СПОСОБ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В СЕВООБОРОТЕ Российский патент 2015 года по МПК A01B79/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур в зернопропашных и зернопаропропашных севооборотах.

За прототип выбрали способ основной обработки почвы, основанный на разноглубинной отвальной вспашке в севообороте. (Методические рекомендации по обработке почвы в условиях Тамбовской области. - Тамбов.: 1980; Система земледелия Тамбовской области. - Тамбов: 1982; Система ведения сельского хозяйства Тамбовской области. - Тамбов: 1985; Сидоров М.И., Зезюков Н.И. Земледелие на черноземах: Учебное пособие. - Воронеж: 1992).

Основным недостатком применения этого способа является высокая затратность традиционно сложившихся технологий, основанных на постоянной отвальной вспашке, являющейся одной из основных причин снижения рентабельности производства растениеводческой продукции, и повышение процессов минерализации гумуса, что увеличивает темпы дегумификации черноземных почв. Неоправданно интенсивная отвальная вспашка ведет к распылению структуры почвы, ухудшению агрофизических и агрохимических свойств, к падению плодородия, уменьшению урожайности сельскохозяйственных культур.

Техническая задача - повышение урожайности сельскохозяйственных культур, продуктивности севооборотов, рентабельности производства растениеводческой продукции при одновременном сохранении плодородия чернозема и снижении энергозатрат за счет применения комбинированного отвально-безотвального способа основной обработки почвы (сочетание в севооборотах 75% безотвальной и 25% отвальной обработки).

Для достижения данной технической задачи были поставлены длительные стационарные полевые опыты по изучению влияния ресурсосберегающего способа комбинированной отвально-безотвальной основной обработки почвы в севообороте на урожайность культур, продуктивность севооборотов в целом, плодородие чернозема типичного и экономическую эффективность производства растениеводческой продукции.

Исследования проводили на черноземе типичном с повышенной и высокой обеспеченностью подвижными формами питательных веществ с содержанием гумуса в пахотном (0-30 см) слое почвы 7,0-7,5% в типичных для Центрально-Черноземного региона зернопропашном севообороте: горох - озимая пшеница - кукуруза на силос - ячмень и зернопаропропашном севообороте с чередованием культур: черный пар - озимая пшеница - сахарная свекла - ячмень.

Применяли следующие способы основной обработки почвы: 1) традиционную разноглубинную отвальную вспашку под пропашные культуры - кукурузу и сахарную свеклу на глубину 25-27 и 27-30 см; под горох, черный пар, озимую пшеницу и ячмень - на глубину 20-22 см; 2) комбинированную (отвальную в сочетании с безотвальной) обработку, в которой почву под кукурузу и сахарную свеклу пахали на глубину 25-27 и 27-30 см, а под горох, черный пар, озимую пшеницу и ячмень проводили безотвальную обработку на глубину 20-22 см.

Во всех случаях основной обработке почвы предшествовало дисковое рыхление после уборки предшественника на глубину 8-10 см.

Отвальную вспашку осуществляли плугом ПН-5-35, безотвальную обработку - чизелем ПЧ-2,5, послеуборочное рыхление - дисковой бороной БДТ-3,0.

В процессе исследований было установлено, что чернозем типичный для регулирования его агрофизико-химических свойств не нуждается в постоянной отвальной вспашке. Замена отвальной разноглубинной вспашки в севооборотах комбинированной отвально-безотвальной обработкой не приводила к каким-либо существенным изменениям показателей плодородия.

Регулирование почвенного плодородия в основном зависит от физического состояния почвы. Из агрофизических параметров плодородия в технологическую модель включается структура, водопроницаемость, плотность.

В наших опытах было установлено, что применение в севооборотах комбинированного отвально-безотвального способа основной обработки почвы не оказало заметного влияния на изменение содержания агрономически ценной структуры в пахотном слое почвы (табл.1). На фоне комбинированной отвально-безотвальной обработки агрономически ценных почвенных агрегатов размером 10-0,25 мм содержалось: в зернопропашном севообороте 64,1%, зернопаропропашном - 62,2%. При традиционной разноглубинной отвальной вспашке этот показатель составил 64,2 и 61,8% соответственно севооборотам.

Содержание водопрочных агрегатов по способам обработки почвы также было практически одинаково - 55,9 и 56,3% по разноглубинной отвальной вспашке и 57,6 и 56,9% на фоне комбинированной отвально-безотвальной обработки в севооборотах. Наиболее оптимальные условия для роста и развития сельскохозяйственных культур на черноземах обеспечиваются при плотности почвы в пределах 1,06-1,21 г/см³.

Наши исследования показали, что плотность сложения почвы по способам основной обработки имела незначительные различия. Объемная масса пахотного слоя почвы в весенний период по комбинированной отвально-безотвальной обработке и разноглубинной отвальной вспашке находилась практически на одном уровне - 1,11 и 1,06 г/см³ и 1,12 и 1,04 г/см³ соответственно.

Изучение изменения водопроницаемости почвы в зависимости от способов основной обработки в севооборотах показало, что лучшим этот показатель был на варианте с комбинированной отвально-безотвальной обработкой - 49,2 мм/мин в зернопропашном и 34,5 мм/мин в зернопаропропашном севообороте, что больше, чем по разноглубинной отвальной вспашке, на 9,0 и 6,8 мм/мин, или на 22,4 и 24,5% соответственно.

К периоду посева культур прослеживалась тенденция большего накопления продуктивной влаги по комбинированной отвально-безотвальной обработке, где в метровом слое почвы содержалось 201,6 и 217,0 мм, что на 6,0 и 14,9 мм, или на 3,1 и 7,4% больше, чем на фоне традиционной разноглубинной отвальной вспашки. Расход влаги в расчете на единицу произведенной продукции (коэффициент водопотребления культурами) в севооборотах был наиболее продуктивным по комбинированной отвально-безотвальной обработке. На 1 тонну зерновых единиц было израсходовано 72,4 мм влаги, что на 3,5 мм меньше, чем в технологиях с разноглубинной отвальной вспашкой.

Способы основной обработки почвы оказали заметное влияние на содержание элементов питания в пахотном слое. При этом как в одном, так и в другом севооборотах наибольшее их количество было по комбинированной отвально-безотвальной обработке. В период посева, в среднем по полям севооборотов, содержание подвижного фосфора (P₂O₅) на фоне комбинированного отвально-безотвального способа обработки было на 13,0 и 15,7 мг/кг, а обменного калия (K₂O) - на 14,0 и 12,3 мг/кг выше, чем при традиционном способе отвальной вспашки.

Содержание органического вещества является основным показателем уровня плодородия почвы. Исследованиями отечественных научных учреждений установлено, что не менее 80% урожая гарантируется за счет накопления в почве потенциального плодородия ее органического вещества. Гумус оценивается как потенциальный запас питательных веществ, переходящих из органических соединений в минеральные формы.

Исследования показали, что способы основной обработки почвы по-разному влияли на содержание гумуса (табл.2). Так, если при закладке опыта содержание гумуса в пахотном слое составляло 7,00 и 6,53%, то по завершении третьей ротации севооборота (через 12 лет) по вспашке оно снизилось на 0,50%, а на фоне комбинированной отвально-безотвальной обработки отмечалась тенденция к повышению этого показателя на 0,07%, что можно объяснить снижением темпов минерализации органического вещества, обеспечивающимся за счет сочетания вспашки и безотвальных способов обработки почвы в севообороте.

Из изучаемых способов основной обработки почвы наиболее высокую урожайность культур и продуктивность севооборотов обеспечил комбинированный отвально-безотвальный способ (табл.3), где на долю отвальной вспашки приходилось 25%, а безотвальной - 75%.

Применение комбинированного способа основной обработки почвы (сочетание вспашки с безотвальными обработками) обеспечило повышение продуктивности зернопропашного севооборота на 0,15 т/га зерновых единиц по сравнению с традиционной отвальной вспашкой. В зернопаропропашном севообороте по комбинированной отвально-безотвальной обработке выход зерновых единиц с 1 га пашни составил 6,36 т, что выше, чем по традиционному способу обработки почвы, на 0,18 т/га зерновых единиц.

Целесообразность применения того или иного способа зависит от их экономической эффективности. При этом важным критерием оценки способа обработки является расход горючего. По комбинированной отвально-безотвальной обработке, в среднем по севообороту, этот показатель снизился на 4,5 л/га.

Важным экономическим показателем любого производства является уровень рентабельности. В наших опытах снижение производственных затрат при одновременном повышении продуктивности севооборотов на фоне комбинированной отвально-безотвальной обработки позволило повысить уровень рентабельности по отношению к традиционному способу обработки почвы на 7,8-13,0%.

Энергоемкость затрат на проведение основной обработки в севообороте при использовании комбинированного отвально-безотвального способа снизилась на 17,0%.

Таблица 1 Показатели основных элементов почвенного плодородия в зависимости от способов основной обработки почвы в севооборотах Показатели Севооборот Способ основной обработки почвы традиционная разноглубинная отвальная вспашка комбинированная отвально-безотвальная Агрономически ценные почвенные агрегаты (10-0,25 мм) в слое 0-30 см, % 1* 64,2 64,1 2** 61,8 62,2 Водопрочные почвенные агрегаты в слое 0-30 см, % 1 55,9 57,6 2 56,3 56,9 Плотность сложения почвы 0-30 см, % 1 1,12 1,11 2 1,04 1,06 Водопроницаемость почвы, мм/мин 1 40,2 49,2 2 27,7 34,5 Запасы весенней доступной влаги в слое почвы 0-100 см, мм 1 195,6 201,6 2 202,1 217,0 P₂O₃ 1 125,0 138,0 2 139,1 154,8 K₂O 1 134,0 148,0 2 170,7 183,0 1* - зернопропашной севооборот 2** - зернопаропропашной севооборот

Таблица 2 Влияние способов основной обработки в севообороте на динамику гумуса в пахотном слое почвы, % Способ основной обработки почвы Исходное содержание гумуса (1989 г.) Содержание гумуса по завершении третьей ротации севооборота (2000 г.) Разница, +, - Традиционная разно-глубинная отвальная вспашка 7,00 6,50 -0,50 Комбинированная отвально-безотвальная 6,53 6,60 +0,07

Таблица 3 Урожайность культур и продуктивность севооборотов в зависимости от способов основной обработки почвы, т/га Способ основной обработки почвы Зернопропашной севооборот (1989-2000 гг.) Зернопаропропашной севооборот (2007-2011 гг.) горох озимая пшеница кукуруза на силос ячмень выход продукции с 1 га пашни, т.з. ед. озимая пшеница сахарная свекла ячмень выход продукции с 1 га пашни, т.з. ед. Традиционная разноглубинная отвальная вспашка 1,63 3,20 28,4 2,85 3,26 4,40 63,8 3,73 6,18 Комбинированная отвально-безотвальная 1,86 3,24 30,6 2,93 3,41 4,58 65,0 3,95 6,36

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает обработку почвы под зерновые, зернобобовые культуры и черный пар на глубину 20-22 см, а под пропашные культуры - отвальную вспашку на глубину 25-30 см. В севооборотах применяют комбинированный способ основной обработки почвы, включающий сочетание в севооборотах 75% безотвальной обработки почвы под зерновые - озимую пшеницу и ячмень, зернобобовые - горох и черный пар на глубину 20-22 см и 25% отвальной вспашки на глубину 25-30 см под пропашные культуры - кукурузу и сахарную свеклу. Такая технология позволит повысить урожайность возделываемых культур и продуктивность севооборотов, а также сохранить плодородие чернозема и снизить энергозатраты при производстве растениеводческой продукции. 3 табл.

Способ основной обработки почвы в зернопропашном и зернопаропропашном севооборотах, включающий обработку почвы под зерновые, зернобобовые культуры и черный пар на глубину 20-22 см, а под пропашные культуры кукурузу и сахарную свеклу отвальную вспашку на глубину 25-30 см, отличающийся тем, что в севооборотах применяется комбинированный способ основной обработки почвы, включающий сочетание в севооборотах 75% безотвальной обработки почвы под зерновые - озимую пшеницу и ячмень, зернобобовые - горох и черный пар на глубину 20-22 см и 25% отвальной вспашки на глубину 25-30 см под пропашные культуры - кукурузу и сахарную свеклу.