Влияние способов обработки почвы на фитосанитарное состояние и продуктивность зерновых культур

В последние годы в Верхневолжском регионе из-за изношенности и отсутствия необходимой для обработки пашни сельскохозяйственной техники, дефицита средств для приобретения минеральных удобрений, нехватки органических удобрений сократились посевные площади, отмечаются падение урожайности и деградация пахотных земель. Возрастает засоренность посевов вследствие дороговизны химических средств защиты растений.

Поэтому в борьбе с сорной растительностью все более важное значение приобретают агротехнические приемы. Так, по мнению Д.С. Васильева [2], наиболее эффективной является система разноглубинной обработки почвы в севообороте, при которой глубокая отвальная вспашка проводится раз в 4-5 лет, а в последующие годы — мелкие обработки. Как отмечал А.М. Блинов [1], при безотвальной технологии подготовки почвы перед уборкой урожая сорняков было больше почти в 3 раза, чем при отвальной, а при их чередовании количество сорняков возросло в 4 раза за счет выворачивания на поверхность ранее заделанных в толщу почвенного профиля семян. По данным Н.А. Старовойтова и др. [6], при проведении боронования в посевах озимой пшеницы осенью и весной гибель сорняков составляла 84%, в вариантах с гербицидами — 95%. Помимо уничтожения сорной растительности целями обработки почвы являются создание благоприятных агрофизических и агрохимических свойств агрофитоценозов, усиление жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, рациональная минерализация органического вещества и перевод питательных веществ в доступную для растений форму [3, 4, 5, 7].

Задачей наших исследований была разработка эффективных приемов заделки органических удобрений для повышения плодородия почв, улучшения фитосанитарного состояния посевов и изучение влияния почвенного плодородия на урожайность и качество получаемой продукции. Исследования проводили в 2006-2013 гг. на дерново-подзолистой почве легкого механического состава в прифермском кормовом семипольном севообороте в условиях стационара Ивановского НИИСХ и на серой лесной почве в девятипольном полевом севообороте в СПК «Новосельское» Суздальского района Владимирской области.

В первом опыте чередование культур было следующим: 

1. Горох с овсом, одна половина делянки на зеленый корм, другая — на зерно (пар занятый).
2. Озимая рожь на зеленый корм и зерно (поукосно рапс яровой).
3. Овес с подсевом клевера.
4. Клевер два укоса.
5. Картофель.
6. Горох с овсом (однолетние смеси на зерно и зеленый корм, поукосно рапс яровой).
7. Викоовсяная смесь на зеленый корм.

Во втором опыте культуры чередовались в следующей последовательности:

1. Пар занятый (горохоовсяные смеси на зеленый корм).
2. Озимая пшеница на зерно.
3. Картофель.
4. Яровая пшеница на зерно с подсевом многолетних трав (клевер с тимофеевкой).
5. Многолетние травы 1-го и 2-го года пользования.
6. Многолетние травы 1-го и 2-го года пользования.
7. Ячмень на зерно.
8. Озимая пшеница на зерно, овес на зерно.

Опыты были заложены в трех вариантах в трехкратной повторности, расположение делянок — последовательное и ярусное.

Схема опыта предусматривала заделку органических удобрений обычным и двухъярусным плугами и тяжелой дисковой бороной. Дисковой бороной органическое удобрение перемешивали в слое 0-17 см (слой заделки органики), обычным плугом запахивали на 20-22 см и ярусным плугом ПЯ-3-35 — на глубину 25-27 см. Под заделку плугом ПЯ-3-35 вносили 140, 100, 70 и 60 т/га торфонавозного компоста на дерново-подзолистой почве и по 100 т/га подстилочного навоза на серой лесной почве. Минеральные удобрения вносили из расчетной потребности на запланированный урожай, в подкормку под озимые на зерно дополнительно использовали 30 кг/га азотных удобрений. На озимых зерновых культурах весной по мере высыхания почвы проводили боронование посевов средними боронами поперек посевов, на яровых зерновых это делалось при хорошем укоренении растений. На культурах с подсевом этот агротехнический прием не применялся. По экологическим соображениям в обоих экспериментах гербициды не применялись.

Исследования засоренности посевов в кормовом севообороте на дерново-подзолистой и в полевом на серой лесной почве показали, что отвальная вспашка обычным плугом ПН-4-35 на 20-22 см и ярусным ПЯ-3-35 на 25-27 см по сравнению с обработкой дисковой бороной на 15-17 см существенно уменьшила засоренность посевов (табл. 1). Следует особо отметить положительное действие обработки почвы плугом ПЯ-3-35 на 25-27 см. Благодаря мощному предплужнику плуг точно укладывает верхний слой, который зачастую насыщен семенами сорняков, на заданную глубину. Такая заделка навоза и верхнего слоя почвы, загрязненного семенами сорняков, на дно борозды не позволяла многим семенам прорасти, а проросшим росткам трудно было пробиться на поверхность почвы.

Таблица 1. Засоренность посевов на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в зависимости от дозы органического удобрения и технологии обработки почвы

Как и следовало ожидать, самая высокая засоренность посевов отмечена при дисковой обработке. В контрольном варианте при вспашке традиционным плугом без внесения органических удобрений количество сорняков и их воздушно-сухая масса были несколько меньше, чем при запашке этим же плугом 100 т/га компоста. При запашке 100 т/га торфонавозного компоста засоренность превышала показатели контрольного варианта на 3-4% по количеству сорняков и на 1-2% по их массе. Видимо, некоторое увеличение засоренности произошло за счет семян, которые находились в торфо-навозном компосте. За ротацию севооборота в варианте с дисковой обработкой малолетних сорняков в среднем оказалось 29 шт/м² при их воздушно-сухой массе 38,6 г/м², многолетних — 12 шт/м² с массой 34,1 г/м².

В целом, при обработке дисковой бороной сорняков насчитывалось 41 шт/м² с сухой массой 72,7 г/м². В этом варианте малолетних сорных растений было больше по сравнению с контролем в 1,46 раза, а многолетних — в 1,5 раза.

Несколько по иному сложилась засоренность посевов на участках с глубокой запашкой компоста и верхнего слоя почвы, засоренного семенами сорняков. При этой обработке засоренность малолетними сорняками составляла 15-16 шт/м², а многолетними — 5-6 шт/м². При ярусной технологии заметно меньше оказалась и их воздушно-сухая масса. Так, при внесении 70 и 60 т/га торфонавозного компоста всего сорняков насчитывалось 21 шт/м² с сухой массой 38,7 и 47,7 г/м². На делянке с внесением 70 т/га компоста количество малолетних сорняков составляло 16 шт/м² с массой 23,5 г/м², многолетних — 5 шт/м² с сухой массой 15,2 г/м². Схожая картина складывалась при внесении 60 т/га компоста, многолетников было 6 шт/м² с массой 19,7 г/м², малолетников — 15 шт/м² с массой 28 г/м².

Следует отметить, что в целом на делянках с глубокой ярусной запашкой засоренность была меньше в сравнении с дисковой обработкой на 15-17 см на 42,3%, со вспашкой обычным плугом на 20-22 см — на 24,5%, их воздушно-сухая масса была меньше на 40,4% и 22,4%. По сравнению с контролем количество малолетников при дисковой обработке увеличилось в 1,45 раза, а их сухая масса — на 15,4%, многолетников соответственно в 1,5 раза и на 29,6%.

Усредненные показатели засоренности за время проведения исследований оказались следующими: общее количество сорняков в первом варианте было 28 шт/м² с сухой массой 56,8 г/м², в седьмом — 41 шт/м² с массой 72,7 г/м². Разница в массе составила 15,9 г/м², несколько меньше она была между вторым вариантом и технологией дискования.

В зависимости от систем обработки почвы и заделки навоза в полевом севообороте на серой лесной почве засоренность посевов оказалась такой же, как и на дерново-подзолистой почве. Наибольшая засоренность выявлена при обработке почвы тяжелой дисковой бороной, среднее количество сорняков составило 17 шт/м² с воздушно-сухой массой 28,4 г/м², тогда как при обычной вспашке насчитывалось 12 шт/м², а при глубокой заделке подстилочного навоза — всего 7 шт/м² с воздушно-сухой массой соответственно 19,4 и 12,6 г/м² (табл. 2).

Таблица 2. Засоренность посевов на серой лесной почве в зависимости от технологии обработки почвы

Наибольшая продуктивная кустистость зерновых культур отмечена в варианте с заделкой компоста и навоза ярусным плугом как на дерново-подзолистой, так и на серой лесной почве (табл. 3). Так, у овса продуктивная кустистость при обработке ярусным плугом варьировала от 1,32 до 1,36, при дисковании она составила 1,31, при обработке плугом ПН-4-35 — 1,3, в контроле — 1,25. Аналогичные результаты наблюдали и по натурной массе зерна. Самой высокой натура зерна оказалась при запашке 140 т/га органики у озимой ржи — 756 г/л и овса — 365 г/л, при внесении 100 т/га навоза в серую лесную почву по ярусному плугу натурная масса у озимой пшеницы составила — 783 г/л, ячменя — 620 и яровой пшеницы — 748 г/л, по дискованию — 769, 616 и 727 г/л соответственно. При обычной запашке показатели натуры зерна оказались схожими. Наименьшую натурную массу зерно имело в вариантах без внесения органического удобрения.

Таблица 3. Урожайность, продуктивная кустистость, натурная масса зерна при разных технологиях заделки органического удобрения

При наличии в нижнем слое почвы удобренной органическим веществом прослойки и менее уплотненной почве при обработке плугом ПЯ-3-35 на 25-27 см корневая система зерновых культур активнее проникала в более глубокие горизонты по сравнению с обычной вспашкой на глубину 20-22 см и поверхностным перемешиванием слоев дисковой бороной на глубину 15-17 см, что позволило растениям наилучшим образом обеспечить себя питательными веществами.

Несомненно, благоприятные условия для роста и развития растений, созданные при запашке навоза ярусным плугом, повысили урожайность и улучшили качество зерна.

При двухъярусной обработке урожайность озимой ржи была выше по сравнению с дискованием, обычной вспашкой и контрольным вариантом. Максимальной для зерновых культур она оказалась при дозах компоста 140 и 100 т/га — от 22,6 до 34,3 ц/га. Продуктивность зерновых культур и на серой лесной почве тоже была выше при заделке 100 т/га подстилочного навоза ярусным плугом ПЯ-3-35 на 25-27 см, по культурам она колебалась от 35,8 до 48,8 ц/га.

С улучшением условий питания в вариантах с ярусной запашкой органики повышались качественные характеристики зерна: стекловидность, содержание сырого белка, клейковины, жира, общего азота, калия, фосфора и др.

Установлено, что глубокая заделка органического удобрения способствует улучшению водно-физических свойств почвы: увеличивает содержание водопрочных агрегатов на 5,1-6,2%, снижает плотность пахотного слоя на 0,03-0,11 г/см³, засоренность посевов — на 24,5-42,3%, повышает пористость почвы и обеспеченность растений продуктивной влагой, положительно влияет на агрохимические показатели за счет повышения содержания гумусового вещества с более благоприятным соотношением гумусовых кислот к фульвокислотам, углерода к азоту, содержания NPK и снижения кислой реакции почвенного раствора. Улучшение свойств почвы положительно повлияло на размножение в ней дождевых червей, особенно заметное в нижнем пахотном слое, куда было заделано органическое удобрение, в котором их количество возросло в 2-3 раза по сравнению с обычной запашкой и дисковой заделкой. В свою очередь, все эти факторы способствовали получению более высокой продуктивности культур севооборота и хорошего качества зерна.

1. Блинов А.М. Различные приемы обработки дерново-подзолистых почв и засоренность посевов: Сб. науч. тр. — СПб., 1992, 89 с.
2. Васильев Д.С. Системный подход в борьбе с сорняками // Земледелие, 1985, № 7, с. 54-57.
3. Костычев П.А. Почвоведение. — М.: «Сельхозиздат», 1940, 456 с.
4. Ладонин В.Ф. и др. Щелевание почвы на посевах озимых на склонах // Земледелие, 2000, № 2, с. 24-25.
5. Прянишников Д.Н. Агрохимия. — М.: «Сельхозгиз», 1940, 644 с.
6. Старовойтов Н.А., Федорищев В.Н., Ермаков Е.С., Осетрова Н.М. Преимущества безгербицидной технологии // Земледелие, 1994, № 5, с. 23-24.
7. Хабибрахманов Х.Х. Сорная растительность и борьба с нею в условиях Татарии. — Казань, 1970, с. 31-41.

Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Защита и карантин растений» (2019 г., № 10).