специальные исследования, которые показали, что в результате многолетнего использования тяжелой техники (К-701, комбайнов и др.), а также вследствие ежегодной обработки почвы орудиями типа плоскореза и плуга, проводимой на одну и ту же глубину, создается уплотненный подпахотный слабоводопроницаемой горизонт (табл. 1).

Таблица 1

Влияние приема основной обработки на плотность различных слоев почвы, г/см3 (в момент сева яровой пшеницы, Аркалыкская опытная станция, в среднем за 1981–1983 гг.)

Приемы основной обработки почвы

Слой почвы, см

0…10

10...15

15...20

20...25

25...30

30...35

35...40

Без обработки

1,05

1,18

1,23

1,29

1,39

1,31

1,32

Мелкая культивация на глубину 12...14 см

1,00

1,03

1,18

1,27

1,37

1,30

1,31

Глубокое рыхление на глубину 25...27 см

1,01

1,03

1,08

1,14

1,36

1,29

1,30

Целина

1,10

1,15

1,18

1,22

1,25

1,26

1,28

Таким образом, основная причина проявления стока талых вод в засушливых условиях – плохая водопроницаемость почвы, которая обусловлена прогрессирующим снижением гумуса в почвах, их тяжелым механическим составом, многократным проходом по полям тяжелой техники и созданием в процессе работы почвообрабатывающих орудий выровненной уплотненной подпочвенной прослойки.

Зная причину весеннего стока талых вод в засушливых условиях, мы разработали принципиально новый способ обработки почвы – щелевое рыхление. Данный прием обработки в совокупности с применением приемов по снегозадержанию позволяет накопить зимой на полях мощный слой снега, а весной максимально аккумулировать талые воды в нижние горизонты почвы.

Прием щелевого рыхления почвы принципиально отличается от традиционных способов осенней обработки, применяемых в засушливых районах нашей страны. Суть щелевого рыхления состоит в том, что почва обрабатывается рабочими стойками (без лап), которые располагаются друг от друга на расстоянии 0,5 метра в шахматном порядке, за счет чего обеспечивается рыхление межщелевого пространства путем горизонтальных изломов и сдвигов почвы в вертикальном и горизонтальном направлениях. В отличие от плуга, плоскореза и чизеля, при работе которых образуется плотная, выровненная «плужная подошва», при щелевом рыхлении поверхность нижеобрабатываемого слоя имеет гребневидный профиль, напоминающий поверхность шифера. При таком состоянии «ложа» сток талых вод сводится к минимуму. После работы традиционными почвообрабатывающими орудиями (плуг, чизель, плоскорез) обработанный слой почвы в засушливые годы состоит в основном из глыб, которые вперемешку с распыленными частицами почвы лежат на выровненном и искусственно переуплотненном ложе и представляют собой плохо проницаемую для влаги массу. При работе же щелевого рыхлителя обработанный слой почвы из-за невыровненного, гребневидного ложа находится во вспученном состоянии с максимальным сохранением стерни. В результате на такой поверхности поля зимой хорошо накапливается снег и создаются условия для снегозадержания, а весной при таянии снега обеспечивается быстрое проникновение талых вод в нижние горизонты, что приводит и к заметному повышению весенних влагозапасов (табл. 2).

Таблица 2

Влияние осенней обработки на влагозапасы в метровом слое почвы (Аркалыкская опытная станция, в среднем за 1981–1985 гг.)

Приемы обработки

Продуктивная влага, мм

Усвоение почвой

в предзимье

в снеге

после снеготаяния

мм

%

Без обработки

22

120

71

49

41

Плоскорезная на 12...14 см

21

117

94

74

63

Плоскорезная на 25...27 см

18

119

107

89

74

Щелевание через 1 м на глубину 30 см

24

124

89

65

53

Щелевое рыхление через 0,5 м на глубину 30 см

19

124

120

100

81

Приемы обработки влияют не только на запас продуктивной влаги, но и на ее распределение в метровом слое почвы. Если после снеготаяния по плоскорезной обработке почвы продуктивная влага сосредоточена в основном в верхнем слое, то по щелевому рыхлению она проникла в более глубокие горизонты (табл. 3).

Таблица 3

Распределение продуктивной влаги в почве после снеготаяния в зависимости от приема осенней обработки (Аркалыкская сельскохозяйственная опытная станция, 1981–1985 гг.), мм

Приемы обработки

Слой почвы, см

0…20

20…30

30…40

50…100

Без обработки

42,3

16,7

4,3

7,6

Мелкая культивация на 12...14 см

57,8

20,6

6,8

8,2

Глубокое плоскорезное рыхление на 25...27 см

51,2

38,8

10,4

6,8

Щелевание через 1 м на глубину 30 см

46,7

24,3

9,1

8,8

Щелевое рыхление через 50 см на глубину 30 см

42,1

35,6

32,4

9,5

Основная причина неодинаковой аккумуляции талых вод весной – различная уплотненность пахотных и подпахотных горизонтов (табл. 4).

Таблица 4

Влияние приема основной обработки на плотность почвы в момент сева яровой пшеницы (Аркалыкская опытная станция, в среднем за 1981–1985 гг.), г/см3

Прием обработки

Слой почвы, см

0...10

10...15

20…25

25...30

30...35

35…40

Без обработки

1,08

1,22

1,29

1,32

1,30

1,25

Мелкая культивация на 12…14 см

0,94

0,98

1,24

1,30

1,28

1,16

Глубокое плоскорезное рыхление на 25…27 см

0,95

0,99

1,13

1,31

1,28

1,13

Щелевание через 1 м на 30 см

1,02

1,10

1,20

1,31

1,30

1,19

Щелевое рыхление через 50 см на 30 см

0,95

1,00

1,15

1,23

1,29

1,13

В Северном Казахстане от таяния снега до сева зерновых культур проходит 25–30 дней. За это время запасы почвенной влаги резко снижаются, особенно на глыбистой зяби. Нарастающая температура, суховейные ветра быстро иссушают верхние слои почвы. Так, в среднем за пять лет (1981–1985) перед посевом яровой пшеницы запасы продуктивной влаги в почве с мелкой культивацией и глубоким рыхлением снизились по сравнению с исходными (после снеготаяния) на 26,4–28,9 мм, со щелевым рыхлением – на 14,2 мм, а без обработки и со щелеванием почвы – на 7,7–9,9 мм. Следовательно, если для максимального усвоения талых вод нужна обработанная почва, то для снижения потерь почвенной влаги на испарения – необработанная. Однако, учитывая, что к севу зерновых запас продуктивной влаги на 9,4–37,5 мм больше на взрыхленной почве, осенью почву надо обязательно обрабатывать. В среднем за пять лет (1981–1985) наибольший запас продуктивной влаги в почве к севу яровой пшеницы был при щелевом рыхлении почвы 105,4 мм по сравнению с 80,8 мм при глубоком плоскорезном рыхлении.

Лучшее качество обработки почвы и больший запас продуктивной влаги при щелевом рыхлении обеспечили максимальный урожай яровой пшеницы. В среднем за пять лет прибавка урожая зерна яровой пшеницы при щелевом способе в сравнении с плоскорезным на Аркалыкской опытной станции составила 1,1–1,9 ц/га, а в опытах Кокчетавского НИИСХ – 1,6 ц/га.

Почвообрабатывающее орудие, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ обработки почвы, в начале было изготовлено в условиях мехмастерских опытного хозяйства, затем после государственного испытания, проведенного в 1987–1988 годах, было принято решение о промышленном выпуске его на ПО «Целиноградсельмаш». За период с 1988 по 1992 год этим объединением было выпущено более 5 тыс. таких орудий. Почвообрабатывающее орудие получило название щелевой рыхлитель – ЩР-4,5. Достоинство нового способа еще заключалось и в том, что производство щелевого рыхлителя менее металлоемко и стоило дешевле. На щелевой рыхлитель расходовалась 1 т металла и стоимость его в 1989 году составляла 1,1 тыс. рублей, то на плоскорез-глубокорыхлитель ПГ-3-5 соответственно 1,8 т и 1,35 тыс. рублей. В итоге применение щелевого рыхлителя в условиях производства в 1987–1990 гг. позволяло повысить чистый доход с гектара на 15–20 тыс. рублей. Новое почвообрабатывающее орудие прекрасно зарекомендовало себя на осенней обработке в Северном Казахстане, где природно-климатические условия сходны по дефициту влаги и солонцеватости почв с российскими засушливыми регионами. Поэтому щелевой рыхлитель стали практиковать и в условиях Западной Сибири и Южного Урала. Положительные результаты в течение ряда лет были получены и на Уральской сельскохозяйственной опытной станции, которая расположена в междуречье Волги и Урала по соседству с Волгоградской областью.

Министерство сельского хозяйства Казахской ССР за 1991 год специальным письмом рекомендовало всем областям республики по примеру Кокчетавской области, где щелевой рыхлитель применялся на площади 0,55 млн. га, шире использовать его при осенней обработке почвы.

С развалом Советского Союза ПО «Целиноградсельмаш» стало испытывать финансовые трудности, и выпуск почвообрабатывающей техники сократили, а затем совсем свернули. Производить щелевой рыхлитель ЩР-4,5 перестали, а проблемы, связанные с весенним стоком талых вод, остались и дают о себе знать по настоящее время.

Как автор, считаю, что щелевое рыхление как прием основной обработки почвы является наиболее эффективным не только в плане рационального использования выпадающих в осенне-зимний период осадков, что существенно снижает отрицательное воздействие засухи на посевы сельскохозяйственных культур, но и в борьбе с дефляцией почв. Поэтому щелевое рыхление для районов с недостаточным увлажнением актуально и сегодня. В связи с чем необходимо возобновить промышленный выпуск щелевого рыхлителя ЩР-4,5.

Н. И. Буянкин, доктор с.-х. наук ГНУ «Калининградский НИИСХ Россельхозакадемии»

Об авторе

Буянкин Николай Иванович родился 18 мая 1951 года в п. Январцево Приуральского района Уральской области Казахстана. После окончания в 1974 году Целиноградского сельскохозяйственного института работал старшим научным сотрудником Тургайской областной сельскохозяйственной опытной станции. С 1979 по 1985 год – заместитель директора по научной работе Аркалыкской сельскохозяйственной опытной станции, а с 1985 по 1993 год – заместитель директора по научной работе Кокчетавского НИИСХ. С 1993 года по настоящее время работает директором Калининградского научно-исследовательского института.

В 1979 году защитил кандидатскую диссертацию на тему «Разработать эффективную технологию парования под посев яровой пшеницы в полевом севообороте сухой степи Тургайской области». В 1992 году – докторскую диссертацию в Тимирязевской академии сельскохозяйственных наук на тему «Агроэкологические основы защиты почвы от эрозии в зернопаровых севооборотах на тяжелых почвах Северного Казахстана». Автор более 85 научных публикаций, посвященных самым актуальным теоретическим и практическим проблемам земледелия Северного Казахстана, Западной Сибири, Зауралья и Калининградской области.

Журнал «Аграрный сектор», № 3(13), сентябрь, 2012 г.

Источник: 
<a href="http://www.agrosektor.kz">Журнал «Аграрный сектор»</a>