UniversityAgro.ru » Земледелие

Category Archives: Земледелие

Азотфиксация

Азотфиксация, или микробиологическая фиксация атмосферного азота — процесс поглощения микроорганизмами почвы азота атмосферы и трансформация его в органические и минеральные вещества.

Изучением азотфиксации занимались Ж. Буссенго, М. Бейерник, Г. Гельригель, Г. Вильфорт, М.С. Воронин, С.Н. Виноградский, В.Л. Омелянский, Д.Н. Прянишников, Д.И. Менделеев, К.А. Тимирязев.

«Немного найдется явлений, где бы так ясно определилась взаимная роль теории и практики, как в тех исследованиях, в которых научные вопросы о происхождении азота у растений неразрывно сливались с чисто практическими вопросами о пользе возделывания клевера и вообще бобовых».

К.А. Тимирязев, 1890 г.

Отечественная сельскохозяйственная наука уделяла большое внимание изучению явления азотфиксации: создана коллекция наиболее эффективных штаммов микроорганизмов, с конца 50-х годов ведутся генетические и генетико-селекционные исследования, которые впервые в отечественной литературе освещены в монографии «Генетика симбиотической азотфиксации с основами селекции» под редакцией И.А. Тихоновича и Н.А. Проворова в 1998 г.

Значение азотфиксации

На долю азота в атмосферном воздухе приходится 78,09%. Над 1 гектаром суши или водной поверхности Земли содержится около 80 тыс. т азота, который недоступен большинству высших растений.

Атомы азота в молекуле N2 соединены очень прочной тройной связью N≡N,  поэтому разрыв этой связи сопряжен с большими затратами энергии. В промышленности этот процесс с образованием аамиака происходит при высоких температурах и давлении, тогда как в биологических системах — при нормальном атмосферном давлении и температуре.

В зависимости от источников энергии азотфиксирующие микроорганизмы относят к: автотрофам и гетеротрофам.

По оценкам, суммарный объем азотфиксации в год в наземных экосистемах составляет 175-190 млн т азота, 90-110 млн т из которых приходятся на почвы сельскохозяйственных угодий (Мишустин, 1983). При этом ежегодный вынос азота из почвы с сельскохозяйственной продукцией составляет 110 млн т.

Интенсивность азотфиксации

Опыт, проведенный Б.А. Ягодиным совместно с Ю.Я. Мазелем и Ю.Г. Сазоновым в 1981 г. показал зависимость симбиотической азотфиксации от обеспеченности растений азотом и интенсивности фотосинтеза. В этом опыте, люпин сорта Быстрорастущий 4 выращивали при разных уровнях обеспеченности азота и 1-, 3- и 6-суточном затенении. Освещенность изменялась в 1000 раз. Затенение приводило к снижению азотфиксации, в большей степени — при высоком содержании минерального азота. После 6-суточного затенения азотфиксация в варианте без азота снизилась в 40 раз, в варианте с половинной дозой — полностью прекратилась, при двукратных дозах — азотфиксация остановилась уже после 3-суточного затенения.

Максимум интенсивности азотфиксации отмечался в фазе цветения в вариантах без азота и половинной дозой. В фазе бутонизации при половинной дозе она была больше, чем в варианте без азота. Это объясняется тем, что небольшая стартовая доза азота способствует лучшему развитию клубеньков на ранних этапах развития. В фазе цветения в варианте без азота этот показатель был выше, чем в вариантах с азотом.

В фазе бутонизации максимум азотфиксации в дневном цикле приходился на утренние часы (8 ч), причем в варианте с половинной дозой фиксация проходила быстрее, чем в варианте без азота. В фазе цветения максимум приходился на полдень. В этом случае она была наибольшей в варианте без азота. При повышенной дозе азота этот показатель уменьшался во все фазы развития.

Более интенсивное поступление продуктов, меченных 14С, отмечалось в варианте без азота. При двойной дозе оно было на 20% меньше. Через 30 мин после экспозиции метка обнаруживалась в клубеньках обоих вариантов (0,37 и 0,07 соответственно, от общей активности). За 2,5 ч в варианте без азота в клубеньки поступило в 7 раз больше продуктов, чем в варианте с азотом, в корни — в 5 раз, в стебли — в 2 раза больше.

Неодинаковая скорость поступления продуктов фотосинтеза в корневые клубеньки при разных уровнях азотного питания повлияла на интенсивность азотфиксации. Вследствие накопления продуктов фотосинтеза в варианте с азотом затенение в течение 3 суток подавило азотфиксацию клубеньков.

Таким образом, затенение люпина приводит к снижению фиксации азота, но в варианте на фоне минерального азота это снижение больше, чем без азота.

Коэффициент азотфиксации составляет от 0,3 до 0,85.

Интенсивность азотфиксации свободноживущими бактериями зависит от запасом легкодоступных органических веществ, служащих источником энергии. Например, активность азотфиксации в прикорневой зоне растений за счет ассоциативной азотфиксации в 3-200 раз больше, чем в почвах междурядий. Поэтому растения является главным фактором деятельности диазотрофных бактерий в ризосфере благодаря корневой экссудации и корнеопада, объем которых составляет от 25 до 50% продукции фотосинтеза.

Интенсивность фиксации азота диазотрофов определяется выделительной деятельностью корневых систем растений, то есть, в конечном счете от фотосинтетической активности.

Высокая активность в ризосфере многих тропических растений связана со способность использовать при фотосинтезе путь С-4-дикарбоновых кислот. Растениям этого типа требуют интенсивного освещения, а максимальная скорость фотосинтеза у них значительно выше, чем у растений, использующих цикл Кальвина (С-3-тип). Так как растениями с С-4-типом расходуется меньшее количество углеводов на фотодыхание, их часть используется для роста корней и корневой экссудации.

Несимбиотическая азотфиксация изучалась многими исследователями, однако о ее масштабах в различных почвенно-климатических зонах информации мало, в связи с тем, что в природных условиях этот процесс зависит от ряда динамичных факторов среды.

Так, согласно ряду исследований плодородных почв рисовых полей показано, что в результате несимбиотической фиксации под рисом накапливаться 60-70 кг/га азота в год. Причем в затопляемых почвах фиксируется 57-63 кг/га азота, а в незатопляемых — 3-7 кг/га, без растений в затопленных почвах — 23-28 кг/га азота.

За 3 месяца вегетации азотфиксация в почвах рисовых полей Краснодарского края составляла 9-27 кг. Внесение соломы в почву способствует размножению различные группы азотфиксирующих бактерий и росту азотфиксации до 20-40 кг/га в месяц. Влажность также способствует усилению активности при разложении соломы и целлюлозы. В интразональных почвах избыточного увлажнения, то есть пойменных, болотных почвах и рисовых плантациях, активность наиболее высока — от 16,5 до 67,5 кг/га в месяц. В почвах тропической зоны несимбиотическая азотфиксация в среднем составляет 200 кг/га в год, достигая иногда 600 кг/га в год.

Активность несимбиотической азотфиксации зависит также: влажности, температуры, гранулометрического состава почвы, степени аэрированности корнеобитаемого слоя, содержания углекислого газа, наличия макро- и микроэлементов. Минеральные удобрения, известкование, воздушный режим также влияют на интенсивность, но, высокая эффективность отмечается, когда влажность, температура и органическое вещество не лимитируют азотфиксацию. Внесение в дерново-подзолистые почвы растительных остатков позволяет увеличить азотфиксирующую активность в 2-5 раз при условии достаточного увлажнения.

Минеральные азотные удобрения оказывают регулирующее действие на азотфиксацию. В опытах in vitro доказано торможение азотфиксации при наличии связанного азота (при отсутствии растений).

Торможение отмечается при дозах связанного азота более 500-1000 кг/га. Дозы удобрений, которые как правило используются в земледелии, вызывают кратковременное подавление азотфиксации. В то же время, азотные удобрения стимулируют развитие растений, повышают продуктивность фотосинтеза и увеличивают масштабы экзоосмоса, способствуя тем самым ассоциативной азотфиксации на последующих стадиях развития растения, когда избыток минерального азота удобрений в почве значительно снизится.

Применение радиометрического метода в исследованиях количества органического вещества в пожнивно-корневых остатках позволило выявить, что за счет корневых выделений в течение вегетации и постоянного отмирания части корневой системы после уборки растений в почве остается в 3-4 раза больше органического вещества, чем при определении этого показателя обычными методами. При расчете органического вещества следует также учитывать прижизненно отмершие надземные органы растений.

В симбиозе с клубеньковыми бактериями бобовые культуры способны удовлетворять до 60-90% своей потребности в азоте. Однолетние зернобобовые культуры, например, люпин, горох, за сезон связывают 50-100 кг/га азота, половина которого остается в почве, многолетние бобовые травы (клевер, люцерна) — 180-300 кг/га, из которого с корнями и пожнивными остатками остается в почве 70-100 кг/га.

Азотфиксирующие бактерии

Автотрофные азотфиксаторы — цианобактерии и фотосинтезирующие анаэробные бактерии. Имеют значение только в условиях переувлажнения и на затопленных почвах, где фиксация достигает 20-50 кг/га азота в год.

Гетеротрофные азотфиксирующие бактерии распространены на всех типах почв в ризосфере и филлосфере растений. Из этой группы хорошо изучены клубеньковые бактерии и их роль в азотном питании бобовых растений и обогащении почв азотом. Вклад других гетеротрофных симбиотических азотфиксаторов, например, эндосимбионты ольхи, облепихи, еще плохо изучен.

Несимбиотические гетеротрофные азотфиксирующие бактерии также мало изучены, хотя азотфиксирующая способность микроорганизмов была открыта именно у представителей этой группы. В почвах зоны умеренного климата они связывают до 3-5 кг/га азота в год. Выявлено большое видовое разнообразие и широкое их распространение в почвах всех климатических зон, в ризосфере и на поверхности растений, в водоемах, илах и осадках, в кишечнике насекомых, рыб и высших животных.

Способность к азотфиксации обнаружена у большого числа бактерий различных систематических групп. Помимо азотобактера, клостридий и клубеньковых бактерий, этой способностью обладают группы бактерий: Arthrobacter, Bacillus, Erwinia, Klebsiella и др. Чистые культуры эукариотных микроорганизмов, в том числе грибы и дрожжи, не обладают азотфиксирующей активностью, однако смешанные культуры азотфиксаторов с эукариотами отличаются повышенной нитрогеназной активностью.

Активная деятельность клубеньковых бактерий определяется розовой или красной окраской клубеньков, при небольшой активности клубеньки имеют белую или бледно-зеленую окраску. Для активизации их деятельности семена зернобобовых культур обрабатывают бактериальными удобрениями, например, ризоторфином или нитрагином.

Клубеньковые бактерии представляют собой палочки, в свободном состоянии — строгие аэробы и не способны усваивать азот воздуха. Установлено несколько видов клубеньковых бактерий, отличающихся по типу отношения к растению-хозяину. Некоторые виды бактерий способны заражать группу бобовых растений, другие очень специфичны и вступают в симбиоз только с отдельными культурами.

Ассоциативная азотфиксация

Ассоциативная азотфиксация — фиксация азота в фитоплане, то есть ризосфере и филлосфере небобовых растений. Впервые, возможность азотфиксации в прикорневой зоне небобовых культур, была предсказана в 1926 г. С.П. Костычевым, впоследствии экспериментально подтверждена исследованиями с использованием балансового метода (Брэдбокский опыт (Англия), опыт Прянишникова, опыт «вечная» рожь (Германии)).

Бессменное выращивание небобовых культур не приводило к значительному снижению содержания азота в почве, несмотря на его ежегодное отчуждение с урожаем, в тоже время в пару количество азота непрерывно уменьшалось. При ассоциативной азотфиксации микроорганизмы и растения не вступают в такое взаимодействие, как в симбиотических системах, однако, в целом, имеет те же особенности: активность азотфиксации изменяется по мере развития растений, максимум достигается в периоды бутонизации и цветения, снижается при созревании.

Изначально внимание было уделено взаимодействию азотфиксирующих бактерий (Spirillum, Lipoferum, Azospirillum brasilense и др.) с корневой системой тропических злаковых растений. Однако утверждение об уникальности свойств азоспирилл оказалось преувеличенным. В настоящее время известно о фиксации азота ризосферой риса, кукурузы, сорго, пшеницы, некоторых видов тропических трав. Известно свыше 200 видов небобовых растений, способных к азотфиксации с помощью ризосферных микроорганизмов.

Ассоциативная азотфиксация имеет большую экологическую значимость, именно за счет нее происходит пополнение фонда доступного азота в большинстве природных экосистем. Однако клубеньковые бактерии (Rhizobium) в симбиозе с бобовыми культурами показывают наибольшую эффективность: в оптимальных условиях биологическая фиксация азота достигает свыше 300 кг/га в год.

Механизм биологического связывания азота

В конце прошлого столетия высказывались разные предположения о механизмах связывания азота. Рассматривали два варианта — окислительный и восстановительный. Д.Н. Прянишников считал, что переход N2 в NНз через оксиды азота невозможен, так как противоречит принципу допустимой экономии энергии организмов. С.Н. Виноградский в конце прошлого века высказал предположение о способе восстановительного связывания молекулярного азота до аммиака.

«Механизм процесса усвоения азота представляется в данном случае как действие водорода в момент его выделения на газообразный азот в живой протоплазме клетки. Гипотеза о том, что синтез аммиака является непосредственным результатом этого процесса, кажется нам обоснованной».

С.Н. Виноградский «Об усвоении микробами газообразного азота атмосферы»

П.А. Костычев развил теорию С.Н. Виноградского о восстановительной фиксации молекулярного азота через аммиак. В настоящее время этот механизм считается общепризнанным.

Гипотетическая схема превращения азота
Гипотетическая схема превращения азота

Основным ферментом, отвечающим за азотфиксацию является нитрогеназа. У бобовых культур она сосредоточена в клубеньковых бактериях. Трудности по выделению этого фермента из клеточных организмов, долгое время задерживало изучение биохимических процессов азотфиксации. Выделить нитрогеназу можно только в отсутствии воздуха.

Впервые бесклеточные экстракты из клубеньков сои получены в 1968 г. в лаборатории Эванса. В СССР впервые был выделен ферментный комплекс (нитрогеназа) из бактероидов клубеньков люпина и сои в 1970 г.

Нитрогеназа состоит из двух белковых структур: одна — с молекулярной массой 164 000, содержит молибден и железо, вторая — с молекулярной массой 56 000, содержит только железо. По отдельности эти структуры не фиксируют молекулярный азот.

У большинства микроорганизмов нитрогеназа инактивируется кислородом, причем Fе-белок обладает большей чувствительностью к кислороду, чем Мо-Fе-белок. Fе-белок также очень чувствителен к холоду и инактивируется при температуре 0 °С. Для биохимической реакции восстановления азота необходимо наличие АТФ, источника электронов и ионов Мg2+. Большинство ученых считают, что на фиксацию 1 молекулы азота расходуется 15 молекул АТФ.

Отличительная особенность нитрогеназы — способность восстанавливать не только молекулярный азот, но и другие молекулы с тройной связью. Эта особенность позволила использовать метод определения азотфиксации по восстановлению ацетилена (HC≡CH) в этилен (H2C=CH2).

Биохимия нитрогеназы до конца не изучена. Например, не известно, как энергия гидролиза АТФ сочетается с переносом электронов, как протекает восстановление молекулы азота, не ясен механизм участия в этом процессе железа и молибдена. Потребность в молибдене у азотфиксирующих азотобактера намного больше, чем у нитратредуцирующих видов.

В симбиотической фиксации азота участвуют и другие металлсодержащие ферменты, например, леггемоглобин, который локализуется в растительных клетках. В клубеньках он присутствует в виде продукта симбиоза бактерий и высших растений, но активность азотфиксации зависит от его концентрации в клубеньках.

Функция леггемоглобина сходна с функцией гемоглобина и заключается в обратимом присоединении кислорода. Леггемоглобин — переносчик кислорода, не принимает участия в восстановлении азота, но участвует в процессах образования энергии АТФ, которые протекают с участием кислорода, и одновременно позволяет сохранять анаэробные условия для работы нитрогеназы. Механизм защиты нитрогеназы от кислорода сложен, и леггемоглобин, вероятно, лишь один из звеньев в этом процессе.

Восстановление азота через диимид и гидразин
Схема ступенчатого восстановления азота через диимид и гидразин (Харди, 1970)

У анаэробных азотфиксаторов предположительно есть несколько механизмов защиты нитрогеназы от кислорода. Например, очень высокая дыхательная активность азотобактера является системой защиты от инактивации кислородом.

Другой предполагаемый способ — «конформационная защита нитрогеназы», то есть пространственное изменение белкового компонента нитрогеназы в присутствии кислорода.

В азотфиксации принимают участие корриноиды — соединения группы витамина В12, включающие кобальт. Потребность в кобальте была показана в опытах по симбиотическому выращиванию бобовых на питательных средах, лишенных азота, и установлена по факту положительного действия на активность азотфиксации. В клубеньках корриноиды присутствуют в клубеньковых бактериях (бактероидах) и в растительной ткани клубенька.

Биохимическая роль витамина В12 в азотфиксации мало изучена, известно, что соединения группы В12 входят в состав ферментов метилмалонил-КоА-мутазы и рибонуклеотидредуктазы.

Таблица. Содержание в клубеньках веществ, участвующих в азотфиксации[1]

Вещества
Эффективный штамм
Неэффективный штамм
Витамин B12 в клубеньках люпина, ммкг/г
65
45
Кобамидные коэнзимы в клетках Rhizobium melitoli, тыс. ммоль/г
25,5
6,7
Гемоглобин в клубеньках фасоли (по данным Шемахановой), мг/г сухой массы
95
68
Дезоксирибонуклеиновая кислота в клубеньках люпина, мг/г
0,04
0,016

Производные витамина В12 катализируют биохимические реакции, в которых происходит перенос водорода между двумя смежными атомами углерода с одновременным перемещением других групп в противоположном направлении.

Роль кобамидных коэнзимов в клубеньках бобовых растений
Роль кобамидных коэнзимов в клубеньках бобовых растений

Применение азотфиксации в земледелии

Белок важнейший компонент пищи че­ловека и животных. Во многих странах мира в расчете на единицу площади наблюдается резкий дефицит пищевого белка. Бобовые культуры в расчете на единицу площади позволяют получать белка гораздо больше, чем злаковые. Так, количества белка в семенах люпина и сои в 2-3 раза больше, чем в зерне пшеницы, ржи или овса, и в 3-4 раза больше, чем в зерне риса и кукурузы.

Стоимость белка бобовых в 10 раз ниже белка хлебных злаков, при этом он на 80-90% состоит из легкоусвояемых форм, полноценнее по составу аминокислот.

С агрономической точки зрения, бобовые культуру также имеют большое значением, как культуры, обогащающие пожнивными остатками и накапливающие азот в почве, ускоряют минерализацию растительных остатков, повышают коэффициент использования почвенного азота.

По данным длительного опыта, проведенного в Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева Б.А. Доспеховым, на дерново-подзолистой почве введение в севооборот клевера повысило урожайность ржи на 0,75 т/га, и дополнительно при использовании фосфорных и калийных удобрений — на 1,18 т/га. Еще больший эффект был достигнут при применении известкования в дозах 1 т/га на неудобренной почве. Многолетние бобовые культуры способствуют структурообразованию, препятствуют развитию эрозионных процессов, выполняют фитосанитарную функцию. Например, люцерна подавляет возбудителя вертициллезного вилта хлопчатника, поэтому её вводят хлопчатниковые севообороты.

Эффективность максимального использования биологического азота зависит от кислотности почвы, то есть применении известкования, внесения фосфорных, калийных удобрений и некоторых микроудобрений.

При решении практических задач, связанных с азотным питанием, важное место занимает доля биологического азота в балансе питательных веществ. 

Данные о величине симбиотической азотфиксации различны. Например, по данным А.В. Соколова количество фиксированного клевером азота варьирует от 45 до 95%, по данным В.Е. Шевчука, только треть азота фиксируется бобовыми растениями из атмосферы, по данным Е.Н. Мишустина, за год в корневых остатках люцерны накапливается примерно 100 кг/га азота и 50 кг/га у клевера.

Согласно расчетам Н.С. Авдонина, основанных на данных Д.Н. Прянишникова о способности клевер фиксировать 150 кг/га азота в год, люцерны — 250-300 кг/га, величина симбиотического усвоения молекулярного азота может достигать 3 млн т, по расчетам Е.Н. Мишустина — около 3,5 млн т. В масштабе биосферы роль симбиотической азотфиксации невелика, так как на долю бобовых культур приходится около 10% общей площади посевов сельскохозяйственных культур, а в естественных фитоценозах их гораздо меньше.

При благоприятных условиях симбиоза, то есть при рНсол 6-7, обеспеченности фосфором, калием, магнием, бором, молибденом, наличии специфичных вирулентных штаммов клубеньковых бактерий, оптимальной влажности почвы, горох посевной фиксирует до 150 кг/га, бобы кормовые и соя — до 250 кг/га, люпин белый — до 300 кг/га азота, при этом урожайность составляет 30-40 ц/га семян.

Однако в практике обеспечить оптимальные условия удается редко, активность симбиоза ослабляется и фиксируется только 20-60 кг/га азота воздуха при урожайности 12-15 ц/га. Иногда из-за избыточной кислотности почвы, недостатка влаги или питательных веществ фиксации азота не происходит, растения дают низкие урожаи с минимальным содержанием белка.

Данных о поступлении в почву азота с атмосферными осадками также недостаточно. Эта величина варьирует от 2 до 20 кг/га в год. До 90% азота, поступающего с семенами, используется урожаем. С семенами зернобобовых вносится от 8 до 15 кг/га азота, зерновых колосовых — 4-6 кг/га.

Несколько лучше изучены вопросы расходных статей баланса азота. Многочисленными работами ряда авторов показано, что азот удобрений на различных почвах используется на 50-60% в вегетационных опытах и на 40-50% в полевых. Однако при определении коэффициентов использования питательных веществ чрезвычайно важное значение имеет изучение сбалансированного питания растений всеми необходимыми элементами.

По данным В.К. Шильникова и Е.Я. Серова, резервом в мировом масштабе азотфиксации наземных и водных экосистем являются синезеленые водоросли и фитосинтезирующие диазотрофы. Некоторые виды цианобактерий образуют ассоциации с грибами (лишайники), высшими растениями, например, симбиотические ассоциации с водным папоротником Azolla. Эффективность многих аэробных азотфиксирующих микроорганизмов повышается при давлении кислорода менее 2,02 ⋅ 104 Па. Поэтому, в морской и грунтовой воде, в почвах затапливаемых рисовых полей, в горячих источниках могут складываться благоприятные условия для азотфиксации аэробными микроорганизмами.

Филлосфера, то есть поверхность листьев растений также служит нишей несимбиотического гетеротрофного связывания микроорганизмами атмосферного азота. Её вклад в общий баланс азотонакопления оценивается в 13-15%, а способность к азотфиксации филлосферных микроорганизмов — в 55%.

Д.Н. Прянишников уделял большое внимание балансу азота как критерию плодородия почв и урожайности культур. Он был первым, кто подсчитал баланс азота в СССР. В 1937 г. дефицит азота составлял примерно 70%. По его расчетам, в 1940 г. большая часть возвращаемого на угодья азота поступала: с навозом — до 14,8%, с корнями бобовых — 8,2%, с минеральными удобрениями — 3,2%, всего — 26,2%. Остальные 73,8% составлял дефицит.

Изучение процессов микробиологической фиксации азота позволит более эффективно использовать его в земледелии.

К наиболее важным практическим вопросам биологического азота, требующим изучения относятся:

  1. Эколого-биологическое и агрономическое аспекты процесса для полноценного использования и интенсификации азотфиксации.
  2. Изучение механизмов биологического связывания в мягких условиях для разработки новых способов получения азотных удобрений и приемов регулирования процессов азотфиксации.
  3. Генетико-селекционные исследования симбиоза бобовых растений с клубеньковыми бактериями, а также применение генной инженерии, достижений биохимии и молекулярной биологии для распространения процессов азотфиксации на многие сельскохозяйственные культуры.

Литература

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.

Растениеводство/П.П. Вавилов, В.В. Гриценко, В.С. Кузнецов и др.; Под ред. П.П. Вавилова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1986. — 512 с.: ил. — (Учебник и учеб. пособия для высш. учеб. заведений).

Минимальная обработка почвы

В условиях экологического почвозащитного земледелия распространение получают более экономичные энергосберегающие технологии минимальной обработки почвы.

Минимальная обработка почвы — научно обоснованная обработка почвы, позволяющая снизить энергетические и трудовые затрат за счет уменьшения числа, глубины и обрабатываемой площади поля, совмещения и выполнения нескольких технологических операций в одном рабочем процессе.

Разновидностью минимальной обработки является нулевая, или прямой посев, предполагающий посев в необработанную почву. Для борьбы с сорной растительностью при этом применяют гербициды. Мульчирующая, консервирующая и иные обработки объединяют различные по интенсивности и глубине технологии плоскорезной, чизельной обработок с сохранением на поверхности поля более 30% стерни и растительных остатков. Растительная мульча позволяет сократить потери влаги на испарение, защитить почву от перегрева и эрозии. Поэтому минимальную обработку относят к почвозащитной.

Значение минимизация обработки почвы

Необходимость минимальной обработке почвы обусловливается снижением энергетических и трудовых затрат на ее проведение. В современных технологиях возделывания культур на обработку приходится до 25% трудовых и 40% энергетических затрат.

Интенсификация земледелия требует увеличения мощности тракторов, ширины захвата орудий, но при этом уменьшения массы и давления на почву. Например, трактор К-701 при массе 12 т, оказывает давление ходовыми системами колес 1,7-1,8 кг/см2. Допустимая же нагрузка на почвы в состоянии физической спелости при вспашке составляет 1,0-1,2 кг/см2. Чрезмерное уплотнение приводит к ухудшению агрофизических свойств почвы, снижая, например, полевую всхожесть семян озимой пшеницы на 25% и урожайность на 12-30%.

Применение в севооборотах интенсивной обработки с преобладанием ежегодной вспашки активизирует микробиологические процессы разложения гумуса. Черноземные почвы при отвальной обработке за 30 лет теряют 0,8-1,2% гумуса, что отрицательно влияет на баланс органического вещества и приводит к значительным потерям питательных веществ и энергии. Ускоренное разложение гумуса способствует развитию эрозионных процессов, особенно на склоновых землях. По этой причине минимальную обработку рассматривают в качестве важнейшего условия сохранения потенциального и повышения эффективного плодородия, защиты почвы от эрозии за счет улучшения гумусового баланса и уменьшения потерь питательных веществ. Наряду с этим она существенно сокращает энергетические затраты на обработку и сроки выполнения полевых работ.

Важнейшими условиями эффективного использования минимальной обработки являются:

  • высокий технологический уровень возделывания культур,
  • качественное проведение механизированных полевых работ в оптимальные сроки,
  • обеспеченность предприятия эффективными средствами защиты растений и удобрениями.

Минимизация обработки достигается высокой технической оснащенностью предприятия комбинированными почвообрабатывающими и посевными агрегатами, совмещающими до 4-5 технологических операций, например, обработку почвы, внесение удобрений, гербицидов, посев.

Минимальная обработка в первую очередь необходима на черноземных, каштановых, серых лесных и хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах с оптимальными для растений агрофизическими свойствами, чистыми от многолетних сорных растений полях. Например, уменьшение числа глубоких обработок на черноземных, каштановых, серых лесных и других почвах, возможно при равновесной плотности примерно равной оптимальной и не превышающей 1,2-1,3 г/см3 для зерновых культур и содержанием воздуха не менее 13-15% объема почвы.

Пригодность почв для минимальной обработке определяют по ряду показателей плодородия:

  • содержанию гумуса,
  • водопрочной структуре,
  • коэффициенту пористости,
  • степени и виду засоренности поля.

Пригодными, например, дерново-подзолистые почвы считаются при содержании гумуса не менее 2%, водопрочных агрегатов, то есть частиц размером менее 0,25 мм, более 25-30% и коэффициентом пористости более 0,9. Почвы с коэффициентом пористости менее 0,9 имеют неустойчивое сложение и склонны к уплотнению, что отрицательно сказывается на урожайности.

К основным направлениям минимальной обработки почвы относятся:

  • сокращение числа и глубины основных, предпосевных и междурядных обработок в севооборотах на высокоплодородных почвах и благоприятными агрофизическими свойствами при условии использования (при необходимости) гербицидов;
  • замена глубоких основных обработок под некоторые культуры севооборота поверхностными и мелкими за счет применения широкозахватных плоскорежущих, чизельных, дисковых и иных орудий, особенно под озимые и яровые зерновые культуры;
  • совмещение нескольких технологических операций и приемов в одном рабочем процессе за счет использования комбинированных почвообрабатывающих и посевных агрегатов;
  • применение прямого посева зерновых, кукурузы без предварительной, полосной (в зоне рядка) предпосевной обработки при выращивании пропашных культур.

Выбор приемов минимальной обработки почвы зависит от уровня плодородия, увлажненности зоны, биологических особенностей культуры и степени засоренности полей. Так, на увлажненных землях Северо-Западного района Нечерноземной зоны из-за уплотнения почвы зяблевую вспашку под картофель заменяют мелкой дисковой обработкой на глубину 10-12 см.

При использовании гербицидов сокращается количество междурядных обработок в посевах пропашных. На легких почвах проводят одно предпосевное боронование под ранние яровые, а в системе основной обработки периодически заменяют глубокую вспашку мелкой или дискование на 10-12 см.

При возделывании картофеля, корнеплодов и овощных культур на незасоренных многолетними сорняками полях зяблевую вспашку исключают или заменяют её лущением. Данный прием эффективен на легких по гранулометрическому составу дерново-подзолистых почвах, темно-серых лесных и других хорошо окультуренных почвах.

Хорошее перемешивание почвы с удобрениями достигается при весеннем предпосадочном фрезеровании с использованием орудий с активными рабочими органами, например, КФГ-3,6, ПР-2,7, что способствует повышению качества обработки и росту урожайности на 10-20%.

По данным Рязанской ГСХА, на серых лесных почвах при повторном возделывании кукурузы вспашку достаточно проводить в первый год с заделкой органических удобрений, в последующие три года ее допустимо заменить дискованием на глубину 10-12 см.

Минимальная обработка почвы особенно эффективна на черноземных почвах Центрально-Черноземной зоны, Северного Кавказа, Поволжья при возделывании озимой пшеницы, идущей после зернобобовых, однолетних трав, кукурузы на силос.

Вспашку заменяют мелким рыхлением на глубину 10-12 см с использованием дисковых и лемешных лущильников, культиваторов-плоскорезов типа КПШ-9, КПШ-11, оборудованных игольчатыми боронами БИГ-ЗА и кольчато-шпоровыми катками.

Минимизации основной обработки почвы достигают путем совмещения вспашки и дополнительных приемов по выравниванию и уплотнению почвы. Для этого применяют комбинированные пахотные агрегаты, например, ПКА-2, включающие плуг, рельсовую волокушу в виде бруса из уголкового проката, секции кольчато-шпоровых катков, который хорошо заделывает растительные остатки, дернину, выравнивает и уплотняет почву. Для улучшения крошения и выравнивания почвы при вспашке 5- и 6-корпусные плуги оборудуют специальными приспособлениями типа ПВР-2,3 (узкоклинчатые и кольчатые диски), а полунавесные 7- и 9-корпусные плуги — ПВР-3,5.

Комбинированные почвообрабатывающие и посевные агрегаты, например, КА-3,6 (фреза и зерновая сеялка), МКПП-3,6 (культиватор и зерновая сеялка), ПКР-3,6, СЗС-2,1М, СЗС-6, СЗС-12, КФГ- 3,6 и другие, позволяют совместить предпосевную обработку, внесение удобрений, посев зерновых и прикалывание почвы.

Комбинированные агрегаты
Комбинированные агрегаты и машины:
а - ПКА-2; б - АКП-2,5; в - РВК-3,6; г - ВИП-5,6;
1, 3 - диски; 2, 10 - балластные ящики; 4 - плуг; 5 - рама; 6 - дисковая батарея; 7 - плоскорежущие лапы; 8 - заравниватель; 9, 11, 14, 16 - катки; 12, 17 - выравнивающие брусья; 13, 15 - рыхлительные лапы; 18 - игольчатый диск

Применении агрегатов с фрезерными рабочими органами позволяет отказаться от вспашки, при этом качество предпосевной обработки улучшается, производительность труда возрастает в 1,6-2,2 раза, а затраты труда снижаются на 30-40%. Урожайность зерновых культур увеличивается на 0,35-0,39 т/га.

Плоскорезная обработка почвы защищает почву от эрозии и сокращает энергозатраты по сравнению со вспашкой. В районах ветровой эрозии посевные агрегаты, совмещающие за один проход предпосевную обработку почвы, рядковое внесение удобрений, посев и прикатывание, более эффективны. Также для этих целей используют лущильник-сеялку ЛДС-6 и др.

Качественную предпосевную обработку вспаханной почвы для посева зерновых культур, сахарной и кормовой свеклы, кукурузы обеспечивает применение комбинированных агрегатов, например РВК-3,6, РВК-5,4, ВИП-5,6. За один проход они проводят крошение глыб, выравнивание поверхность и уплотнение почвы.

Таблица. Урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от способа выполнения технологических операций(Пупонин, 1984)1

Способ выполнения технологических операций
Урожайность, т/га
В среднем за 5 лет
озимая пшеница
ячмень
викоовсяная смесь (зеленая масса)
Раздельный (культивация с боронованием, прикатывание, посев)
4,31
3,52
22,5
3,31
Совмещенный (обработка почвы и посев одновременно с помощью КА-3,6)
4,7
3,87
23,1
3,43

Для предпосевной обработки черноземов, подверженных ветровой эрозии, вспашку заменяют применением комбинированных агрегатов типа АКП-2,5, АКП-5, включающих дисковые и плоскорежущие рабочие органы, игольчатые бороны, кольчато-шпоровый каток. Их применяют для подготовки почвы под озимые, идущие по непаровым стерневым предшественникам.

Применение агрегатов АПЛ-1,5 и АПЛ-2 эффективно при коренном улучшении лугов и пастбищ, которые за один проход вносят удобрения, проводят рыхление почвы, измельчают дернину, высевают семена трав и прикатывают почву в рядках. Совмещение этих операций ускоряет окультуривание лугов и пастбищ, повышает их продуктивность при меньших затратах труда и энергии.

Ежегодные поверхностная и плоскорезная обработки увеличивают засоренность полей на 25-30%, особенно многолетними сорными растениями, и поражаемость культур болезнями и вредителями. По этой причине в севообороте чередуют отвальные и безотвальные обработки с применением эффективных средств защиты растений. Продолжительная поверхностная и мелкая обработки вызывают резкую дифференциацию почв пахотного слоя с накоплением гумуса и питательных веществ в верхнем 10-сантиметровом слое почвы.

Культиватор-глубокорыхлитель
Культиватор-глубокорыхлитель КФГ-3,6:
1, 11 - опорные колеса; 2 - винтовой механизм регулировки колес; 3, 9 - бортовые редукторы; 4 - рама; 5, 8 - боковые валы, закрытые кожухами; 6 - центральный редуктор; 7 - навесное устройство; 10 - кожух фрезербарабана; 12 - фрезербарабан; 13 - рыхлящая лапа; 14 - карданный вал

Снижение биологической активности в нижних слоях и мобилизация микроорганизмами азота верхнего 10-сантиметрового слоя ухудшают азотное питание растений. По этой причине при минимальных обработках дозы азотных удобрений увеличивают на 10-15%.

Постоянные поверхностные обработки также приводят к уплотнению нижних слоев почвы, ухудшаются их водо- и воздухопроницаемость, что обуславливает необходимость периодического глубокого рыхления с применением безотвальных или чизельных орудий.

[INSERT_ELEMENTOR id="3433"]

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Основы агрономии: учебное пособие/Ю.В. Евтефеев, Г.М. Казанцев. — М.: ФОРУМ, 2013. — 368 с.: ил.

Посев (посадка)

Посев (посадка) — размещение семян, зерновок, клубней или рассады по площади поля на определенную глубину с учетом обеспечения растений оптимальной площадью питания. Посев должен обеспечить равномерное распределение семян по площади поля и в почве с учетом глубины для создания благоприятных условий прорастания и появления дружных всходов, хорошей освещенности растений и возможности механизированного ухода.

Основные требования к посеву:

  • использование районированных сортов;
  • применение семян высоких репродукций с лучшими сортовыми и посевными качествами;
  • соблюдение оптимальных норм высева, глубины и сроков посева;
  • выбор способа посева с учетом вида культуры, увлажненности зоны и других условий.
Посев
Посев

Площадь питания

Площадь питания — площадь, занимаемая одним растением и обеспечивающая оптимальные условия роста и развития, следовательно, наибольшую урожайность.

Зависит от:

  • вида и густоты стояния растений, то есть их количества, приходящегося на 1 м2 или 1 га,
  • степени кущения и ветвления,
  • увлажненности зоны,
  • продолжительности вегетационного периода.

Так, для позднеспелых сортов необходима большая площадь питания по сравнению с раннеспелыми сортами. В условиях теплого и засушливого климата площадь питания должна быть больше, а следовательно, и норма высева. Например, для Нечерноземной зоны оптимальная площадь питания одного растения озимой пшеницы составляет 20 см2, для левобережного Поволжья — 25 см2. На почвах с высоким уровнем плодородия площадь питания меньше, чем на менее плодородных. В условиях орошаемого земледелия возможно увеличение густоты стояния растений.

Наибольшая продуктивность растений достигается при оптимальной площади питания, по форме близкой к квадрату.

Площадь питания определяется для каждой культуры и сорта экспериментальным путем применительно к конкретным условиям возделывания.

Глубина посева

Глубина посева — расстояние от поверхности почвы до нижней части высеваемых семян. Оптимальная глубина посева та, при которой обеспечивается наибольшая полнота всходов равномерных и неослабленных.

Глубина посева зависит от:

  • биологических особенностей растений,
  • гранулометрического состава почвы,
  • влажности почвы,
  • размера семян.

Чем крупнее семена, тем больше глубина посева. Бобовые растения, которые выносят семядоли на поверхность почвы, например, люпин, требуют неглубокой заделки на 4-5 см. Злаковые и мелкосемянные заделывают на глубину 2-3 см, например семена клевера, льна, злаковых трав.

Глубина посева составляет:

При посеве в сухую почву глубину посева увеличивается для улучшения влагообеспеченности прорастающих семян. Глубокая заделка на тяжелых заплывающих почвах приводит к изреживанию и замедленному появлению ослабленных всходов. Поэтому глубина посева на тяжелых суглинистых и глинистых почвах меньше, чем на легкосуглинистых и супесчаных.

Норма высева

Норма высева — количество всхожих семян или их масса с учетом посевной годности, высеваемых на 1 га, обеспечивающая нормальные по густоте всходы и хорошую урожайность. Выражается числом всхожих семян (млн, тыс. шт.) и массой семян (кг, ц) на 1 га.

Норма высева различных культур определяется соответственно требованиями растений к площади питания и размером семян (массы 1000 семян), целью возделывания, например, на зерно или силос, окультуренностью почвы, условиями увлажнения, способом посева. Норма высева мелкосеменных культур, как правило, выше, чем крупносеменных. Так, у гороха она составляет 1,2 млн шт/га при массе 1000 зерен 250 г, у озимой пшеницы — 5 млн шт/га при массе 1000 зерен 44 г.

При широкорядном посеве норма высева меньше, чем при обычном рядовом; в засушливых условиях ее уменьшают, а в зонах достаточного увлажнения или при орошении, наоборот, увеличивают.

Для разных природно-климатических зон экспериментально определены примерные нормы высева семян с учетом биологических особенностей сорта, метеорологических и иных условий. Изменение нормы высева позволяет густоту стояния растений, и, следовательно, условия жизни растений.

Норма высева зависит от всхожести, чистоты и массы 1000 семян. Для расчета весовых норм высева предварительно рассчитывают посевную годность семян, то есть содержание (в %) чистых и одновременно всхожих семян:

где Пг — посевная годность семян, %, Ч — чистота семян, %; В — всхожесть семян, %.

Например, при чистоте семян озимой пшеницы 98% и их всхожести 95% посевная годность составит:

Весовая норма высева с учетом посевной годности рассчитывается по формуле:

где Нв — весовая норма высева, кг/га; К — количество семян, млн/га; М— масса 1000 семян, г; Пг — посевная годность, %.

Пример. В Центрально-Черноземной зоне рекомендованная норма высева семян озимой пшеницы составляет 5 млн/га; массе 1000 семян — 44 г при посевной годности 93,1%. Весовая норма высева составит:

Количество семян сахарной свеклы N, высеваемых на 1 м рядка при пунктирном посеве определяется по формуле:

где m — число всходов на 1 м рядка; Вп — полевая всхожесть семян, %; К — коэффициент ростковости семян.

Норма высева зависит также от засоренности полей и предшествующей культуры. Изреженность посевов при неблагоприятных условий может приводить к увеличению засоренности сорной растительностью. Поэтому на засоренных полях и при размещении после культур, оставляющих после себя достаточно засоренные поля, например, озимые после непаровых предшественников, норму высева семян увеличивают на 10-12%. Её увеличивают и при высеве устойчивых к полеганию и менее кустящихся сортов, например, озимой пшеницы сорта Безостая 1.

Способы посева

Выделяют следующие способы посева:

  • рядовые:
    • узкорядный;
    • перекрестный;
    • широкорядный;
    • ленточный;
    • пунктирный;
    • бороздковый;
    • гребневой;
    • полосный;
  • разбросный;
  • полосный.

Рядовые способы получили наибольшее распространение. Семена этим способом распределяются рядами с различной шириной междурядий, чаще от 10 до 25 см, и заделываются в почву при помощи сошников сеялки. Рядовые способы применяют для посева культур, не требующие большой площади питания: зерновые, горох, гречиху, однолетние и многолетние травы.

Для зерновых культур расстояние между рядками составляет 15 см. Для их посева используют обычные рядовые сеялки, например, СЗ3-6, СЗТ-3,6, СЗС-2,1 и другие.

В районах, подверженных ветровой эрозии, ширина междурядий составляет 22,8 см.

Недостатком обычного рядового способа является загущенность растений в рядках при высоких нормах высева семян, которые могут быть более 6 млн/га.

При разбросном способе посева семена размещаются по поверхности почвы без рядков и заделывают в почву боронами или другими орудиями.

При полосном способе посева семена размещаются узкими полосами с хаотичным распределением их в полосе.

Кроме вышеперечисленных способов существуют также совмещенный и прямой способы посева.

Совмещенный посев — посев, при которых одновременно высевают две или более культур, например, смеси кукурузы с кормовыми бобами, сорго или подсолнечником; вики с овсом; клевера с тимофеевкой. При таком способе семена двух культур высевают в разные рядки и заделывают их на разную глубину или посев проводят в междурядья одной культуры семян другой. Такой способ часто применяют для посева промежуточных культур. Совмещенный посев позволяет увеличить продуктивность поля и сократить сроки посева.

Прямой посев зерновых культур — посев без предварительной обработки почвы с помощью специальных сеялок прямого высева, например, СЗПП-4. Применяют на слабозасоренных почвах с высоким уровнем плодородия. Особое внимание при прямом посеве уделяют расположению рядков культуры, которые должны размещаться с севера на юг для получения более высоких урожаев. За счет лучшей освещенности при тех же затратах урожайность увеличивается на 10-28% с 1 га.

Выбор способа посева определяют с учетом требований культур к площади питания, освещенности, влаге и способам механизированного ухода за растениями.

Узкорядный способ

Узкорядный способ посева — рядовой посев с размещением семян с междурядьями до 10 см. Уменьшение ширины междурядий зерновых культур до 7,5 см позволяет более равномерно распределить семена по площади поля. Форма площади питания каждого растения от вытянутого прямоугольника в обычном рядовом посеве приближается к квадрату. При этом улучшается освещенность в рядках, усиливается процесс фотосинтеза и возрастает устойчивость к полеганию. Применяется для посева зерновых культур, трав и льна.

Перекрестный способ

Перекрестный способ посева — рядовой посев с размещением семян по площади полю в двух пересекающихся направлениях. Норма высева за один проход сеялки составляет половину заданной. При этом достигается равномерное распределение семян, создаются лучшие условия для использования растениями света, влаги, питательных веществ. Перекрестному способу посева способствует выровненность поверхности поля при двух проходах агрегата, что приводит к равномерному созреванию зерна и качественной их уборке. При этом способе сильнее угнетается сорная растительность и снижается её вредоносность.

Перекрестный способ используют для посева зерновых культур, трав и мелкосеменных технических культур.

К недостаткам относятся удвоение числа проходов агрегата по полю, и как следствие, дополнительное уплотнение почвы, увеличение затрат труда, топлива и времени на посев. Однако повышение урожайности при условии своевременного и качественного выполнения посевных работ перекрывает дополнительные затраты.

Широкорядный способ

Широкорядный способ посева — рядовой посев с размещением семян шириной междурядий более 25 см. Применяют при возделывании пропашных культур. Широкие междурядья, чаще 45, 60, 70 см, позволяют проводить междурядные обработки почвы во время вегетации растений, вносить удобрения, гербициды и средства защиты растений. Однако широкорядный способ посева приводит к неравномерному распределению семян, что может отрицательно сказываться на росте растений.

Ленточный способ

Ленточный способ посева — рядовой посев, в два или несколько рядков с расстоянием между ними от 7,5 до 15 см, образующих ленты, и чередующихся с широкими междурядьями 45-70 см для прохода техники. Ленточный способ используют для посева моркови, лука и другие овощных культур, а также лекарственных и растения с небольшой площадью питания. В связи с медленным ростом в начальные фазы вегетации они могут угнетаться сорной растительностью и требуют проведения междурядных обработок без повреждения растений.

При ленточном способе культуры полнее используют площадь питания и дают большую урожайность, чем при широкорядном способе. В зависимости от количества рядков в ленте различают двух-, трехстрочный и т.д. способы. Для посева используют овощные и зернотравяные сеялки при соответствующей расстановке сошников.

Пунктирный способ

Пунктирный способ посева — рядовой посев с одиночным равномерным распределением семян в рядках, то есть семена располагаются в рядке по одному на заданном расстоянии друг от друга. Ширина междурядий может быть 45, 60, 70 см.

Точность высева семян достигают калибровкой семян и применением специальных сеялок точного высева. Пунктирный способ применяют при выращивании сахарной свеклы, кукурузы и овощных культур. Преимуществом способа является равномерное, точное распределение семян в рядке и по площади, что позволяет исключить прореживание растений в рядках и повысить урожайность культур.

Бороздковый способ

Бороздковый способ посева — посев семян на дно специально образуемой бороздки. Применяется в районах риска ветровой эрозии для посева зерновых и кукурузы. Бороздки позволяют лучше сохранять влагу, задерживать снег, защищать всходы от выдувания и ускорять их появление, сохранять всходы озимых от вымерзания.

Более глубокая заделка семян яровых культур в увлажненный слой бороздки благоприятствует их прорастанию и влагообеспеченности. Однако небольшая гребнистость почвы при этом способе посева увеличивает потери влаги на испарение.

Гребневой способ

Гребневой способ посева — размещение семян на специально образуемых гребнях. Применяется на избыточно увлажненных тяжелых почвах, например, при выращивании картофеля и овощей. Гребневой способ посева позволяет лучше обеспечивать растения воздухом, питательными веществами, способствует прогреванию почвы и отводу избыточной влаги по бороздам.

Полосный способ

Полосный способ посева — разбросной посев с расположением семян полосами шириной более 10 см. Семена в полосе располагаются хаотично, что позволяет культурам с малой площадью питания рационально использовать посевную площадь.

Полосный способ используется для посева некоторых овощных культур.

Сроки посева

Сроки посева определяются биологическими особенностями культур, условиями почвенной среды и уровнем интенсификации земледелия.  Оптимальный срок посева устанавливают исходя из достаточного наличия в почве всех условий для прорастания семян — тепла, влаги, воздуха с учетом биологических требований культур. Посев всегда проводится в физически спелую, хорошо прогретую почву, чистую от сорной растительности.

Установленные сроки посева для различных культур должны корректироваться в зависимости от складывающихся условий: характера весны, распределения атмосферных осадков в течение периода вегетации, длины вегетационного периода, возможности вызревания, степени засоренности, развития болезней и вредителей.

Определяющим показателем весеннего срока посева культуры являются температура почвы, при которой начинается прорастание семян, и способность всходов противостоять возможным весенним заморозкам.

По срокам посева культуры подразделяются на культуры раннего, среднего и позднего сроков посева.

Семена ранних яровых культур способны прорастать при температуре посевного слоя почвы 1…2 °С, всходы переносят заморозки до —4…—6 °С. Оптимальной для прорастания семян и формирования полноценных всходов считается температура 6…10 °С. К культурам раннего срока посева относятся ячмень, овес, яровая пшеница, сераделла, многолетние травы, морковь. Их высевают в первые дни весенних полевых работ.

Ранние сроки посева яровых зерновых культур позволяют полнее использовать весеннюю влаги, питательные вещества и режимы светового дня. Эти культуры в меньшей степени подвержены поражаемости фузариозом и ржавчиной, меньше повреждаются шведской и гессенской мухами, посевы более устойчивы к засоренности полей.

В степных засушливых районах Поволжья и Сибири растения, например, яровой пшеницы при ранних сроках посева успевают до летней засухи развить мощную корневую систему, обеспечивающая их влагой нижних глубоких слоев почвы. Однако, на севере Нечерноземной зоны, северной лесостепи Сибири, Урала слишком ранние сроки посева увеличивается риск повреждения всходов весенними заморозками, а в некоторых регионах повышается засоренность посевов.

Семена культур среднего срока посева прорастают при температуре почвы 3…6 °С, всходы выдерживают заморозки до -3…-4 °С. К ним относят лен, вику, люпин, свеклу, подсолнечник, нут, кормовые бобы и др.

Семена культур позднего срока посева семена прорастают при 8…12 °С, но равномерность всходов обеспечивается при температуре 16…18 °С, поэтому их высевают в хорошо прогретую почву, при отсутствии опасности заморозков. К ним относятся кукуруза, соя, просо, сорго, фасоль, гречиха, клещевина, рис и др.

Сроки посева культур зависят от распределения осадков в весенне-летний период. Так, сроки посева яровой пшеницы — ведущей зерновой культуры в Алтайском крае — существенно различаются по зонам: для Западно-Кулундинской подзоны оптимальные сроки приходятся на третью декаду мая, для Приобской подзоны — вторую декаду мая, для восточных и предгорных районов — первую декаду мая.

Согласно данным исследований, проведенных на Шадринской опытной станции Курганской области (Колмаков П.П., 1981), сроки посева оказывают значительное влияние на засоренность полей овсюгом и урожайность яровой пшеницы. Ранние посевы приводят к медленному развитию и сильному засорению овсюгом. Причина заключается в том, что массовые всходы овсюга появляются в более поздние сроки — с 10 по 15 мая, когда почва достаточно хорошо прогреется. Перенесение сроков посева яровой пшеницы на 15-25 мая позволяет использовать высвободившийся период времени для борьбы с овсюгом с помощью предпосевных обработок. Засоренность при этом снижается в несколько раз, а урожайность повышается на 0,49 т/га.

Срок посева озимых культур определяют с учетом сроков наступления заморозков, до которых растения должны хорошо укорениться и развить надземную массу. Как правило, их высевают за 45-55 дней от появления всходов до прекращения вегетации. Плохое укоренение и ослабленные растения позднего срока посева не успевают накопить достаточное количество пластических веществ, страдают от неблагоприятных условий перезимовки и плохо противостоят сильным морозам. Напротив, посев в оптимальные сроки способствует накоплению необходимого количества углеводов, повышает устойчивость к перезимовке, болезням и вредителям.

По обобщенным данным научно-исследовательских учреждений, оптимальные сроки посев для озимой пшеницы для Нечерноземной зоны приходятся на 10-25 августа, Центрально-Черноземной зоны и Среднего Поволжья — 20 августа — 1 сентября, Нижнего Поволжья 1 — 20 сентября, Северного Кавказа 15 октября — 5 ноября.

Озимую рожь можно высевать на 5-7 дней позже, так как ранний посев приводит к её перерастанию и выпреванию. Предельным сроком посева озимой ржи считается время, когда устанавливается среднесуточная температура воздуха 10 °С.

Срок посева озимых культур должен уточняться для конкретных условий в зависимости от погоды, влажности почвы, сортовых особенностей культур.

[INSERT_ELEMENTOR id="3433"]

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Основы агрономии: учебное пособие/Ю.В. Евтефеев, Г.М. Казанцев. — М.: ФОРУМ, 2013. — 368 с.: ил.

Агротехнические методы

Агротехнические методы борьбы — истребительные мероприятия сорных растений, основанные на использовании технических средств и приемов обработки почвы.

Преимуществом агротехнических методов борьбы является их экономическая эффективность относительно других методов и сочетание с мероприятиями по обработке почвы.

Включают следующие агротехнические приемы:

  • провокацию семян к прорастанию;
  • механическое и физическое уничтожение;
  • истощение;
  • удушение;
  • высушивание;
  • вымораживание и др.

В системе обработки почвы агротехнические методы подразделяются на:

  • в системе основной обработки почвы;
  • в системе предпосевной обработки почвы;
  • при уходе за посевами;
  • в послеуборочный период.

Рациональное и своевременное применение агротехнических методов позволяет снизить засоренность посевов сорными растениями на 50-60%, увеличить конкурентоспособность культурных растений за счет создания благоприятных условий жизнедеятельности, подавить возбудителей болезней и вредителей. Основная роль среди агротехнических методов отводится основной обработке почвы.

Лущение
Лущение - один из агротехнических методов борьбы с сорняками

Приемы агротехнических методов борьбы

Провокация семян к прорастанию

Прием, позволяющий создать благоприятные условия для быстрого и одновременного прорастания и появления всходов сорняков с последующим их уничтожением.

Заключается в поверхностной обработке почвы, её уплотнении и увлажнении в теплое период года. При отсутствии культурных растений прием выполняется с помощью воздействия электромагнитных полей.

Применяется на полях с высокой засоренностью сорными растениями.

Механическое уничтожение

Подрезание или выдергивание сорняков вручную или орудиями обработки почвы.

Применяется на засоренных полях всеми видами сорных растений.

Прием эффективен в системах основной, предпосевной обработок почвы и при уходе за посевами.

Физическое уничтожение

Уничтожение сорняков и их органов размножения под воздействием физических факторов: огня, затоплении полей и участков водой, воздействием электрического или электромагнитного полей и др.

Истощение

Регулярное подрезание вегетативных органов сорняков с целью истощения запаса питательных веществ, расходующихся на отрастание новых побегов, подлежащих в дальнейшем уничтожению.

Применяется на полях и участках, засоренных многолетними и двулетними сорными растениями.

Метод наиболее эффективен в борьбе с корнеотпрысковыми сорняками в системе зяблевой обработки почвы.

Удушение

Измельчение подземных органов размножения многолетних сорняков орудиями обработки на основной глубине их залегания и последующей глубокой запашкой отрезков (шилец) в почву.

Применяется в систем зяблевой обработки почвы на полях, засоренных многолетними корневищными сорняками.

Высушивание

Высушивание измельченных корневищ и вегетативных органов сорных растений под действием солнечных лучей при обработках почвы в сухую и жаркую погоду.

Вымораживание

Извлечении при глубокой вспашке на поверхность почвы подземных частей многолетних сорных растений поздней осенью, которые при наступлении заморозков,  теряют жизнеспособность.

Эффективен преимущественно в районах с малоснежными морозными зимами.

Система обработки почвы

В зависимости от способа обработки почвы выделяют три системы обработки почвы: отвальную, безотвальную (в том числе плоскорезную) и комбинированную.

При переходе на регулярную безотвальную обработку, например, на эродированных и подверженных эрозии почвах, усиливается засоренность посевов отдельных культур, в следствии аккумуляции основной массы сорняков в верхнем слое почвы и ухудшения питательного режима, что, естественно, ведет к падению урожайности. Прежде всего к этому чувствительны ячмень, озимая пшеница, многолетние травы.

При отвальной обработке запас семян снижает в меньшей степени, так как глубокая их заделка создает эффект консервации на длительный период. При последующих обработка, оказавшись в верхних слоях, они успешно дают всходы.

Применение агротехнических методов в системах обработки почвы

В системе основной обработки почвы

Зяблевая отвальная обработка почвы является основным мероприятием в арсенале агротехнических методов борьбы с сорняками, первым приемом которой является лущение.

Лущение

Лущение позволяет уничтожить низкорослые сорняки, встречающиеся в посевах зерновых и, как правило, сохраняющиеся при уборке, а также активировать ростовые процессы семян, осыпавшиеся в течение года.

По данным НИИСХ Юго-Востока, семена щирицы, щетинника, куриного проса и других пожнивных сорняков, собранные до проведения лущения почвы и поставленные на проращивание, не давали всходов в лабораторных условиях, в то время, как собранные после лущения дисковыми орудиями, прорастали на 67-92%.

Влажность почвы оказывает значительное влияние на эффективность лущения для провоцирования прорастания семян. Дефицит влаги приводит к задержке прорастания. При достаточном увлажнении лущение обеспечивает прорастание 30-40% семян сорных растений, находящихся на глубине обработки лущильника.

Глубина и сроки проведения, а также орудия лущения выбираются в зависимости от почвенных условий, видового состава сорной растительности и степени засоренности.

Сроки проведения. Более ранние сроки проведения повышают эффективность данного приема. Исследования Российского НИИ льна показали, что лущение, проведенное 20 августа, дало прорастание 2400 сорняков на 1 м2, в то время, как проведенное в конце сентября дало эффект лишь 16 сорняков на 1 м2. Кроме того, запаздывание с лущение дает возможность пожнивным сорнякам обсемениться и пополнить банк семян.

Самый большой эффект лущения достигает при проведении его одновременно с уборкой урожая или сразу после неё. 

В Нечерноземной зоне из-за короткого послеуборочного периода, проведение лущения должно быть выполнено в сжатые сроки.

Глубина лущения. Эффективность приема зависит от глубины обработки, которая определяется степенью засоренности, влажностью и гранулометрическим составом почвы, наличием послеуборочных остатков, и находится в пределах от 6-8 до 10-14 см.

Способы лущения. В центральных, западных и южных районах Нечерноземной зоны широко применяют двукратное лущения: первое проводят дисковыми лущильниками на глубину 6-8 см, второе — лемешными лущильниками или тяжелыми дисковыми боронами на глубину 12-14 см. В сочетании со вспашкой такой способ позволяет снизить засоренность на 80-90%, что особенно эффективно в овощеводстве, после рано убираемых культур.

Лущение на глубину 10-12 см позволяет ослабить рост многолетних корнеотпрысковых сорняков (бодяк полевой (Cirsium arvense), осот полевой (Sonchus arvensis), горчак розовый (Rhaponticum repens), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis) и др.). Через 2-3 недели после появления всходов проводят вспашку на глубину пахотного слоя плугами с предплужниками. Данный прием позволяет снизить засоренность многолетними сорными растениями 70-75%.

Для борьбы с корневищными сорняками (пырей ползучий (Elytrigia repens), свинорой (Cynodon), мать-и-мачеха (Tussilago), хвощ полевой (Equisetum arvense)), проводят лущение сразу после уборки урожая на глубину 10-12 см в два-три следа вдоль и поперек. Через 10-15 дней отрезки корневищ и побеги запахивают плугами с предплужниками на глубину пахотного слоя. Несоблюдение данной технологии или запаздывание в его проведении может усилить засоренность поля, особенно пыреем ползучим.

Выбор орудий. Лемешные лущильники показывают менее производительны по сравнению с дисковыми лущильниками или тяжелыми дисковыми боронами.

Вспашка

Глубокая вспашка, проведенная после лущения, во время массового отрастания большей части сорняков хорошо их уничтожает, что позволяет сократить засоренность полей в 4 раза по сравнению с зяблевой обработкой без лущения. Зяблевая вспашка плугом с предплужником, проведенная после пожнивного лущения, перемещает 55-70% семен из верхних слое в почве на глубину 8-16 см, где они прорастают, но оказываются ниже предела появления, то есть не дают всходов и погибают.

Применение чередования глубокой вспашки с обычной или мелкой уменьшает засоренность почвы на 35-40%.

Эффективность вспашки зависит от глубины обработки почвы и сроков её проведения.

Сроки проведения. При запаздывании с проведением глубокой обработкой почвы, сорные растения (особенно многолетние) успевают развить мощную корневую систему и накопить запас пластических веществ, что затрудняет борьбу с ними в последующие периоды.

Способы вспашки. В районах Нечерноземной зоны, Поволжья и Северного Кавказа — высокоэффективный прием в системе обработки почвы в борьбе с сорняками является вспашка двухъярусным плутом, который выполняет полное оборачивание пахотного слоя, лучшее качество вспашки и более глубокую заделку семян. Данный способ в 2-2,4 раза повышает эффективность органических удобрений при этом существенно уменьшается засоренность посевов.

Полупаровая обработка зяби, то есть поверхностная обработка почвы после вспашки, создает благоприятные условия для развития сорняков в осенний период, которые не успевая развиться, погибают от первых заморозков или вымерзают зимой. Вспашку с трехкратной культивацией при полупаровой обработке можно заменить тремя дискованиями, что не снижает эффективность этих приемов в борьбе против злостных сорняков, в том числе пырея ползучего (Elytrigia repens).

В системе почвозащитной основной обработки почвы

Внедрение почвозащитных технологий обработки почвы на эродированных и потенциально подверженных эрозии почвах в современном земледелии привело к изменению видового состава сорной растительности. Агрофитоценозы таких земель сильно отличаются от равнинных: численность сорняков увеличивается вниз по склону, в нижней части рельефа преобладают многолетние сорняки.

При длительном использовании плоскорезной и минимальной обработках засоренность возрастает на 60-80%. Если в системах основной обработки почвы, основанной на вспашке, преобладают однолетние сорняки, преимущественно яровые, то при поверхностной обработке — корневищные и корнеотпрысковые.

При бесплужной обработке запас жизнеспособных семян, находящихся в глубоких слоя, с течением времени теряет всхожесть. Поэтому в данной системе обработки почвы основная задача в борьбе с сорняками обеспечить чистоту верхнего слоя 0-10 см. Достигается это путем периодических поверхностных обработок в летне-осенний период. 

В условиях умеренного климата при коэффициенте увлажнения 1-0,55, на эродированных и подверженных эрозии почвах, применяют плоскорезные и поверхностные приемы обработки. Во время уборки культуры по таким полям разбрасывается солома или сидераты, с последующей заделкой их в почву. Соломенную мульчу заделывают боронами БИГ-3, БМ1П-15, УНС-5,7 на глубину до 8 см. Сидеральные культуры, например, донник — тяжелыми дисковыми боронами БДТ-7 в 1-2 следа. В случае повторного отрастания сорняков — через 15-20 дней проводят дополнительную обработку БМШ-15 и БДТ-7. Данный прием позволяет уничтожить сорняки, оставшиеся в стерне.

В системах обработки на чистых и занятых парах

Наибольший эффект истребления сорняков наблюдается в системах обработки чистых и занятых паров.

Как правило, под чистый пар отводят самые засоренные поля.

Технология обработки чистого пара должна быть почвозащитной. Она включает:

  1. послеуборочное лущение;
  2. осеннюю зяблевую вспашку плугом с предплужником;
  3. с весны следующего года — систему весенне-летнего ухода.

Вместо механических обработок допустимо применение гербицидов.

В зависимости от типа засоренности выбирают способ лущения:

  • при обилии малолетних сорняков проводят однократное лущение на глубину 5-7 см;
  • при наличии корнеотпрысковых — двукратное лущение лущильниками, дисковыми боронами или культиваторами-плоскорезами на глубину 6-8 и 10-14 см;
  • при наличии корневищных — двукратное продольно-поперечное лущение на глубину 10-12-14 см.

Весной на поверхности парового поля массово прорастают семена, выпаханные осенью. Для уничтожения всходов сорной растительности наиболее эффективны лемешные лущильники при обработке на глубину от 6-8 до 8-14 см. При этом уничтожаются малолетние сорняки, а многолетние сильно истощаются.

В системе борьбы с сорной растительностью на чистых и занятых парах следует учитывать особенности озимых и зимующих сорных растений — наиболее опасных для озимых культур. Паровая система не обеспечивает полной очистки полей от этих сорняков.

В системе предпосевной обработки почвы

Истребительные мероприятия по борьбе с сорной растительностью в системе предпосевной обработки почвы подразделяются:

Эффективность зависит от интенсивности прорастания и появления всходов. 

Увеличенная глубина культивации в системе предпосевной обработки существенно влияет на засоренность полей многолетними сорняками, за счет хорошей прорастаемости и аэрации почвы.

Обработку на глубину пахотного слоя обычными культиваторами не проводят, а используют чизель-культиваторы или чизельные плуги. Помимо уничтожения сорной растительности, данным прием устраняет последствия уплотнения почвы от проходов техники, тракторов и комбайнов.

Для ускорения появления всходов мелкосемянных культур (овощные, лен, просо, многолетние травы) проводят допосевное прикатывания почвы, способствующее более равномерной заделке и ускорению появление, а также усиливает прорастание сорняков.

В системе предпосевной обработки почвы целесообразно применять комбинированные агрегаты, способствующие улучшению экологических условий роста и развития культур, а также снижению засоренности и количество проходов техники. Дополнительные затраты труда при этом уменьшаются в 1,4-2,0 раза, производительность, соответственно, повышается в 1,6-2,2 раза.

Под посев озимых культур

Оптимальные условия для прорастания семян озимых и зимующих культур складываются при температуре почвы около 20 °С и влажности не менее 20-25%. 

Под посев яровых культур

До момента посева ранних яровых культур дают всход только 20% сорняков от общего количества, еще от 20 до 70% прорастают после высева, остальные прорастают в течение всего сезона до заморозков. В зависимости от складывающихся погодных условий интенсивность может усиливаться или ослабевать.

Под посев культур позднего сева

Наибольший эффект истребительных мероприятий достигается в предпосевной обработке под поздние культуры потому, что большинство ранних яровых сорняков (марь белая (Chenopodium album), пикульники (Galeopsis), горцы (Polygonum), редька дикая (Raphanus raphanistrum), горчица полевая (Sinapis arvensis) и др.) к моменту сева проросли и могут быть легко уничтожены боронованием с последующей культивацией.

При сильной засоренности полей многолетними, корневищными и корнеотпрысковыми сорняками, обработку весной начинают с культивации на глубину 14-16 см. По мере отрастания сорных растений выполняют вторую и, при необходимости, третью послойную культивацию на глубину посева семян. Такой прием приводит к истощению корневой системы многолетних сорняков.

Первая и вторая культивация должны быть выполнены через, как можно больший период, чтобы дать возможность большему числу сорняков дать возможность прорасти. Сразу после первой культивации, когда подсохнет верхний слой, эффективно провести прикатывание для создания оптимальных условий прорастания семян, особенно на слобоудерживающих влагу почвах. Благодаря данному приему всходы сорняков появляются на 4-6 раньше, а их количество в 2-3 раза больше.

Под кукурузу, просо, гречиху проводят две-три допосевные культивация, что уничтожает сорную растительность и повышает урожайность культур на 10-15%.

При уходе за посевами

Основные приемы Обработки почвы по уходу за посевами включает основные приемы:

  • прикатывание;
  • боронование;
  • междурядные рыхления;
  • окучивание.

Сроки выполнения приемов определяют состоянием культурных и сорных растений, при наибольшей чувствительности к механическим воздействиям сорняков, а снижение урожайности от возможного повреждения посевов минимально.

Наибольший вред яровым культурам в Нечерноземной зоне  причиняют сорняки, вырастающие в весенне-летний период, и многолетники, а озимым культурам — озимые и зимующие сорняки, взошедшие осенью. Оптимальные условия прорастания для последних создаются сразу после посева, при наступлении пасмурных дней с выпадением осадков и относительно благоприятными температурами.

Прикатывание

При довсходовом бороновании выполняют прикатывание, провоцирующее к прорастанию семена сорняков за счет создания благоприятных условий с последующим их уничтожением. Эффективность приема зависит от гранулометрического состава, влажности и спелости почвы, массы катков. На тяжелых почвах и переувлажненных прикатывание может показать отрицательный результат.

Боронование

После посева крупных семян на глубину не менее 5-6 см проводят в довсходовый период боронование. Эффективность боронования составляет 80-90% уничтоженных проростков и всходов сорняков, в осенний период — 70-95%. Рыхление выполняют на глубину таким образом, чтобы между зубьями бороны и проростками культурных растений оставалось не менее 0,5-0,8 см.

В целях уменьшения повреждения культурных растений боронование проводят поперек рядов или под углом со скоростью не более 4 км/ч в жаркое время для, когда у растений ослаблен тургор.

Боронование озимых культур. Для улучшения агрофизических свойств, когда почва сильно уплотнена и заплыла, а также для борьбы с сорной растительностью, боронование целесообразно проводить весной. Наилучшие результаты достигаются при бороновании подсохшей почвы в посевах озимых, когда она легко разрыхляется. В засоренных посевах, где озимые повергались выпиранию вместо боронования применяют прикатывание.

Раннее боронование озимых не рекомендуется из-за физической неспелости почвы, равно как и боронование пересохшей почвы.

Боронование яровых культур. Для яровых характерны ранние яровые, корнеотпрысковые и корневищные сорняки. Из-за образующейся корки, усиливается испарение влаги и ухудшается аэрация почвы, что отрицательно влияет на всхожесть и приводит к изреживанию сходов. Поэтому через 4-5 дней после посева проводят довсходовое боронование.

В посевах мелкосемянных культур (овощные, просо, лен, многолетние травы) боронование, как правило, не проводят из-за сильного повреждения всходов.

Боронование культур позднего сева. Наиболее эффективно боронование в посевах пропашных культур — картофеле, кукурузы, овощных.

Междурядное боронование хорошо уничтожает сорняки в междурядьях и частично в рядках. Количество обработок зависит от степени засоренности и культуры. Глубина обработок начинается с 5-7 см и увеличивается при следующих обработках на 2-3 см. При достижении высоты культурных растений 30-40 см рыхление междурядий выполняют на глубину до 14 см.

Посевы кукурузы из-за неравномерности прорастания боронуют в 2-3 срока, за 3-4 дня до появления всходов: на рыхлых почвах — легкими зубовыми или сетчатыми боронами; при небольшом уплотнении — средними, при сильном — тяжелыми боронами. Для уменьшения повреждения растений боронование в фазе двух-трех листьев целесообразно применять средние зубовые или легкие бороны. Повторяют боронование в фазе 4-5 листьев. В годы с долгим холодным весенним периодом, когда рост кукурузы замедлен, а сорняки хорошо укореняются, проводят четвертое боронование. Боронование посевов кукурузы позволяет уничтожить 90-95% сорняков и повысить урожайность на 20-25%.

Картофель также имеет свои особенности. Из-за длительного довсходового периода 20-30 дней при хороших погодных условиях посевы могут сильно зарастать сорняками. Поэтому борьба с сорной растительностью и рыхление почвы в довсходовый период и при уходе за посадками способствует росту урожайности на 20%.

Боронование посевов картофеля через 6-8 дней после посадки сетчатыми и легкими боронами уничтожает основную массу сорняков преимущественно малолетних. Позднее проведение боронования снижает эффективность: проведенное через 6 дней вызывает гибель 80% сорняков, через 12 дней — только 20-30% за счет развития сильной корневой системы. Через 7-10 дней проводят второе боронование, затем третье. За период вегетации выполняют не менее 2-3 обработок.

Послепосевная обработка кормовой свеклы включает:

  • довсходовое боронование сетчатыми или посевными боронами н через 5-7 дней после посева, уничтожающее до 60% всходов и проростков сорняков;
  • послевсходовое боронование перед образованием первой пары настоящих листьев, состоящее из 4-5 продольных междурядных рыхлений;
  • механизированную шаровку посевов — рыхление культиватором, оборудованным бритвенными лапами,  междурядий;
  • прореживание культиватором с боронованием по букетам, продольно-поперечные междурядные обработки. 

Глубина обработок зависит от состояния почвы и засоренности посевов и составляет, как правило, для первой — 7-8 см, второй — 8-10, третьей — 10-12, четвертой — 12-14 см.

Для остальных пропашных культур технология ухода за посевами для борьбы с сорняками аналогична.

Выбор типа бороны. Тип бороны (ротационные, зубовые, сетчатые и др.) определяется глубиной посева семян, давлением на почву, типом и рыхлостью почвы, системой обработки. Чем длительнее период появления всходов и чем крупнее семена, тем чаще проводят довсходовое боронование для борьбы с сорняками.

Сетчатые бороны используют при обнаружении проростков сорняков и для разрушения корки. Зубовые бороны не всегда эффективны, как правило, из-за состояния почвы: недостаточной физической спелости, переувлажнения тяжелой почвы. Ротационные мотыги эффективны в годы поражения озимых снежной плесенью.

Для борьбы с сорняками в защитных зонах (в рядках) применяют прополочные бороны с пружинными или жесткими зубьями, агрегатируемые с культиваторами, и ротационно-кольчатые бороны или ротационные диски.

Сорные растения высотой 3540 см в рядках и гнездах уничтожаются присыпанием с помощью дисковых загортачей при одновременной междурядной обработке. При угле атаки 25-30°, скорости движения до 8 км/ч и глубине 6-7 см достигает истребление до 90% всходов однолетних сорняков, при их высоте до 8-10 см.

В послеуборочный период

Агротехнические методы в послеуборочный период взаимосвязаны с истребительными мероприятия, проводимые в системе основной обработки почвы, и также включают лущение, культивацию и вспашку.

Глубина, сроки и виды орудий лущения определяются почвенно-климатическими условия, степенью засоренности и видовом составом сорняков.

В районов с коротким вегетационным периодом Нечерноземной зоны в борьбе с сорной растительностью эффективна ранняя зяблевая вспашка, через 2-3 недели после которой проводят обработку лущильниками или культиваторами.

Дополнительные поверхностные обработки зяби осенью по типу полупара дают положительный результат в борьбе со злостными корневищными и корнеотпрысковыми сорняками, особенно пыреем ползучим (Elytrigia repens). Она заключается в обработке культиваторами с пружинными лапами в агрегате с боронами на глубину более 10 см.

Система улучшенной зяби состоит из двух-трех дисковых лущений в зависимости от культуры на глубину 6-7 или 8-10 см и последующую вспашку на глубину 20-22 или 25-27 см. Сохранение влаги и ускорение прорастания сорняков обеспечивается своевременным пожнивным и последующими лущения. Так, в посевах яровой пшеницы число сорняков на 1 м2 при одновременно лущении с уборкой предшествующих озимых составило 35, а при запаздывании с лущением на 10 дней — 54. Задержка с лущением на 30 дней увеличивало засоренность в 3 раза.

Для борьбы со злостными многолетними сорняками, такими как осотом розовым (Cirsium arvense), осотом полевым (Sanchus arvensis), вьюнком полевым (Convolvulus arvensis) и другими, зарекомендовала себя система послойной обработки. Она заключается в последовательно углубляющихся нескольких мелких обработках почвы, которые провоцируют многократное отрастание, ослабляющее сорняки, и последующей глубокой вспашкой. На эродированных почвах глубокую вспашку заменяют глубоким безотвальным рыхлением

Агротехнические методы борьбы в послеуборочный период целесообразно сочетать с применением гербицидов. Полевые опыты и производственная практика показывает, что 80-90% сорняков погибает при обработке листовой поверхности отросших сорняков.

Данный прием включает лущение, обработку гербицидами и глубокую вспашку. Для опрыскивания применяют гербициды группы 2,4-Д в дозах до 2-3 кг на 1 га. Наибольший эффект, особенно по отношению к многолетним сорнякам, достигается при температуре воздуха не менее 12-14 °С. Более низкие температуры снижают поступление гербицида в корневую систему, что снижает эффективность.

[INSERT_ELEMENTOR id="2563"]

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Основы агрономии: учебное пособие/Ю.В. Евтефеев, Г.М. Казанцев. — М.: ФОРУМ, 2013. — 368 с.: ил.

Полезные свойства сорных растений

Индикаторы среды обитания

Многие виды сорных растений приурочены к определенным полевым сообществам и почвенным условиям среды обитания. В последнем случае реакцию сорняков можно рассматривать как индикацию природных эдафических условий и как реакцию на свойства почвы, в том числе измененные агротехническими мерами.

Реакция сорных растений на эдафические условия прежде всего проявляется в отзывчивости на обеспеченность влагой, реакцию почвенной среды и обеспеченность элементами питания.

Растения-индикаторы водного режима почв

По отношению к уровню увлажнения почвы выделяют группы сорных растений:

  • гигрофиты — встречаются исключительно на сырой слабоаэрируемой почве: (сушенница топяная (Gnaphalium uliginosum), ситник лягушачий (Juncus bufonius), метлица полевая (Apera spica-venti), хвощ полевой (Equisetum arvense), мята полевая (Mentha arvensis), чистец болотный (Stachys palustris), лютик ползучий (Ranunculus repens));
  • гигромезофиты — предпочитают влажные хорошо аэрируемые почвы (марь белая (Chenopodium album), марь многосемянная (Chenopodium polyspermum), дымянка аптечная (Fumaria officinalis), подмаренник цепкий (Galium aparine), ромашка непахучая (Tripleurospermum inodorum), ярутка полевая (Thlaspi arvense), осот полевой (Sonchus arvensis));
  • ксерофиты — предпочитают хорошо аэрируемые, теплые, иногда сильно просыхающие, почвы (щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus), щирица жминдовидная (Amaranthus blitoides), чистец однолетний (Stachys annua), аистник цикутный (Erodium cicutarium), смолевка-хлопушка (Silene vulgaris), щетинник зеленый (Setaria viridis), ежовник обыкновенный (Echinochloa crus-galli), амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia)).

Растения-индикаторы кислотности почвы

По реакции на величину рН почвенного раствора (актуальная кислотность) выделяют группы растений-индикаторов кислотности почвы:

  • оксилофиты — растут преимущественно на почвах с величиной рН < 5,0 (щавель малый (Rumex acetosella), торица полевая (Spergula arvensis), дивала однолетняя (Scleranthus annuus), торичник полевой (Arenaria arvensis), ромашка непахучая (Tripleurospermum inodorum), редька дикая (Raphanus raphanistrum), метлица полевая (Apera spica-venti), ситник лягушачий (Juncus bufonius));
  • оксиломезофиты — произрастают на почвах с реакцией почвенного раствора от слабокислой до нейтральной (овсюг (Avena fatua), лебеда раскидистая (Atriplex patula), желтушник левкойный (Erysimum cheiranthoides), ярутка полевая (Thlaspi arvense), белена черная (Hyoscyamus niger), чистец болотный (Stachys palustris), лапчатка гусиная (Potentilla anserina), осот полевой (Sonchus arvensis));
  • индифферентные к реакции почвенного раствора растения (марь белая (Chenopodium album), пастушья сумка обыкновенная (Capsella bursa-pastoris), куколь обыкновенный (Agrostemma githago), мелколепестник канадский (Erigeron canadensis), пикульник заметный (Galeopsis speciosa), тысячелистник (Achillea)).

Присутствие нескольких видов сорных растений одной группы дает основания для оценки целесообразности известкования почв. Этот прием часто приводит к изменению флористического состава сорняков и снижает засоренность посевов.

Растения-индикаторы питательного режима

По уровню отзывчивости на обеспеченность почвы элементами минерального питания (питательный режим) выделяют «элементпозитивные» и «элементнегативные» группы сорных растений. В практике земледелия важно знать растения-индикаторы, которые положительно реагируют на высокое содержание в почве определенных элементов минерального питания.

К группе нитрофилов (азотолюбивых) относятся марь белая (Chenopodium album), марь многосемянная (Chenopodium polyspermum), лебеда раскидистая (Atriplex patula), редька дикая (Raphanus raphanistrum), горчица полевая (Sinapis arvensis), горец шероховатый (Persicaria lapathifolia), пикульник заметный (Galeopsis speciosa), пикульник двурасщепленный (Galeopsis bifida), ежовник обыкновенный (Echinochloa crus-galli), мятлик однолетний (Poa annua), щавель малый (Rumex acetosella).

К фосфатфилам относят: крестовник обыкновенный (Senecio vulgaris), фиалка полевая (Viola arvensis), торица полевая (Spergula arvensis), торичник красный (Spergularia rubra), дымянка аптечная (Fumaria officinalis), яснотка стеблеобъемлющая (Lamium amplexicaule).

К калиефилам относятся подмаренник цепкий (Galium aparine), лебеда раскидистая (Atriplex patula), ярутка полевая (Thlaspi arvense), осот полевой (Sonchus arvensis).

Приведенная классификация сорных растений по отношению к различным элементам минерального питания не является абсолютной, так как с изменением минерального питания меняются и другие условия жизни. Поэтому может меняться и реакция сорняков на отдельные элементы.

[INSERT_ELEMENTOR id="2563"]

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Земледелие орошаемых регионов

Основные площади орошаемых земель сосредоточены в СНГ, например, на юге Украины, Северном Кавказе, в степной части Заволжья, Закавказье, Средней Азии и на юге Казахстана.

Природно-климатические условия

Климат

Климат континентальный, с сухим и жарким летом, мягкими и теплыми зимами. Среднегодовое количество осадков составляет от 100 до 250 мм в предгорных равнинах и до 400-500 мм в горных районах. Продолжительность вегетационного периода составляет от 170 до 240 дней, сумма активных температур 3400-5400°С.

Почвенный покров

В странах Средней Азии и Казахстане преобладают сероземы и сероземно-луговые почвы, в Закавказье — каштановые и бурые, на юге Украины и Северном Кавказе — черноземы.

Задачи системы земледелия орошаемых регионов

Основными культурами, возделываемыми на орошаемых землях в странах Средней Азии, юге Казахстана и Закавказье, являются хлопчатник, рис, сахарная свекла, люцерна, кукуруза, бахчевые, развито плодоводство и виноградарство. На юге Украины и Северном Кавказе — озимая пшеница, рис, кукуруза, сахарная свекла, подсолнечник, кормовые культуры, табак. Часть орошаемых земель занята садами, виноградниками, пастбищами и сенокосами. В степных районах Заволжья преобладает яровая пшеница, значительные площади отведены под кормовые культуры, на юге зоны — рис.

Лимитирующий фактор для земледелия орошаемых регионов — влага. В таких условиях система земледелия должна обеспечивать эффективное использование влаги, сокращать непроизводительное испарение, соблюдение технологии поливов.

Составные части системы земледелия:

  • рациональная структура посевных площадей, включающая наиболее ценные культуры и сорта интенсивного типа;
  • севообороты с высоким насыщением ведущими культурами, включающие промежуточные культуры и культуры, улучшающие плодородие почв;
  • рациональная система обработки почвы, направленная на улучшение агрофизических свойств, способствующая эффективному использованию поливных вод и атмосферных осадков;
  • система удобрения, обеспечивающая оптимальный питательный режим и повышающая коэффициент использования поливной воды;
  • система семеноводства, предусматривающая посевы сортов интенсивного типа, устойчивых к полеганию, засолению, болезням и вредителям, способных использовать факторы жизни и давать максимальный урожай наилучшего качества;
  • комплексная система защиты растений;
  • система противоэрозионных мер и защите почв от засоления и заболачивания;
  • рациональная организация севооборотов, учитывающая размеры и форму полей, размещение и эксплуатацию мелиоративной сети;
  • размещение полезащитных лесных насаждений.

Система севооборотов

В орошаемых регионах в зависимости от природных и экономических условий используют пропашную, плодосменную и зернопропашную системы севооборотов.

[INSERT_ELEMENTOR id="3654"]

Литература

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Земледелие Дальнего Востока

В сельскохозяйственном отношении Дальний Восток имеет наибольшее значение в производстве сои, риса, картофеля, овощей и продукции животноводства. Основные площади пашни сосредоточены в Амурской области и Приморском крае.

Природно-климатические условия

Климат

Климат Дальнего Востока носит ярко выраженный муссонный характер. Зима малоснежная, преобладают ясные солнечные дни. Среднегодовая температура января составляет -16…-24 °С. Лето теплое, среднесуточная температура июля — 18…22 °С. Продолжительность безморозного периода от 140 до 172 дней, вегетационного (с температурой более 5 °С) — 125-157 дней. Сумма активных температур за период вегетации — 2150-2800 °С. Осенние заморозки возможны с 14-29 сентября, а весенние заканчиваются 9-30 мая.

Холодные и сильные ветры зимой с суши сменяются прохладными влажными потоками воздуха с океана летом.

Среднегодовое количество осадков меняется от 400 мм на севере Магаданской области до 800-900 мм в горных районах. В основных земледельческих районах выпадает 500-700 мм, из которых зимой — только 10%. Весной и в первой половине лета возможны частые засухи, во второй половине — обилие осадков, нередко сопровождающееся ливнями.

Почвы

Почвы представлены дерново-подзолистыми, оглеенными и лугово-глеевыми разновидностями тяжелого гранулометрического состава. В низменных равнинах распространены лугово-болотные и болотные, в таежно-лесной зоне — торфоглеевые, светло-бурые лесные малогумусные почвы. В Зейско-Буреинской равнине распространены луговые черноземовидные почвы с мощностью гумусового слоя 16-25 см и количеством гумуса пахотного слоя 6-10%. Кислотность (рНСОЛ) составляет 4,8-5,2. В долинах рек распространены плодородные легкие аллювиальные, на водоразделах и слабопологих склонах — каменистые и щебенчатые почвы.

На юге Дальнего Востока на Уссурийско-Ханкайской, Среднеамурской равнинах по шлейфам сопок распространены бурые лесные почвы с содержанием гумуса до 2,5%, фосфора — до 2,5 мг/100 г почвы с кислой реакцией.

Большинство почв Дальнего Востока характеризуются тяжелым гранулометрическим составом, с небольшим содержанием органического вещества и фосфора, имеют кислую реакцию и слабовыраженную структуру. Эти свойства обусловливают плохую водопроницаемость, неудовлетворительный водный и питательный режимы, необходимость коренного окультуривания и борьбу с водной эрозией. Более половины пахотных земель Дальнего Востока периодически подвергаются переувлажнению.

Рельеф

Рельеф Дальнего Востока в основном равнинно-увалистый, с наличием аккумулятивных впадин. Значительные площади пашни и естественных кормовых угодий сосредоточены на высокой части Зейско-Буреинской равнины и пологих склонах. Почвы в этой местности сформировались в условиях периодического переувлажнения, проявления водной эрозии и ее отложений.

Растительный покров

Более 80% земельных угодий Дальнего Востока заняты лесом. На долю естественных кормовых угодий приходится более половины всех сельскохозяйственных. Однако урожаи естественной растительности низкие вследствие недостаточного или отсутствия ухода за ним. Культурная растительность представлена посевами яровых зерновых, риса, сои, картофеля, кормовых и овощных культур.

Задачи системы земледелия

Задачи системы земледелия Дальнего Востока:

  • совершенствование структуры посевных площадей и системы севооборотов,
  • повышение культуры земледелия и плодородия почв,
  • создание глубокого окультуренного пахотного слоя с оптимальными водно-физическими и агрохимическими свойствами,
  • обогащение почвы органическим веществом и доступными элементами питания растений,
  • снижение кислотности,
  • двустороннее регулирование водного режима почв (осушение, орошение),
  • борьба с весенним дефицитом и летним избытком влаги,
  • предупреждение водной эрозии почвы,
  • борьба с сорной растительностью, вредителями и возбудителями болезней растений,
  • окультуривание сенокосов и пастбищ, повышение их продуктивности,
  • внедрение прогрессивных интенсивных технологий возделывания культур.

Решающее значение имеют окультуривание и повышение плодородия пахотного слоя за счет систематического внесения органических удобрений, фосфорных удобрений и известкования.

Система севооборотов

В зависимости от почвенно-климатических условий, специализации, структуры посева на Дальнем Востоке используют полевые, кормовые, специальные севообороты с числом полей от трех до девяти: 4-6-польные полевые без многолетних трав, 6-9-польные с посевами люцерны, клевера, травосмесей. Значительная доля пропашных культур в структуре посевных площадей позволяет широко использовать плодосмен как основу чередования культур и интенсификации земледелия.

Плодосменные севообороты могут включать сою, зерновые культуры, бобовые травы, прежде всего клевер одногодичного использования. Например: 1 — клевер, 2 — соя, 3 — пшеница, 4 — соя, 5 — зерновые с подсевом клевера. При более продолжительном использовании многолетних трав их возделывают в выводном поле.

На тяжелых по гранулометрическому составу почвах, склонных к переувлажнению и заиливанию, вводят зерносоевые севообороты с включением зерновых культур, сои, клевера и однолетних трав. Эти культуры, кроме сои, заканчивают вегетацию до наступления периода обильных дождей.

В Приморском крае широко распространены в полевых и специальных севооборотах повторные (двух- и трехлетние) посевы риса, картофеля и кукурузы. Удельный вес риса в посевах степной и лесостепной частей Приханкайской низменности составляет до 75%.

В районах возделывания сои на её долю приходится 25-40% площади пашни. Здесь используются зернопаропропашные или плодосменные севообороты:

  • 1 — чистый или занятый пар, 2 — пшеница, 3 — соя, 4 — пшеница или зернофуражные, 5 — соя;
  • 1 — чистый или занятый пар, 2 — пшеница, 3 — соя, 4 — пшеница или другие зерновые.

На легких почвах в зерносоевые севообороты возможно включение кукурузы, картофеля, сахарной свеклы или других пропашных культур: 1 — кукуруза, 2 — пшеница, 3 — соя, 4 — яровые зерновые, 5 — соя.

На предприятиях рисовой специализации вводят специальные рисовые севообороты.

Прифермские севообороты преимущественно включают кормовые культуры:

  • 1 — кукуруза на силос, 2 — картофель, 3 — корнеплоды;
  • 1 — клевер, 2 — кукуруза, 3 — картофель и корнеплоды, 4 — силосные, 5 — ячмень с подсевом клевера.

Овощные севообороты подбирают с учетом зональных рекомендаций, специализации и потребностей в продукции.

Система обработки почвы

Учитывая почвенно-климатические условия Дальнего Востока, положительные результаты дают периодические, а в некоторых случаях повторные глубокие вспашки плугами с предплужниками на глубину 25-27 см и безотвальные рыхления. Эффективность объясняется тем, что гумусово-аккумулятивный слой многих почв Дальнего Востока составляет не более 16 см, подпахотный слой — плотный и слабоводопроницаемый.

Эффективность разноглубинной вспашки в условиях Дальнего Востока также подтверждена научными исследованиями. Для сои её проводят на глубину 22-24 см, пшеницы — на 14-16 см. Разноглубинная вспашка снижает также засоренность посевов.

Большой эффект дает углубление пахотного слоя при условии внесения органических и минеральных удобрений в севооборотах. Например, углубление пахотного слоя с 16-18 см до 25 см за три ротации в 9-польном севообороте по фону 120 т навоза, 15,6 т извести и 469 кг фосфора, привело к увеличению урожайности культур за это время в 2-3 раза.

Предпосевную подготовку почвы под поздние культуры, например, сою или кукурузу, применяют разноглубинную многофазную обработку. Кроме боронования зяби проводят трехкратную послойную культивацию: первую — на глубину 12-14 см, вторую — 8-10 см и третью — на 5-6 см с прикатыванием. Такая обработка позволяет очистить поле от сорной растительности и улучшить водный и питательный режимы посевного слоя.

Для предупреждения развития водной эрозии вспашку на склоновых землях проводят после прекращения выпадения обильных дождей под углом к горизонталям 0,005-0,007. На длинных склонах стоковую воду перехватывают водоотводными бороздами. Через 3-4 года проводят углубление пахотного слоя плугами с почвоуглубителями или безотвальными стойками. Для отвода избытка воды с полей проводят кротование или щелевание почвы. На почвах, подверженных ветровой эрозии, применяют плоскорезную, безотвальную обработки или их чередование со вспашкой.

Предпосевную обработку почв, склонных к эрозии, проводят особенно тщательно. Культивацию выполняют перекрестно, второй раз обязательно поперек склона.

В условиях переувлажнения высокоэффективна гребнегрядовая технология возделывания культур.

Система удобрения

Навоз является важнейшим органическим удобрением для всех регионов страны. 1 тонна навоза за ротацию полевого севооборота позволяет дополнительно получить 60-95 кг/га корм. ед. При этом расходы на его приготовление и внесение окупаются в течение 1-2 лет.

Эффективность навоза увеличивается при совместном его внесении с минеральными удобрениями.

Навоз вносят в первую очередь под овощные культуры в дозе 60 т/га и картофель — 40 т/га с повторным внесением через 2 года. В полевых севооборотах его используют один раз за ротацию в нормах по 30-40 т/га.

Бесподстилочный (жидкий) навоз дает также хорошие результаты.

Торф в чистом виде в качестве органического удобрения малоэффективен. Его используют для приготовления торфонавозных, известковобактериальных, торфофосфоритных, торфофосфоритноизвестковых компостов. Известь должна тщательно вмешиваться в органическую массу. Размер основания буртов 3-4 м, высота до 2 м.

Торфокомпосты применяют в основном в кормовых севооборотах. В картофельных и овощных севооборотах их чередуют с навозом.

В качестве зеленых удобрений применяют сою и отаву клевера, запахивая их в конце августа — начале сентября.

Внесение минеральных удобрений в условиях Дальнего Востока позволяет повысить урожайность на 25-70%, особенно отзывчивы зерновые, картофель, кукуруза, овощные культуры, злаковые многолетние травы, при благоприятных метеорологических условиях также соя.

Основное удобрение вносят под осеннюю зяблевую обработку, при весенней культивации или глубоком безотвальном рыхлении. Во время посева удобрения вносят в рядки, при уходе за посевами в виде подкормок.

В системах удобрения в Амурской области основное удобрение вносят под вспашку или локально на глубину 8-15 см зернотуковыми сеялками или комбинированными машинами конструкции ВНИИ сои. Для подкормок зерновых и многолетних трав применяют зернотуковые сеялки, для пропашных — культиваторы.

Известкование кислых почв — один из важнейших приемов системы удобрения в условиях Дальнего Востока, который повышает плодородие почв и эффективность минеральных удобрений. Известь вносят в летне-осенний период, после уборки парозанимающих и зерновых культур или перед запашкой клеверных и соевых сидеральных удобрений.

Для улучшения фосфорного питательного режима кислых почв применяют фосфоритную муку в дозе 1-2 т/га.

Важное значение в повышении урожайности культур имеют микроудобрения. Например, обработка семян сои раствором молибдата аммония в расчете 50-100 г соли на гектарную норму семян, повышает урожайность на 0,2 т/га. Внесении 7-12 кг/га буры (тетраборнокислого натрия) увеличивает урожайность картофеля на 10-24%, возрастает крахмалистость клубней.

Бактериальные удобрения, такие как нитрагин, ризоторфин, эффективны при применении в соево-зерновых севооборотах. Урожайность семян сои при использовании нитрагина в Амурской области возрастает на 0,08-0,3 т/га.

Система защиты растений

Дальний Восток характеризуется сложным типом засорения, преобладают многолетние сорняки, из которых наиболее вредоносны: осоты, полыни, пырей ползучий.

В системе защиты растений от вредителей и болезней в посевах зерновых проводят боронование и обрабатывают быстроразлагающимися пестицидами в соответствии с технологией возделывания. Боронование посевов выполняют при массовом отрастании сорных растений, оптимально — в период полных всходов культурных растений до их кущения.

На Дальнем Востоке распространены: луговая совка, картофельная коровка, соевая плодожорка, соевая нематода, белая гниль сои, фузариоз зерновых и сои, пыльная головня, фитофтора картофеля, различные виды ржавчины.

Система защиты растений от сорной растительности, вредителей и возбудителей болезней включает все истребительные и предупредительные методы.

Севооборот — биологический (культурный) метод борьбы с вредителями, болезнями и сорняками. Так, при возвращении сои на прежнее место в севообороте через 2-3 года позволяет минимизировать её повреждаемость.

Основная, предпосевная и междурядная обработки почвы — приемы агротехнического метода системы защиты. Они позволяет снизить поражаемость культурных растений болезнями и вредителями на 15-30%.

Химический метод защиты растений используют для борьбы с: луговой совкой, пьявицей, хлебной блошкой, сусликами и возбудителями болезней, такими как пыльная головня, бурая ржавчина, гельминтоспориоз, фузариоз, в отдельные годы стеблевая ржавчина.

[INSERT_ELEMENTOR id="3654"]

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Земледелие степных и лесостепных районов Сибири

Природно-климатические условия

Климат

Для степных и лесостепных районов Сибири характерен резко континентальный климат с повторяющимися 2-3 года из 5 лет засухами, особенно в степной части. Лето короткое и жаркое. Теплый период составляет 110-120 дней, с колебаниями от 80 до 150 дней. Дневная температура воздуха в июне—июле 35-40 °С, на поверхности почвы — 50-55 °С. Сумма активных температур 1500-2300 °С. Возможны ранние осенние заморозки, создающие опасность для позднеспелых культур и сортов.

Относительная влажность воздуха может снижаться до 10-12%. Зимний период длительный — 150-170 дней, минимальная средняя температура декабря-февраля -35…-40 °С.

Среднегодовое количество осадков в лесостепных районах — 400-450 мм, в степных — 250-300 мм и меньше (Кулундинская степь). На летние месяцы приходится 40-50% годового количества осадков. Наиболее засушливый период, как правило, июнь-первая половина июля.

Засухи и суховеи — типичные явления. Вероятность засушливых лет варьирует от 45 до 88%. Число дней со скоростью ветра более 15 м/с достигает 15-25, преимущественно приходятся на май-июнь, преобладают в сухостепной и полупустынной зонах, особенно в Кулундинской степи. Частые и сильные ветры приводят к развитию ветровой эрозии почв.

Почвенный покров

Почвенный покров лесостепной и степной части Сибири в основном представлен обыкновенными, выщелоченными и южными черноземами, темно- и светло-каштановыми, каштановыми легкими почвами. Велика доля площадей, занятых засоленными почвами и солонцами, на севере лесостепной зоны — серыми лесными и дерново-подзолистыми почвами.

Почв степных районов подвержены ветровой эрозии, лесостепных — водной и совместной эрозиям. После масштабного освоения целинных земель почвы претерпели существенные изменения: ухудшилась их структура, снизилось содержание органического вещества.

Рельеф

В степных районах Сибири преобладают равнины, встречаются микропонижения (блюдца), западины и мелкосопочники, сформировавшихся под действием ледника и ветров. Лесостепная часть характеризуется волнисто-увалистым рельефом с долинами древнего стока, балками и оврагами, сформировавшихся под действием бассейнов рек Оби, Иртыша, Енисея, Ишима и их притоков. Поэтому здесь около половины пашенных земель расположены на склонах крутизной 3-5°, что приводит к проявлению водной эрозии. На ветроударных южных и юго-западных склонах можно наблюдать проявления ветровой эрозии.

Растительный покров

Растительный покров специфичен. В результате распашки целинных и залежных земель естественная травянистая, представленная злаковой и злаково-разнотравной растительностью, была заменена культурной. В структуре посевных площадей сельскохозяйственных угодий преобладают яровые зерновые (60-70%), из которых 70-80% приходится на ведущую культуру региона — яровую пшеницу. На долю кормовых культур, включая многолетние травы, приходится 23-25% всех посевных площадей, под чистыми парами — 10-15%. Значительные площади занимают картофель, подсолнечник, лен масличный, рыжик, горчица, сахарная свекла (в Алтайском крае).

Особенностью систем земледелия Сибири является почти полное отсутствие посевов озимых, что приводит к большой концентрации и напряженности полевых работ в весенний период и во время уборки урожая. Кроме того, это сказывается на защите почв от эрозии: отсутствие растительного покрова в осенне-зимний период и ранней весной приводит к развитию эрозионных процессов. Поэтому перспективно направление выведения для условий степных и лесостепных районов Сибири морозоустойчивых сортов ржи и пшеницы.

Условия лесостепной и степной части Сибири малопригодны и для лесоразведения. В лесостепи древесная растительность представлена в виде колков, малых рощ и искусственных посадок. Отдельные лесные участки или полное отсутствие леса при высокой распаханности угодий создает условия возникновения сильных ветров, иссушающих почву, способствующих проявлению черных бурь, зимой сносящих снег с полей.

Задачи системы земледелия

Основными специализациями сельского хозяйства является — зерновое, мясо-молочное и шерстяное (овцеводство), развито свиноводство, сочетающееся с зерновым направлением.

Главным лимитирующим урожайность фактором является дефицит влаги, характерны частые засухи и ветровая эрозия почв. Эти факторы обуславливают основные задачи систем земледелия лесостепи и степи Сибири:

  • борьба с засухой,
  • предотвращение ветровой эрозии,
  • улучшение щелочных почв,
  • уничтожение сорной растительности.

Особое значение приобретает соблюдению оптимальных сроков посева яровых зерновых с учетом биологических и сортовых особенностей, применение агротехнических и химических методов защиты растений.

Система севооборотов

В экстремальных условиях Сибири севооборот приобретает особенно важное значение.

В Сибири основными являются зернопаровые, зернопаропропашные, зернопаротравяные и зернопропашные севообороты. Первый тип преобладает, так как позволяет решать главную задачу — увеличение производства зерна.

Зернопаровые севообороты наиболее продуктивны по зерну. Благодаря чистым парам обеспечиваются минимальные потребности яровой пшеницы в воде и питательных веществах в условиях засушливого климата. Чистые пары накапливают в метровом слое почвы ко времени посева яровой пшеницы в 1,5-2 раза больше влаги, чем после зерновых или пропашных предшественников.

Самые продуктивные по зерну севообороты 4-5-польные зернопаровые:

  • 1 — чистый пар, 2 — яровая пшеница, 3 — яровая пшеница, 4 — ячмень;
  • 1 — чистый пар, 2 — яровая пшеница, 3 — яровая пшеница, 4 — ячмень, 5 — яровая пшеница.

Для лесостепной части Сибири рекомендуются севообороты:

  • 1 — пар, 2-3 — яровая пшеница, 4 — кукуруза на силос, 5 — яровая пшеница, 6 — ячмень, овес;
  • 1 — пар, 2-3 — яровая пшеница, 4 —зернофуражные, 5 — кукуруза на силос, 6-7 — яровая пшеница, 8 — люцерна (выводное поле на 4-5 лет).

В центральной и северной лесостепи Алтайского края экономически и агротехнически выгодны зернопаротравяные севообороты. Их продуктивность с 1 га севооборотной площади для зерна пшеницы, кормов и протеина составляет 105-115 кг/га на 1 корм. ед., кроме того высока их почвозащитная функция. Схемы чередования: 1 — пар (чистый или занятый), 2 — пшеница + многолетние травы, 3 — многолетние травы 1-го года пользования, 4 — многолетние травы 2-го года пользования, 5 — пшеница, 6 — овес + вика или овес.

На склоновых землях с крутизной 3-5° и активным проявлением водной эрозии вводят 4-польные почвозащитные зернотравяные севообороты: 1 — пшеница с подсевом многолетних трав, 2 — многолетние травы 1-го года пользования, 3 — многолетние травы 2-го года пользования, 4 — пшеница.

На крутых склонах свыше 5° чистые пары заменяют занятыми или зернобобовыми культурами с полосным размещением поперек склонов с долголетними буферными полосами многолетних трав шириной 15-20 м и на расстоянии 100-200 м, с учетом крутизны и экспозиции участка.

Сильноэродированные склоны с уклоном более 8° полностью залужают многолетними травами.

На легких почвах вводятся полевые почвозащитные севообороты с полосным размещением однолетних культур и многолетних трав.

В целом для районов Сибири рекомендуются следующие севообороты:

  • лесостепные и умеренно-засушливые степные районы:
    • 4-польный зернопаровой: 1 — пар чистый (кулисный), 2-3 — яровая пшеница, 4 — ячмень;
    • 5-польный: 1 — пар чистый (кулисный), 2-4 — яровая пшеница, 5 — овес, ячмень;
    • 6-польный зернопаротравяной: 1 — пар чистый (кулисный), 2-3 — яровая пшеница, 4 — однолетние травы, 5 — яровая пшеница, 6 — ячмень или пшеница;
    • 6-польный зернопаропропашной: 1 — пар чистый (кулисный), 2-3 — яровая пшеница, 4 — кукуруза (на силос), 5 — яровая пшеница, 6 — ячмень или овес;
    • 8-польный зернопаропропашнотравяной: 1 — пар, 2-3 — яровая пшеница, 4 — зернофуражные (ячмень, овес), 5 — кукуруза на силос (однолетние травы), 6 — яровая пшеница, 7 — яровая пшеница (зернофуражные), 8 — люцерна (выводное поле).
  • Степь и сухая степь:
    • 3-польный зернопаровой: 1 — пар чистый (кулисный), 2-3 — яровая пшеница;
    • 4-польный: 1 — пар чистый (кулисный), 2-3 — яровая пшеница, 4 — ячмень или овес;
    • 5-польный: 1 — пар чистый (кулисный), 2-3 — яровая пшеница, 4 — ячмень или овес, 5 — яровая пшеница;
    • 5-польный зернопаротравяной: 1 — пар чистый (кулисный), 2-3 — яровая пшеница, 4 — яровая пшеница + многолетние травы, 5 — многолетние травы (выводное поле).
  • в полупустынной подзоне:
    • 2-польный зернопаровой: 1 — пар чистый (кулисный), 2 — яровая пшеница;
    • 3-польный: 1 — пар чистый (полосный, кулисный), 2 — яровая пшеница, 3 — зернофуражные (просо).

В условиях риска развития ветровой эрозии рекомендуются 3-4-польные зернопаровые севообороты с полосным размещением чистого пара: 1 — пар чистый (кулисный), яровая пшеница, 2 — яровая пшеница, пар чистый (кулисный) и т.д. Ширина полос составляет 100 м.

На солонцовых почвах применяют зернопаровые севообороты без пропашных культур:

На предприятиях с животноводческой специализацией эффективно введение прифермских севооборотов. Высокие урожаи зернофуражных культур в кормовых севооборотах получают при 2-3-летнем чередовании с кукурузой или просом, высеваемыми на сено.

Для животноводческих комплексов с мясо-молочной специализацией рекомендуются травопольный с сенокосно-пастбищным использованием, прифермский, насыщенный силосными культурами, и кормовой, насыщенный зернофуражными культурами, севообороты.

На предприятиях, расположенных вблизи крупных городов и промышленных центров, вводят специальные овощные севообороты.

Система обработки почвы

Главные задачи системы обработки почвы:

  • предотвращение ветровой эрозии почвы;
  • максимальное накопление и сохранение влаги;
  • ослабление действия засух;
  • эффективная борьба с сорной растительностью, вредителями и возбудителями болезней;
  • создание оптимальных условий для роста и развития культур;
  • внесение минеральных и органических удобрений.

Культурная вспашка в степных районах Сибири не способствует решению задач по защите почв от эрозии и накоплению влаги. Почва при осенней отвальной обработке лишается растительного покрова и стерневых остатков, подвергается ветровой и водной эрозии. Снег сдувается с пашни в колки и микропонижения. В результате почва промерзает на большую глубину и оттаивает только к 5-10 июня.

Плоскорезная осенняя обработка после зерновых культур позволяет сохранить до 80-85% стерни на поверхности поля, которая задерживает снег, защищает почву от выдувания, способствует меньшему промерзанию и накоплению влаги. Запасы при плоскорезной обработке продуктивной влаги в метровом слое почвы на 30-60 мм выше, чем при вспашке.

В более увлажненных лесостепных районах Сибири система обработки почвы может быть совмещенной, сочетающей приемы безотвальной, отвальной и поверхностной обработок. Предпочтение тому или иному приему зависят от местных погодных условий, состояния поля, предшественника, особенностей возделываемой культуры, рельефа, риска проявления эрозионных процессов, засоренности.

В условиях Приобской лесостепи Алтайского края, где количество осадков составляет 400-450 мм и расчлененный рельеф местности, безотвальная обработка резко ослабляет воздействие водной эрозии. Урожайность яровой пшеницы повышается на 0,2-0,4 т/га. В засушливые годы прибавка урожайности достигала 0,4-0,5 т/га.

В Приобской подзоне применяют следующие системы обработки почвы в зависимости от типа севооборота:

  1. Зернопаровой севооборот:
    • 1 — пар чистый (кулисный) — осенняя после уборки предшественника или весенняя обработка КПП-2,2. Первая обработка на глубину 10-12 см, вторая — 12-14 см, культивация штанговым культиватором типа КШ-3,6 на 6-8 см по мере отрастания сорной растительности и выпадения дождей. Рыхление культиватором КПГ-250 на глубину 25-27 см в августе-сентябре, поздней осенью в октябре — рыхление КПГ-250 на 27-30 см для более эффективного использования осенне-зимних осадков и предотвращения развития водной эрозии весной следующего года;
    • 2 — яровая пшеница — боронование весной игольчатой бороной БИГ-3, предпосевная культивация КПЭ-3,8, оборудованного штангой, посев сеялкой типа СЗП-3,6. После уборки урожая — основная обработка КПП-2,2 на глубину 14-16 см;
    • 3 — яровая пшеница — боронование весной игольчатой бороной БИГ-3, предпосевная культивация КПЭ-3,8, оборудованного со штангой, посев сеялкой СЗП-3,6. После уборки урожая основная обработка КПГ-250 на 20-22 см;
    • 4 — овес — весеннее боронование БИГ-3, предпосевная культивация КПЭ-3,8, посев сеялкой типа СЗП-3,6, основная обработка КПП-2,2 на глубину 14-16 см;
    • 5 — яровая пшеница — весеннее боронование БИГ-3, предпосевная культивация КПЭ-3,8, посев сеялкой СЗП-3,6.
  2. Зернопаропропашной севооборот:
    • 1, 2 и З — поля обрабатывают по схеме зернопарового севооборота. В засушливые годы вспашку под кукурузу заменяют плоскорезным рыхлением на глубину 14-15 или 20-22 см;
    • 4 — кукуруза на силос — осенняя после уборки яровой пшеницы вспашка на глубину 23-25 см с заделкой органических удобрений в дозе 20-30 т/га. Боронование весной бороной типа «Зиг-заг», предпосевная культивация, посев сеялкой СЗП-3,6. После уборки урожая основная обработка плугом или культиватором-глубокорыхлителем КПГ-250 на 20-22 см.
    • 5 — яровая пшеница — весеннее боронование БИГ-3, предпосевная культивация КПЭ-3,8, посев сеялкой СЗП-3,6, основная обработка КПП-2,2 на глубину 14-15 см;
    • 6 — овес — весеннее боронование БИГ-3, предпосевная культивация КПЭ-3,8, посев сеялкой СЗП-3,6.
  3. Зернотравяной севооборот:
    • 1 — яровая пшеница — весеннее боронование игольчатой бороной БИГ-3, предпосевная культивация КПЭ-3,8, посев сеялкой СЗП-3,6, обработка КПП-2,2 на глубину 14-15 см;
    • 2 — яровая пшеница + многолетние травы — весеннее боронование БИГ-3, предпосевная культивация КПЭ-3,8, посев СЗП-3,6 или зернотравяной сеялкой;
    • 3 — многолетние травы 1-го года пользования — уход в соответствии с принятой зональной технологией;
    • 4 — многолетние травы 2-го года пользования — уход и уборка урожая в соответствии с принятой зональной технологией, основная обработка почвы — вспашка на глубину 23-25 см, разделка пласта проводится тяжелыми дисковыми боронами БДТ-7, БДТ-10. Многолетние травы со слабой дерниной можно обрабатывать культиватором-глубокорыхлителем КПГ-250 на 23-25 см.

Сроки проведения работ и количество обработок могут меняться в зависимости от погодных условий, засоренности полей и иных обстоятельств.

Для лесостепи Зауралья в Курганской области, где ветровая и водная эрозии слабо проявлены, главный лимитирующий урожайность фактор — — засуха. Предложенная Т.С. Мальцев в конце 40-х—начале 50-х годов технология обработки, основанная на сочетании глубокого и поверхностного рыхлении, в этих условиях наиболее эффективна. Основную обработку пара безотвальными орудиями проводят на глубину 27-30 см, зяблевую в остальных полях севооборота — дисковыми лущильниками на глубину 10-12 см в два следа.

В отличие от плоскорезной системы обработки почвы, рассчитанной на максимальное сохранение стерни в качестве основного противоэрозионного средства, система обработки Т.С. Мальцева отводит стерне роль мульчирующего слоя, сохраняющего влагу и способствующего накоплению органического вещества в почве за счет пожнивных и корневых остатков.

По методу Т.С. Мальцева глубокая безотвальная обработка эффективна на лугово-черноземных почвах, обыкновенных и выщелоченных черноземах с более тяжелым гранулометрическим составом и на средне- и глубокостолбчатых солонцах.

На севере лесостепи Сибири, характеризующимся достаточным количеством осадков и тяжелыми почвами, безотвальную обработку часто применяют вместо вспашки паров и зяби весной под пропашные культуры.

В степных и лесостепных районах Сибири для провокации и уничтожения сорной растительности проводят весеннюю предпосевную культивации. 

Виды и сроки проведения полевых работ уточняются для каждого предприятии с учетом погодных условий и технической оснащенности.

Технология ухода за чистым (черным и ранним) паром в лесостепных районах Сибири несколько иная. При подготовке по схеме черного пара после пожнивного рыхления или лущения выполняют глубокое рыхление или вспашку для накопления влаги в зимний период. Органические удобрения вносят под вспашку или поверхностно осенью, или следующим летом.

Перенос последней (основной) глубокой обработки пара с августа на сентябрь или октябрь позволяет сократить потери влаги на испарение, устранить распыление верхнего слоя от многократных летне-осенних обработок и создать дополнительный объем пор для поглощения талых весенних вод и снизить отрицательное воздействия водной эрозии.

Система удобрения

В.В. Докучаев характеризовал черноземы Сибири, как отличающиеся способностью давать хорошие урожаи. При этом, имея перегнойный горизонт всего 30-50 см и запасы гумуса 4-6%, они при неправильном использовании могут быстро «изнашиваться», снижать свое естественное плодородие. Предвидение В.В. Докучаева подтвердилось: после 8-10-летней неправильного использования новых (целинных) земель без применения удобрений на больших площадях значительно снизилось плодородие и возросло негативное воздействие ветровой и водной эрозий.

Согласно результатам многолетнего изучения различных систем удобрения в зернопаровых севооборотах, наибольший сбор зерна получен при внесении Р60 в чистом пару. Азотные удобрения дают подтвержденную прибавку урожая при условии внесении повышенной дозы фосфорных удобрений.

Внесение навоза положительно сказывается на урожайности яровой пшеницы при его внесении в паровом поле. Способ внесения — под плуг или глубокое рыхление, не имеет существенного значения: оба способа заделки обеспечивают одинаковую прибавку урожая зерна. Положительное действие навоза проявляется в течение всей ротации севооборота.

Выщелоченные и обыкновенные черноземы лесостепи, как и в степных районах, содержат мало доступных для растений фосфорных соединений, что объясняет высокую отзывчивость культур на внесение фосфорных удобрений.

Фосфорные удобрения не только благоприятно сказываются на питательном режиме, но и повышают засухоустойчивость растений, на 15-20% продуктивнее используется почвенная влага для формирования урожая. Эффективность минеральных удобрений возрастает на полях, где провели мероприятия по влагонакоплению, например, кулисные посевы, снегозадержание снегопахами.

В лесостепных районах Сибири высокую эффективность показывает хорошо приготовленный навоз: внесение в пару 20 т/га обеспечивает прибавку урожая зерна до 10 т/га с учетом его последействия.

Суперфосфат в пару вносят осенью, локально сеялкой СЗС-2,1 на глубину 8-10 см или культиватором-удобрителем КПГ-2,2 на 10-14 см. Используют также специальные сошники для локального внесения минеральных удобрений.

Азотные удобрения во избежании перерастания вегетативной массы, и полегания пшеницы, вносят в соответствии с рекомендуемыми зональными научными учреждениями дозами.

Система защиты почв от эрозии

В лесостепной части Сибири большинство площадей сельскохозяйственных угодий может подвергаться совместной водной и ветровой эрозиям. Особенно сильны эти процессы в Алтайском и Новосибирском Приобье. Здесь ежегодный прирост оврагов достигает 8-10 м, а глубина — 30-50 м. Во время ливней и стока талых вод смыв почвы на склоновых землях может достигать 100 т/га, в отдельные годы — 300 т/га, с каждого гектара при этом теряется до 80-100 кг питательных веществ и 300-500 м3 воды, что усугубляет негативное действие засух.

Противоэрозионные мероприятия, проводимые для борьбы с засухами, ветровой и водной эрозиям в степных и лесостепных районах Сибири с учетом местных условий:

  • размещение культур по склону,
  • применение специальных приемов обработки почвы и посева,
  • углубление пахотного слоя,
  • улучшение физико-механических свойств почвы.
  • контурно-мелиоративная система земледелия, включающая приемы агро-, гидро- и химической мелиорации,
  • комплексные агротехнические и организационно-хозяйственные меры.

Для Алтая академиком РАСХН А.Н. Каштановым разработан почвозащитный комплекс, в основе которого положен принцип комплексного использования водно-земельных ресурсов при контурно-полосной организации территории с применением агротехнических мер накопления, сохранения и рационального использования влаги и мелиоративных мероприятий, заключающихся в устройстве террас на склонах с уклоном более 8°. Для накопления воды в осенне-зимний период оставляют стерню, применяют кулисные посевы, снегозадержание, лесополосы. Для уменьшения испарение воды из почвы, применяют определенную обработку почвы, выращивают сидераты, разбрасывают мульчирующий слой соломы. Для орошения применяют стоковые воды, задержанные на пашне и собранные в водоемы. Ежегодно в начале сезона в зависимости от запасов влаги на полях уточняют размещение культур в севообороте и технологию их возделывания.

Агромелиоративный противоэрозионный комплекс для степной части Сибири включает чистые кулисные пары в севооборотах, плоскорезную обработку почвы с оставлением стерни, снегозадержание снегопахами.

В метровом слое почвы под кулисным паром запасы воды на 30-50 мм больше, что позволяет получать дополнительно 0,2-0,45 т/га зерна яровой пшеницы.

Сохранение стерни при плоскорезной обработке задерживает на полях первый снег, который при вспашке практически полностью сдувается. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы при плоскорезной обработке выше, чем при вспашке: для степной подзоны — на 20-30 мм, в лесостепной — на 35-45 мм. Дополнительное снегозадержание снегопахами типа СВУ-2,6 увеличивает толщину снежного покрова и, соответственно, запасы влаги.

Накоплению и сохранению влаги в почве способствует и мульчирование соломой, которая также положительно сказывается на балнсе органического вещества в почве.

Система защиты растений

В степной части Сибири распространены серая зерновая совка, пшеничный трипс, шведская муха, жуки-щелкуны, стеблевые хлебные блошки, пшеничный цветочный клещ, саранчовые, суслики, мышевидные грызуны, в отдельные годы — луговой мотылек. В качестве переносчиков вирусных заболеваний злаковых культур представляют опасность злаковые цикады и тли.

Из болезней распространены и вредоносны корневая гниль, пыльная головня пшеницы и ячменя, головня овса и проса. Периодически причиняют вред мучнистая роса, бурая ржавчина и септориоз пшеницы, закукливание овса, сетчатая пятнистость ячменя. Ежегодно отмечается гельминтоспориоз зерна ячменя и пшеницы (чернота зародыша).

Из сорных растений наиболее распространены:

  • злостные корнеотпрысковые и корневищные многолетники: бодяк полевой (Cirsium arvense), осот полевой (Sonchus arvensis), молокан татарский (Lactuca tatarica), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis), пырей (Elytrigia) и острец;
  • однолетние: (Avena fatua), курай (Salsola), горец татарский;
  • поздние яровые: щетинник зеленый, щирица и малолетние виды с 1-3-летним циклом жизни — липучка, полынь, белена, чертополох и др.

Парование и качественная подготовка почвы после непаровых предшественников являются первоочередными методами борьбы со всеми видами сорняков. При систематической плоскорезной обработке в верхнем слое почвы сосредотачивается до 70-90% семян сорняков, частично — на ее поверхности. Семена, перезимовавшие в почве, дают весной больше всходов, чем зимовавшие на поверхности. Поэтому обработку пара начинают сразу после уборки предшественника с помощью орудий БИГ-3, КПШ-9 и КПЭ-3,8, которые заделывают осыпавшиеся семена в почву. Культиваторы более предпочтительны при одновременном засорении овсюгом, корневищными и корнеотпрысковыми сорными растениями.

Весеннюю обработку пара начинают после массового отрастания сорняков. При раннем наступлении весны первую культивацию проводят до посева, чтобы не допустить обезвоживание почвы растениями овсюга, пырея и остреца.

Для эффективной борьбы с корнеотпрысковыми сорняками важно соблюдать сроков летней культивации пара.

Эффективно сочетание двух плоскорезных и двух гербицидных обработок парового поля: почва очищается от сорняков и одновременно обеспечивается противоэрозионная защита, сокращаются расходы топлива и затраты труда.

При засорении полей пыреем ползучим проводят 4-5-кратную культивацию КПЭ-3,8 на глубину залегания корневищ — 14-16 см или применяют ОПТ-3-5, дополнительно оборудованного черенковыми ножами и прутьями-вычесывателями на лапах-плоскорезах.

Борьба с острецом, корневища которого залегают на глубине 18-26 см, заключается во вспашке паров в начале июня на 26-27 см и последующей по мере отрастания сорняков обработки культиватором КПЭ-3,8.

Под следующие культуры после пара после уборки яровой пшеницы проводят боронование БИГ-3 с углом атаки 8-12°. Аналогичную обработку проводят после уборки ячменя, если за ним идут посевы пшеницы. Заделанные осенью падалица и семена сорных растений весной лучше прорастают и уничтожаются при предпосевной обработке. Обработка БИГ-3 осенью позволяет заделать семена в почву и способствует более активному прорастанию весной.

Первую обработку БИГ-3 весной на полях, где планируется провести посев 22-23 мая, выполняют за 10-15 суток с углом атаки 16°, вторую — перед посевом зерновых культур. Для посевов до 15-20 мая ограничиваются одной предпосевной культивацией.

В условиях Сибири решающим фактором борьбы с ранними сорняками, и особенно овсюгом, является посев зерновых в оптимальные сроки: с 15 по 25 мая — пшеницы и после 25 мая до начала июня — овса и ячменя.

Довсходовое боронование в борьбе с сорняками достаточно эффективно.

Общие мероприятия системы защиты растений:

  • эффективная и рациональная интеграция системы защиты в систему земледелия и технологию выращивания культур;
  • выполнение агротехнических и семеноводческих мероприятий, направленных на подавление распространения и развития вредных организмов;
  • освоение севооборотов, соблюдение порядка чередования культур;
  • качественная подготовка паров и зяби;
  • качественное проведение основной, предпосевной и междурядной обработок почвы;
  • соблюдение оптимальных сроков посева;
  • уборка в сжатые сроки и максимальное сокращение потерь урожая;
  • эффективная борьба с сорной растительностью;
  • создание условий для размножения полезных организмов и птиц, например, применение полезащитного лесоразведения, травосеяния, мелиорации;
  • соблюдение природоохранных мероприятий.
[INSERT_ELEMENTOR id="3654"]

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Земледелие Северного Кавказа

Земледельческие районы Северного Кавказа включают:

  • Краснодарский край;
  • Ставропольский край;
  • Ростовскую область;
  • Дагестан;
  • Кабардино-Балкария;
  • Северная Осетия;
  • Чечня;
  • Ингушетия.

В целом, на долю сельскохозяйственных угодий приходится 20 млн га, из которых более 16 млн га — пашни.

Природно-климатические условия

Климат

В лесостепной части Северного Кавказа и в предгорных районах среднегодовое количество осадков составляет 800 мм. В зоне неустойчивого увлажнения суммая осадков в течение года составляет 450-600 мм, в неё входят Ставропольская возвышенность, равнинные районы Краснодарского края, Чечни, Кабардино-Балкарии, Ингушетии и Северной Осетии.

Засушливая степная зона с осадками 300-450 мм в год занимает большую часть Ростовской области, северные районы Ставропольского и Краснодарского краев.

В подзоне сухой степи среднегодовое количество осадков — 200-300 мм, включает восточные районы Ростовской области и Ставропольского края. Сумма активных температур — 3200-3700 °С.

В степных и южных районы лесостепи Северного Кавказа характерны частые засухи. Значительная часть земель подвержена ветровой эрозии почв. Наиболее часто пыльные бури проявляются в Армавирском коридоре (Ставропольский и Краснодарский края). Скорость ветра во время пыльных бурь может достигать 25-30 м/с, сопровождаясь значительным выдуванием почвы до 100-200 т/га.

В районах с расчлененным рельефом проявляется водная эрозия, смыв почвы при этом достигает 15-30 т/га.

Почвенный покров

Почвенный покров Северного Кавказа преимущественно представлен южными, обыкновенными, карбонатными, выщелоченными черноземами с содержанием гумуса от 3 до 8% с легким или среднесуглинистым гранулометрическим составом. Встречаются солончаковые и солонцеватые почвы.

На юге степной части распространены южные суглинистые черноземы, мощность гумусового горизонта которых составляет 50-70 см, а содержание гумуса — 4-5%. На крайнем юге вдоль северных берегов Черного моря неширокой полосой залегают темно-каштановые и каштановые почвы с меньшим содержанием гумуса и гумусовым горизонтом. Встречаются пятна солонцов и хлоридных солончаков.

Рельеф

На севере региона преобладает равнинный рельеф, по мере продвижения на юг переходит в предгорный и горный. Особенности рельефа Северного Кавказа способствуют развитию в равнинной части — ветровой эрозии, а в предгорных и горных районах — водной. В районах с увалисто-равнинным рельефом, где проявляются сильные ветра, а количество осадков составляет 450-550 мм проявляется совместная эрозия.

Растительный покров

Высокая доля распаханных земель Северного Кавказа обуславливает преобладание в растительном покрове культурных растений. В менее освоенных горных и степных районах — естественная растительность.

Среди сельскохозяйственных культур наибольший удельный вес приходится на зерновые культуры, основная из которых — озимая пшеница. В севооборотах под нее отводят более 50% площади. Над долю технических культур в Ростовской области и Ставропольском крае приходится 8-9,5%, в Краснодарском крае — 15-20% пашни. Доля кормовых культур — 25-30%.

Согласно данным многолетних наблюдений, в степных и южных лесостепных районах Северного Кавказа наилучшие перезимовка и развитие озимых обеспечиваются в зернопаровых и зернопаропропашных севооборотах, включающих поля чистого или кулисного пара.

Задачи системы земледелия

Задачи системы земледелия Северного Кавказа:

  • создание благоприятного водного режима почв, преодоление негативных последствий засух, прежде всего в степных районах;
  • обеспечение условий получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур на базе интенсификации земледелия;
  • воспроизводство плодородия почв;
  • защита почв от ветровой и водной эрозий;
  • оптимизация структуры посевных площадей.

Основными особенностями земледелия Северного Кавказа являются часто повторяющиеся засухи и проявление ветровой и/или водной эрозий, что обусловливает особенности систем земледелия. Почвозащитный комплекс включает полезащитное лесоразведение, облесение песков, оврагов, берегов рек и озер.

Система севооборотов

В условиях дефицита влаги Ставропольского края и Ростовской области, в основе схем севооборотов лежит звено с чистым паром, преобладают зернопаровые, зернопаропропашные севообороты короткой ротации. В Краснодарском крае применяются зернопропашные, пропашные, плодосменные севообороты с большим насыщением сахарной свеклой и другими пропашными культурами. Длинная ротация в таких севооборотах объясняется включением в них культур, требующих длительного перерыва в посеве и стремлением уменьшить площади под многолетними травами и чистыми парами.

Главная задача при введении и освоении полевых севооборотов для всех почвенно-климатических подзон Северного Кавказа — обеспечение оптимальными предшественниками озимую пшеницу, лучим из которых является чистый пар.

На склоновых землях с уклоном более 3° чистые (черные) пары заменяют на посевы многолетних трав или однолетних культур сплошного посева.

Среди занятых паров наибольшую эффективность показывают эспарцетовый на один укос и бобово-злаковый, например, горохо-овсяный, яровой вики, озимой пшеницы и озимой вики. Положительный эффект занятых паров проявляется при условии своевременной уборки парозанимающей культуры, качественной подготовки почвы и накопления достаточных запасов влаги.

Кроме занятых паров к хорошим предшественникам озимых зерновых относятся бобовые культуры. Севообороты с бобовыми культурами дают наиболее высокий выход зерна с гектара площади.

Широко распространенными предшественниками озимой пшеницы в регионе являются пропашные культуры, убираемые на силос, например, кукуруза, подсолнечник. Однако важным недостатком этих предшественников являются малые запасы влаги и азота на момент посева озимых. На получении всходов озимой пшеницы негативно сказывается излишняя рыхлость почвы после вспашки, особенно после поздней.

Сахарную свеклу, как правило, в севооборотах размещают после озимой пшеницы, идущей по чистому или занятому пару. Повторные посевы сахарной свеклы или по кукурузе на зерно, подсолнечнику и другим сильно иссушающим почву предшественникам не допускается.

После сахарной свеклы часто размещают кукурузу на силос или яровой ячмень. Подсолнечник возделывает в конце севооборота, возвращают его на прежнее место не ранее чем через 7-9 лет, так как в противном случае посевы очень сильно поражаются серой плесенью и заразихой.

Примерные севообороты для систем севооборотов Северного Кавказа:

  • зернопаровые:
  • зернопаропропашные;
    • 5-польный: 1 — чистый пар, 2-3 — озимая пшеница, 4 — кукуруза на силос, сорго, 5— яровой, озимый ячмень, просо;
    • 8-польный: 1 — чистый пар, 2-3 — озимая пшеница, 4 — пропашные силосные (кукуруза, подсолнечник, сорго), 5 — озимый, яровой ячмень, 6 — чистый пар, 7 — озимая пшеница, 8 — сорго на зерно;
    • 8-польный: 1 — чистый пар, 2 — озимая пшеница, 3 — яровой ячмень с подсевом эспарцета, 4 — эспарцет, 5 — озимая пшеница, 6 — пропашные на силос, 7 — озимая пшеница, 8— подсолнечник;
  • зернопропашные:
    • 8-польный: 1 — зерновые бобовые, 2-3 — озимая пшеница, 4 — подсолнечник, 5 — занятый пар, 6 — озимая пшеница, 7 — кукуруза на зерно, 8 — клещевина;
    • 9-польный: 1 — занятый пар, 2 — озимая пшеница, 3 — сахарная свекла, 4 — зерновые бобовые, 5 —озимая пшеница, 6 — подсолнечник, 7 — кукуруза на силос, 8 — озимая пшеница, 9 — яровой ячмень с подсевом эспарцета;
  • пропашные:
    • 8-польный: 1 — горох, 2 — озимая пшеница, 3 — картофель, сахарная свекла, 4 — кукуруза на силос, 5 — озимый ячмень, яровые зерновые, 6 — кукуруза на зерно, 7 — подсолнечник, 8 — яровые зерновые;
    • 9-польный: 1 — занятый пар, 2 — озимая пшеница, 3 — сахарная свекла, кукуруза на зерно, 4 — кукуруза на силос, гречиха, 5 — озимая пшеница, 6 — кукуруза на зерно, 7 — кукуруза на силос, 8— озимый ячмень, 9 — подсолнечник.

На склонах, подверженных ветровой и водной эрозиям, вводят почвозащитные севообороты с контурной организацией территории и полосным размещением культур. Например, 1 — многолетние травы, озимая пшеница, 2 — многолетние травы, картофель, 3 — многолетние травы, овес + травы, 4 — озимая пшеница, многолетние травы, 5 — картофель, многолетние травы, 6 — овес + травы, многолетние травы.

В кормовых прифермских севооборотах возделывают кукурузу и сорго, многолетние и однолетние травы, озимые и яровые зерновые.

Система обработки почвы

В засушливых районах на легких по гранулометрическому составу почвах используют почвозащитную обработку, обеспечивающую сохранение стерни на поверхности, которая защищать почву от ветровой эрозии и позволяет накапливать больше влаги.

В районах ветровых коридоров, например, в Армавирском коридоре, применяют плоскорезную обработку.

В условиях достаточного увлажнения на тяжелых почвах проводят вспашку на различную глубину, а также чередуют вспашку с плоскорезной и поверхностной обработками в зависимости от технологии возделывания.

Обработка почвы чистых паров

Обработка почвы чистых паров в острозасушливых восточных и южных районах начинают с послеуборочного рыхления почвы игольчатой бороной БИГ-3. В течение 2-3 дней после проводят первую противоэрозионную обработку культиваторами КПЭ-3,8 или КПШ-9 на глубину 10-12 см. Вплоть до поздней осени при выпадении дождей, проводят боронования, которые позволяют лучше сохранить стерню и накопить больше влаги. При отрастании сорной растительности поле культивируют КПЭ-3,8 или КПШ-9 на 12-14 см. Основная обработка пара приходится на первую декаду октября культиваторами-глубокорыхлителями типа КПГ-250 или КПГ-2-150 на глубину 25-27 см.

Весной проводят боронование, культивацию на 14-16 см культиваторами-плоскорезами КПШ-9 в агрегате с катками ЗКК-6А, что позволяет хорошо разделать посевной слой почвы.

Последующую обработку пара проводят культиваторами типа КПП-2,2 или КПШ-9 на 10-12 и 8-10 см. Предпосевная культивация выполняется на глубину посева семян озимой пшеницы 6-8 см. При выпадении осадков проводят боронование БИГ-3 для разрушения поверхностной корки и сохранения влаги. Пшеницу высевают зерновыми стержневыми сеялками поперек направления господствующих эрозионно опасных ветров.

Технология подготовки раннего пара. Осенью стерню не обрабатывают, благодаря чему в зимний и ранневесенний периоды она хорошо защищает почву от ветровой эрозии и способствует накоплению и сохранению влаги. Вспашка раннего пара завершается не позднее конца апреля.

Количество поверхностных обработок паров в летний период зависит от состояния почвы, количества осадков и засоренности полей. В эрозионно опасных районах оно должно стремиться к минимуму.

Послойные обработки на разную глубину показывают больший эффект, чем обработки на одну и туже глубину. Весной, после покровного боронования, при массовом отрастании сорняков, выполняют первую глубокую культивацию на 10-12 см тяжелыми культиваторами КПЭ-3,8 или КПШ-9. Для борьбы с многолетними сорняков используют лемешные лущильники на глубину 12-14 см и противоэрозионные культиваторы КПШ-9. В дальнейшем применяют паровые и штанговые культиваторы, постепенно уменьшая глубину обработки. Последнюю культивацию выполняют на глубину посева семян 5-6 см.

Отклонения в технологии обработки паров приводит к большим потерям влаги, плохому очищению полей от сорной растительности, развитию эрозионных процессов и к значительному снижению урожая. Типичная ошибка подготовки чистых паров — чрезмерное рыхление.

Обработка почвы под озимые культуры после непаровых предшественников

Главные задачи обработки почвы под озимые культуры после непаровых предшественников — своевременная разделка почвы, сохранение влаги, устранение глыбистости и уничтожение сорной растительности. Важно не допускать перерыва между уборкой предшественника и первой обработкой.

Обработку в этом случае уместно начинать, не дожидаясь окончания уборки всего поля, на отдельных освободившихся участках, добиваясь при этом оптимального сложения пахотного слоя с помощью боронования и прикатывания.

После занятых паров и зернобобовых культур основную обработку осуществляют с учетом влажности почвы, видового состава сорной растительности, возможности крошения обрабатываемого слоя. Если крошение достаточно хорошее, вспашку проводят на глубину 14-16 см комбинированными пахотными агрегатами или лемешными лущильниками ПЛ-10-25 с разделкой верхнего слоя игольчатой бороной БИГ-3.

При иссушении почвы под озимые отвальную вспашку заменяют качественной поверхностной обработки на глубину 10-12 см. Для чего используют бороны БДН-3, БДТ-7, противоэрозионные культиваторы КПЭ-3,8 и культиваторы-плоскорезы КПШ-9, КПП-2,2 в сочетании с боронами БИГ-3.

Высокую эффективность при подготовке почвы под озимые после непаровых предшественников дают комбинированные почвообрабатывающие агрегаты АКП-2,5, которые за один проход совмещают технологические операции поверхностного рыхления, подрезания почвы на глубину 10-14 см плоскорезом, выравнивания и прикатывания. Верхний слой почвы не оборачивается, хорошо разделывается до мелкокомковатой структуры и выравнивается, на поверхности поля остаются незаделанными до 60% стерни, образующие мульчирующий слой.

Система удобрения

Для всех районов Северного Кавказа важно приостановить уменьшение запасов гумуса в почве за счет применения органических и минеральных удобрений, травосеяния, сидерации и заделки растительных остатков. Особенно это актуально в Ростовской области, где в результате длительного несоблюдения закона возврата произошла существенная минерализация (дегумификация) черноземных почв и наблюдается отрицательный баланс органического вещества.

Согласно данным Ставропольского НИИСХ, в 5-6-польном севообороте дефицит органического вещества за ротацию составляет в среднем 21-25 т/га. Внесение минеральных удобрений позволяет снизить дефицит на 2-3 т/га. Хорошо приготовленный навоз при норме внесения не менее 60 т/га полностью устраняет его. Поэтому, для поддержания бездефицитного баланса гумуса необходимо ежегодно вносить не менее 8-10 т/га навоза или 6-8 т/га навоза с достаточным количеством минеральных удобрений. Необходимо учитывать минерализацию органического вещества в период парования.

Для всех районов Северного Кавказа применение удобрений под озимую пшеницу дает хорошие результаты: прибавка урожая от минеральных удобрений по парам достигает 1,1-1,3 т/га, непаровым предшественникам — 0,8-1,0 т/га. Хорошую отдачу дают сахарная свекла, подсолнечник, зернобобовые, кукуруза, сорго, люцерна.

В системе удобрения действие основного удобрения рассчитывают на несколько лет ротации севооборота или звена. Под большинство культур эффективно применение рядкового способа внесения фосфорных удобрений. Азотные прикорневые подкормки лучше проводить на полях, достаточно обеспеченных подвижными формами фосфора. При низком содержании фосфора в почве более эффективно вносить азотно-фосфорные удобрения. Для повышения качества зерна проводят подкормки пшеницы в период колошения.

Рациональная и обоснованная система удобрения позволяет обеспечить получение высоких стабильных урожаев культур, с одновременным повышением плодородия почвы и качества продукции.

Почвозащитный комплекс

Северный Кавказ является регионом активного проявления ветровой и водной эрозий. Часты засухи, особенно в июне и июле. Ежегодные вспашки, резкие колебания температур в зимний и весенний периоды приводят к тому, что почва теряет связность, устойчивость к действию ветра и воды.

Пыльные бури вызывают снос почвы, выдувание семян, засекание молодых посевов. С интервалом в 1-4 года они отмечаются в центральной части Северного Кавказа, в Армавирском ветровом коридоре и прилегающих районах. Скорость ветра при пыльных бурях достигает 30 м/с, а потери почвы в отсутствии почвозащитных мер составляют 100-300 т/га, при этом сдувается 1-3 см слоя, на отдельных полях в центральной части — до 1000-2000 т/га, или 10-20 см.

На территории региона выделяют 14 основных ветровых коридоров, общая площадь которых составляет около 2,2 млн га, в том числе в Ростовской области — 1380 тыс. га, Ставропольском крае — 490 тыс. га, Краснодарском крае — 310 тыс. га.

В ветровых коридорах наряду с дефляцией проявляется водная эрозия, которая наиболее ощутима в Ростовской области, в предгорных и горных районах.

В годы засух и пыльных бурь урожайность падает в 1,5-2 раза. Для Ставропольского края и Ростовской области засухи отличаются большим разнообразием по времени наступления, интенсивности и продолжительности.

Для районов Северного Кавказа разработан адаптированный почвозащитный комплекс, который стал основой проектов нового землеустройства, включающих противоэрозионную организацию территории предприятий, технологию обработки почвы и посева культур, агролесомелиорацию, гидротехнические сооружения по регулированию стока талых и дождевых вод, орошение.

Почвозащитный комплекс для засушливых районов:

  • введение зернопаровых севооборотов короткой ротации с полосным размещением пара поперек господствующих ветров при ширине полос 50-100 м;
  • посадки полезащитных лесных полос через 250-300 м;
  • обработку почвы с сохранением пожнивных остатков на парах и зяби;
  • посев зерновых культур стерневыми сеялками;
  • устройство систем орошения участков для посева кормовых культур и лесных насаждений;
  • мелиорацию солонцовых почв.

Система защиты растений

В районах Северного Кавказа и юга Украины посевы озимой пшеницы повреждаются хлебной жужелицей и пилильщиками. Распространены озимая совка, луговой мотылек, клоп-черепашка, злаковые мухи и тли, трипсы, пьявицы, мышевидные грызуны.

К распространенным болезням культурных растений относятся головневые заболевания, мучнистая роса, корневые гнили зерновых, ложномучнистая роса подсолнечника. В отдельные годы на зерновых проявляются некоторые виды ржавчины.

Для Северного Кавказа общими мероприятиями системы защиты растений от вредителей и болезней, уничтожению сорной растительности являются:

  • высокая культура земледелия, заключающаяся в выполнении комплекса агротехнических и культурных мероприятий — севооборот, качественная обработка почвы и уборки урожая, уничтожение сорной растительности и падалицы, обеззараживание посевного материала;
  • улучшение службы (подразделения) защиты растений, организация постоянного контроля за появлением вредителей и болезней, засоренностью полей;
  • рациональное применение средств химической защиты растений, соблюдение требований безопасности работ с агрохимикатами и требований охраны окружающей среды;
  • внедрение биологических методов защиты растений;
  • соблюдение мероприятий по карантину растений.
[INSERT_ELEMENTOR id="3654"]

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Земледелие Поволжья

Поволжье — один из крупнейших сельскохозяйственных регионов России, включающий более 48 млн га сельскохозяйственных угодий, из которых около 30 млн га — пашни.

Основная отрасль растениеводства — зерновое хозяйство. Именно в Поволжье выращивают знаменитые сильные и твердые пшеницы, качество которых признано лучшим в мире.

Поволжье можно разделить на 4 крупные почвенно-климатические подзоны:

  • лесостепь — включает Ульяновскую, Пензенскую области, северные районы Самарской области;
  • засушливая черноземная степь — центральные и южные районы Самарской и Саратовской областей (левобережье), северные и центральные районы Волгоградской области;
  • сухая степь — юго-восточные районы Самарской и Саратовской областей, центральные и часть южных районов Волгоградской области;
  • полупустынная степь — Астраханской области (кроме Ахтубы), районы юго-востока Саратовской, правобережья и Заволжья Волгоградской области.

Природно-климатические условия

Климат

Климат лесостепной части Поволжья умеренный. Среднегодовое количество осадков около 400 мм. Коэффициент влагообеспеченности (по Селянинову) составляет 0,7-0,8. Количество осадков за вегетационный период может меняться, но засухи бывают реже, чем в степной части. Особенно резко может отличаться количество атмосферных осадков во второй половине вегетационного периода. В целом в течение теплого периода года дефицит осадков составляет около 100 мм. Неравномерность увлажнения почвы увеличивается вследствие значительной расчлененности рельефа. От недостатка влаги больше страдают склоны с южной экспозиций.

Засушливая черноземная степь характеризуется среднегодовым количеством осадков 300-350 мм, дефицит влаги в теплый сезон может составлять 200 мм. Иссушение корнеобитаемого слоя может достигать до 50 см глубины. Повторяемость сухих лет около 70-75%. Зимы, как правило, малоснежные. В летний период температура воздуха выше, чем в лесостепи, чаще отмечаются засухи и суховеи. Гидротермический коэффициент колеблется от 0,5 до 0,7; относительная влажность воздуха в июне—июле снижается до 15-20%.

Весной до посева яровых культур почва промачивается на полную глубину корнеобитаемого слоя только в годы с достаточным количеством осадков. Поэтому из-за частого недостатка осадков в летний период после уборки большинства культур в метровом слое запасы влаги составляют 20-30 мм. Достаточные запасы влаги бывают только на чистых парах.

Сухая степь характеризуется среднегодовым количеством осадков 275-350 мл. Дефицит влаги только в мае-июне достигает 250 мм. Коэффициент влагообеспеченности не более 0,4-0,5. Осенью и зимой осадков, как правило, не достаточно для увлажнения всего корнеобитаемого слоя. Отмечаются частые суховеи и периоды с относительной влажностью воздуха до 15-20%. Засухи повторяются в среднем через каждые 2-3 года, иногда несколько лет подряд.

Климат полупустынной части Поволжья острозасушливый. Среднегодовое количество осадков составляет на севере 250-300 мм, на юге — 180-200 мм. Дефицит влаги за вегетационный период достигает 350-400 мм. В отдельные годы осадки в летний период могут отсутствовать. Количество засушливых лет достигает 80-90%.

Уже в июне естественная растительность выгорает, поэтому большое значение приобретает искусственное орошение.

Почвы

В лесостепи преобладают выщелоченные и мощные черноземные, в сочетании с серыми лесными и бурыми песчаными почвами. Встречаются подзолы. Выщелоченные черноземы преобладают преимущественно на северо-востоке Пензенской, в Ульяновской и Самарской областях. Содержание гумуса в них составляет от 4 до 9%, толщина перегнойного горизонта — до 100 см. Мощные черноземы с содержанием гумуса 10-12% распространены на юге и юго-западе Поволжья, с мощностью гумусового горизонта до 110-120 см.

В засушливой степи преобладают обыкновенные южные черноземы, глинистые и суглинистые почвы. В острозасушливой степи — каштановые, светло-каштановые, бурые, солонцеватые почвы в сочетании с солонцами. Характеризуются высоким естественным плодородием, содержат гумуса в пахотном слое составляет от 4 до 8%, мощность перегнойного горизонта — 40-80 см. Солонцовые почвы в естественных условиях малоплодородны, для их окультуривания применяют различные способы мелиорации.

В сухой степи преобладают темно-каштановые, каштановые, комплексные почвы различной степени солонцеватости, гранулометрического состава и эродированности. Распространены суглинистые и тяжелосуглинистые разности. На пашне пятна солонцов могут охватывать до 20-25% площади. Вдоль крупных рек (Волга, Дон) большие площади заняты песчаными и супесчаными почвами, подверженные высокому риску ветровой и водной эрозий. Каштановые почвы содержат до 3-4% гумуса, мощность перегнойного горизонта — 30-40 см. Склонны к уплотнению и ухудшению водного режима.

Полупустынная степь характеризуется резко выраженной комплексностью почвенного покрова. Распространены каштановые, светло-каштановые, бурые почвы и пятна степных солонцов. На долю последних приходится от 15-20 до 40-50% всей площади пашни. Содержание гумуса в светло-каштановых и бурых почвах — 1,5-3%, мощность перегнойного слоя — 13-25 см. Естественное плодородие солонцеватых светло-каштановых и бурых почв небольшое.

Рельеф

Территория Поволжья характеризуется расчлененным рельефом, сформировавшимся под воздействием многовековой деятельности реки Волги и ее притоков. Рельеф Правобережья более расчленен, чем Левобережья. Согласно данным А.И. Шабаева (1985), в Саратовской области более 80% сельскохозяйственных угодий размещаются на склонах; в правобережной части преобладают склоновые земли с крутизной 3-9°, в левобережной — 1-3°. Горизонтальное расчленение территории на западе Правобережья составляет 0,5-0,6 км/км2, восточной части — 0,5-0,9, в прибрежной к Волге полосе — до 2,5 км/км2. Такая характеристика определяет предрасположенность почв к водной и ветровой эрозиям.

В Самарской области на склоновых землях 1-3° расположено 65,6% пашни, 3-5° — 26,3%, 5-10° — около 3%. Расчлененность территории гидрографической сетью — 0,5-0,96 км/км2.

В Волгоградской области почти половина площадей сельскохозяйственных угодий размещается на склонах и подвержена риску водной и ветровой эрозий. Под оврагами занято более 63 тыс. га.

Потери почвы от эрозии в Поволжье достигают до 20-25 т/га, потери воды за счет стока — 200-500 м3/га, что сказывается резким снижением урожайности, особенно в правобережной части. В ряде районов происходит оврагообразование, что приводит к сильному дренированию и иссушению земель.

Растительный покров

В связи с сельскохозяйственным освоением земель растительный покров претерпел существенные изменения и значительно утратил свои почвозащитные свойства. Облесенность территории Поволжья низкая и очень низкая. Травянистая растительность представлена посевами культурных растений, в основном яровых. На долю многолетних трав приходятся небольшие площади. Естественная травянистая растительность представлена разнотравно-типчаково-ковыльная ассоциацией среднего (лесостепного) и южного (степного) типов.

Наиболее бедная растительность в сухостепной и полупустынной подзонах. Распространены белополынно-ромашковая, ковыльно-типчаковая, гречишки, типчаково-белополынная, прутняково-белополынная, чернополынная, кермеково-гречишковая, разнотравно-типчаково-пырейная, лебеда бородавчатая, полынь, солянки, солончаковая, злаково-ситниковая, чернополынно-прутняковая, ромашко-чернополынная ассоциации.

Низкая почвозащитная и почвоулучшающая способность естественной и культурной растительности требует соответствующего подхода в проектировании системы земледелия Поволжья.

Основные задачи системы земледелия

Ведущим направлением земледелия Поволжья является производство зерна, главным образом пшеницы, крупяных и овощных культур. В связи с достаточно развитым животноводством значение имеет кормопроизводство.

Основные задачи системы земледелия в Поволжье:

  • борьба с засухой;
  • ежегодное получение стабильных урожаев;
  • защита почвы от водной и ветровой эрозий;
  • регулирование водного режима;
  • борьба с засолением;
  • внесение органических и минеральных удобрений;
  • травосеяние;
  • применение прогрессивных способов обработки почвы, направленных на повышение плодородия;
  • повышение эффективности чистых паров и орошаемых земель;
  • защита посевов от сорной растительности, возбудителей болезней и вредителей.

Главная задача системы земледелия для большинства районов Поволжья — мероприятия по максимальному накоплению и сохранению почвенной влаги в течение всего года на каждом поле севооборота. Агрокомплекс по влагонакоплению и защите почв от эрозии разрабатывают на весь севооборот с учетом биологических особенностей культур и влагосберегающих технологий.

Система севооборотов

В Поволжье применяются следующие севообороты:

  • зернопаропропашные:
  • зернопропашные:
    • 6-польный: 1 — зерновые бобовые, 2 — озимая или яровая пшеница, 3 — ячмень или просо, 4 — яровая пшеница, 5 — кукуруза, 6 — ячмень;
    • 8-польный: 1 — зернобобовые, 2 — озимая или яровая пшеница, 3 — ячмень или просо, 4 — яровая пшеница, 5 — кукуруза, 6 — озимая или яровая пшеница, 7 — ячмень или овес, 8 — подсолнечник.

В центральном Правобережье с учетом специализации хозяйств и почвенно-климатических условий рекомендуются следующие полевые севообороты:

  • 6-польный: 1 — пар чистый, 2 — озимые, 3 — яровая пшеница, 4 — кукуруза, 5 — яровая пшеница, 6 — ячмень;
  • 7-польный: 1 — пар чистый, 2 — озимые, 3 — просо или ячмень, 4 — зерновые бобовые, 5 — озимые или яровая пшеница, 6 — ячмень, 7 — подсолнечник или 1 — пар чистый, 2 — озимые, 3 — яровая пшеница, 4 — просо, 5 — яровая пшеница, 6 — кукуруза, 7 — ячмень;
  • 8-польный: 1 — чистый пар, 2 — озимые, 3 — яровая пшеница, просо, 4 — кукуруза, 5— ячмень, 6 — зернобобовые, 7 — озимые или яровая пшеница, 8 — подсолнечник;
  • 9-польный: 1 — чистый пар, 2 — озимые, 3 — яровая пшеница, просо, 4 — зернобобовые, 5 — озимые или яровая пшеница, 6 — ячмень, 7 — кукуруза, 8 — овес, 9 — подсолнечник.

При продвижении на юг и юго-восток засушливость климата возрастает, поэтому удельный вес чистых паров в зернопаровых севооборотов увеличивается. Типичная схема зернопарового севооборотов для юго-восточной части Поволжья: 1 — пар чистый, 2 — озимые или яровая пшеница, 3 — яровая пшеница, 4 — просо, 5 — ячмень, 6 — горчица.

В наиболее засушливых районах Поволжья, где количество осадков составляет 200-250 мм, применяют зернопаровые севообороты с короткой ротацией: 

  • 1 — пар чистый, 2 — озимая пшеница, 3 — просо или ячмень;
  • 1 — пар чистый, 2 — озимая пшеница, 3 — яровая пшеница или просо, 4 — ячмень.

В районах, расположенных вблизи крупных административных центров, в связи с развитием молочного животноводства и хозяйств с овощекортофельной специализацией в севооборотах увеличивается удельный вес кормовых и овощных культур. Здесь также применяют специальные овощные, овощекартофельные и овощекормовые севообороты с орошением.

Система обработки почвы

Учитывая почвенно-климатические особенности Поволжья к системе обработки почвы предъявляют следующие требования:

  • обеспечение максимального накопления и сохранения влаги;
  • предотвращение водной и ветровой эрозий;
  • очищение полей от сорной растительности, уничтожение вредителей и возбудителей болезней;
  • создание оптимальных условий для роста и развития растений;
  • получение высоких стабильных урожаев.

Несмотря на большое разнообразие почвенно-климатических условий Поволжья, для этой зоны характерна устойчивая погода. Поэтому система обработки почвы должна соответствовать местным почвенно-климатическим, погодным условиям, типу почв, рельефу, степени засоренности полей, особенностям предшественников и требованиям культур.

В Поволжье применяют три системы обработки почвы, основанные на вспашка, безотвальном рыхлении и их сочетании (комбинированная обработка).

На севере, северо-западе и западе правобережных районов применяют систему обработки почвы, основанную на вспашке. Рекомендуется разноглубинная вспашка с учетом типа почв, предшественника и культуры: под зерновые на глубину 20-22 см, под пропашные — на 30-32 см.

В более засушливых лесостепной части в севооборотах используют комбинированную основную обработку почвы. В звене с чистым паром выполняют рыхление (чизелевание), а в звеньях с многолетними травами и пропашными — вспашку на глубину 30-32 см. На смытых склоновых землях применяют безотвальное рыхление.

В острозасушливых степных районах Поволжья, особенно на легких почвах, используется безотвальная (плоскорезная, чизельная) обработка с оставлением стерни на поверхности почвы. Такая обработка наиболее эффективна по влагонакоплению и в борьбе с засухой и эрозией почв.

Предпосевная подготовка почвы по обычной вспашке заключается в бороновании ранней весной в 2-3 следа, с последующей по мере прорастания сорняков, культивацией и перед посевом прикатыванием. На стерневых фонах после плоскорезной обработки используют бороны БИГ-3 и кольчато-шпоровые катки ЗКК-6А. Предпосевную культивацию выполняют одновременно с посевом сеялками-культиваторами СЗС-2,1. Такое совмещение может не всегда давать удовлетворительное качество работы, поэтому при повышенной влажности верхнего слоя почвы культивацию и посев проводят раздельно, но без разрыва во времени.

Система удобрения

В лесостепи, особенно северной её части, эффективность удобрений выше, чем в остальных районах Поволжья. Все возделываемые культуры хорошо реагируют на внесение органических и минеральных удобрений. Озимые и яровые зерновые наиболее отзывчивы на азотные удобрения, а при посеве озимых после занятых паров — на полное минеральное удобрение.

Органические удобрения вносят осенью под обработку черного пара в дозе 20-30 т/га, под парозанимающие культуры, свеклу, кукурузу и картофель.

Минеральные удобрения применяют как основное, при посеве или в виде подкормок. Основное удобрение вносят при основной обработке почвы в пару или зяби. Эффективно внесение минеральных удобрений, особенно фосфорных, в рядки при посеве и локально.

В степной части Поволжья эффективно внесение фосфорных удобрений. Действие навоза в первый год проявляется слабее, чем в лесостепи, но последействие более длительное.

Внесение органических и минеральных, прежде всего фосфорных, удобрений необходимо на каштановых почвах.

Фосфорные удобрения наиболее важны в Поволжье, так как улучшают питание растений, повышают засухоустойчивость, у озимых также зимостойкость.

Хорошие результаты дает дробное внесение азотных удобрений при подкормках озимых зерновых в дозах по 30 кг/га д.в. осенью и весной.

Лучшее место в севообороте для внесения навоза в степных районах Поволжья — чистый пар. 

Дозы органических и минеральных удобрений в степи выше, чем в лесостепи. Высокая эффективность удобрений в степи возможна только при достаточном увлажнении почвы. Поэтому эффективность системы удобрения сильно зависит от приемов, улучшающих водный режим.

На почвах, подверженных эрозии, дозы органических и минеральных удобрений увеличивают на 20-30%.

Применение микроудобрений должно соответствовать требованиям возделываемых культур. Так, сахарная свекла и бобовые выносят микроэлементы в больших количествах, чем зерновые.

Система мер по регулированию водного режима, борьбе с засухой и эрозией почв

Общая площадь эродированных земель в Поволжье составляет более 10 млн га. Ежегодно смыву в различной степени подвергается до 60% пашни. Самая большая площадь смытых земель более 4,5 млн га приходится на Саратовскую область. Ветровая эрозия проявлена на площади 1100-1300 тыс. га, из которых 800-900 тыс. га в Волгоградской области.

Эрозия почвы чаще всего проявляется при несоблюдении требования почвозащитной организации территории и агротехники. Правильная и научно обоснованная организация земельной территории — основа противоэрозионного комплекса.

На пахотных землях со склонами 1-3° и слабосмытыми почвами вводят обычные полевые, кормовые или специальные севообороты с противоэрозионной агротехникой.

Среднесмытые пахотные почвы на склонах с крутизной 3-5° и почвах легкого гранулометрического состава отводят под почвозащитные полевые и кормовые севообороты.

На средне- и сильноэродированных землях со склонами и на дефлированных почвах вводят севообороты с полосной и контурно-буферной организацией территории.

При полосном размещении культуры с хорошими почвозащитными свойствами, например, многолетние травы или озимые, чередуют на каждом поле полосами через 50-150 м с культурами, обладающими плохими почвозащитными свойствами. Полосы размещают поперек направлению господствующих ветров, либо на склоновых землях — поперек склона или по горизонталям.

Сильносмытые или сильноразвеваемые земли при крутизне склона более 5° желательно отводить под почвозащитные севообороты с многолетними травами и 2-3 полями зерновых культур или полностью залужать.

На черноземных почвах, подверженных водной и ветровой эрозиям, (Правобережье) рекомендуется следующий почвозащитный севооборот: 1-4 — многолетние травы (травосмесь бобовых и злаковых), 5-6 — зерновые, 7 — просо с подсевом трав. На каштановых и светло-каштановых почвах, подверженных водной и ветровой эрозиям, (Левобережье) рекомендуется следующий почвозащитный севооборот: 1-5 — многолетние травы (травосмесь бобовых и злаковых), 6 — яровые колосовые, озимая рожь, 7 — ячмень.

Склоны крутизной от 8 до 16° залужают в системе окаймляющих лесных полос и кустарниковых кулис или залесяют. Систему защитных насаждений и гидротехнических сооружений связывают с дорожной сетью, скотопрогонами, оросительными каналами таким образом, чтобы дальнейшее использование исключало риск развития эрозионных процессов.

Агротехнические противоэрозионные мероприятия (комплексы) должны разрабатываться так, чтобы они предотвращали развитие водной и ветровой эрозии в любой период года. Их разрабатывают, прогнозируя возможное развитие эрозионных процессов на отдельных полях севооборота с учетом состояния почвы, рельефа и свойств высеваемых культур.

В условиях риска развития ветровой эрозии предусматривают уменьшение механического воздействия на почву, сохранение пожнивных остатков и стерни на ее поверхности. На всех полях севооборотов применяют почвозащитную технологию возделывания культур и систему противоэрозионных машин.

На почвах, подверженных водной эрозии, комплекс противоэрозионных агротехнических мероприятий должен предотвращать сток талых и дождевых вод, смыв и размыв почвы. Талые воды на зяби задерживают с помощью осенней вспашки с прерывистым бороздованием, лункования или плоскорезной обработки почвы поперек склона. На склонах более 2° используют вспашку с почвоуглублением и ступенчатую. При минимальной обработке проводят щелевание через 2-4 м и поперек склона или по горизонталям.

Для задержания стока в летний период на пахотных склонах проводят посев яровых поперек склона, щелевание междурядий пропашных и паров, создание буферных полос на посевах и парах.

На разносторонних и ложбинистых склоновых землях желательно проводить контурную вспашку вдоль горизонталей, направление которых определяют нивелиром.

Защитное лесоразведение во всех подзонах Поволжья предназначено для задержания, накопления и равномерного распределения снега, перевода поверхностного стока воды во внутрипочвенный, предотвращения смыва и оврагообразования, накопления и сохранения влаги в почве и водных источниках, снижения отрицательного воздействия суховеев и ветровой эрозии. Максимальный эффект полезащитного лесоразведения достигается при совместном использовании с почвозащитной агротехникой.

Гидротехнические сооружения создаются для того, чтобы в случае необходимости немедленно приостановить размыв почвы. К ним относятся распылители стока, водонаправляющие и водоотводящие канавы, валы-террасы, водозадерживающие и водоотводящие валы, вершинные и донные сооружения, пруды.

Орошение в условиях юга Поволжья является самым эффективным средством борьбы с засухой. Эффективность орошения зависимости от качества ирригационных систем, их технического уровня и состояния, правильности использования мелиорированных угодий.

Системы орошаемого земледелия, помимо соблюдения общих требований (соблюдение норм полива, предотвращение ирригационной эрозии и вторичного засоления и т.д.), должны сочетаться с интенсивными севооборотами с посевами люцерны, кукурузы на зерно и иными высокопродуктивными культурами.

Система защиты растений

Поволжье характеризуется большим разнообразием видового состава вредителей и болезней сельскохозяйственных культур. На посевах пшеницы, ржи, овса и ячменя обитают более 40 видов насекомых. К наиболее распространенным относятся злаковые мухи, трипсы, тли, хлебные пилильщики, зерновые совки, проволочники, вредная черепашка. На больших площадях, особенно в годы засухи, пшеница и ячмень поражаются корневыми гнилями, снижающими урожайность на 0,1-0,25 т/га. В отдельные годы посевы пшеницы могут поражаться пыльной головней и ржавчиной.

В посевах люцерны обитает более 200 видов вредных насекомых. Всходы кукурузы часто повреждаются проволочниками. Картофелю значительный вред наносят колорадский жук, грибные и вирусные болезни.

В этой зоне насчитывается более 200 видов сорных растений, в том числе карантинные — амброзия трехраздельная, амброзия многолетняя, горчак розовый, подсолнечник сорный и повилика.

Ущерб посевам сельскохозяйственных культур наносят суслики, мышевидные грызуны, ложнопроволочники, подгрызающие совки, луговой мотылек.

В условиях орошения и во влажные годы возникают эпифитотии мучнистой росы и бурой ржавчины.

Большинство видов вредителей, болезней и сорных растений распространены во всех зоне, меньшая часть — в определенных районах. Например, в лесостепной части Поволжья наиболее распространены злаковые мухи, подгрызающие совки, злаковые тли, мучнистая роса и ржавчинные грибы. В степной части для зерновых культур наибольшую опасность представляют клопы-черепашки, хлебные жуки, злаковые мухи, хлебные пилильщики, зерновая совка, листовые и стеблевые хлебные блошки, злаковые трипсы и проволочники, из болезней — бурая ржавчина, головня, мучнистая роса, корневые гнили.

В сухой и полупустынной степи Заволжья посевы зерновых культур повреждаются сусликами и другими грызунами, насекомыми — зерновой совкой, злаковыми трипсами, хлебными стеблевыми пилильщиками. К наиболее опасным возбудителям болезней зерновых относятся корневые гнили, пятнистый и линейный бактериозы.

Агротехнические методы

Важным агротехническим приемом системы защиты растения является соблюдение севооборотов, правильное чередование и смена культур в сочетании с качественной основной и предпосевной обработкой почвы, соблюдение оптимальных сроков посева. Нарушение технологий приводит к потере влаги, иссушению почвы, плохому очищению от вредителей, возбудителей болезней и сорных растений.

Введение в севооборот бобовых, пропашных, кормовых культур и овса позволяет подавить возбудителей корневых гнилей.

Существенное значение имеет пространственное размещение культур. Так, удалении посевов яровой пшеницы от озимой на 1-1,5 км позволяет в 4-5 раз уменьшить поражаемость всходы яровой пшеницы шведской и гессенской мухами.

Биологические методы

Биологический метод может успешно использоваться в борьбе с вредителями сахарной свеклы, гороха, овощных и плодовых культур. Для этого необходимо осуществлять воспроизводство трихограммы. Фитосейулюс может быть эффективен против паутинного клеща на огурце в защищенном грунте.

Для борьбы с листогрызущими вредителями овощных культур могут использоваться бактериальные препараты, например, энтобактерин, дендробациллин, на картофеле против колорадского жука — боверин, битоксибациллин.

Бактороденцид и бактокумарин могут быть эффективны в борьбе с грызунами на полях, складских помещениях, парниках и садах.

Химические методы

Применение химических методов следует рассматривать, как исключительную меру, эффективность которых оценивают с учетом экономического порога вредоносности, наличия энтомофагов.

Посевной материал зерновых культур обеззараживают от всех видов головневых болезней и корневых гнилей за 3-6 месяца до посева.

Для предупреждения распространения мучнистой росы и ржавчины применяют некорневую подкормку яровой пшеницы в фазе кущения — выхода в трубку фосфорно-калийными удобрениями. Нормы внесения: хлористый калий — 8 кг/га, суперфосфат — 8-7 кг/га, расход рабочей жидкости — 100 л/га.

[INSERT_ELEMENTOR id="3654"]

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.