PrintПродолжение ( начало в №8.2010г.)

В первой части публикации речь шла о теоретических изысканиях по изучению взаимосвязей между почвой, растениями, воздухом и солнечной радиацией. Мы говорили о зависимости урожайности от состояния микроклимата агроценозов и возможности практического применения этих наблюдений. Продолжая тему, в этой части мы больше уделим внимания практическим приемам, позволяющим увеличить урожайность, в частности, в условиях засухи (Опубликовано в № 09.2010 г.)

Наши исследования, касающиеся формирования тепловых полей в системе «почва – растения – воздух» (впрочем, как и исследования наших предшественников), подтвердили, что чем лучше развит агрофитоценоз (высокие показатели листового индекса (ЛИ) и проективного покрытия (ПП)), тем меньше разница между ночными и послеполуденными температурами почвы. Анализируя данные, полученные по различным сельскохозяйственным покрытиям, мы выяснили, что наименьшая разница этих температур наблюдается на стерне. Дело в том, что стерня светлая, поэтому днем она отражает солнечную радиацию, и следовательно, меньше нагревается. А поскольку стерня полая, ночью она лучше сохраняет тепло почвы от радиационного выхолаживания. Таким образом, стерня лидирует по наименьшему суточному колебанию температур. Далее идут хорошо развитые агрофитоценозы, и только потом происходит увеличение разности температур по мере ухудшения качественного состояния растительного полога.
Эта информация стала для нас решающей при выборе технологии выращивания растений. На первое место вышли технологии, согласно которым на поверхности почвы остаются растительные остатки. Близкой нам оказалась технология, которая уже много лет применяется в хозяйстве Семена Антонца «Обрій». На его полях после плоскорезной обработки на поверхности почвы всегда были растительные остатки. Благодаря этому в хозяйстве при любых погодных условиях всегда получали более высокие урожаи, чем в окрестных хозяйствах. Эта практика подтвердила наши выводы: минимальная и нулевая технологии не только уменьшают затраты на выращивание сельскохозяйственных культур, но и позволяют более рационально использовать влагу.
Я не говорю, что традиционная технология – это очень плохо. Она дает хорошие результаты при качественном и своевременном выполнении всех операций. Если удалось на старте получить хорошо развитые агрофитоценозы, то положительный результат гарантирован. Традиционная технология даже имеет запас прочности, рассчитанный на нерадивого хозяина: даже если не все будет выполнено правильно или выполнено не вовремя, результат все равно будет. Поэтому традиционная технология возделывания зерновых, несмотря на существенный затратный механизм, на сегодняшний день остается основной.
Однако не стоит забывать о том, что каждая пахота приводит к минерализации 1-2 т гумуса на гектар. Да, это позволяет получить не менее 1 т дополнительного урожая, но за счет обеднения почвы (берем в долг у потомков)! Компенсировать потери можно только путем ежегодного внесения около 10 т навоза. А его наши поля уже давненько не видели…

Приемы посева зерновых

Наши предшественники разработали ряд приемов посева зерновых, позволяющих повышать урожаи. В частности, речь идет о перекрестном, узкорядном посеве и посеве со стартовыми удобрениями. Рассмотрим подробнее эти приемы и подумаем о причинах их положительного влияния на урожай.
Перекрестный посев. Этот прием не всегда дает существенную прибавку в урожае. В благоприятные годы урожайность на полях, где применялся этот прием, была почти такой же, как и на полях с традиционным посевом. А то, что в засушливые годы урожайность на полях, засеянных перекрестным методом, всегда была выше, как-то забывалось. Поэтому в производстве такие посевы применялись довольно редко. Повышение урожая приписывали исключительно оптимизации площади питания растений. О том, что это хорошо, никто не спорит. Но есть более значимая причина – это более равномерная защита почвы от солнечной радиации даже недостаточно развитыми растениями. Этот прием обязательно следует использовать по предшественникам, которые поздно освобождают площади (кукуруза на зерно и др.), а также, когда заранее известно, что растения не успеют раскус­титься.
Узкорядный посев. Для реализации этого приема была разработана специальная сеялка с шириной междурядий 7,5 см, позволяющая более равномерно распределять семена, благодаря чему снижалась нагрузка борьбы растений за жизненное пространство. Результаты такого посева оказались близкими к результатам, получаемым при перекрестном посеве.
Посев со стартовыми удобрениями. Этот прием рекомендовался всегда, его при любых технологиях необходимо использовать в обязательном порядке. Такой посев дает возможность получать дружные, хорошо развитые всходы независимо от количества основных удобрений. Основные удобрения начинают действовать в лучшем случае только при кущении, а это уже слишком поздно.
Наши исследования подтвердили агрономическую истину: на урожайность существенно влияет направление посева. Чем дальше на юг, тем сильнее проявляются засухи и тем большее влияние на урожай оказывает направление посева. Поэтому по возможности рядки нужно размещать с востока на запад. Это позволяет растениям в наиболее напряженные часы (с 10:00 до 16:00) затенять от солнечного излучения большую часть почвы в междурядьях.
В наших опытах урожай кукурузы, посеянной с востока на запад, в засушливые годы был на 20-25% больше, чем урожай кукурузы, посеянной с юга на север. Но есть один нюанс… Дело в том, что кукуруза – теплолюбивое растение, и на первых этапах развития (весной) ей не хватает тепла. Посевы же с юга на север в начальных фазах развития получают больше тепла за счет более интенсивного прогрева междурядий. Они опережают в развитии растения, посеянные с востока на запад. Но когда температуры повышаются и тепло становится избыточным, ситуация меняется на противоположную. Еще более заметно это проявляется при посеве семян в почву, замульчированную растительными остатками. В таких условиях растения развиваются на 10-15 дней позже. Для возделываемых гибридов и сортов кукурузы это очень важный момент.

Определяющий фактор – густота стояния растений

Нынешние представления аграриев о густоте стояния растений базируются на аксиоме: чем меньше растений на площади, тем больше влаги достанется каждому из них, и тем лучше они будут развиваться. Увы, на мой взгляд, эта аксиома не подтверждается. Основным показателем при защите растений от неблагоприятных условий является общее количество расходуемой ими влаги и ее количество, использованное на накопление питательных веществ в зерне.
Мы уже говорили, что для формирования 1 ц зерна колосовые могут использовать от 5 до 50 мм влаги. Пропорциональное соответствие наблюдается у кукурузы, подсолнечника и у других культур. Поэтому густота стояния растений является интегрированной величиной, и ее расчет должен базироваться на учете почвенного плодородия конкретного поля, сорта или гибрида и вида растения.
Примером могут служить гибриды кукурузы, у которых листья расположены под небольшим углом. Как правило, о таких гибридах говорят «выдерживают загущение». Думаю, правильнее было бы сказать «требуют большей густоты посева». Что-то похожее наблюдается и у некоторых сортов и гибридов подсолнечника, у которых листья располагаются по спирали до самого низа. Даже одиноко стоящее растение такого сорта или гибрида затеняет почву под собой, напоминая одиноко растущую ель или сосну.
Мы уже говорили о важности стартовых удобрений на первых фазах развития растений, способствующих начальному развитию листового аппарата. Но они не могут полностью заменить недостаток почвенного плодородия. Получается, чем меньше общее плодородие, тем больше растений должно быть на единицу площади, чтобы компенсировать недостаточность развития отдельного растения большей численнос­тью, заменяя таким образом качество количеством. Практически это выглядит следующим образом: зайдя в любой посев, мы не должны видеть солнечные лучи на почве. При таком состоянии достигается первое необходимое условие для получения максимально возможного урожая. В данном варианте совпадают элементы питания с особенностями развития сорта и гибрида для получения оптимального агрофитоценоза. При этом влага будет использоваться максимально продуктивно.
Все вышеизложенное свидетельствует о необходимости ЗАТЕНЕНИЯ почвы от прямого воздействия солнечной радиации. На важность затенения почвы еще 110 лет назад обратил внимание русский ученый-агроном Иван Евгеньевич Овсинский в своем труде «Новая система земледелия» (Киев, 1899 г.). Он утверждал, что затенение почвы равноценно дождю или прополке полольником.
Следующим очень важным вопросом в жизни агрофитоценозов является наличие мульчирующего слоя. Весной 2009 года я получил электронную версию книги Ивана Овсинского. Как же мне было обидно, что я так поздно прочел этот труд! Более ста лет назад Иван Евгеньевич указал на необходимость очень осторожно подходить к прикатыванию. Он многосторонне и детально описал роль мульчи на поверхности почвы как для предотвращения прямого испарения воды, так и для ее накопления благодаря почвенным росам. Более подробного и понятного изложения материала вряд ли можно найти у современных авторов. Не буду и я его дублировать, тем более что журнал «Зерно» недавно переиздал уникальный труд Ивана Овсинского. Скажу только, что в результате своих наблюдений я пришел к такому же выводу в отношении неправильности рекомендаций прикатывать посевы, особенно в весенний период.
Чтобы другие не наступали на те же грабли, изложу свои личные наблюдения по этому вопросу. 2003 год стал для меня определяющим: практически все озимые вымерзли, площади ярового клина увеличились в два раза. Как только можно было выйти в поле, все кинулись сеять. Ясно, что техника отечественная – сеялки СЗ, культиваторы – КПСС, катки – кольчато-шпоровые, гладкие и кольчато-зубовые. Как и положено по технологии, сразу после сева прикатывали. Всходы получились прекрасные, все зазеленело и радовало глаз. Прошло две-три недели, а посевы так и оставались на фазе всходов. Развитие происходило очень медленно. На полях появились трещины. Зерновые не давали вторичную корневую систему. Начиналась классическая весенняя засуха. В самом худшем положении оказались первые посевы, их урожай составил 4-6 ц/га. Более поздние посевы ячменя, которые были выполнены после культивации и получили классические «твердое ложе и мягкое одеяло», догнали и обогнали в развитии более ранние посевы. В этом агроценозе образовалась нормальная вторичная корневая система, растения раскустились и в итоге сформировали урожай на уровне 28-30 ц/га. Но были и промежуточные варианты. Это когда на глубине 2-2,5 см вторичные корешки вокруг стебля образовали плотные кольца диаметром 2-5 см. Густой щетиной волосков растения улавливали почвенную росу и за счет этого продолжали развиваться. Науке известно, что количество почвенной росы может достигать до 40 мм осадков. В зависимости от мощности образовавшейся ризосферы был получен урожай 10-20 ц/га.
Весенние засухи разной степени наблюдались в нашем регионе также в 2007-м, 2009-м и 2010 годах.
В 2007 году мы проанализировали состояние кукурузы и подсолнечника. Оказалось, что чем меньше листовой индекс, тем раньше сгорают поля этих культур. Определение состояния посевов кукурузы в зависимости от направления посева показало, что на самом слабом по обеспеченности элементами питания поле в 50 тыс./га початки завязались на 30,2% растений при посеве с юга на север и 66% – при посеве с востока на запад. Руководители рассчитывали, что меньшая густота позволит противостоять неблагоприятным условиям. Но недостаточное проективное покрытие привело к тому, что нижние листья сгорели, и поле было скошено на силос.
В этом же хозяйстве на хорошем поле по обеспеченности элементами питания был удовлетворительный ценоз кукурузы при густоте 60 тыс./га, на котором початки завязались на 84% растений при посеве с юга на север и 105,3% – при посеве с востока на запад. На этом поле признаков подгорания нижних листьев не было. По листовому индексу (ЛИ) и проективному покрытию (ПП) обследованные поля можно оценить следующим образом:
• при ЛИ 1-1,2 и ПП 30-35% кукуруза сгорела и убрана на силос;
• при ЛИ 2 и ПП 50-60% завязались небольшие по размеру початки в зависимости от направления посева на 30-70% растений. Урожай составил 20-25 ц/га;
• при ЛИ 3 и ПП 80% початки завязались на 84-105% растений (на некоторых растениях по два початка), урожай составил 45-50 ц/га.
Директор Института орошаемого земледелия УААН В. Писаренко (г. Херсон) при изучении потребления растениями воды установил, что использование воды ценозами кукурузы с количеством растений 20-40 тыс./га больше, чем при количестве растений 60-80 тыс./га. Объяснить такое явление тогда не смогли, все списали на ошибки в расчетах и методике выращивания. Естественное прерывание процесса непродуктивного испарения влаги непосредственно из почвы происходит при выпадении продуктивного дождя – 10 мм. В этом случае поверхностный слой почвы вспухает (говорят, «почва отошла»), а дальнейшее ее высыхание приводит к образованию небольшой корки. Под этой коркой – рыхлая почва, а под ней капилляры разрываются. Это ведет к прекращению поступления влаги из нижних слоев к поверхности почвы. В 1997-м, 2009-м и в 2010 годах яровые посевы спасли майские осадки. Однако весенняя засуха существенно снизила их урожайность. Такие факторы приводят к тому, что некоторые производители отказываются сеять яровые колосовые.
Все эти наблюдения позволяют по-иному оценивать причины урожайных и неурожайных лет. Так, в 1995 году, несмотря на сложные условия перезимовки и сильную летнюю засуху, снижение общего урожая озимых было намного меньше, чем по прогнозам, опубликованным в средствах массовой информации. Это объясняется отличным весенним кущением благодаря длительной и прохладной весне. Дополнительное кущение позволило агроценозам сформировать устойчивую архитектонику посевов (увеличение ПП и ЛИ) и тем самым успешно противостоять летней засухе. Это же происходило и в 2008-м, 2009-м и немного даже 2010 годах. А вот в 1996 году осеннее кущение тоже было слабым, раскустились только паровые площади. Поздняя весна типа «зима-лето» не способствовала весеннему кущению. К выходу в трубку три четверти полей не раскустилось. И даже небывалый запас почвенной влаги, образовавшийся благодаря снежной зиме и спокойному таянью снега, не помог сформировать хороший урожай. Разброс урожайности колебался в пределах от 40 ц/га – по паровым предшественникам до 4 ц/га – по другим. Подобных примеров важности затенения и мульчирования почвы, наверное, можно привести еще много.
Как упоминалось выше, мы использовали различные сеялки и обрабатывающие орудия. Для прямого сева подходят не только сеялки «флексикойл», «конкорд» или «хорш». Неплохие результаты были получены, например, при использовании стерневой сеялки СЗС-2,1. В хозяйстве «Благодатненский птицепром» ее немного модернизировали (удлинили раму), и по функциональным возможностям она не уступала лаповым «флексикойлам» и «конкордам». При определенных условиях состояния поверхности поля в этих целях может быть также использована обыкновенная сеялка СЗ с однодисковым высевающим сошником (вместо дисковых сеялок прямого сева). Для минимальной обработки почвы необходимо применять дисковые орудия с расстоянием между дисками 15-17 см, это позволяет получить качественно обработанную поверхность без гребней под взрыхленной почвой. Но есть одно условие: скорость движения агрегата должна быть не менее 12 км/ч.
Для уменьшения затрат при выращивании мы разрабатывали системы интегрированной защиты растений с использованием баковых смесей. Такой подход значительно удешевляет стоимость обработки земли и расширяет спектр подавляемых вредных организмов, находящихся в почве. Кроме того, опрыскиватель не должен выходить в поле без 5-10 кг д.в. азота. Это необходимо для снятия с растений стресса и восстановления их после обработки химическими препаратами. Также необходимо соблюдать еще одно правило: опрыскивание следует проводить ночью, в крайнем случае, вечером и рано утром. Оптимизация использования удобрений начиналась с обязательного применения комплексных стартовых удобрений (в основном нитроаммофоски) – от 50 до 100 кг/га, максимального использования аммиачной воды и КАС для внекорневых подкормок.
Хорошие результаты всегда давала обработка семян фосформобилизующими и азотфиксирующими микробиологическими комплексами (разработки Института сельскохозяйственной микробиологии УААН, г. Чернигов).

Выводы

1. Агрофитоценоз имеет свойства организма, поэтому реагирует на внешние условия изменением динамики развития и производительности.
2. Основным условием постоянства агрофитоценозов в условиях засухи является развитие листового аппарата и, соответственно, проективного покрытия к фазам развития: для колосовых – это выход в трубку, а для кукурузы – появление метелки. Чтобы почва была закрыта от прямых солнечных лучей. С учетом этого по-иному следует относиться к агротехническим приемам защиты почвы от избыточной солнечной радиации.
3. Для получения высоких урожаев необходимо максимально использовать технологии с нулевой или поверхностной обработкой почвы и по возможности с большим количеством растительных остатков на поверхности.
4. Формирование 5-сантиметрового мягкого одеяла из рыхлой почвы или растительной мульчи над твердым семенным ложем намного важнее, чем более ранний сев.
5. В условиях орошения больше воды используют изреженные посевы, поэтому их нужно орошать больше и чаще по сравнению с хорошо развитыми агроценозами.

(Окончание. Начало в № 8, 2010)

Олег Войнов,
ведущий научный сотрудник Николаевского ПТЦ «Облдержродючість», кандидат биологических наук