Обоснование способа снижения влияния погодных условий на урожайность возделываемых культур

Ранее было установлено, что максимальную продуктивность растения обеспечивают при их выращивании в условиях, когда плотность почвы соответствует режиму ее увлажнения.

При этом единственным орудием для оперативного управления плотностью почвы, подготовленного под посев поля (а иногда и засеянного), остается каток. Об этом свидетельствуют, например, многочисленные рекомендации по прикатыванию посевов (т.е. по уплотнению почвы) при недостатке влаги.

В то же время, начиная очередной сельскохозяйственный год, агрономы, из-за низкой достоверности долгосрочных метеопрогнозов, не знают, каким по увлажнению он будет. Поэтому волей или неволей, им приходится ориентироваться на среднемноголетнюю характеристику погодных условий, в регионе расположения хозяйства. То есть, обрабатывая почву под посев, они вынуждены стремиться получать плотность обработанного слоя в пределах научно обоснованной величины в 1,1-1,3 г/см³ [14,16,122,123,134 и т.д.], которая и определена для усредненных условий.

Но ранее было показано, что понятие «усредненные условия» весьма абстрактно. К тому же проявиться аномальные условия могут, когда уже ничего изменить нельзя. Например, прикатанные посевы могут попасть под период обильного выпадения осадков и тогда прикатывание очень быстро превратится из полезного агроприёма во вредный. И поэтому действительно реальное совпадение текущей плотности почвы и режима ее увлажнения наблюдается весьма редко. А значит, получение максимальных и одновременно стабильных урожаев, как ранее, так и в настоящее время остается фактом случайным. Именно в этом кроются истоки заключений о низком долевом участии обработки почвы во влиянии на урожайность культуры, а также причины значительных годовых колебаний валовых сборов зерна.

Эта ситуация прошлого и сегодняшнего дня, попыток изменить которую, пока не существует. Последствиями, которой является стремление исследователей, занимающихся совершенствованием технологий обработки почвы, к максимальной ее минимизации. То есть свою недоработку по обеспечению оптимальных условий развития растений, Человек превращает в некоторую неизбежную закономерность. Тем самым все больше загоняя отрасль в тупик.

Так как, по мере перехода на всё более высокий уровень минимизации обработки (по мере уменьшения интенсивности и глубины обработки), все больший объем почвы в подсеменном слое получает повышенную плотность. А значит, растения ориентируются (по мере перехода по цепочке) на выращивание в условиях все нарастающего недостатка влаги (рис. 11). Целесообразность такой «модернизации» обработки почвы, например, для Нечерноземной зоны выглядит весьма сомнительно.

Рис. 11 Схема сложения почвы при традиционной последовательности минимизации обработки (от вспашки к прямому посеву)

При переходе от вспашки к безотвальной обработке увеличивается плотность обработанного слоя; на следующем этапе уменьшается глубина обработки; далее ещё больше уменьшается глубина и увеличивается плотность; проводится прямой посев (No-till). По площади, на всех этапах минимизации обработка производится равномерным слоем.

К тому же еще в семидесятые годы 20 века, когда вносилось достаточно большое количество органических удобрений, Г. Кант отмечал, что при глубине вспашки в 28сантиметров урожайность в 38-39ц/га можно получить без внесения азотных удобрений. При внесении дополнительно 100кг/га азота такую же урожайность обеспечивает рыхление на глубину 13 сантиметров. При внесении 150кг/га азота первоначальную урожайность обеспечивает обработка на глубину 9сантиметров [46].  А так как производственники, переходя на минимизированные обработки почвы, терять в урожайности не хотят, то им неизбежно приходится вносить повышенные дозы удобрений, что в свою очередь отрицательно сказывается на себестоимости продукции и экологии окружающей среды.

Известны также исследования показывающие, что на преодоление неблагоприятной плотности почвы расходуется до 60 % вносимых азотных удобрений [184,188].

При этом переход на минимизированные обработки в ряде случаев больше похож не на попытку оптимизации условий развития растений, а на стремление Исполнителя заранее минимизировать свои потери в случае получения урожайности ниже запланированной (тем более, что такие случаи отмечаются регулярно).

С другой стороны, изменяться вслед за колебаниями погодных условий, плотность почвы не может. Выход из этого, замкнутого (на первый          взгляд) круга, найден в переходе от сегодняшней однородной по площади и толщине (глубине) обработки к не однородной – объемно-гетерогенной.  Предложено [63] заранее, в процессе подготовки поля к посеву, ниже уровня расположения семян, создавать сочетание участков с разной плотностью почвы,  обеспечивающих максимальную урожайность при недостатке и избытке осадков. Соответственно участки с плотностью 1,0-1,1г/см³, благоприятной при избытке осадков и плотностью 1,3-1,4г/см³ благоприятной при недостатке осадков.   То есть предлагается производить не какую-то максимальную или минимальную обработку, а уйти от однородной обработки к объёмно – гетерогенной, обеспечивая максимально   комфортные  условия  для  растений,  а  значит  и  для  их  продуктивности. В плане подготовленная к посеву почва может иметь вид от чередующихся прямолинейных или криволинейных полос до своеобразной «мозаики» из участков с разной плотностью.

Взаимовлияние и дополнение участков друг другом, позволит сделать поле в целом более адаптированным к любым погодным проявлениям и за счёт этого повысить его отдачу. При этом предлагаемая конструкция обработанного слоя позволяет сделать обработку почвы более адаптированной не только к погодным условиям, но и к району применения. Соответственно, чем больше осадков, тем шире должны быть рыхлые участки и наоборот, чем меньше – плотные (рис. 12). То есть предлагается реальный вариант адаптивно – ландшафтной технологии обработки почвы.

Рис. 12 Предлагаемая схема сложения обработанного слоя почвы.

Более того, при равенстве равновесной плотности в регионе применения предлагаемой технологии и плотности одного из участков, можно перейти к сочетанию «обработанный участок – не обработанный» и тем самым получить дополнительную экономию.

То есть существующие технологии обработки почвы являются граничными условиями предлагаемой технологии, когда она «вырождается» до уровня равенства нулю ширины одного из участков. Отчасти это объясняет, почему минимальная обработка и «прямой» посев имеют преимущество в зонах недостаточного увлажнения, а вспашка – в зонах избыточного. Предлагаемая технология это не очередная попытка минимизации обработки  (хотя этот момент присутствует – не нужно всю площадь поля одинаково интенсивно обрабатывать), а предлагается путь повышения урожайности за счёт оптимизации условия развития растений.

Следует ещё раз подчеркнуть, что принципиальным является получение не конкретной плотности участков в 1,1-1,2 или 1,3-1,4г/см³ (эти величины действительны для Центра Нечернозёмной зоны), а создание соседствующих участков каждый из которых обеспечивает максимальную урожайность соответственно  при недостатке или избытке влаги. А в сумме они обеспечивают более высокую урожайность всего поля при любом режиме выпадения осадков. То есть вполне закономерно создание участков с другой конкретной плотностью. Например, на юге страны, где другая величина равновесной плотности почвы. И вполне возможно, что для создания участков с повышенной плотностью почвы их нужно будет   не рыхлить, а наоборот уплотнять!

В связи с тем, что автору при апробации работы (особенно её фрагментов) приходилось часто отвечать на вопросы: «А что здесь нового? Полосная обработка и гетерогенное сложение почвы известны!», считаю необходимым коротко остановиться на этих вопросах.