Подготовка чистого и занятого пара

264
Подготовка чистого и занятого пара

С целью совершенствования агротехники выращивания озимой пшеницы и стабилизации производства качественного зерна была проведена оценка эффективности ряда влагосберегающих приемов подготовки чистых и занятых паров в условиях северной Степи Украины (создание мульчирующих экранов, технологические схемы и технические средства обработки почвы, элементы минимизации летнего ухода).

Летний уход за чистым паром – важная составляющая системы обработки почвы, нарушение которой приводит к недобору 1,5–2,0 т/га зерна озимой пшеницы, а в очень засушливые годы делает невозможным получение всходов. Операционная технология качественной подготовки чистых паров предполагает соблюдение принципов агроэкологической и экономической целесообразности, при этом весной предпочтительнее мероприятия, направленные на очистку поля от сорняков, а летом следует сосредоточить внимание на предупреждении чрезмерных потерь почвенной влаги.

Существенную роль играет растительное мульчирование поля, благодаря которому повышается интенсивность впитывания выпадающих осадков в почву и частично меняется характер ветрового режима приземного слоя атмосферы в пользу слаботурбулентных потоков воздуха. В сочетании со снижением температуры почвенной среды это существенно замедляет миграцию и выдувание влаги.

Скорость испарения воды в значительной степени зависит от количества вовлеченной побочной продукции и степени проективного покрытия ею поверхности поля. В наших опытах после проведения основной обработки весной (ранний пар) при наличии 3–3,7 т/га измельченных остатков ячменя (проективность 50–55%) потери влаги из слоя 0–150 см в период парования составляли в среднем 29 мм, при объемах 4,6–5,4 т/га остатков кукурузы (проективность 70–75%) этот показатель не превышал 8 мм.

Влагосбережению способствует послойность культиваций (от 10–14 см в мае до 6–8 см в августе). При допустимой толщине верхнего изолирующего слоя почвы перед посевом (6–8 см) количество продуктивной влаги на глубине заделки семян обычно бывает достаточным для получения своевременных и полных всходов озимых даже в условиях длительного отсутствия осадков (20–25 дней).

Оптимальным считается вариант, когда слой мелкозема, блокирующий капиллярное движение влаги к горизонту испарения, состоит преимущественно из комочков размером 3–10 мм, а поверхность поля на 60–70% покрыта измельченными растительными остатками. В этом случае потери влаги в первые 10 дней после дождя слоем 21 мм (август, равнина) были на 20–25% ниже, чем на открытом фоне без мульчи (табл. 1).

Таблица 1. Влияние глубины культивации и мульчи пожнивных остатков на влажность почвы в интервале ВРК – ВЗ, %Ранний (до августа) переход на поверхностную обработку пара способствует образованию на глубине 5–7 см уплотненной подошвы, склонной к пересыханию, поэтому семена, высеянные на такое ложе, не прорастают. В то же время применение во второй половине лета тяжелых культиваторов, рыхлящих почву на 10–14 см, приводит к высушиванию верхнего слоя на глубину обработки и целому ряду негативных последствий (зависание семян в сухой почве, необходимость увеличения глубины их заделки до критической отметки 10–12 см, изреженность всходов, слабость ростков, плохое укоренение растений озимых). К тoму же наличие в посевном слое значительного количества пожнивных остатков при глубокой культивации создает дополнительный вентиляционный эффект, ускоряющий процессы испарения и выдувания влаги.

Летом после проливных дождей пары нельзя оставлять долгое время (более 3–5 дней) без обработки из-за опасности образования уплотненной поверхностной корки и растрескивания почвы, особенно на смытых черноземах, в понижениях микрорельефа, местах заиления поля. Чтобы предотвратить чрезмерные потери влаги, нужно провести боронование, эффективность которого возрастает на хорошо оструктуренных почвах и когда сорняки находятся в фазе проростков или всходов. На безотвальных фонах преимущество имеют пружинные бороны, которые в режиме активации выносят на поверхность ранее заделанные в почву пожнивные остатки и меньше распыляют ее (в отличие от зубовых борон) при скорости движения агрегата более 10 км/ч.

Достоинством пружинных борон является также возможность оперативной групповой регулировки положения зубцов, равномерное растительное мульчирование поверхности поля, улучшение структуры чернозема за счет увеличения в слое 0–5 см агрономически ценных фракций размером 0,25–10 мм.

В систему орудий для ухода за паром следует включать оборотные ротационные бороны – мотыги, выполняющие (в частности, при большом количестве пожнивных остатков) операции неглубокого рыхления и перемешивания почвы, уничтожения нитевидных всходов сорняков и падалицы.

Влагосбережению способствует послойность культиваций – от 10–14 см в мае до 6–8 см в августе. При таком подходе количество продуктивной влаги перед посевом обычно бывает достаточной для получения своевременных всходов озимых даже в условиях
Влагосбережению способствует послойность культиваций – от 10–14 см в мае до 6–8 см в августе. При таком подходе количество продуктивной влаги перед посевом обычно бывает достаточной для получения своевременных всходов озимых даже в условиях

В большинстве опытов нецелесообразным оказалось прикатывание чистого пара: оно не обеспечивает накопление влаги, легкодоступной фосфорной кислоты, обменного калия, нитратного азота. Кратковременный положительный эффект был получен в экстремально засушливые годы при уменьшении влажности пахотного слоя до уровня разрыва капиллярных связей (16–17%) и плотности посевного слоя почвы менее 1 г/см3. На склоновых землях прикатывание способствует заметному снижению водопроницаемости почвы и усиливает ее смыв при ливнях.

В период летнего парования не следует применять тяжелые колесные тракторы с одинарными шинами. При многократных проходах мощных машин плотность почвы по следу колес может превышать верхний допустимый предел для озимых культур (1,35–1,45 г/см3), твердость достигает 20–30 кг/см2, содержание воздуха в почве снижается до критического уровня – 15%, а водопроницаемость – до 10–15 мм/час. Наблюдается деградация структуры и перестройка порового пространства, в частности, уменьшение между- и внутриагрегатной скважности. Ослабляется роль подпахотных горизонтов в обеспечении растений питательными веществами, уменьшается глубина проникновения корневой системы, ее общий размер, развиваются эрозионные процессы. Отрицательное последействие объемного переуплотнения регистрируется в течение 3–5 лет, обусловливая недобор урожая зерна от 10–20% во влажные до 30–50% в засушливые годы.

Парозанимающие культуры различаются морфобиологическими признаками, технологиями выращивания и сроками уборки, они оставляют неодинаковое количество стеблевых и корневых остатков, влаги и питательных веществ, формируют разные параметры физико-механических свойств почвы. Поэтому подготовка каждого поля имеет свои особенности и требует дифференцированного подхода. При этом решающее значение имеет своевременность, последовательность и регламентированность проведения технологических операций функционально приспособленными и налаженными орудиями.

Минимальная влажность посевного слоя почвы, при которой прорастают семена пшеницы озимой, должна быть не ниже 15–17%, а оптимальная – в пределах 20–24%

Крайне важно провести неглубокую (10–12 см) фоновую обработку участка в первые 1–2 дня после уборки предшественника с целью сохранения «теневой» влаги и улучшения качества работ. К условиям засушливого климата степной зоны для стартовой обработки занятых паров хорошо адаптированы тандемные тяжелые дисковые бороны, которые могут разрыхлить пласт на глубину от 8 до 20 см. Благодаря удачной компоновке дисковых батарей (двухследный вариант, передние – с вырезами, задние – сферические), значительной нагрузке на каждый диск (70–140 кг) и регулированию угла атаки (0–30°) эти орудия обеспечивают интенсивное крошение пласта, полное подрезание сорняков, тщательное измельчение и перемешивание пожнивных остатков, равномерное распределение их на поверхности почвы.

Позади дисков можно устанавливать спиральные трубчатые или кольчатые одно- и двухрядные катки, которые используют для регулировки глубины обработки. Применение таких модификаций позволяет лучше выровнять и уплотнить рыхлый слой, а также уменьшить степень забивания рабочих органов дискатора растительной массой при повышенной влажности почвы.

Среди орудий ротационного типа следует выделить конструктивные схемы, включающие зубчатые полусферические рабочие органы, которые измельчают и частично перемешивают пожнивные остатки с почвой даже при больших объемах побочной продукции (в частности, кукурузы и подсолнечника) и уплотненной поверхности поля.

На тяжелых, сухих или переувлажненных черноземах преимущество имеют комбинированные агрегаты, оборудованные турбоколтерами – специальными волнообразными дисками, предназначенными для обработки (прорезывания) почвы без интенсивного перемещения его слоев. Работая в режиме постоянной вибрации, они образуют вертикальные разломы и микротрещины в почве, оставляя не заделанными 30–70% растительных субстратов, защищающих поверхность от различных видов эрозии, а также способствующих дополнительному поглощению и сохранению влаги осадков.

Для получения полноценных всходов, укоренения и хорошего развития растений пшеницы осенью необходимо иметь в слое 0–10 см к началу сева более 10 мм продуктивной влаги, показатели меньше 5–7 мм считаются неудовлетворительными
Для получения полноценных всходов, укоренения и хорошего развития растений пшеницы осенью необходимо иметь в слое 0–10 см к началу сева более 10 мм продуктивной влаги, показатели меньше 5–7 мм считаются неудовлетворительными

Агроприемы летней подготовки почвы под озимые (фоновая и основная обработка, культивации и боронования) проводят с учетом базовых принципов теории «дифференцированной влажности», согласно которой основное количество почвенной влаги в интервале ППВ (предельная полевая влагоемкость) – ВРК (влажность разрыва капилляров) теряется вследствие восходящего движения ее по макро- и микропорах, в интервале ВРК – ВЗ (влажность и увядание растений) за счет конвекции и диффузии паров.

Одним из способов уменьшения влагопотерь в первом случае является создание на поверхности рыхлого слоя, который может подсыхать до уровня ВЗ, существенно замедляя нагрев почвы и блокируя миграцию влаги в атмосферу. Ко времени сева оптимальная толщина изолирующего слоя на равнине и теплых склонах (южная экспозиция) составляет 6–8 см, на холодных (северная экспозиция) – 5–6 см.

Ослабить высушивание почвы в интервале ВРК–ВЗ позволяет оптимизация строения и структуры пахотного слоя. Некоторое уплотнение его верхней части уменьшает некапиллярную скважность и, соответственно, снижает потери парообразной воды. Испарение также замедляется, когда в верхнем разрыхленном слое 5–7 см количество агрегатов размером 0,25–3 мм достигает 35–40%, а сумма пылевидных (<0,25 мм) и глыбистых (>10 мм) фракций не превышает 10%.

Значительное влияние на скорость и характер перемещения влаги имеют технологические схемы основной обработки почвы. В наших опытах при подготовке пашни под озимые после горохово–ячменной смеси (занятый пар) потери ее из слоя 0–30 см в течение 20 дней после дождя (42,7 мм) на участках мелкой обработки (10–12 см) и узкополосного чизелевания (10–22 см) составляли 19,5–19,7 мм, в то же время по вспашке (20–22 см) и плоскорезному рыхлению пласта (20–22 см) достигали соответственно 24,3 и 22,8 мм. Изменения влажности в слое 0–10 см в большей степени зависели от способа обработки, в слое 20–30 см – от ее глубины.

Известно, что минимальная влажность посевного слоя почвы, при которой прорастают семена пшеницы озимой, должна быть не ниже 15–17%, а оптимальная – в пределах 20–24%. Для получения полноценных всходов, укоренения и хорошего развития растений осенью необходимо иметь в слое 0–10 см к началу сева более10 мм продуктивной влаги, показатели меньше 5–7 мм считаются неудовлетворительными.

Как свидетельствуют наши данные (табл. 2), в засушливые годы имеющиеся запасы доступной влаги в посевном слое (4,4 мм) при отвальной обработке оказались недостаточными для прорастания семян, при плоскорезной (20–22 см – 6,7 мм) – были получены изреженные всходы, мелкой плоскорезной и чизельной (8,2–8,6 мм) – удовлетворительные. Таким образом, в условиях частичного обезвоживания посевного слоя при вспашке и плоскорезном рыхлении почвы на глубину 20–22 см своевременность получения полноценных всходов полностью зависит от дождей, выпадающих в послепосевной период.

Таблица 2. Влажность почвы перед посевом пшеницы по занятому пару (склон 3–4°)На полнопрофильных и слабоэродированных склоновых землях для основной обработки занятых паров целесообразно использовать тяжелые противоэрозионные культиваторы и комбинированные агрегаты с плоскорежущими рабочими органами. Последние имеют незначительную ширину захвата лап, оптимальный угол вхождения, оснащены игольчатыми или ротационными устройствами. Они обеспечивают полное подрезание многолетних сорняков и при глубине рыхления 12–14 см оставляют незаделанными 60–70% пожнивных остатков, которые сохраняют влагу, защищают почву от смыва и выдувания.

На склонах крутизной более 3° преимущество имеет обработка пашни на глубину до 20 см чизельными орудиями, формирующими волнистый внутрипочвенный профиль и плотный мульчирующий экран. Это способствует быстрой аккумуляции влаги осадков в пределах глубокоразрыхленных полос и лучшему удержанию ее в гребневых элементах микрорельефа с ненарушенным строением почвы.

Вспашка поля под озимую пшеницу после многолетних трав на один укос в засушливые годы приводит к чрезмерной глыбистости почвы, значительным потерям влаги, дополнительным расходам горючего и средств, торможению микробиологических процессов, ухудшению качества посевных работ. Ресурсо- и влагозберегающая технология обработки пласта люцерны и эспарцета предусматривает фоновое дискование тяжелыми боронами на глубину 6–8 см и последующее (с отсрочкой во времени 2–3 дня) мелкое (12–14 см) рыхление комбинированными машинами безотвального типа. При соблюдении агротехнических норм такая схема обработки исключает возможность отрастания трав, обеспечивает сохранение оставшейся влаги и дополнительное накопление ее за счет даже незначительных (7–10 мм) летних осадков.

ВЫВОДЫ

Оптимизация водного режима паров и создание предпосылок для получения полноценных всходов, укоренения и хорошего развития озимых предусматривает растительное мульчирование поверхности поля, послойность культиваций при допустимой толщине изолирующего (защитного) верхнего слоя почвы перед посевом пшеницы 5–8 см, соблюдение агротехнологических регламентов и нормативов во время проведения основной обработки (занятый пар) и непосредственно в период парования (использование функционально приспособленных орудий, своевременность и последовательность операций, применение гусеничных или колесных тракторов, имеющих спаренные шины с низким удельным давлением на грунт).

А. И. Горбатенко, В. Н.Судак, С. Ф. Артеменко, кандидаты с.-г. наук;  С. С. Семенов, Ю. В. Безсоседняя, Институт зерновых культур НААН Украины

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2020

Найсвіжіші матеріали читайте в журналі «Агроном». Слідкуйте за головними агрономічними новинами на нашій сторінці у Facebook та каналі в Telegram