Риски при переходе к минимальной обработки почвы
Основой энергосберегающей технологии земледелия зоны неустойчивого увлажнения Левобережной Лесостепи Украины является минимизация глубины основной обработки почвы до 5-12 см. Благодаря увеличению ширины захвата почвообрабатывающих машин ускоряются темпы выполнения полевых работ, снижаются расходы горюче-смазочных материалов и затраты человеческих ресурсов в 2,5-3 раза.
Основой энергосберегающей технологии земледелия зоны неустойчивого увлажнения Левобережной Лесостепи Украины является минимизация глубины основной обработки почвы до 5-12 см. Благодаря увеличению ширины захвата почвообрабатывающих машин ускоряются темпы выполнения полевых работ, снижаются расходы горюче-смазочных материалов и затраты человеческих ресурсов в 2,5-3 раза.
А это, вместе с ресурсом, грунто- и влагосберегающий свойствами почвозащитных технологий, повышает урожайность сельскохозяйственных культур и снижает себестоимость продукции, которая становится конкурентоспособной на внутреннем и мировом рынках. В современных условиях хозяйствования вопрос минимизации обработки черноземов приобретает особую актуальность, а стратегия и тактика перехода от интенсивного возделывания до минимального должно обеспечить стабилизацию продуктивности культур в агроценозах Левобережной Лесостепи Украини.Що больше отдаляется решение об отказе от вспашки и переход к безотвальной обработок, тем выше уровень потребности воспроизводства плодородия черноземов в агроценозахЩо больше отдаляется решение о ви язык от пахоты и переход к безотвальной обработок, тем выше уровень потребности воспроизводства плодородия черноземов в агроценозах
Минимальная обработка почвы: исследовательская цель и задачи
Исследования проводились в стационарных и производственных опытах Черкасского института АПП НААН (Черкасская государственная исследовательская станция) в условиях: в Прилуки-Роменско-Лабинском агрогрунтовому районе левобережной лесостепной зоны на черноземах типичных малогумусных легкосуглинковых (Драбовский район Черкасской области); в южной части Левобережной Лесостепи Украины на черноземах типичных мощных среднегумусные легкоглинистих на лессе (Карловский район Полтавской области).
Изучали долгосрочное влияние различных способов обработки черноземов Левобережной Лесостепи Украины на физические свойства в севооборотах различного типа. Интенсивность агрофизических условий почвообразования определяли методом разуплотнения (%) генетических горизонтов относительно плотности строения грунтовой породы (ЖК). В общем обследовано 19 разрезов.
Результаты исследований технологии минимальной обработки почвы
На черноземах типичных Левобережной Лесостепи зоны неустойчивого увлажнения, содержание гумуса в которых составляет более 4-4,5%, водостойких агрономически ценных агрегатов -> 40%, а структурных отдельностей - 65-75%, равновесная плотность строения (1,22-1, 28 г / см3), как правило, совпадает с оптимальной для роста практически всех сельскохозяйственных культур, что дает возможность применять безотвальная обработка черноземов на 5-12 см в севооборотах. В Левобережной Лесостепи условия реализации критерия для применения минимальной обработки черноземов типичных встречаются довольно часто. Однако, несмотря на оптимальное соотношение грунтовых параметров, в течение первых четырех-пяти лет после перехода на систематический безотвальная обработка черноземов, которые находятся в состоянии агрофизические деградации, могут возникать обстоятельства, приводящие к частичной или полной дискредитации основной идеи безотвальной обработки. Особенно остро это проявляется в условиях резкого ухудшения погодно-климатических условий до критического уровня, когда коэффициент увлажненности (КО) по Шашко снижается до значений <0,55, а гидротермический коэффициент Селянинову (ГТКС) - до значений <0,5-0,6 в течение 1-1,5 месяца от начала вегетации культур.
Основная задача разноглубинной почвозащитного обработки на глубину от 15-18 до 22-32 см (в зависимости от уровня агрофизические деградации и фитосанитарного состояния полей в период систематической пахоты на 22-32 см) в первые годы после отказа от вспашки - это обогащение верхней трети гумусного горизонта чернозема растительными органическими остатками различной стадии разложения и обеспечения высокой биологической активности в этом слое. Сформированный органогенный слой (0-15 см) чернозема обязательно должен быть прикрыт свежими измельченными пожнивными остатками зернобобовых и пропашных культур без разграничения между слоем растительного мульчи и грунтовой поверхностью (то есть следует избегать попадания слоя мульчи на биологически неактивную поверхность поля).
В табл. 1 показано ориентировочные интервалы содержания структурных отдельностей и водостойких агрегатов в слое почвы 0-30 см, которые соответствуют различным уровням проявления плодородия чернозема при долгосрочном применения почвозащитных технологий, основанных на минимальном обработки чернозема.
В соотношении влияния факторов сохранения плодородия - роли мульчи и уровня агрофизических условий проявления грунтородючости в процессе стабилизации и оптимизации связей в системе почва - растение - атмосфера на переходном этапе (пятый-шестой год) - преобладает второй, то есть Агрофизические состояние чернозема. Наблюдения показывают, что растительные остатки на поверхности поля сохраняются до середины июня, а в июле практически вся мульча уже разлагается и ее защитная функция нивелируется.
Воспроизведение естественного плодородия черноземов типичных Левобережной Лесостепи Украины под влиянием безотвальной обработки связано с фактором времени: чем больше удаляется решение об отказе от вспашки и переход к безотвальной обработок, тем выше уровень потребности воспроизводства плодородия черноземов в агроценозах. Таких рубежей пять: первый - после четырех-пяти лет происходит восстановление природного статуса почвы как природного образования; после восьми-десяти лет воздействия почвозащитных технологий восстанавливается естественное состояние почвы, а его производительность меньше зависит от погодно-климатических факторов; после 10-15 лет применения почвозащитных технологий почву как система выходит на высокий уровень саморегуляции и самосохранения процессов и режимов проявления расширенного воспроизводства плодородия. На 20-25-й год применения безотвальной обработки обеспечивается максимальная автономизация толще чернозема от погодно-климатических факторов, а после 30-35 лет максимально восстанавливаются процессы почвообразования черноземов типичных в агроценозах.
Условие предупреждения риска при переходе к мелкого безотвальной обработки черноземов кроется в перегруппировке структурных отдельностей в пределах агрономически ценного интервала в сторону укрупнения с образованием отдельностей размером 2-5 мм и водостойких агрегатов 0,5-3 мм. Снижение зависимости водостойкости структуры от уровня увлажненности и подчинения гумусного состояния в сезонном и годовом циклах изменении водостойкости структуры чернозема является признаком прекращения его агрофизические деградации, а воспроизведение такого состояния после отказа от вспашки служит критерием снижения риска при переходе к бессменного безотвальной обработки в начальный период его выполнения . Главная задача, которая возлагается на безотвальная обработка - поддерживать взаимообусловленную пульсацию гумуса и состояния водостойкости структуры и усиливать действие указанного механизма заделкой в 0-15-сантиметровый слой чернозема достаточного количества органических удобрений в виде навоза и побочной растительной продукции, создавая слой органической мульчи на поверхности поля.
Приведенные данные объясняют природу нестабильности урожайности культур севооборота в критических погодно-климатических условиях. Невозобновленных взаимосвязана пульсация годовых и сезонных циклов гумуса и агрофизических свойств, поверхностное заделки минеральных удобрений, стимулирует развитие корневой системы по типу дернины, в критических погодно-климатических условиях нарушает гомеостатические сбалансированность в системе почва - растение - атмосфера.
При таких условиях потенциальные возможности слоя мульчи, что остается на поле, весьма ограничены, а саморегулирующаяся Агрофизические способность чернозема находится на достаточно низком уровне. По этой причине разноглубинная безотвальная обработка на 22-32 см при переходе к поверхностному, а дальше - до минимальной обработки почвы зоны неустойчивого увлажнения будет «буферным» периодом, главной задачей которого является обеспечение условий дискретного (прерывного) воспроизводства плодородия черноземов от простого к расширенного.
Отдаленные последствия долгосрочной (15-25 лет) минимизации обработки черноземов связаны с тем, что уже на пятый-шестой год воспроизводится гидрогенные-аккумулятивный процесс карбонизации путем вторичной аккумуляции СаСО3 в профиле черноземов благодаря усилению степени гидроморфизму и биогенности грунтовых условий в летний период года. Происходит растворение устойчивых форм карбонатов по илювиального аккумуляции, о чем свидетельствует наличие болього количества инкрустационный (налеты, выцветы, псевдомицелий, примазкы, прожилки) и корковых (тонкие слои, натеки, корки, «бородки») форм СаСО3 на внутренних поверхностях почвенной толще черноземов типичных , что связано с усилением природных процессов почвообразования в агроценозах.
На доступность подвижных фосфатов и содержание обменного калия влияет количество СаСО3 в гумусованих горизонте. Во время вспашки карбонаты вскипают с глубины 65-70 см (содержание СаСО3 - 0,01-0,42% в 100 г почвы), по безотвальной обработки - с глубины 50-55 см (0,04-0,75%). По поверхностной обработки линия вскипания карбонатов находилась на уровне 15-25 см от поверхности почвы, содержание карбонатов увеличивался до 0,25-1,61%, поэтому в круговорот питания культур в агроценозах по минимизации обработки привлекается не весь гумусованих горизонт (0-70 см) чернозема. Обменная кислотность приобретает слабощелочной реакции (рНсл> 7,0), что «консервирует» подвижную форму фосфатов и обменного калия по их высокого общего содержания в гумусованих горизонте.
В то же время тормозится образования соединений азота. Установлен содержание СаСО3 при долгосрочном (15-36 лет) поверхностной обработки является предельным по составляющих эффективного плодородия черноземов типичных (табл. 2).
Динамику зерновых культур в севооборотах различного типа представлены на рис. 1, 2. В севообороте с горохом применения безотвальной с внесением одинарной и двойной доз удобрений обеспечило получение 28,91-29,77 т с. о. (Зерновых единиц) с 1 га севооборота, что равноценно вспашке.
Бессменное выполнения поверхностной обработки обеспечило выход зерновых единиц с 1 га севооборота на уровне пахоты. Высочайшая производительность зерновых культур (пшеница озимая и кукуруза) была по систематической пахоты (13,13 тонны с га), тогда как в случае применения поверхностной обработки с выходом зерновых единиц производительность была ниже в 1,09-1,12 раза.
Производительность пьятипильнои севооборота с многолетними травами по систематической пахоты и внесения одинарной и двойной доз удобрений (за выходом зерновых единиц) составляла 35,28-37,89 т / га, что в 1,25-1,32 раза превышает производительность севооборотов с горохом. По безотвальной продуктивность севооборота возрастает до 36,07-38,37 т с. об. / га, тогда как за поверхностной обработки продуктивность севооборота снижается на 2,46 т / га.
С явлением вторичного карбонизування черноземов Левобережной Лесостепи в историческом измерении земледельцы сталкивались при применении переложной системы земледелия, когда мелкий обработку сохой или сохой способствовал подтягиванию карбонатов к поверхности почвенного профиля, снижало проявление эффективного плодородия через карбонатная «засоление», негативного влияния которого можно избавиться переводом земель в состояние лог, а в наших исследованиях - заложенные многолетними злаковыми травами, которые на 8-10-й год снижали линию вскипания СаСО3 до естественного уровня залегания, как и за содержание лог. 
Минимальная обработка почвы: выводы по результатам исследования
1. В Левобережной Лесостепи Украины на черноземах типичных средне- и малогумусных тяжелого и легкого гранулометрического состава следует применять почвозащитные технологии выращивания сельскохозяйственных культур, в основе которых лежит безотвальная обработку на глубину от 22-25 см до 5-12 см с мульчированием поверхности поля пожнивными остатками предшествующей культуры.
2. В первые годы (от 5-го до 8-10-го) применение почвозащитных технологий следует выполнять разноглубинная безотвальная обработка почвы, затем количество глубоких обработок можно уменьшить до одного-двух. А уже после 15-го года хозяйствования по такой технологии следует переходить к систематическому безотвальной обработки на глубину 5-12 см на черноземах середньогумусових тяжелого гранулометрического состава, а на черноземах малогумусных легкосуглинковых - применять разноглубинная безотвальная обработка.
3. долгосрочного безотвальной глубиной 10-12 см воспроизводится гидрогенные-аккумулятивный процесс карбонизування путем вторичной аккумуляции СаСО3 в профиле черноземов благодаря усилению степени гидроморфизму и биогенности грунтовых условий в засушливый период года. Происходит дифференциация гумусованого горизонта по проявлением эффективного плодородия,а «консервирующее» влияние на эффективное плодородие усиливается: достигается переход от черноземов типичных среднегумусные легкоглинистих к черноземов типичных малогумусных легкосуглинковых, на которых целесообразнее и эффективнее выполнения глубокого безотвальной обработки.
4 Долгосрочное (от 10 до 35 лет) применение поверхностной обработки в современных условиях хозяйствования помогает земледельцам преодолеть негативные последствия вторичного карбонизування черноземов путем применения почвозащитного разноглубинной обработки черноземов Левобережной Лесостепи Украины.
А. Демиденко,
Черкасская государственная сельскохозяйственная опытная станция, ННЦ «Институт земледелия НААН»
Ключевые слова: обработка почвы, минимальная обработка почвы
