Прямой посев на Алтае

Алтайский край является одним из ведущих производителей сельскохозяйственной продукции в России. Здесь производится более 33% зерна, 25% молока и 18% мяса Сибирского федерального округа. С 90-х годов прошлого века в регионе успешно внедряются технологии прямого и мульчированного посева.

Алтайский край характеризуется резко континентальным климатом, жарким, но коротким летом, холодной малоснежной зимой с сильными ветрами и метелями, поздними весенними и ранними осенними заморозками, нередко в вегетационный период. На территории края имеются более 20 типов и подтипов почв, характеризуемых большей частью неустойчивым увлажнением с количеством солнечного тепла в 2-3 раза большим, чем требуется на испарение всех выпавших за год осадков. Режим увлажнения меняется с запада на восток от засушливого до более увлажненного. Высокая температура в середине лета, небольшое количество осадков, малая влажность воздуха, жаркий, сухой ветер губительно действуют на сельскохозяйственные культуры.

На территории края выделяется 7 природно-экономических зон, которые можно объединить в 3 укрупненных согласно агроклиматическому районированию СФО.

Так, на равнинных территориях Западной Кулунды преобладают легкосуглинистые почвы с содержанием гумуса 2,8-3,8% при годовом количестве осадков в среднем 290-350 мм. В Центральной группе районов наиболее распространены среднесуглинистые почвы с содержанием гумуса 3,8-5,1% при количестве осадков 337-411 мм. А в Восточной группе районов – средне- и тяжелосуглинистые черноземы с содержанием гумуса 5,1-6,9% при количестве осадков 481-587 мм.

Значительная часть земель в крае подвержена эрозионным процессам. Так, в Западной и Восточной Кулунде ветровая эрозия распространена на 88-97% площади пашни. А в Приалейской и Приобской зонах развивается водная эрозия на 31-58% площадей.

С момента освоения целины посевные площади зерновых культур в Алтайском крае постепенно снижались с 5704 тыс. га (1959-1966 гг.) до 3540 тыс. га (2001-2007 гг.).

Величина валового сбора зерна также изменялась – от 6,1 млн тонн в 70-е годы до 3,2 млн тонн в конце 90-х. При этом снижалось количество вносимых минеральных удобрений – с 32 до 2-3 кг д.в./га. Как следствие, низкая урожайность и снижение качества зерна по всему региону. Так, например, массовая доля клейковины пшеницы 3 класса с конца 90-х годов по настоящее время устойчиво снижалась: с 94 до 47%. При этом возрастало количество пшеницы 4 класса (с 2 до 51%) и 5 класса.

Для повышения урожайности зерновых культур и качества зерна в Алтайском крае было необходимо внедрение зональных ресурсосберегающих технологий.

В современном понимании ресурсосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур – это целый комплекс мероприятий, направленных на улучшение структуры посевных площадей, севооборотов, минимализацию обработки почвы, эффективное использование органических и минеральных удобрений, средств защиты растений, по-чвообрабатывающих машин и посевных агрегатов нового по-коления в строгом соответствии с почвенно-климатическими ресурсами.

В 1999 году в крае была начата работа по адаптации и внедрению технологий сберегающего земледелия в производство. На базе ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет» при поддержке Немецкого общества был создан научно-исследовательский центр с современной приборной базой, позволяющей проводить комплексные исследования технологий для различных почвенно-климатических зон.

Группа исследователей изучала различные варианты ресурсосберегающих технологий. За 17 лет накопилась масса экспериментального материала с данными по водному режиму почв, динамике роста растений, структуре урожая, урожайности и качеству полученного зерна. Все эти элементы рассматриваются системно, в динамике.

Это очень важный момент, т.к. разнообразие почвенных, природно-климатических и экономических условий хозяйств края предопределяет необходимость дифференцированного зонального подхода к разработке системы машин и освоению ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур. В результате нами были разработаны научно-практические ре рекомендации по эффективному применению технологий сберегающего земледелия в конкретных почвенно-климатических зонах.

Первое, на что было обращено внимание, это диверсификация растениеводства. Расширился спектр возделываемых культур, причем существенно сократилась доля зерновых, особенно яровой пшеницы. Увеличились посевы подсолнечника, гречихи, рапса, сои, озимых и др. культур. Это позволило сформировать рациональную структуру посевных площадей и принципов чередования культур в севооборотах для более эффективного использования агроклиматического потенциала зон края. Другие важные преимущества такого подхода – это оздоровление почв, улучшение фитосанитарной обстановки и снижение напряженности выполнения полевых работ по срокам (меньшая потребность техники). Активно решаются вопросы технического перевооружения и хозяйств для выполнения отдельных агроприемов.

Посевные агрегаты

Технологии предпосевной обработки почвы и посева являются важнейшим звеном, обеспечивающим эффективное внедрение современных агротехнологий возделывания сельскохозяйственных культур. Они определяются целым рядом факторов, к числу которых относятся климатические (сумма активных температур, количество осадков и их распределение), плодородие почвы, предшествующая культура, уровень и интенсивность осенней обработки и др.

Ввиду значительной энергоемкости процесса почвообработки и посева, больших массивов засеваемых площадей, ограниченности сроков проведения полевых работ, дефицита механизаторских кадров, последнее время наблюдается тенденция к применению технологий, обеспечивающих сокращение интенсивности воздействия на почву.

Как следствие, увеличивается ширина захвата машин и мощность применяемых сельскохозяйственных тракторов, что позволяет существенно повысить производительность агрегатов и снизить затраты топлива на единицу выработки.

При этом наибольшее распространение получают комбинированные агрегаты, совмещающие ряд операций и снижающие количество проходов по полю, а следовательно, и техногенную нагрузку на почву.

Конструктивно и технологически приведенный перечень машин существенно различается. Поэтому для каждого из вариантов технологии посева следует определить зоны и условия их предпочтительного использования. А на этой основе формировать зональные системы машин.

Проанализировав выпускаемые предприятиями машиностроения и используемые в хозяйствах машины и агрегаты для посева зерновых культур, мы предлагаем их систематизировать по зональным технологиям возделывания зерновых культур с различными вариантами основной обработки почвы, предпосевной обработки, типами посевных агрегатов, способами посева и применяемыми рабочими органами (таблица 1).

Для примера рассмотрим результаты сравнительной агротехнической оценки посевных машин, выполненных нами в 2011 г. Отслеживалось 202 поля с посевами яровой пшеницы 15-ю посевными комплексами по 6 предшественникам в 25 хозяйствах всех агроклиматических зон края.

В течение вегетационного периода по полям определялись динамика изменения запасов влаги в метровом слое почвы, содержание нитратного азота в слое 0-20 см и в растениях, качество заделки семян и всходов, структура урожая пшеницы и качество зерна.

Сравнивались качественные характеристики посева яровой пшеницы следующими группами посевных комплексов (таблица 2).

Посев комплексами с копирующими сошниками долотообразного типа (DMC, Condor, Seed Hawk).

Посев комплексами отечественного производства со стрельчатыми лапами (ПК-8,5, ПК-9,7, ПК-12,2, ППК-12,4, СЗС-2,1, СКП-2,1) по обработанному и не обработанному фонам.

Посев комплексами зарубежного производства со стрельчатыми лапами (John Deere-1820, Morris, Salford, Kverneland).

Посев комплексами с копирующими сошниками дискового типа (сеялка Semeato) по стерневому фону.

Посев по обработанному фону сеялками отечественного производства с копирующими дисковыми сошниками (СЗ-5,4, СЗП-3,6А).

Посев по обработанному фону сеялками зарубежного производства с копирующими дисковыми сошниками (John Deere-730, Amity).

Статистика количества всходов по вариантам посева определялась не только равномерностью заделки семян, но и нормой высева по зонам использования комплексов машин, которая изменялась в среднем от 3,8 до 5,2 млн шт./га.

Как показывает анализ данных, посевные комплексы со стрельчатыми рабочими органами (группы комплексов ПК, СЗС, СКП и John Deere-1820, Morris, Salford, Kverneland) выполняли посев на наибольшую среднюю глубину (64,8 и 67,9 мм) при максимальной вели чине стандартного отклонения из сравниваемых машин (14,8 и 13,9 мм соответственно).

Вариация глубины заделки семян посевными комплексами отечественного производства составила 22,4% и была выше на 1,5% (6,7%) в сравнении с зарубежными.

Видимо, это обусловлено тем, что часть полей засевалась по обработанному фону.

Наименьшая глубина заделки семян (39,3 мм) и ее стандартное отклонение (7,6 мм) получены на посевах сеялками Semeato при одинаковой минимальной вариации с посевами копирующими дисками сеялками JD-730, Amity (19,7%).

Группа посевных комплексов (DMC, Condor, Seed Hawk) по величине стандартного отклонения глубины заделки семян (9,6 мм) на втором месте, а по вариации – имеет близкие показатели с группой (СЗП-3,6А, СЗ-5,4): 21,3 и 21,5% соответственно.

Корреляционный анализ данных позволил установить, что стандартное отклонение глубины заделки семян прямо пропорционально зависит от средней ее величины (R=0,96).

При этом с увеличением стандартного отклонения глубины заделки семян наблюдалось пропорциональное снижение средней высоты растений к уборке (R=0,81), общей биомассы растений (R=0,91) и биологического урожая пшеницы (R=0,89). А расход влаги из метрового слоя почвы на единицу урожая пропорционально возрастал (R=0,89).

Средняя величина количества всходов по вариантам посева в зависимости от нормы высева в различных зонах края и статистики глубины заделки семян находилась в пределах 169,5 шт./м² (группа комплексов DMC, Condor, Seed Hawk) – 332,5 шт./м² (группа сеялок СЭП-3,6А, СЗ-5,4).

Наименьшая величина стандартного отклонения всходов соответствовала посевам комплексами DMC, Condor, Seed Hawk (27,1 шт./м²), а максимальная – сеялками СЭП-3,6А, СЗ-5,4 (56,2шт./м²).

По вариации количества всходов лучшие значения получены на посевах John Deere-730, Amity (14,5%), а худшие – на посевах Semeato (18,6%).

В результате корреляционного анализа данных выявлена значимая прямо пропорциональная связь между средним количеством всходов по рядкам (полосам) посева и их стандартным отклонением (R=0,91).

Причем с ростом вариации количества всходов пшеницы пропорционально снижалось содержание клейковины и протеина в зерне (R=0,83), а также натуры зерна (R=0,91).

Указанные связи во многом обусловлены тем, что с увеличением глубины осенней обработки почвы (на наблюдаемых полях от 0 до 15,8 см) содержание нитратного азота в слое 0-20 см (на середину июня) пропорционально возрастало (R=0,94), а содержание азота в растениях (середина июня) – снижалось (R=0,84).

При этом, чем больше были весенние запасы влаги в метровом слое почвы весной (конец апреля), тем выше был расход влаги из почвы за вегетацию (R-0,98).

Таким образом, на основании проведенных исследований установлено, что при выборе комплексов посевных машин для возделывания яровой пшеницы по технологиям прямого и мульчированного посева следует учитывать их место в современных агротехнологиях (зональные условия, приемы осенней обработки, качественные характеристики посева и всходов и др.).

Общей тенденцией улучшения качества посева является снижение глубины осенней обработки почвы, применение копирующих рабочих органов дискового и долотообразного типов, уменьшение средней глубины заделки семян, снижение нормы высева и их стандартных отклонений.

Все это указывает на необходимость совершенствования технологии прямого посева с учетом зональных условий применения и обоснования технологических элементов с позиций системного анализа (агротехника, энергетика, экономика, экология и др.).

Выбор сорта

Что касается выбора сортов, то он основывается на адаптации к климатическим условиям местности, устойчивости к вредителям и болезням и способности получать высокий урожай в соответствии с суммой температур вегетации.

В технологиях сберегающего земледелия правильный подбор сортов имеет одно из решающих значений. В основу выбора должны быть положены почвенно-климатические условия хозяйств, их цели и финансовые возможности.

При значительных посевных площадях необходимо высевать несколько сортов одной культуры, различающихся по степени интенсивности и длине вегетационного периода. Это позволит в большей степени приспособиться к изменчивости погодных условий за вегетацию, снизить напряженность при уборке и риски.

Конкретные нормы высева должны устанавливаться по отдельным полям хозяйств с учетом запасов влаги, питательных веществ, посевных качеств, сортовых особенностей, применяемых посевных агрегатов.

А для этого необходимо оперативное научное сопровождение выполнения полевых работ и налаживание электронного учета полей. Определенные возможности открываются при внедрении спутниковой системы глобального позиционирования в крае.

Что касается выбора сортов различных селекционных центров Сибири, нами проводился анализ их урожайности и качества зерна при возделывании в Алтайском крае за 2005-2011 гг. по различным предшественникам.

Так, по предшествующей яровой пшенице средняя урожайность Алтайских сортов и сортов Новосибирской и Омской селекции практически не различалась (14,3 и 14,4 ц/га соответственно). При этом содержание клейковины в зерне также было одинаковым (27,6 и 27,3 %). Различие лишь в том, что Алтайские сорта показывали преимущество в засушливые годы по неблагоприятным фонам, а сорта соседей – в более увлажненные по наилучшим фонам.

Семена

Будет пустой тратой времени дезинфицировать почву с помощью севооборота, подбирать сорта и при этом высевать семена низкого качества, внося с ними в почву болезнетворные организмы и семена сорняков.

Характеристики семян определяются стандартом качества и существенно влияют на величину урожайности. Как показывает анализ, в Алтайском крае ежегодно высевается порядка 600 тыс. т семян яровых зерновых и зернобобовых культур, из них доля некондиционных составляет в среднем 23,6%, в т.ч. почти все по засоренности.

Для оценки влияния качества посевного материала на максимальную величину урожайности яровой пшеницы нами проводились исследования в 2010-2012 гг. в 25 хозяйствах края.

Перед посевом в каждом из хозяйств отбирались образцы посевного материала и исследовались на лабораторном пневмоклассификаторе, где определялся процент семян и их масса 1000 зерен в зависимости от скорости воздушного потока.

В дальнейшем проводились наблюдения 8-10 полей в каждом хозяйстве с посевами пшеницы по разным вариантам технологий (предшественники, приемы обработки, сорта, сроки посева, норма высева, доза внесения удобрений и др.) и определялась величина биологического урожая.

Обработка полученных данных позволила установить высоко значимую обратно пропорциональную линейную корреляционную связь между величиной максимальной биологической урожайности яровой пшеницы и процентом семян в посевном материале при скорости воздушного потока 8 м/с (R=0,96). Это семена с низкой массой 1000 зерен, и, как правило, рыхлые и щуплые зерна, в т.ч. зараженные и больные, имеющие высокую парусность.

То еесть при наличии в посевном материале рыхлых, щуплых, больных и зараженных семян с массой 1000 зерен 28,5-31,9 г с увеличением их доли от 0 до 60% максимальная величина биологического урожая пшеницы снижается с 37,7 ц/га до 4,8 ц/га.

Таким образом, для улучшения качества посевного материала следует проводить его пневматическую подработку с целью удаления сорняков, рыхлых и щуплых зерен, а также химическую предпосевную обработку как самый дешевый и надежный способ борьбы с вредителями, защиты от болезнетворных организмов, как на семени, так и в нем.

Для справки: в Алтайском крае ежегодно протравливается около 30-40% высеянных семян. А пневматическая подработка семян проводится далеко не всегда из-за отсутствия пневмосепараторов в хозяйствах.

Удобрения

При внедрении технологий сберегающего земледелия огромную роль играет планирование. Особенно это касается внесения удобрений, ведь уровень минерального питания оказывает существенное влияние на показатели качества зерна.

По существующим методикам расчет доз внесения удобрений проводится с учетом почвенных условий и прогнозируемой урожайности, которую достоверно определить достаточно сложно.

Наиболее правильным, на наш взгляд, является подход к определению доз внесения минеральных удобрений по выносу элементов питания с предшествующим урожаем на поле.

Сама схема расчета количества удобрений достаточно проста, фермеры Канады и США пользуются этим способом уже много лет. Если в этом году на поле был получен урожай в 20 ц/га и вынос азота составил, скажем, 150 кг в физическом весе, значит, фермер должен компенсировать этот вынос и внести азот в почву на следующей посевной.

Удобрения вносятся при посеве либо вместе с семенами, либо раздельно, в зависимости от условий и дозы. При появлении всходов применяют дифференцированную подкормку растений с учетом их листовой диагностики. Эту операцию выполняют с использованием спутниковой навигации и электронных систем дозирования удобрений через форсунки при движении агрегата по полю (рядкам посева). Т.е. удобрения в требуемой дозе доставляются конкретным растениям, в зависимости от их состояния на конкретных участках поля.

Это позволяет заранее планировать количество удобрений, значительно экономить на них, при этом эффективность применения удобрений возрастает, повышается урожай и качество зерна.

Дополнительного внесения азота требует и такой агротехнический прием, как оставление на полях соломы зерновых культур, так как при ее разложении микроорганизмы связывают минеральный азот почвы, выступая конкурентами растений. Доза азота в этом случае устанавливается из расчета 10 кг азота на 1 т внесенной соломы.

К сожалению, в Алтайском крае этот фактор поддержания и улучшения плодородия почв, повышения урожайности и качества зерна почти не используется. Так, например, в 2011 г. в крае внесено в среднем 3,2 кг д.в./га минеральных удобрений и 0,2 т/га органических удобрений. Но положение уже начинает меняться в лучшую сторону.

Также, согласно данным исследований, обеспеченность почв края микроэлементами (цинк, медь, кобальт, марганец и т.д.) в 3-4 раза ниже нормы. Но вносить нужно не моноудобрения, а комплексные. Поэтому переход на технологии сберегающего земледелия (особенно это касается прямого посева) должен сопровождаться комплексным применением минеральных удобрений и средств защиты растений.

Жидкие комплексные минеральные удобрения в системе прямого посева уже показали себя как наиболее эффективный и полностью усвояемый растениями питательный материал, в котором предельно сбалансированы все важные минералы и микроэлементы, доступные растениям на начальном периоде вегетации.

Средства защиты растений

При переходе к сберегающим технологиям очень серьезного внимания заслуживают вопросы защиты посевов от сорняков, болезней и вредителей. В основе решения этих проблем лежат правильно организованные фитосанитарные севообороты, применение экологически безопасных средств защиты растений, выбор сортов, устойчивых к болезням и вредителям, и тщательное соблюдение технологий возделывания культур.

Для контроля над вредителями нет необходимости в больших затратах. Увеличение численности вредителей является следствием биологических вспышек, связанных с погодными и климатическими условиями. Уменьшить вред, наносимый культурам, возможно не только агротехническими мерами, но и химической обработкой инсектицидами. Для эффективного применения метода необходима оперативная оценка пораженности растений наиболее распространенными вредителями.

Для защиты посевов от сорняков разработаны организационные, агротехнические, биологические и химические меры.

Организационные меры включают освоение научно обоснованных севооборотов, правильное чередование культур, ежегодное обследование полей на засоренность. Их выполнение дает возможность лучше использовать агротехнические приемы борьбы с сорняками, которые предусматривают определенные мероприятия в послеуборочный, предпосевной и послепосевной периоды, а также в паровых полях.

Биологические меры предусматривают подавление сорняков самим травостоем пшеницы. Достигается это за счет более ранних сроков посева (в восточных районах края), соблюдения установленных норм высева и более высокой полевой всхожести семян.

Особое значение при мульчирующих и нулевых технологиях приобретают химические меры, поскольку в верхнем слое почвы сосредотачиваются семена сорняков, которые обгоняют в росте культурные растения. Кроме того, при таких обработках повышается поражение проростков и всходов культур фитопатогенами, особенно возбудителями корневых гнилей, что снижает полевую всхожесть семян. В каждом конкретном случае следует выполнять и технико-экономическую оценку эффективности на основе результатов применения препаратов в различных хозяйственных условиях.

Вместо заключения

В Алтайском крае на протяжении последних лет создан существенный задел для целенаправленного технического и технологического перевооружения хозяйств и повышения эффективности производства зерна.

Имеются все предпосылки для развития сберегающих технологий в регионе и сформирована научно-производственная база для внедрения новых машин и технологий, которая позволит в перспективе вывести аграрный сектор на совершенно новый высокотехнологичный уровень устойчивого земледелия.

В этот процесс вовлечены и предприятия сельскохозяйственного машиностроения Алтайского края, которые наладили производство машин в рамках созданного кластера «Аграрное сельхозмашиностроение». На их базе ведется производство техники нового поколения для возделывания различных сельскохозяйственных культур. Лидерами здесь являются ООО «Леньковский сельмашзавод», ЗАО «Рубцовский завод запасных частей», ОАО «АНИТИМ», ЗАО «Машзавод» и др. успешно освоившие производство комплексов машин для различных вариантов агротехнологий. Хотя доля выпускаемой техники алтайских предприятий в общем объеме ее приобретения в крае менее 10%, но, тем не менее, это очевидная положительная тенденция.

Многие алтайские хозяйства, ориентированные на успех и повышение урожайности, серьезно думают о переходе на прямой и мульчированный посев.

В последние годы достойный урожай зерна с более низкой себестоимостью на Алтае получают хозяйства, сделавшие ставку на минимальные и нулевые технологии, грамотное применение средств защиты растений и удобрений. Особенно четко это прослеживается в засушливые годы, когда в хозяйствах, работающих по технологиям сберегающего земледелия, урожайность была выше, чем у тех, кто применяет вспашку.

Например, в ООО «Вирт» Целинного района на протяжении нескольких лет используются технологии прямого посева. Средняя урожайность зерновых за эти годы превысила 30 ц/га.

В жесточайшую засуху 2010 года, когда посевы «горели» по всей стране, в хозяйстве получили рекордный для Алтая урожай – 44 ц/га зерновых на прямом посеве. Хорошие результаты показывают хозяйства, работающие по технологии минимальной обработки почвы, причем в различных почвенно– климатических условиях. Так, в АК ГУЛ «Антипинское» (Тогульский район), ОПХ «Комсомольское» (Павловский район), ОАО «Кипринское» и ОАО «Крутишинское» (Шелаболихинский район), ГПР «Чистюньский» (Топчихинский район), СПК «Путь к коммунизму» (Завьяловский район), ОАО «Агрофирма «Май» (Романовский район), КФХ Устинова В.И. (Косихинский район) средняя урожайность зерновых культур за последние годы составила около 25 ц/га.

Технологии сберегающего земледелия становятся все более привлекательными для сельхозпроизводителей. Но нужно понимать, что успех в этом деле зависит от того, насколько четко выдерживаются все операции в рамках технологии. Пренебрежение хотя бы одной из них может привести к серьезным потерям.

У нас был случай, когда в хозяйстве не вовремя провели химобработку, как результат – урожайность резко снизилась. А если постоянно «забывать» о других операциях, то окупаемость вложений в технику и технологию может растянуться на годы.

Отчасти поэтому сегодня фермеры, опасаясь технологических просчетов, предпочитают не рисковать и работают по старинке. Но, как показывает наша практика, те, кто прочувствовал на личном опыте, какой экономический эффект дают технологии сберегающего земледелия, к вспашке уже не возвращаются.

Владимир БЕЛЯЕВ, д.т.н., профессор ФГОУВПО «Алтайский государственный аграрный университет»

К СВЕДЕНИЮ
Важно понимать, что мало иметь хорошую технику, нужно уметь ее правильно применять в рамках технологий сберегающего земледелия. Например, в одном из хозяйств края работали по традиционной технологии на сеялке СЗС-21, потом купили сеялку для прямого посева и решили работать по прямому посеву, при этом норму высева семян оставили прежней. Но по логике в хозяйстве должны были снизить норму высева – сеялка работает гораздо точнее своего предшественника, значит семян уже нужно меньше.

Иначе получаются загущенные всходы, что в экстремально засушливых условиях приводит к тому, что быстро потребляются из почвы влага и питательные вещества и урожайность падает. Если подойти с умом, то получается двойная выгода: не только рост урожайности, но и экономия семян. Например, если брать комплекс для прямого посева Condor 12000, то экономия семян составляет 40-50 кг/га.