Накопление влаги и обработка почвы для сокращения последствий засухи — Тамбовский НИИСХ
Текст: Ю. П. Скорочкин, канд. с.-х. наук, зав. отделом; В. А. Воронцов, канд. с.-х. наук, вед. науч. сотр., Тамбовский НИИСХ — филиал ФГБНУ «ФНЦ им. И. В. Мичурина»
Как известно, засуха представляет собой совокупность метеорологических факторов в виде продолжительного отсутствия атмосферных осадков в сочетании с высокой температурой и понижением влажности воздуха, что приводит к нарушению водного баланса растений и вызывает их угнетение или гибель. Для борьбы с этим явлением необходимо реализовывать комплекс мер.
Обычно засуха ведет к катастрофическому неурожаю сельскохозяйственных культур и естественной растительности, деградации пастбищ, усыханию водоемов, опустыниванию земель, падежу скота, резким колебаниям численности других живых организмов. В условиях Центрально-Черноземной зоны с неустойчивым увлажнением, где засухи различной степени интенсивности повторяются в среднем каждые 3–4 года, главная задача — накопление влаги в почве и рациональное ее использование.
ОСНОВНОЕ ТРЕБОВАНИЕ
При совершенствовании обработки поля в целях борьбы с засухой необходимо учитывать, что распределение естественной влаги по сезонам неодинаково и трудно поддается управлению. При этом из общего количества годовых осадков в Черноземье на осенне-зимний период приходится 50%, иногда до 60%, и лишь незначительная их часть попадает на вегетацию. В качестве примера можно привести погодные условия, наблюдавшиеся несколько лет назад. Вегетационный период в тот год можно отнести к острозасушливым — выпало всего 163,5 мм осадков, по среднемноголетним значениям — 284,8 мм. За весь год показатель составил 530,2 мм, а среднемноголетний — 469,9 мм. По этой причине главное технологическое требование к обработке почвы в засушливых районах — влагосбережение. Для ее максимального накопления и сохранения крайне важны осенняя обработка и весь влагонакопительный осенне-зимний комплекс полевых работ.
Исследования Тамбовского НИИСХ — филиала ФГБНУ «ФНЦ им. И. В. Мичурина» показали, что наибольший сберегающий эффект обеспечивает комбинированная система основной обработки почвы в севообороте, сочетающая отвальные операции под пропашные культуры и безотвальные — под зерновые. Запас продуктивной жидкости в метровом слое при такой схеме выше, чем при отвальном подходе, на 14,9 мм, или 7,4%, что положительно сказывается на продуктивности посевов.
АККУМУЛИРОВАТЬ ОСАДКИ
Одним из основных факторов увеличения урожайности возделываемых культур, повышения стабильности зернового хозяйства и земледелия в засушливых условиях является наличие в севообороте парового поля и его эффективное использование. Оно не только обеспечивает хороший сбор озимых и яровых зерновых, но и работает на весь севооборот, так как больше, чем другие участки, накапливает азот, фосфор и калий в доступной для растений форме. При этом главная задача парового поля в засушливых условиях — значительное улучшение водного режима. Ни одно поле севооборота не способно в такой мере, как паровое, аккумулировать атмосферные осадки даже при неблагоприятном распределении их в течение года.
Лучший вид — черный пар, который при поднятии весной хорошо поглощает влагу. Он способен в метровом слое почвы накапливать ее большое количество, и при надлежащем уходе основную ее часть удается сохранить до посева озимой пшеницы. Для этого весной следует закрыть влагу и провести культивацию на 10–12 см с одновременным боронованием при массовом появлении сорняков. Затем возделывание пара необходимо вести по мере их повторного прорастания путем культивации с одновременным боронованием на убывающую глубину. Чтобы не пересушить посевной слой, в острозасушливые летние периоды при низких запасах влаги нужно проводить мелкие обработки ножевидными лапами — бритвами. Технология подготовки черного пара должна постоянно совершенствоваться в направлении максимального влагонакопления, противоэрозионной устойчивости почв, сохранения и повышения объемов гумуса, обеспечения лучшего фитосанитарного состояния.
ЗАЩИТНЫЙ ЭКРАН
Еще одной особенностью системы обработки почвы в условиях засухи является борьба с потерями влаги на физическое испарение с поверхности поля, нередко достигающее 60% от суммы осадков. Роль мульчирующего слоя при этом возрастает. Той же цели служат обработка участка с оставлением стерни и частичное перемешивание органических остатков с верхним слоем. По сравнению с оголенным полем они снижают испарение на 10–15%.
Важное значение имеет формирование на поверхности почвы защищающего экрана из остатков растений. Солома, уложенная слоем 3–5 см, сокращает величину удельного испарения воды до 0,01–0,02 мм/ч. Такой пласт мульчи можно сформировать за 4–6 лет разбрасыванием остатков по 2–2,5 т/га в год по полю при ограниченных механических обработках и замене их химическими — на нулевую систему, прямой посев. По данным отдела земледелия Тамбовского НИИСХ — филиала ФГБНУ «ФНЦ им. И. В. Мичурина», запашка соломы озимой пшеницы под сахарную свеклу позволяет увеличить запас доступной влаги на 5–7% и, соответственно, повысить урожайность последней культуры на 4–5%. Распределенный на поверхности участка навоз также уменьшает абсолютное удельное испарение. Особенно эффективно экранировать им почву паровых полей, одновременно заменяя механические обработки химическими. В этом случае грунт в метровом слое аккумулирует на 40–50 мм воды больше, чем при традиционной схеме.
ГРАМОТНОЕ ЧЕРЕДОВАНИЕ
Большое значение в создании благоприятного водного режима в засушливых условиях имеют плодосменные севообороты. Режимы влажности поля в условиях Центрального Черноземья чаще всего определяют уровень урожайности возделываемых культур. Они неодинаково потребляют влагу. Так, наиболее сильно иссушает почву на максимальную глубину сахарная свекла. От посева до уборки она использует из слоя 0–100 см в среднем 92 мм доступной влаги, или 72% от общего расхода, из пласта 100–150 см — 24 мм, то есть 13%, 150–300 см — порядка 2–4%. Минимальное иссушение почвы отмечается после гороха. В целом по степени потребления влаги культуры располагаются в следующей возрастающей последовательности: горох, просо, ячмень, кукуруза, многолетние травы, подсолнечник, сахарная свекла.
В паровом поле также отмечаются большие потери влаги на физическое испарение. Несмотря на это, к посеву озимых черный пар значительно превосходит запасы занятых паров, причем уровень влаги при любых погодных условиях обеспечивает получение дружных всходов и нормальное их развитие в осенний период. При этом водный режим черного пара положительно сказывается не только на озимых, но и на второй культуре после него. Соблюдение чередования видов и пара в принятом севообороте гарантирует наиболее благоприятные условия возделывания.
Накопление и сохранение зимних осадков также играют важную роль в создании высоких и устойчивых урожаев. Самый экономичный способ задержания снега на зяби — механизированное формирование снежных валов снегопахами-валкообразователями СВУ-2,6. Для того чтобы снег оставался на поверхности, насыпи целесообразнее делать по раскручивающейся спирали от центра поля к периферии либо клеточным способом. При рыхлом снеге, легко переносимом ветром, лучшие результаты дает прикатывание катками. Особенно эффективно уплотнение покрова на зяби в малоснежные зимы. Один из самых надежных, высокопроизводительных и эффективных способов снегозадержания — оставление на поле кулисных растений. Подобный пар в засушливых районах приравнивается к участкам с влагозарядковым поливом для создания запасов воды в почве.
ВЛИЯНИЕ НА ОВОДНЕННОСТЬ
Необходимым условием успешной борьбы с засухой и дальнейшего повышения урожайности сельскохозяйственных культур в Центрально-Черноземной зоне является научно обоснованное применение минеральных и органических удобрений. Эффективность их использования зависит от влагообеспеченности почв и растений в вегетационный период, содержания усвояемых форм питательных веществ, биологических требований возделываемых видов к элементам, способов внесения.
Действие засухи проявляется в первую очередь в водном дефиците, когда испарение резко преобладает над поступлением воды в растение, что приводит к потере не только свободной влаги, но и коллоидно-связанной жидкости, то есть той среды, в которой протекают биохимические процессы. В условиях засухи у посевов уменьшается адсорбционная способность коллоидов, и степень их оводненности резко снижается. Высокая температура воздуха даже при достаточном уровне влагосодержания клеток подавляет синтез белков, хлорофилла, нарушает фосфорный обмен. Известно положительное влияние азота, фосфора и калия на оводненность коллоидов плазмы и снижение коэффициента транспирации. Ткани растений, обеспеченных этими элементами, характеризуются большой водоудерживающей способностью. Такие экземпляры имеют более устойчивый водообмен, что обусловлено увеличением общего содержания осмотически- и коллоидно-связанной воды, повышенной гидратацией компонентов протоплазмы.
Засуха приносит большой вред растениям, ухудшая почвенные условия. В этом случае ее действие связано не только с прямым уменьшением водоснабжения, но и с увеличением концентрации почвенного раствора, осмотического давления, особенно при повышенных дозах удобрений, что ведет к проявлению их токсического действия. Роль подкормок в улучшении продуктивности сельскохозяйственных культур в годы с достаточным количеством осадков общепризнанна, а в засушливые — не совсем ясна. С одной стороны, существует мнение, что в такие периоды эффективность добавок проявляется слабо или отсутствует вовсе, а с другой стороны, считается, что удобрения экономят влагу на создание единицы урожая и, следовательно, должны сокращать отрицательное действие засухи на посевы.
СЕЛЕКЦИОННЫЙ ПОДХОД
Большое значение имеют правильный подбор и размещение сортов и гибридов культур. Хозяйствам Центрального Черноземья необходимо иметь 2–3 сорта озимой пшеницы различных селекций, обладающих высокой пластичностью и различающихся как по биологическим признакам, так и по агрофизическим требованиям к условиям произрастания. Так, в Тамбовской области хорошо зарекомендовали себя южные сорта донской селекции, в частности Губернатор Дона, Северодонецкая юбилейная и другие. Озимая пшеница немчиновской селекции Московская 39, Московская 56, Галина также неплохо показывает себя в данной местности. Несмотря на меньшую пластичность и засухоустойчивость, ее можно использовать наравне с предыдущими вариантами. Третий сорт можно подобрать с учетом климатических условий или долгосрочных погодных прогнозов. Им может оказаться сорт иностранной селекции или из Центрального Черноземья. Нельзя сбрасывать со счетов озимую пшеницу, которая возделывалась на полях области не один десяток лет, — Мироновская 808. Данный вариант экстенсивного типа часто обеспечивал хорошие результаты. Следует отметить, что по другим культурам также необходимо иметь не один, а несколько сортов. В этом случае будет меньше риска остаться без урожая даже в аномальные по погодным условиям годы.
Таким образом, бороться с засухой можно и нужно. Даже в засушливые сезоны возможно получать достойные урожаи и успешно преодолевать деградацию почвы. Однако для решения этих задач необходимо соблюдать комплекс предложенных мероприятий и принимать меры не периодически, а в соответствии с системой, планомерно претворяя ее в жизнь.