Система обработки паров
Для зоны тайги и подтайги с менее плодородными дерново-подзолистыми и серыми лесными почвами в качестве первоочередной ставится задача накопление усвояемых растениями питательных веществ и уничтожение сорняков. Накопление и сбережение влаги имеет здесь подчиненное значение. Напротив, в лесостепной и степной зонах первостепенное значение должно придаваться накоплению и сохранению влаги, затем - уничтожению сорняков, а третья по своей значимости задача - накопление усвояемых растениями питательных веществ.
Перечисленные задачи наиболее успешно решаются в чистых парах, при правильной обработке которых можно не только накопить влагу и пищу, но и уничтожить растущие на поле сорняки и в значительной степени очистить почву от бесчисленного количества их семян и почек, способных к прорастанию. В процессе паровой обработки сокращается численность вредителей и источников болезней сельскохозяйственных культур.
Сравнительная оценка эффективности чистых черных и ранних паров в различных зонах края показывает, что в условиях тайги, подтайги и типичной (закрытой) лесостепи на почвах тяжелого гранулометрического состава лучшие результаты дает чистый черный пар. В лесостепной части края на землях, не подверженных ветровой эрозии, можно применять как черный, так и ранний чистый пар. В открытой лесостепи и степи края, на землях подверженных ветровой эрозии, обработка пара должна строиться по типу раннего.
Преимущество черного пара перед ранним в районах тайги, подтайги и типичной лесостепи заключаются в том, что снега здесь выпадает больше, и он не сносится с полей. Подъем пара с осени значительно удлиняет период парования. Вспаханная осенью почва полнее усваивает осенние осадки и талые весенние воды.
Рекомендации по обработке чистого пара по типу раннего в районах открытой лесостепи и степи обосновываются, прежде всего, тем, что в этих районах в условиях активного ветрового режима проявляется ветровая эрозия почв, когда на вспаханных полях сносится не только снег, но и мелкозем.
Система обработки паров зависит не только от почвенно-климатических условий, но и от засоренности полей, а точнее - от типа засорения.
Обработку черного пара следует начинать по мере уборки предшествующей пару культуры. При корнеотпрысково-корневищном засорении, поле обрабатывают на глубину 10-12 см дисковыми орудиями. При использовании дискаторов глубину обработки можно увеличить до 16 см.
В условиях Сибири с коротким послеуборочным периодом, обусловленным быстрым наступлением пониженных температур, отрезки корневищ не успевают дать новых побегов. Поэтому после лущения, не дожидаясь появления «шилец», проводится глубокая вспашка на 25-27 см плугом с предплужниками для лучшей заделки отрезков корневищ. На почвах с небольшим гумусовым горизонтом применяют плуги с почвоуглубителями или вырезными отвалами. В этом случае оборачивается только гумусный слой, а нижний подпахотный слой рыхлится, оставаясь на прежнем месте. Чаще всего необходимость в такой обработке возникает на подзолистых и серых лесных почвах. При малолетнем типе засорения необходимость в проведении предпахотного лущения отпадает.
Весной следующего года, при наступлении физической (технологической) спелости почвы, проводят боронование с целью разрушения почвенной корки и уменьшения потерь влаги на физическое испарение.
Известно, что испарение происходит с поверхности влажной почвы, когда к месту иссушения вода передвигается в капельножидком и парообразном состоянии.
Огромные суточные потери воды перед весенним боронованием объясняются тем, что днем с повышением напряженности метеорологических факторов вода в жидкой форме из влажного слоя 10-20 см перемещается к испаряющей поверхности по ненарушенным капиллярам. Кроме того, она перемещается вверх в парообразном состоянии по многочисленным трещинам, которые увеличивают общую площадь испарения. Потери путем диффузии происходят вследствие большей насыщенности водяными парами почвенного воздуха по сравнению с атмосферным. Такие потери обычно неизбежны, но их можно значительно уменьшить проведением своевременного неглубокого ранневесеннего боронования. При наличии в почве только парообразной влаги, наоборот, имеет смысл уплотнить поверхность до определенной степени, чтобы создать препятствие выхода водяных паров в атмосферу.
Наибольшее количество воды из почвы испаряется весной до начала полевых работ. Суточные потери ее в это время составляют около 100 м3 с каждого гектара. Такое количество воды обычно затрачивается растениями пшеницы на формирование одного центнера зерна. Такова цена запоздания с началом проведения ранневесеннего боронования на сутки.
После проведения ранневесеннего боронования, в течение весны и лета в поле черного пара проводится три-четыре поверхностных обработок, периодичность и число которых определяется необходимостью уничтожения сорняков. На полях, засоренных многолетними сорняками, предпочтение следует отдавать культиватору.
Первую культивацию обычно проводят через 5-6 дней после ранневесеннего боронования, после появления единичных всходов сорняков. Проводят ее на глубину 6-8 см с целью провокации семян сорняков на прорастание, но на полях, засоренных многолетними корневищами и корнеотпрысковыми сорняками, первые культивации должны быть сближенными по времени, их надо проводить при первом появлении всходов этих сорняков с тем, чтобы они не успели вновь накопить питательные вещества в подземных органах. Необходимо отметить, что в районах тайги, подтайги и закрытой лесостепи глубина каждой последующей культивации увеличивается на 2-3 см по сравнению с предыдущей. В районах открытой лесостепи наоборот, первая весенняя культивация должна производится глубже, а последующие мельче. Это объясняется тем, что семена сорняков весной, когда почва еще влажная, способны прорастать со всей разрыхленной культиватором глубины. Такой порядок культиваций имеет и то преимущество, что раннее глубокое рыхление меньше иссушает почву, чем летнее, так как оно производится при большей относительной влажности воздуха. В этой зоне особенно важно проводить культивацию с одновременным боронованием, памятуя о том, что гребнистая поверхность пашни теряет влаги больше на физическое испарение.
В процессе ухода за черным паром возникает необходимость в перепашке особенно на тяжелых влажных, а также заплывающих и сильно уплотняющихся почвах. При этом перепашка паров не должна сдвигаться на июль и август, т.к. на этот период приходится максимум осадков, и перепашка приведет лишь к неоправданным потерям влаги из хорошо разрыхленной почвы. В случае запоздания с перепашкой, ее лучше заменить глубоким безотвальным рыхлением.
Перепашка особенно нежелательна при овсюжном типе засорения полей, так как она приводит к устойчивому росту заовсюженности посевов в результате извлечения зерновок овсюга из нижних горизонтов почвы в верхние. Невысокая всхожесть извлеченных зерновок во вторую половину лета и тем более в осенний период приводит к тому, что они начинают прорастать лишь весной следующего года, как правило, в конце мая - первой половине июня, засоряя тем самым посевы ранних яровых культур.
Основная отличительная особенность раннего пара от черного состоит в том, что основная обработка раннего пара начинается весной в год парования. Однако для повышения эффективности ранних паров в районах, неподверженных ветровой эрозии, желательно после уборки предшествующей пару культуры провести на этих полях лущение жнивья. Осеннее лущение раннего пара имеет большое значение в борьбе с овсюгом и другими сорняками.
Семена овсюга и других сорняков, остающиеся на поверхности почвы после уборки, не прорастают в течение осени - весны и поэтому, если пожнивное лущение с осени не было проведено, то его следует выполнить рано весной. Лущение жнивья создает благоприятные условия для прорастания сорняков весной и их уничтожения при вспашке пара. Отказ от проведения лущения жнивья приведет к тому, что при вспашке пара не спровоцированные на прорастание жизнеспособные семена будут сброшены на дно борозды, где и будут сохраняться ряд лет.
Если лущение жнивья проводится рано весной, то его следует дополнять прикатыванием, которое уменьшит испарение влаги из почвы и активизирует прорастание сорняков.
Подъем раннего пара осуществляется плугом с предплужниками на глубину 25-27 см после активного отрастания осотов и появления массовых всходов овсюга и других однолетних сорняков. Лучшим сроком основной обработки ранних паров является период с 5 по 15 июня, до начала летних дождей, максимум которых приходится на июль.
В зоне недостаточного увлажнения перепашка ранних паров приводит к иссушению почвы, даже если она проводится во второй половине августа. В этом случае возникает опасность вывернуть семена сорняков, запаханные ранее, в верхний слой пахотного слоя, а вероятность, что они дадут всходы - невелика. Затраты же на проведение дополнительной вспашки довольно значительны.
Широко практикующаяся перепашка ранних паров в августе может применяться лишь в порядке исключения, на тяжелых, влажных, заплывающих и сильно уплотняющихся почвах при корнеотпрысковом овсюжном засорении, заменяя при этом отвальную вспашку глубоким безотвальным рыхлением.
Дальнейший уход за ранним паром сводится к тем же послойно-поверхностным обработкам, что и на полях черного пара. При этом, в условиях достаточного увлажнения первая обработка проводится на 5-6 см, а последующие глубже (до 10-12 см), в засушливых районах наоборот - первая должна производится глубже, а последующие мельче. Обработка культиваторами включает одновременное боронование, а после интенсивных дождей боронование применяют в качестве самостоятельного приема с целью сохранения запасов влаги.
Важное значение имеют кулисные пары в лесостепных районах края, так как они не только задерживают снег, но и предотвращают ветровую эрозию почв.
Кулисными могут быть как ранние, так и черные чистые пары. В качестве кулисных растений используют горчицу сизую неосыпающуюся, рапс, коноплю, сорго, подсолнечник, кукурузу и другие высокостебельные культуры. Такие растения снижают скорость ветра, поэтому рядки кулис располагают перпендикулярно направлению господствующих ветров.
До посева кулисных растений паровое поле обрабатывают как обычный чистый пар. Подсолнечник и кукурузу высеивают в первой - в начале второй декаде июня. При более поздних посевах стебли этих культур не успевают одеревенеть до наступления морозов и полегают. Горчицу, рапс и коноплю высеивают во второй декаде июля. Подсолнечник и кукурузу сеют сеялками СЗП-3,6, СЗП-2,1, 2-3 строчными лентами с расстоянием между рядками в ленте 15-23 см. Кукуруза и подсолнечник как пропашные культуры высеваются и широкорядно с междурядьями 60 или 70 см, 3-х и 4х-строчно.
Посев кулис, кроме названных сеялок, может производиться овощной сеялкой СОН-2,8, но лучше использовать специальную кулисную сеялку СКН-3. Норма высева семян подсолнечника составляет 3-4 кг/га, кукурузы - 6-8 кг/га, горчицы - 0,8-1,0 кг/га, рапса - 1,0-1,2 кг/га. Расстояние между кулисами должно быть кратным ширине захвата культиваторов. Так, при использовании культиватора КПС-4 ширина межкулисного пространства может быть 8 м и 12 м. Расстояние межкулисного пространства должна увязываться с количеством зимних осадков, напряженностью ветрового режима и высоты кулисных растений. При использовании в качестве кулисных растений кукурузы и подсолнечника ширина межкулисного пространства увеличивается до 12 и даже до 16 м.
Посев кулисных растений производится одновременно с культивацией чистого пара. Последующие культивации проводятся в межкулисных пространствах. Если кулисные растения находятся в фазе всходов, то необходимо оставлять защитные зоны в 10-15 см, во избежание повреждения и засыпания всходов почвой.
Занятые пары являются важным средством интенсификации парового поля, но только при условии, если недобор зерна (или другой продукции) по такому пару с избытком перекрывается урожаем парозанимающей культуры.
Занятые пары, прежде всего, должны вводиться в районах достаточного увлажнения, тайге, подтайге и закрытой (типичной) лесостепи, в которых при посеве зерновых культур по занятым парам урожайность снижается незначительно по сравнению с чистым паром.
Частичная замена чистых паров на занятые вико- и горохоовсяными смесями пары признана целесообразной по результатам исследований кафедры общего земледелия, проведенных в условиях Красноярской лесостепи.
В то же время, в условиях открытой лесостепи и степи края, бобово-злаковые смеси (горох, вика с овсом) на фоне ранних сроков сева и при уборке в первой половине июля формируют низкий урожай, а такие парозанимающие культуры как озимая рожь и клевер одногодичного срока пользования в условиях бесснежья вымерзают. Исключением является донник.
Важным моментом, определяющим эффективность занятого пара, является своевременный посев парозанимающей культуры и ранняя ее уборка, не позднее второй-третьей декады июля с тем, чтобы оставшийся до предзимья период максимально использовать для парования.
Сроки посева и уборки парозанимающих культур дифференцируются в зависимости от типа засорения полей.
Поля, засоренные осотами и другими многолетними сорняками, целесообразно засевать бобово-злаковыми смесями и рапсом в первые дни посевных работ, после закрытия влаги и предпосевной культивации. Это позволяет раньше получить урожай парозанимающей культуры, раньше ее убрать и продлить срок обработки почвы, направленной на уничтожение сорняков.
Хорошие результаты в этом случае получены от вспашки непосредственно вслед за уборкой парозанимающей культуры и особенно тогда, когда основной обработке предшествовала послеуборочное лущение, а подъем занятого пара производится после отрастания розеток осота плугом с предплужниками на глубину 25-27 см.
При засоренности полей малолетними сорняками, необходимо сразу не проводя лущения вспахать поле плугом с предплужниками на глубину 20-22 см с боронами в агрегате, а затем по мере появления всходов сорняков применяют поверхностные обработки культиваторами или лущильниками для уничтожения всходов сорняков.
Сложнее обстоит ситуация при засорении полей овсюгом. Опыт показывает, что на заовсюженных участках срок посева бобово-злаковых смесей и рапса следует несколько отодвинуть с тем, чтобы основную массу всходов овсюга уничтожить до посева парозанимающей культуры. Обычно массовые всходы овсюга появляются в третьей декаде мая - первой декаде июня. Если всходы овсюга все же появляются в посевах парозанимающей культуры, то необходимо не допустить обсеменения овсюга, своевременно приступая к уборке.
Сидеральный пар представляет собой разновидность занятого пара, в котором выращенная культура не отчуждается с поля, а измельчается и запахивается в почву на зеленое удобрение.
В качестве сидеральных культур в крае могут использоваться посевы рапса, сурепицы, горчицы, а также весенние подпокровные посевы озимой ржи, однако лучшей сидеральной культурой в условиях края является донник. При запашке бобовых растений на зеленое удобрение резко возрастает плодородие почвы.
Уборка и запашка сидератов обычно проводится в середине июля в период формирования наибольшей надземной массы, но такой срок приемлем для районов тайги и подтайги с достаточным увлажнением. В районах лесостепи и степи с неустойчивым увлажнением сидеральные культуры в процессе вегетации выносят из почвы значительные запасы почвенной влаги, которые не компенсируются осадками, выпадающими после запашки сидератов. В этом случае влагообеспеченность зерновых культур, высеваемых по сидеральным парам, складывается хуже по сравнению с посевами по чистому пару. Поэтому, с целью уменьшения расхода почвенной влаги вегетирующими сидератами, их запашку необходимо производить раньше - в третьей декаде июня. В этом случае увеличивается период парования, что позволяет усваивать часть осадков, выпадающих в течение месяца, с середины июня до середины июля.
Улучшение условий влагообеспеченности и минерального питания зерновых, размещаемых по удобренным органическими удобрениями парам, как правило, приводит к повышению продуктивности пашни.
В годы с хорошим увлажнением пахотного и метрового слоев почвы в одну из ответственейших фаз развития яровой пшеницы - фазу кущения, пшеница по сидеральному пару формирует урожай зерна не ниже, чем по унавоженному чистому пару. Урожайность пшеницы по сидеральному июльскому пару выше, чем по чистому неудобренному на 5,0 ц/га, а по сидеральному июньскому - на 5,6 ц/га.
Прежде, чем приступить к запашке сидерата, надземную массу его прикатывают и измельчают лущильниками или тяжелыми дисковыми боронами в два следа, но для более равномерного распределения сидеральной массы при ее запашке лучше для измельчения биомассы использовать КСК-100, КИР-1,5 или зерноуборочные комбайны с измельчителями.
Глубина запашки сидерата зависит от гранулометрического состава почвы. На тяжелых почвах зеленое удобрение запахивается на глубину 16-18 см, а на легких - 25-27 см. Глубина запахивания не должна превышать гумусовый горизонт. Последующий уход за таким паром заключается в систематическом проведении поверхностных обработок культиваторами по мере появления сорняков.
На тяжелосуглинистых выщелоченных черноземах Красноярской лесостепи уменьшение глубины запашки сидеральной массы с 25-27 см до 14-16 см в среднем за два года повышало урожайность яровой пшеницы на 4,4 ц/га.
В производстве чаще применяют так называемые сидерально-отавные пары. В этом случае надземная масса сидеральной культуры скашивается в середине июля на корм, а на зеленое удобрение используют отрастающую отаву. Запашка отавы производится в августе. Отавно-сидеральная зябь может быть эффективной в районах тайги и подтайги, а в лесостепных районах только в том случае, если вторая половина лета окажется влажной.
Сидерация - необходимое звено все чаще входящего в употребление понятия биологического (альтернативного) земледелия, предусматривающего, в частности, ограничение применения легкорастворимых минеральных удобрений, особенно минерального азота.
Известно, что при интенсивной системе земледелия 70-80% энергии затрачивается на минеральные удобрения, особенно азотные, на обработку почвы, пестициды и транспорт. Из указанных затрат на долю азотных удобрений приходится 43%, фосфорных - 4%, калийных - 2%, горючее - 29%, машины и постройки - 14%, семена - 6%, пестициды - 1%, работа - 1%. Существенную экономию энергетических ресурсов может обеспечить биологическое связывание азота атмосферы вместо применения химико-технического азота удобрений. Самая реальная возможность сбережения энергии - введение в севооборот азотфиксирующих бобовых культур и, в частности, донника.
При посеве пшеницы по чистому унавоженному пару расход совокупной энергии, при уровне урожайности 30,5 ц. зерна с гектара (38262 МДж/га), почти в два раза выше по сравнению с сидеральным донниковым паром (19996 МДж/га), по которому урожайность пшеницы составила 29,9 ц/га.
В основе более низкой энергетической эффективности применения навоза лежат высокие затраты, связанные с транспортировкой и внесением его, поэтому применение навоза следует ограничить полями, удаленными от животноводческих ферм не более чем на 5 км. На более удаленных полях, безусловно, целесообразней использовать зеленые удобрения.
Несмотря на известные достоинства зелёных удобрений, этот важнейший резерв повышения плодородия почв не находит широкого применения в хозяйствах Красноярского края. В большей части это объясняется суровыми климатическими условиями Восточной Сибири. Короткий безморозный и вегетационный периоды, небольшое количество осадков и неравномерное их распределение, ограничивает набор культур, используемых на зелёное удобрение, а поздние сроки уборки зерновых культур не позволяют внедрять пожнивные посевы сидератов.
Сравнительная оценка эффективности чистых и сидеральных паров показала, что в среднем за 18 лет урожайность зерна яровой пшеницы по сидеральному пару в относительно влажные годы с ГТК вегетационного периода > 1 (10 из 18 лет) оказалась выше, чем по чистому пару на 4,4 ц/га, или на 23,3%. Однако за 8 лет с ГТК < 1 она снизилась на 1,4 ц/га. В среднем же за 18 лет посев пшеницы по сидеральному пару обеспечил прибавку урожая всего на 1,8 ц/га, или на 8,9%.
Один из недостатков сидерации – иссушение почвы во время вегетации сидеральных культур, что делает этот приём в засушливые годы недостаточно эффективным.
В отличие от посевов пшеницы по чистому пару её урожайность по сидеральным парам в большей степени зависит от весенне-летних осадков. При посеве по чистому пару самая тесная связь урожайности пшеницы отмечается с весенними запасами влаги в метровом слое и осадками мая, а при посеве по сидеральному пару связь урожайности с майскими осадками выше, чем с весенними запасами влаги, и она в сравнении с контролем остаётся более тесной с осадками июня и июля.
Агротехнический потенциал сидерального пара можно значительно поднять за счёт наиболее эффективного приёма по накоплению снега на полях – создания кулис в паровом поле и увеличения коэффициента усвоения зимних осадков – предзимнего щелевания почвы в межкулисных пространствах.
Щелевание осуществляется на глубину 40-45 см щелевателем ЩН-2-140 при промерзании почв на 8-10 см.
Оценка эффективности этих приемов показала, что на кулисных парах удаётся увеличить высоту снежного покрова до 51-59 см. Однако в условиях Сибири накопление снега не всегда сопровождается увеличением запасов почвенной влаги к моменту посева сельскохозяйственных культур. Как правило, глубоко промерзающая почва весной оттаивает здесь медленно и поэтому в момент схода снега с полей талые воды плохо усваиваются почвой, стекая в пониженные элементы рельефа.
Коэффициент усвоения почвой зимних, а также ранневесенних осадков удаётся заметно увеличить путём предзимнего щелевания почвы. При этом подтвердилась существенная значимость комплексного применения двух приёмов – посев кулис и предзимнего щелевания межкулисных пространств. В варианте с сидеральным паром эти приёмы способствовали росту влагозапасов на 38-48 мм. Важно отметить, что применение щелевания в большей степени способствует увеличению влагозапасов в подпахотных горизонтах, а это существенно снижает непроизводительные потери влаги на физическое испарение из почвы.
Улучшение условий влагообеспеченности пшеницы по сидерально-кулисному пару, сопровождается ростом её продуктивности.
Оценивая сидеральные пары в условиях края, необходимо подчеркнуть их более высокую эффективность при использовании под посадки картофеля. Картофель, в отличии от зерновых, существенно в меньщей степени страдает от недостатка влаги в период наступления майско-июньской засухи. Требуя много влаги (до 200 л на 100 м2 в сутки), картофель в разные периоды роста и развития потребляет ее неодинаково. В начальной фазе своего развития и в момент отмирания и усыхания ботвы он расходует мало влаги и в этом отношении он в определенной степени является страховой культурой, позволяя снизить потери урожая от весенне-летних засух.