Возможность проведения посева в момент поспевания почвы

Одним из системных недостатков проведения посевной кампании яровых зерновых культур в рассматриваемом регионе (и не только в нём), является ежегодное опоздание с началом посева. Производственники начинают обработку почвы по достижению ею физической спелости, в то время как в это время уже необходимо сеять. Это приводит к снижению урожайности от 0,1 до 1 ц/га в сутки (около 2%) в зависимости от условий года.

Начинать посев в момент поспевания почвы можно при исключении из технологических операций весенней обработки почвы. То есть при проведении посева комбинированным агрегатом, совмещающим предпосевную обработку и посев или при проведении «прямого посева».

Учитывая, что существует гипотеза [174], согласно которой через несколько лет применения «прямого посева» происходит естественное разуплотнение нижних слоёв почвы, приводящее к стабилизации урожайности по данной технологии. Например, на чернозёмной почве, в пшенично-кукурузном поясе Аргентины, стабилизация плотности наступает через 4 – 9 лет применения прямого посева [189]. В данной работе исследована применимость данной гипотезы и соответственно эффективность применения «прямого посева» в Нечернозёмной зоне.

При этом в основу положена исходная предпосылка, что разуплотниться почва может только до уровня своей равновесной плотности, составляющей (на глубине 10-20см) на дерново-подзолистой почве различного гранулометрического состава 1,35 - 1,45 г/см³ [96,113,132 и др.]. Поэтому были проведены модельные опыты с использованием сосудов без дна, в которых искусственно создавалось равновесное сложение почвы по слоям. Сравнение производилось с сосудами  с оптимальной (1,2г/см³) плотностью почвы.

Обработка результатов  опытов показала несостоятельность исходной гипотезы применительно к региону. Урожайность ячменя при использовании технологии «прямого посева» получена меньше чем при использовании традиционной технологии на базе вспашки на 31 - 47% в зависимости от уровня минерального питания (таблица 26).

Кроме того, в условиях Нечернозёмной зоны для предотвращения снижения окислительно-восстановительных процессов в почве; снижения поражаемости растений корневыми гнилями и предотвращения дифференциации пахотного слоя по плодородию необходима периодическая вспашка. Причём, необходимая периодичность у разных авторов колеблется от одного раза в четыре года до чередования через год [22,118,185 и т.д]. То есть исходная гипотеза и в части возможности использования естественного разуплотнения почвы так же вызывает сомнения.

26. Средняя урожайность ячменя при различной технологии возделывания

Доза удобрений	Урожайность по технологии, ц/га
	Традиционной	Прямого посева
Без удобр.	34.0	21,2
(NPK)30	46,7	32,5
(NPK)60	50,6	38,8
(NPK)90	53,9	38,9
(NPK)120	59,3	39,6
(NPK)150	61,3	49,1
(NPK)180	69,0	50,7
(NPK)210	76,8	50,0
НСР05	По технологии        – 4,9ц/га По дозе удобрений – 2,3ц/га

 

Далее исследовалась возможность снижения потерь урожая при посеве с опозданием, т.к. начать посев можно во время, но для его завершения всегда необходимо некоторое время. Получено, что по мере удаления даты посева от момента наступления физической спелости почвы,  урожайность ячменя снижается при использовании технологии «прямого посева» более интенсивно по сравнению с традиционной технологией (табл. 27).

27.Влияние технологии возделывания и сроков сева на урожайность ячменя

Дата посева	Урожайность при использовании технологии, ц/га
	На базе вспашки	Прямого посева
11.05	31,2	26,8
16.05	20,7	16,0
22.05	18,1	12,1
28.05	15,5	8,4
4.06	10,2	5,8
НСР05	По технологии – 1,2ц/га По срокам посева – 0,7ц/га

 

В таблицах 26 - 27 представлены данные при посеве по сравниваемым технологиям в один день. Далее проверяя начальную гипотезу (о возможности использования «прямого посева» для компенсации опоздания с посевом) два года опыты закладывались при проведении посева по традиционной технологии с опозданием (от прямого посева) на пять дней. Получено (табл.28), что как в условиях выпадения среднемноголетнего количества осадков (ГТК-1,62, первый год), так и в условиях их недостатка (ГТК-0,69, второй год) урожайность ячменя при использовании «прямого посева» остаётся ниже традиционной технологии.

28. Урожайность ячменя при посеве в разные сроки.

Изучаемые факторы		Урожайность по годам, ц/га
Технология	Доза удобрений	1 год закладки	2 год закладки
На базе вспашки	Без удобр.	39,2	28,0
	(NPK)30	53,1	29,3
	(NPK)60	52,8	33,7
Прямого посева	Без удобр.	24,7	6,5
	(NPK)30	34,7	10,6
	(NPK)60	41,4	12,1
НСР05 по технологии по дозе удобр.		0,95 0,47	1,87 1,52

 

Для проверки модельных опытов был заложен полевой опыт в СПК «Торчино» Владимирской области. Прямой посев производился агрегатом «Обь-4-3Т». Для традиционной технологии использовался стандартный для региона набор орудий. Год исследований характеризовался как избыточно увлажнённый (ГТК – 2,19). Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая (в модельных опытах дерново-подзолистая легкосуглинистая). Результаты исследований представлены в таблице 29.

В условиях производства опыт по «прямому посеву» проводился впервые (в предшествующие года на опытном поле применялась вспашка), то есть, ни о каком исходном переуплотнении почвы речь идти не могла. И, тем не менее, разница в урожайности между традиционной технологией и «прямым посевом» получилась ещё значительней, чем в модельных опытах.

29.Результаты сравнения технологий в условиях производства

Технология	Дозы удобрений
	Без удобрений	(NPK)30	(NPK)60
На базе вспашки	18,1	21,2	25,2
Прямого посева	6,5	10,6	12,0
НСР05 по технологии        – 1,8ц/га по дозе удобрений – 1,8ц/га

 

Трудозатраты при применении «прямого посева», конечно значительно меньше (в четыре раза меньше чем при использовании технологии на базе вспашки и в 2 раза меньше чем при использовании вспашки и последующей культивации объединённой с посевом [131]).

Но производственников вряд - ли вдохновит идея быстро посеять, и мало получить (зерна). И одновременно получить большие экологические «заботы» от необходимости массированного применения агрохимикатов, особенно если поля расположены в водоохраной зоне.

Кроме того, с экономической точки зрения, уровень урожайности точки безубыточности технологии, когда затраты равны доходам, по традиционной технологии меньше, чем по «прямому посеву» (табл. 30) [64]. То есть потенциально традиционная технология является более доходной, чем нулевая.

Объясняется это большей стоимостью оборудования, требующегося для внедрения минимизированных технологий (особенно «прямого посева»). Большей стоимости средств защиты растений.  Необходимостью увеличения на 20% нормы высева семян по сравнению с традиционной технологией [4], для компенсации снижения полевой всхожести семян при прямом посеве. А также необходимостью содержания (при внедрении минимизированных технологий) набора традиционных орудий достаточного для проведения периодической вспашки минимум один раз за ротацию севооборота (для предотвращения дифференциации пахотного слоя по плодородию) и для возделывания пропашных культур.

30. Граница эффективности различных технологий ^* [64]

Применяемая технология	Суммарные затраты (руб/га) при дозе удобрений, кг.дв./га Урожайность безубыточности технологии, ц/га
	Без удобр.	(NPK)30	(NPK)60	(NPK)90	(NPK)120
На базе вспашки	4008 22,3	4828,5 26,8	5887,5 32,7	6770,6 37,6	7632,9 42,4
Без основной обработки (поверхностная)	4797 26,7	5617,5 31,2	6676,5 37,1	7559,6 42,0	8421,9 46,8
Прямой посев	5131,2 28,5	5951,7 33,1	7010,7 38,9	7893,8 43,9	8756,1 48,6

*в ценах 2002 года

 

Полученные выводы полностью подтверждается результатами исследований других авторов. Например, использование «прямого посева» даже на чернозёмах Кубани приводит к снижению урожайности озимой пшеницы по сравнению с технологией на базе вспашки на 9-10% (при дозах удобрений от нуля до N₂₄₀P₁₈₀K₁₂₀) [90] и ярового гороха на 28 % [37]. При этом чистый доход при выращивании озимой пшеницы по технологии «прямого посева» оказывается меньше чем по традиционной технологии на 350-3200 руб/га (в зависимости от условий года и дозы удобрений) [90]. А себестоимость одной тонны гороха, при использовании «прямого посева», выше, чем по традиционной технологии на базе вспашки на 923,7 рубля.  Аналогичная ситуация в странах пионерах применения «прямого посева». Роста  урожайности нет, экономический эффект от применения фиксируется не регулярно и в небольших размерах [4,131], а весь комплекс агротехнических операций должен соблюдаться более строго по сравнению с традиционной технологией.

Таким образом, проведённые исследования показывают, что перспективность применения технологии «прямого посева» в условиях Нечернозёмной зоны вызывает большие сомнения, т.к. по величине получаемого урожая, хозяйственной пригодности (при посеве с опозданием) и  экономической  эффективности  данная  технология  значительно  уступает

традиционной на базе вспашки. Конечно, теоретически, исключать полностью возможность изменений в плотности сложения почвы через 4-9 лет постоянного применения прямого посева нельзя, но таких данных в регионе пока нет. К тому же экономическая окупаемость проекта «растянутая» более чем на десять лет также вызывает сомнения.

Применение посевных комплексов совмещающих предпосевную обработку и посев может дать определённый положительный эффект. Но, достигаться он будет не за счёт повышения урожайности (ранее это объяснено), а за счёт снижения потерь зерна от несвоевременного посева.

Определение величины дополнительного дохода, которую может получить хозяйство, за счёт сокращения сроков проведения посевной, рассмотрим на примере сравнения двух вариантов:

1)    одноопереционные агрегаты, которые раздельно выполняют предпосевную обработку и посев (примем, что хозяйство, работая по этому варианту, может засевать по 28 гектаров в день);

2)    хозяйство использует комбинированный посевной комплекс, который за день может засеять, допустим, 35 гектаров.

По каждому из вариантов нужно засеять по 500 гектаров зерновых, с плановой урожайностью 30ц/га (количество вносимых удобрений, с учётом плодородия почвы, рассчитано на данную урожайность).

Тогда по первому варианту посев продлится 18 дней, а по второму – 15 дней (округляем до целого числа в сторону увеличения). При этом намолот с участка, засеянного в первый день, составит:

по первому варианту - 28га/день  х  30ц/га = 840 центнеров;

по второму варианту – 35га/день х  30ц/га = 1050 центнеров.

Будущий намолот в любой последующий день посевной (с учётом неизбежного падения урожайности на 2% в сутки) можно определить по зависимости (1):

Например, намолот по первому варианту составит за 9 день посевной – 705,6 центнера, за 13 – 638,4 ц, за 18 – 554,4 центнера. То есть убывание намолотов происходит по закону арифметической прогрессии.

W_? = W₁ – 0.02 РУ (? – 1)                                       (1)

где:   W_? -   плановый намолот за посев в любой день проведения посевной, ц;

W₁ – плановый намолот с участка засеянного в первый день посева, ц;

Р –    дневная выработка на посеве, га/день;

У–    плановая урожайность, ц/га;

? –  порядковый номер дня посевной (считая от начала), за который необходимо определить ожидаемый намолот зерна.

 

В сумме намолот за весь период посевной можно определить по зависимости (2). Он составит по первому варианту машин 12550 центнеров при средней урожайности 25,1ц/га; при использовании посевного комплекса – 13545 центнеров, при средней урожайности 27,1 центнеров на гектар.

W_? = РУn [1 – 0,01(n – 1)]                                       (2)

 

где:   W_? - суммарный намолот с участка, ц;

n -  количество дней продолжительности посевной.

 

То есть только за счёт ускорения проведения посевной всего на 3 дня можно получить дополнительно 99,5 тонны зерна (7,9 % валового сбора).

На наш взгляд, именно дополнительные сборы зерна за счёт повышения производительности труда на посевной, позволили экспертам Северо-Западной МИС [175, 176] рекомендовать к применению в условиях Ленинградской области посевные комплексы фирмы «Lemken» (табл.31), имеющие отрицательные  экономические показатели, но обеспечивающие повышение производительности труда от 12 до 35%.

 

В целом оценить ситуацию о величине потерь урожая при использовании однооперационных орудий по сравнению с посевным комплексом, совмещающим предпосевную обработку и посев можно по зависимости (3):

(3)

где:   Р_ис ; n_ис – соответственно  дневная выработка и количество дней

посевной при использовании однооперационных  орудий;

Р_пк ; n_пк - соответственно  дневная выработка и количество дней

посевной при использовании посевного комлекса

При условии равенства засеваемых площадей (Р_исn_ис =  Р_пкn_пк) выражение  (3) упрощается до выражения (4):

(4)

где:   К_n – коэффициент потери валовых сборов зерна;

n_ис – продолжительность посевной, при использовании исходного       комплекса машин, дней;

n_пк – продолжительность посевной, при использовании нового посевного комплекса.

Таким образом, используя представленные зависимости, хозяйство, зная какую площадь ему предстоит ежегодно засевать, и сколько оно тратит времени на проведение посевной, используя имеющийся у него набор машин, может более объективно подойти к вопросу оценки возможности повышения урожайности от внедрения нового посевного комплекса (за счёт сокращения сроков проведения посевной).

Указанные выкладки верны для случая равенства суточной производительности уборочных и посевных комплексов. В случае если уборочные комплексы имеют меньшую производительность, на потери от несвоевременного посева будут накладываться потери от несвоевременной уборки. И при большой разнице в производительности посевных и уборочных комплексов, все преимущества от применения посевных комплексов могут быть потеряны при  уборке.

31.Технико-экономические показатели работы посевных комплексов (данные Северо-Западной государственной машиноиспытательной станции, в ценах 2006 года)

А г р е г а т	За час эксплуатационного времени		Сравниваемый агрегат	Результаты сравнения
	Произв., га	Расход топлива, кг
№1	2,38	3,35	Сеялка СЗ-5,4 + Предпосевная обработка	Себестоимость работы в 2,6раза больше (на 532,02руб/га)
№2	2,39	6,9	МТЗ 1221+АКШ-6 (комбинир. агрегат) + сеялка СПУ-6Д + МТЗ-82	Себестоимость работ больше на 68-70% Экономия затрат труда на 12-19%
№3	2,81	7,29	МТЗ 1221 + КЧП 5,4 (чизельный культиватор) + зерновая сеялка «Simulta S4000» + МТЗ 1221	Себестоимость работ выше на 812тыс. рублей в год Экономия затрат труда на 21-35%
№4	2,47	1,55	МТЗ 82 + МВУ-5 (разбрасыватель удобр.) + МТЗ 82 + СПУ-6Д	Себестоимость выполнения работ ниже на 55% Экономия затрат труда на 58%

1. Maestro 4000 – Зернотуковая  сеялка с дисковыми сошниками и S-образными зубьями для предпосевной обработки (в один ряд); при испытаниях  агрегатировалась с трактором Белорус МТЗ 1221(мощность двигателя 130л.с.); стоимость сеялки 1600 тыс. рублей; ёмкость бункера (зерновой + туковый)- 4,7м³; масса  с посевным материалом – 7 тонн. Страна производитель – Финляндия. Фирма - Junkkari  Oy.
2. Компактор К/500А +Солитер 9/500 КА - Культиватор с долотообразными рабочими    органами + каток + сеялка с дисковыми сошниками;  при испытании комплекс агрегатировался с трактором «Джон Дир 7830»; стоимость посевного комплекса 2706 тыс. рублей,  трактора – 3307 тыс. рублей; ёмкость зернового бункера – 2,4 м³; внесение удобрений – отдельной операцией,  использовался   разбрасыватель МТЗ – 82 + МВУ – 5 (аналогично в сравниваемом варианте) т.е экономические показатели не учитывают операцию  внесения удобрений; масса  с посевным материалом – 7 тонн. Страна производитель – Германия. Фирма – Lemken
3. Рубин 9/600 KUA + Солитер 9/600 КА – Дисковый культиватор +  каток + сеялка с дисковыми сошниками;  ширина захвата агрегата – 5,84метра; при испытании комплекс агрегатировался с трактором «Джон Дир 8520» с мощностью двигателя 300л.с.;  стоимость посевного комплекса  3505,4 тыс. рублей,  трактора – 5912 тыс. рублей;   внесение удобрений – отдельной операцией,  использовался разбрасыватель МТЗ – 82 +  МВУ – 5    (аналогично в сравниваемом варианте) т.е экономические показатели не учитывают операцию внесения  удобрений; масса с посевным материалом – 10 тонн. Страна производитель – Германия. Фирма – Lemken
4. Сеялка СЗ – 5,4 – Зернотуковая  сеялка (полный аналог сеялки СЗ-3,6 с увеличенной до 5,4 метра шириной захвата); агрегатируется с трактором МТЗ-82 (80л.с.); масса с посевным материалом – 3 тонны. Страна производитель – Украина. Фирма - Червона Зирка