Основной способ посева зерновых культур в западной сибири

Обновлено: 04.07.2024

Ну нам самим было интересно посмотреть на эти сеялки, и мы согласились. К сожалению, у меня тогда ещё не было цифрового фотика, и редкие кадры этого поучительного мероприятия не сохранились. Но я покажу на схеме, как всё выглядело. На поле испытывали вот такие посевные машины:

СЗП-3,6 – контроль, стандартный рядовой посев. Междурядья 15 см.

МППМ-1,5 – способ посева рядовой, междурядья 15 см. Поверхность почвы рыхлится культиваторными лапами (под которые можно вносить удобрения), следом дисковые катки уплотняют семенное ложе, на которое рядовым способом выполняется посев дисковыми сошниками.

Обь-4-БЛ – способ сева - бороздково-ленточный, ширина ленты рассева 18 см, ширина незасеянных гребней 27 см.

Собственно, сравнивались три варианта посева (рисунок внизу): рядовой (традиционный), ленточно-разбросной и бороздково-ленточный. В ленточно-разбросном семена распределялись внутри ленты не рядами, а вразброс. А в бороздковом посеве формировалась дополнительно углубленная борозда – для улучшения условий увлажнения семенам. Также предполагалось, что на выпуклых гребнях не будут расти сорняки из-за пересыхания почвы.

Базовым показателем, определяющим преимущество оцениваемых способов посева, был принят коэффициент использования площади питания растением. Оптимальной считается площадь питания, при которой достигается наибольшая производительность не отдельного растения, а максимальный урожая с гектара. В таблице внизу приведены коэффициенты использования площади питания при посеве существующими в настоящее время разными агрегатами.

Из данных таблицы видно, что ближе к оптимуму площадь питания у растений, размещённых ленточно-разбросным способом посева, лучшим агрегатом такого типа является в настоящее время Конкорд. Близко к нему по характеристикам находится агрегат Обь-4ЗТ и СКТП-8К. Ему уступает бороздково-ленточный посев, а на третьем месте – рядовой (традиционный). Худшее расположение растений с учетом коэффициента ПП у агрегата СЗС-2,1. Таким образом, теоретически лучшие условия создаются растениям при ленточно-разбросным способе посева. Исходя из этой посылки, авторы широкорядного посева предполагали, что предложенный ими способ посева даст прибавку урожая не менее 30%. Профессор А.А.Конев обещал увеличение урожайности до 70%.

Теоретическое обоснование идеи ленточно-разбросного посева:

При рядовом посеве семена расположены близко друг к другу в рядке и находятся в условиях конкуренции за площадь питания и освещенность. Попытки увеличить ширину междурядий при одинаковой норме высева ведет к дальнейшему загущению растений в рядке, в результате растения уже на ранних стадиях развития попадают в условия жесточайшей конкуренции и получают меньше питательных веществ, их урожайность падает. Увеличение междурядья на 1 см снижает урожайность в среднем на 1% из-за неоптимального использования площади. Поэтому в новых агрегатах была предложена идея располагать растения не рядками, а лентами, шириной 10-25 см. Это должно было исключить уменьшение нормы высева при улучшении коэффициента использования площади питания.

Помимо распределения площади питания, для растения важен фактор освещенности. Увеличение ширины междурядий до 23 см при рядовом посеве даёт возможность быть освещёнными стеблям высотою до 19 см, но при этом почти вдвое снижается коэффициент площади питания. При ленточно-разбросном способе посева создаются условия для оптимального освещения растений и одновременно для затенения поверхности поля. Это особенно позитивно для растений в условиях сильной засухи.

При бороздково-ленточном посеве обеспечивается преимущество только для растений, расположенных по краю засеваемой полосы, поскольку незасеянный гребень имеет углы меньшие, чем угол поступления солнечной энергии. Внутри борозды растения затеняют друг друга, способствуя формированию узла кущения близко к поверхности, что вызывает вытягивание стеблей.

Методика опыта. Исследование проводилось по пару с зяблевой вспашкой. Мы приготовили для посева поле площадью 5 га, прокультивировали, внесли полный комплекс удобрений, выровняли. После этого каждый изобретатель посеял на своём участке сам своей сеялкой яровую пшеницу (Кантегирскую 89 в 2003 году и Новосибирскую 29 в 2004-2005 годах), срок посева был одинаковый. А мы посеяли контроль СЗП-3,6, и прикатали всё. Опытные засеваемые участки располагались рендомизированно в четырехкратной повторности. Использовались средства защиты растений от сорняков, болезней и вредителей. Изобретатели ходили на поле каждый день и смотрели, как там всё растет. А моя задача была – контролировать фитосанитарную ситуацию и основные показатели качества зерна. Какие были получены результаты, расскажу во второй части.

Яровая пшеница – одна из самых древнейших и наиболее распространенных культур на земном шаре. Ее возделывают во всех частях света – от Полярного круга до крайнего юга Америки и Африки. Наибольшие площади посева сосредоточены в РФ (Западная и Восточная Сибирь, Поволжье, Южный Урал).

В культуре яровой пшеницы распространено два вида:

мягкая - дающая муку высоких хлебопекарных качеств,
твердая – с повышенным содержанием белка в зерне, используемая для изготовления высококачественных макарон и вермишели.

Зерно яровой пшеницы подразделяют по качественному составу:

Влияние глобального потепления в различных регионах мира разное. В России исследуется возможность смещения регионов возделывания по направлению к северу. Это может привести, с одной стороны, к тому, что продолжительность роста в средних и высоких широтах увеличится, за счет чего можно будет проводить посев и уборку в более ранние сроки.

Это позволит использовать сорта с высокой урожайностью и более долгим вегетационным периодом или проводить посев промежуточных культур. В южных регионах, напротив, существует опасность повышения температуры и дефицита воды в различные фазы роста культурных растений.

В каком объеме производственные площади на севере России обеспечат минимальную урожайность южных регионов, пока не ясно. В значительной части России ожидается повышение количества атмосферных осадков, что может также привести к повышению уровня грунтовых вод и опасности возникновения затоплений. Вообще исходят из того, то вероятность гибели урожая вследствие экстремальных погодных условий скорее будет расти, нежели уменьшаться. Поэтому важно адаптировать технологии возделывания к воздействию климатических изменений.

Проект SASCHA

В рамках исследовательского проекта SASCHA рассматриваются взаимные эффекты изменений климата и землепользования в Тюменской области, на юге Западной Сибири. В рамках подпроекта SP 510 (Устойчивые стратегии землепользования на производственном уровне) на базе агрохолдинга "Юбилейный" в Ишиме под руководством сотрудников Высшей школы Оснабрюк (проф. Дитер Траутц и Инза Кюлинг) в сотрудничестве с Amazonen-Werke был проведен полевой опыт по яровой пшенице. В практических условиях тестировались различные способы обработки почвы и посева с целью идентификации максимально эффективных с точки зрения водопользования технологий. В Ишиме преобладает типичный для Сибири континентальный климат, при котором температура зимой может упасть до -40 о С, а летом достигать даже выше 40 о С. Среднегодовое количество атмосферных осадков составляет 395 мм/год, а среднегодовая температура - 0,9 о С.

Структура опыта и исследуемые показатели

Опыт, структура которого включала 23 = 8 вариантов, был заложен на основе радомизированных блоков на поле с трехкратной повторностью. Варианты включают обработку почвы (прямой посев или компактная дисковая борона Catros); глубина посева (глубоко: 6,5 см; поверхностно: 4,5 см) и норма высева (высокая: 600 зерен/м 2 ; низкая: 450 зерен / м 2 ). На гладкой, однородной поверхности площадью 11,6 га были заложены 24 деленки по 24 м в ширину и по 200 м в длину. Мониторинг проводился на выборочных делянках (20 м х 150 м) в трех произвольных точках, выбранных по GIS-алгоритму.

Используемые орудия агрегатировались с полноприводным трактором К700А. Обработка почвы проводилась с помощью компактной дисковой бороны Catros + на глубину 8 см. Посев осуществлялся сеялкой с долотовидными сошниками Amazone Primera DMC 602, причем наряду с посевным материалом вносилось также 200 кг/га аммиачной селитры (нитрат аммония, 34,4% N). На протяжении вегетационного периода 102 дня (посев: 19.05.2015, уборка 28.08.2015) регулярно (каждые 5-10 дней) определялись влажность почвы, содержание доступного азота в почве в разные сроки в течение вегетационного периода, а также всхожесть и высота растений.

Параметры урожайности, такие как урожайность колосьев / м 2 , зерен в колосе, МТЗ или содержание сырого протеина были проанализированы после уборки в Германии сотрудниками института VDLUFA.

Результаты по режиму влажности почвы

В рамках полевого опыта в 2015 году были отмечены существенно различные режимы влажности почвы по двум различным системам обработки почвы в течение всего вегетационного периода. Варианты с прямым посевом во время проведения опыта были больше обеспечены почвенной влагой в пределах от 7,4 и 46,4%. Даже через 9 дней (02 - 10.07) с осадками 57 мм на участке с прямым посевом содержание почвенной влаги составило на 7,4% выше. В середине сроков тестирования на полях с прямым посевом содержание почвенной влаги было на 20% выше по сравнению с площадями, обработанными компактной дисковой бороной. В середине сроков тестирования на полях прямым посевом содержание почвенной влаги было на 20% выше по сравнению с площадями, обработанными компактной дисковой бороной.

Развитие посевов

Посевы на различных вариантах обработки почвы развивались в течение вегетационного периода почти одновременно. Лишь на стадии появления всходов делянки с небольшой глубиной посева имели преимущество в 1-2 дня. Используемый посевной материал сорта Икарус с лабораторной всхожестью 73% второй репродукции был взят с собственного производства. Полевая всхожесть на опытных делянках составила 32,9% (вариант 1 - прямой посев, глубоко, высокая норма высева) до 44,5% (вариант 6 - компактная дисковая борона, поверхностно, низкая норма высева). Варианты с прямым посевом показали всхожесть 36,4%, что на 3,85% ниже. чем на обработанных делянках. Такая низкая всхожесть может быть компенсирована улучшенным кущением всходов по прямому посеву (среднее значение прямой посев: 1,92; среднее значение дисковая борона 1,40), за счет чего количество растений на м 2 между вариантами отличается несущественно.

Максимальная урожайность при прямом посеве

Урожайность включает в себя такие параметры, как количество колосьев на м 2 , количество зерен к колосе и массу тысячи зерен (МТЗ). На делянках с прямым посевом в среднем получено 362 колоса на м 2 , что на 71 колос больше, чем на вариантах с компактной дисковой бороной. Максимальное отличие показали варианты 1 с 391 колосом на м 2 и 8 (дисковая борона, глубоко, низкая норма высева) с 240 колосьями на м2. Такая разница объясняется более сильным кущением на варианте 1, так как количество растений на м 2 - 197 и 98 едва отличается.

МТЗ российского сорта яровой пшеницы Икарус 40,1 - 42,8 г немного меньше чем у немецких сортов пшеницы - 44,7 - 47,8 г. Количество зерен в колосе представлено в более широком диапазоне. На немецкой пшенице оно составило 35 - 40, что на Vi выше, чем на опытах в Сибири 22,2 - 26,9. Наивысшая урожайности была достигнута на варианте 2 - 38,3 ц/га (прямой посев, глубоко, низкая норма высева), далее идет вариант 1 - 37,6 ц/га. Оба варианта - с прямым посевом. Урожайность на вариантах с прямым посевом. Урожайность на вариантах с прямым посевом составила в срежнем 35,7 ц/га, что на 5,8 ц/га выше, чем на вариантах с обработкой почвы дисковой бороной. Наименьшую урожайность показал вариант 8 с 24,7 ц/га (компактная дисковая борона, глубоко, низкая норма высева (рис. 2).

Вывод

Средняя урожайность зерновых в Тюменской области за 1996 - 2013 гг, повысилась с 17,71 до 20,25 ц/га. В среднем за последние семь лет (2008 - 2013) урожайность зерновых в регионе Ишим достигла 23,9 ц/га. Повышение и стабилизация урожанойсти стали возможным благодаря прямому посеву, так как ограничающий фактор - вода - может быть лучше использован для возделывания культурных растений. Дальнейший потенциал повышения урожайности в регионе лежит в селекции и качестве посевного материала, а также своевременном применении средств защиты растений и оптимизации внесения удобрений.

Минимальная, особенно нулевая обработка, это элемент интенсивных агротехнологий, возможных при достаточной обеспеченности удобрениями, пестицидами в оптимальных севооборотах при высокой культуре земледелия. Это достояние высокопрофессиональных технологов. Нулевой обработке, там, где она возможна, должны предшествовать очищение полей от сорняков, выравнивание поверхности почвы планировщиками с целью устранения нанорельефа, созданного постоянным применением отвальных плугов и лущильников, а также ликвидация плужной подошвы, различные мелиоративные мероприятия. Совершенно ясно, что при низкой культуре земледелия, недостатке производственных ресурсов пропаганда минимизации почвообработки ведет в тупик.

Уменьшение затрат энергии в виде топлива и ГСМ при сокращении обработок почвы приходится компенсировать затратами энергии на борьбу с сорняками, в частности, на применение гербицидов. С повышением условий увлажнения увеличивается расход фунгицидов. Усиление дефицита минерального азота при минимизации требует его компенсации с помощью внесения удобрений. Таким образом, энергосберегающий эффект минимизации обработки почвы должен оцениваться не по экономии ГСМ, как это часто делается, а по разнице экономии энергии ГСМ и компенсирующего расхода энергии при использовании пестицидов и удобрений.

Самое же главное заключается в том, что обработка почвы должна рассматриваться непременно как элемент агротехнологии, находящийся в тесном взаимодействии с другими элементами (севооборот, доля пара, предшественник, удобрение, пестициды и т.д.) и агроэкологическими условиями, которые в той или иной мере определяют выбор способа обработки, глубины, частоты, возможности совмещения операций.

Маневрирование элементами технологий в зависимости от природных и производственных условий с учетом показанных системных связей определяет устойчивость земледелия и его эколого-экономическую эффективность. Поэтому еще раз хочется предостеречь от опасности упрощенства и шаблонов.

При недостатке ресурсов проблема получения высокой продуктивности решается за счет мобилизации почвенного плодородия и использования различных севооборотов.

Рассмотрим, как влияет эффективность технологий возделывания зерновых культур на их урожайность, а также на воспроизводство плодородия черноземов в лесостепи Западной Сибири. В этой зоне преобладают выщелоченные и оподзоленные черноземы с содержанием гумуса 5-6%, имеющие реакцию среды, близкую к нейтральной, среднеобеспеченные подвижными соединениями фосфора и повышенно или высоко обменного калия.

Для анализа были взяты характерные севообороты, где культуры выращивались по малоинтенсивной и интенсивной технологиям (табл. 6). Интенсивные рассчитаны на получение в богарных условиях близких к максимуму, среднемноголетней урожайности зерновых культур за счет комплексного применения минеральных удобрений и средств защиты растений. Дозы удобрений являются максимальными среднемноголетними, выше которых начинается падение их окупаемости прибавкой урожая. Малоинтенсивные соответствуют максимальной окупаемости. В них используются протравители семян, гербициды против двудольных сорняков, а также минеральные удобрения (примерно 60% от нормы, применяемой в интенсивных технологиях). Урожайность культур в севооборотах обобщена на основе данных полевых опытов, проведенных различными научно-исследовательскими учреждениями Сибири.

Структура затрат на 1 га пашни в различных севооборотах при возделывании зерновых, %

Малоинтенсивные (нормальные) технологии

В качестве затрат учитывали расходы на горюче-смазочные материалы, удобрения, пестициды, семена, оплату труда, амортизацию техники, ее техническое обслуживание и ремонт. Цена реализации пшеницы, выращенной по малоинтенсивной технологии, принята равной 3500 руб/т, интенсивной — 4000 (за счет более высокого качества зерна), овса при обеих технологиях — 2500 руб/т, дизельного топлива — 17руб/кг.

С увеличением в севооборотах доли чистого пара затраты на минеральные удобрения существенно снижались, а на ГСМ — возрастали. В порядке убывания первыё места в малоинтенсивных технологиях занимают расхода на ГСМ, семена, минеральные удобрения, амортизацию техники; в интенсивных — на средства зашиты растений, минеральные удобрения, ГСМ, семена.

Выход зерна с 1 га пашни в трех- и пятипольных севооборотах при возделывании зерновых по нормальным технологиям изменяется в сравнительно небольших пределах: от 17,3 до 19 ц/га (табл. 7). В двухпольном севообороте этот показатель заметно ниже — 15 ц/га. Наименьшие затраты на 1 га пашни свойственны двухпольному севообороту — 1494 руб/га. В других севооборотах они не выше.

Максимальная прибыль с 1 га пашни получается в трехпольном зернопаровом севообороте (4156 руб.), минимальная (3223 руб.) — в пятипольном без чистого пара. В остальных севооборотах прибыль с 1 га пашни практически одинакова, причем только на 10% ниже в сравнении с трехпольным. Рентабельность производства, свидетельствующая о скорости окупаемости затрат, была максимальной в двухпольном (251%) и минимальной (123%) — в пятипольном зерновом севообороте.

Эффективность выращивания зерновых культур в различных севооборотах

Среднегодовая урожайность культур по полям севооборотов, ц/га

Выход зерна с 1 га пашни, ц

доход от реализации

Малоинтенсивные (нормальные) технологии

В интенсивных технологиях прямые затраты возрастают примерно в 2 раза, и за счет этого выход зерна и прибыль с 1 га пашни увеличиваются в 1,5-1,7 и 1,6-1,9 раза соответственно. Как и при нормальных технологиях, наибольшие прибыль и рентабельность производства обеспечиваются в двух- и трехпольных зернопаровых севооборотах. Таким образом, налицо противоречие между экономической выгодой и экологической целесообразностью при освоении интенсивных технологий, поскольку чрезмерное увеличение доли чистого пара в севообороте может приводить к снижению почвенного плодородия вследствие усиления процессов минерализации, эрозии и дефляции.

Тем не менее, важно знать, как быстро и в каких пределах может изменяться плодородие почвы при применении нормальных и интенсивных технологий в различных севооборотах при условии, что с поля будет отчуждаться только зерно. Для анализа взяты двух- и трехпольные зернопаровые севообороты и пятипольный севооборот без чистого пара (табл. 8). Поступление углерода в почву с растительными остатками оценено по урожаю зерна с помощью уравнений регрессии. При оценке отчуждения элементов питания из почвы принималось, что зерно в среднем содержит N -2,3%, Р2О5-1,1иК2О-0,6.

Среднегодовые показатели основных составляющих баланса С, N, Р и К при использовании почвы в различных севооборотах, кг/га пашни

Поступление С растительных остатков в почву

Возможный прирост С в почве за счет растительных остатков

Поступление элементов питания в почву с удобрениями

Отчуждение элементов питания из почвы с лепном

Малоинтенсивные (нормальные) технологии

Принципиально важными являются два вопроса: насколько значительно может снизиться содержание гумуса в почве, если в структуре пашни доля чистого пара будет достигать 33-50%, и как долго можно будет использовать почву в двух- и трехпольных зернопаровых севооборотах, получая приведенные в табл. 7 показатели урожайности зерновых при принятых дозах удобрений.

По данным СибНИИЗХим, полученным с помощью меченых 14С растительных остатков, при ежегодном поступлении в пахотную почву растительных остатков накопление в ней углерода постепенно затухает и спустя пять лет становится практически незаметным. Это означает, что между приходом и расходом органического вещества в почве устанавливается состояние динамического равновесия. Экспериментально установлено, что при ежегодном внесении в пахотный слой чернозема 3,6 и 9 т/га пшеничной соломы максимальное накопление углерода составляет соответственно 1800, 3600 и 5400 кг/га. С учетом этого рассчитан возможный прирост содержания углерода в почве при разном поступлении в нее растительных остатков. При нормальных технологиях разница в содержании углерода в почве между двухпольным зернопаро-вым и пятипольным зерновым севооборотами составляет 1200 кг/га, что для слоя 0-30 см эквивалентно примерно 0,07% гумуса. Для интенсивных технологий эти показатели примерено в 2 раза больше — 2550 кг/га и 0,15% соответственно. Однако на самом деле эти различия будут несколько больше, поскольку севообороты различаются не только количеством поступающих растительных остатков, но и долей пара, в котором процессы минерализации органического вещества протекают интенсивнее (по нашим данным, примерно на 10%), чем в почве под растениями. Расчет показывает, что суммарная разница в содержании гумуса в почве между севооборотами, обусловленная неодинаковыми количествами растительных остатков и долями чистого пара, будет невелика и не превысит при нормальных технологиях 0,2%, при интенсивных — 0,3%. Разумеется, эти расчеты не учитывают возможные потери гумуса вследствие эрозионных процессов.

Ответ на второй вопрос следует искать в показателях основных элементов — биофилов. Как видно из табл. 8, наибольшее отрицательное сальдо баланса азота в почве в двух- и трехпольных севооборотах составляет 30-40 кг/га в год. Однако здесь при подсчете баланса азота не учтен приход элемента в почву в результате несимбиотической и ассоциативной азотфиксации, а также с семенами и осадками. В среднем за год в сумме это может составить не менее 20 кг/га, и тогда дефицит азота на 1 га пашни уменьшится до 10-20 кг/га.

Предположим, что в почве, содержащей 6% гумуса, легкоминерализуемая фракция органического вещества составляет 10%. Как показывают расчеты, необходимо 45-90 лет, чтобы эта фракция в слое 0-30 см была полностью исчерпана (что практически невозможно) вследствие использования почвы с ежегодным дефицитом азота 10-20 кг/га. Ежегодный дефицит фосфора и калия в севооборотах составляет 10-20 кг/га пашни. Можно полагать, что при среднем содержании подвижных форм фосфора и обменных калия (150 мг/кг почвы — 450 кг/га в слое 0-30 см) такой дефицит элементов не будет существенно сказываться на обеспеченности ими растений в ближайшие 10-20 лет вследствие постепенного пополнения этих фондов из малоподвижных почвенных запасов.

Эти ориентировочные оценки позволяют заключить, что при крайнем дефиците финансовых ресурсов у земледельцев есть минимум 10-15лет, чтобы на старопахотных черноземах вести высокорентабельное (до 250%) производство зерна в двух-, трехпольных зернопаровых севооборотах. Однако в будущем здесь потребуется увеличить применение удобрений. Примером может служить опыт земледелия в некоторых провинциях Канады, где довольно длительное время практиковались севообороты с высокой долей чистого пара, а в настоящее время по пару под зерновые культуры вносят до 40 кг/га минерального азота.

Таким образом, чтобы получить максимум прибыли с 1 га пашни на черноземах Западной Сибири, в хозяйствах, испытывающих дефицит финансовых средств, наиболее выгодно применять нормальные технологии в двух-, пятипольных севооборотах. При затратах 1500-2100 руб/га можно получить среднегодовую урожайность зерновых 1,5-1,9 т/га, прибыль 3600-4200 руб. при уровне рентабельности производства 175-250%. При наличии достаточного количества финансовых ресурсов выгоден переход к интенсивным технологиям. При этом в сравнении с нормальными технологиями затраты на 1 га пашни возрастают примерно в 2 раза, а выход зерна — до 2,2-3,2 т и прибыль — до 5500-6500 руб. при рентабельности производства 120-240%.

В зонах, где выпадает 400-500 мм в год, можно успешно вести земледелие в севооборотах без пара или с минимальным его использованием, а роль интенсификации почвенного плодородия и борца с сорной растительностью возложить на многолетние бобовые травы с коротким периодом использования. Как правило, это клевер.

В Маслянинском районе Новосибирской области давно используются севообороты типа: I - клевер первого года - клевер второго года -пшеница - овес - горох + ячмень - овес + клевер; II - клевер первого года - клевер второго года - пшеница - горох + ячмень -овес + клевер; III - клевер первого года - клевер второго года - пшеница - зернофуражные, гречиха -чистый пар - озимая рожь - лен-долгунец -овес + клевер.

Такие севообороты позволяют вести борьбу с сорняками с помощью применения на части полей гербицидов против двудольных сорняков и получать урожайность зерновых 2,3-2,5 т/га без применения минеральных удобрений.

Очень важным принципом энергоресурсосбережения является комплексное применение средств интенсификации технологий выращивания.

Это доказано не только в опытах научных учреждений, но и результатами демонстрационных опытов в различных зонах и в различные годы в хозяйствах Новосибирской области и других регионов. В демонстрационных опытах, где применялся весь комплекс средств интенсификации, урожайность в отдельные годы была выше более чем в 2 раза в сравнении с хозяйством, где выполнялся опыт, и более чем в 4 раза в сравнении с районными показателями (табл. 9).

Урожайность яровой пшеницы по интенсивной технологии в сравнении с производственными посевами Новосибирской области, т/га

Читайте также: