Анализ результатов применения различных способов обработки почвы

Механическая обработка почвы является одним из эффективных способов изменения агрофизических характеристик пахотного и подпахотного слоёв почвы сельскохозяйственных угодий, а также самым распространённым приёмом, содействующим изменению её фитосанитарного состояния и эффективного плодородия. От первобытного земледелия до настоящего времени происходит совершенствование технологий обработки почвы и используемых для их реализации орудий. При этом одними из самых обсуждаемых и изучаемых вопросов являются вопросы о необходимости оборота пласта и глубине обработки.

Обзор исторических моментов подобных исследований включен почти во все учебники по земледелию и диссертационные работы, посвящённые совершенствованию технологий и орудий   обработки почвы.

Непосредственно в Нечернозёмной зоне исследования и практику применения различных типов  орудий для обработки почвы, в современной истории, можно условно разделить на три этапа.

Конец первого этапа следует ограничить началом восьмидесятых годов прошлого столетия. На этом этапе хозяйства, на свой страх и риск, заменяли вспашку  другими видами обработки (преимущественно  дискованием). Поводом для  такой замены были: от простого любопытства (у наиболее прогрессивно настроенных агрономов), до безальтернативности вызванной дефицитом материально – технических ресурсов в конкретном хозяйстве. При этом результаты такой замены сравнивались в подавляющем большинстве случаев с нарушением научных методик. Например, сравнивалась урожайность на каком-то конкретном поле (на котором произведена замена обработки) с урожайностью культуры в целом по хозяйству (ведь производству чуждо  понятие «делянка», оно использует понятие «поле»). В лучшем случае сравнивалась урожайность соседних полей. Естественно, что в качестве передового опыта публиковались положительные результаты подобных замен.

Результаты исследований научных учреждений в этот период разрознены и во многом противоречивы (даже в пределах одного института) и поэтому не могут являться полноценными рекомендациями для производственников.

Принятая в 1982 году Продовольственная программа открывает новый этап в развитии сельскохозяйственного производства страны. Взят курс на всемерную интенсификацию производства. Автоматически ещё более остро встаёт вопрос об экономии затрат на механическую обработку почвы. В результате под настойчивым руководством КПСС в Нечернозёмной зоне стали внедрять различные направления минимальной обработки почвы (в первую очередь плоскорезной), т.к. инициатива основывалась на успешном применении почвозащитной системы земледелия на целинных землях Казахстана. На поля европейской части страны пошёл поток техники из Казахстана. Например, в 1983 году только в хозяйствах Ивановской области плоскорезы работали в 176 хозяйствах [100].

Исследования научных учреждений в этот период зафиксировали почти повсеместное снижение урожайности яровых зерновых в первую очередь из-за резкого увеличения засорённости посевов при замене плуга плоскорезом. Также отмечается ухудшение агрохимических и агрофизических показателей в нижней части пахотного слоя почвы. При этом замена вспашки минимальными обработками обеспечивала существенный экономический эффект, повышение производительности труда и улучшение условий роста растений на начальных этапах их развития.

Поэтому большинство исследователей (находясь под давлением производственников и руководящих органов, но, практически не имея эффективного варианта замены плуга) предлагают компромиссный вариант –чередование по годам вспашки и минимизированных обработок (с оговоркой, что применять минимальную обработку можно на хорошо окультуренной почве, чистой от сорняков). И  преимущественно под озимые культуры. При этом под яровые зерновые (особенно под ячмень) рекомендовалась зяблевая вспашка.

После распада СССР наступил новый этап в функционировании сельскохозяйственного производства. Произошедшие изменения привели к увеличению стоимости средств производства в тысячи раз, что практически мгновенно лишило хозяйства возможности внедрять даже уже имеющиеся научные разработки. К тому же ряд видов техники из-за «парада суверенитетов» вновь образовавшихся государств, для большинства рядовых товаропроизводителей, стал просто недоступен.

Большинство хозяйств, в сложившейся обстановке, все свои усилия были вынуждены направить на борьбу за выживание. Применение подготовки почвы к посеву без использования вспашки, в этот момент, походит на первый этап внедрения минимизированных обработок. Стимулом к подобным видам обработки в подавляющем большинстве случаев является дефицит материально-технических ресурсов, отставание в сроках проведения работ, а чаще и то, и другое вместе.

В последние годы ситуация начинает стабилизироваться (кто не смог приспособиться – обанкротился), кто выжил - научился работать и считать деньги. Новой особенностью момента явилось массированное давление со стороны зарубежных производителей сельхозтехники, в том числе  почвообрабатывающей и посевной.

Но как производственники, так и учёные, стали внимательней относится к экономической стороне вопроса минимизации обработки почвы. Установлено, что действительно на операциях по обработке почвы при замене вспашки на современные комбинированные орудия, фиксируется существенная экономическая эффективность. Но если посчитать затраты на технологию возделывания культуры в целом, то экономия от применения менее энергоёмкой обработки почвы, перекрывается увеличивающимися затратами на удобрения, гербициды и средства защиты растений. Поэтому иногда уже вспашку начинают причислять к альтернативным технологиям возделывания зерновых культур.

В целом если проанализировать влияние различных технологий обработки почвы на урожайность яровых зерновых [66], то получается, что в условиях недостатка осадков преимущество безотвальной и минимальной обработок над вспашкой составляет от 2,7 до 20,8%.

В «нормальные» годы (со среднемноголетним количеством выпавших осадков) урожайность по минимизированным обработкам снижалась в пределах ошибки опыта или была равна урожайности по технологии с применением вспашки.

Во влажные годы наблюдается достоверное снижение урожайности по безотвальной  и  минимальной  обработкам  по  сравнению  со  вспашкой  на

0,3 - 15,2% в зависимости от возделываемой культуры.

Сводные данные по анализу публикаций 68 авторов, изучавших эффективность различных способов обработки почвы в период 1960-2000 годов и заложивших в сумме 265 опыто - лет, представлены в таблице 1 [66].

1. Влияние способов основной обработки почвы и метеоусловий вегетационного периода на урожайность яровых культур в Нечернозёмной зоне России

Культура	Характеристика  вегетационного периода года	Урожайность от контроля, %
		Вспашка (контроль)	безотвальное рыхление	поверхностная обработка
Ячмень	Сухой	100	102,5	111,0
	Нормальный	100	93.5	100.2
	Влажный	100	88.2	84.8
Овес	Сухой	100	102.7	105.4
	Нормальный	100	92.5	96.5
	Влажный	100	97.7	98.2
Бобово- злаковая смесь	Сухой	100	-	120.8
	Нормальный	100	98,3	99,6
	Влажный	100	-	99,7

При анализе таблицы 1 следует иметь в виду, что 100% урожайности по вспашке в годы с различным гидротермическим режимом не равны между собой. То есть 100% при недостатке влаги не равны 100% при нормальном и избыточном увлажнении. А форма их представления в виде данной таблицы вызвана разрозненностью данных у анализируемых авторов. Все авторы, исследующие различные способы обработки почвы, закладывая опыты,  каждый раз традиционную технологию на базе вспашки, принимают за контроль, т.е. за 100%. Это и привело к неизбежности представления суммированных данных в форме таблицы 1.

В реальности зависимость между урожайностью и гидротермическим коэффициентом (при среднем уровне обеспеченности элементами питания) имеет вид, представленный на рисунке 1 (построенном на основании 11-ти летних исследований автора).

Рис.1 Зависимость урожайности ячменя от гидротермических условий вегетационного периода и технологии обработки почвы.

где:   1. У = -1,9Х² + 13,49Х + 6,57  - урожайность по вспашке;

2. У = -2,54Х² +13,68Х + 8,43 – урожайность по минимальной обработке;

Х – гидротермический коэффициент

Из графика видно, что урожайность по минимальной обработке в действительности всегда ниже, чем по вспашке. Но за счёт смещения максимумов зависимостей: по вспашке – в сторону избыточного увлажнения; а по минимальной обработке - в сторону среднемноголетнего («нормального») увлажнения, то при их взаимном наложении и создаётся видимость равенства урожайности по сравниваемым технологиям, при «нормальном» режиме увлажнения и большей урожайности по минимальной обработке при недостатке осадков (табл. 1).

Урожайность по безотвальной обработке занимает промежуточное положение между урожайностью по минимальной обработке и вспашке. При этом при избыточном увлажнении она уступает вспашке, но выше чем по минимальной обработке. А при недостаточном увлажнении она ниже, чем по минимальной обработке и больше урожайности по вспашке.

Непосредственно контрольная урожайность по всем обработкам при недостатке и избытке осадков различается между собой почти в три раза.

Для того чтобы знать, как можно изменить режим воздействия увлажнения на урожайность, с передаточной функцией в виде обработки почвы, были проведены исследования по установлению механизма этого воздействия.