Производство высококачественного товарного зерна является одним из приоритетных задач сельскохозяйственного производства. В условиях финансово-экономической нестабильности для обеспечения продовольственной безопасности необходимо технологическое и научно-техническое обеспечение развития зернового производства на основе адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Администрацией Новосибирской области предпринимаются существенные меры для финансовой поддержки сельхозпроизводителей. В соответствии с Законом Новосибирской области о государственной поддержке сельскохозяйственного производства на субсидирование технического и технологического перевооружения АПК выделяются значительные финансовые средства.

Для эффективного использования выделяемых кредитов необходимо тщательно прорабатывать ведение хозяйства на уровне требований инвестиционных проектов. Эти проекты должны иметь систему воспроизводства и повышения плодородия почв как базу для рационального применения ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур и стабилизации производства зерна.

Переход на ресурсосберегающие технологии предусматривают минимализацию обработки почвы с сокращением технологических операций. Для сельскохозяйственного производства предлагается техника совершенно нового поколения: комбинированные многооперационные почвообрабатывающие машины (отечественные и зарубежные), которые выполняют все технологические операции за один проход. Преимущество таких агрегатов очевидно с позиций экономии энергозатрат, производительности, а с агрономических позиций - сокращение потерь влаги перед посевом. Комбинированные многооперационные агрегаты проводят безотвальное рыхление на различную глубину (6-8 и до 16-18см) с сохранением стерни; перемешивают измельченную солому и стерню в верхнем (0-5см) слое, образуя мульчирующую органическую подушку. Также одновременно осуществляется прикатывание нижележащего под стернёй слоя, уплотнение его, тем самым создаётся семенное ложе. Мульчирующий органический слой обеспечивает хорошую воздухо- и водопроницаемость, предохраняя почву от испарения и потерь влаги. Кроме того, под мульчированным свежим органическим слоем образуется уплотнённый слой почвы, способствующий подтягиванию влаги из глубинных горизонтов почвы в корнеобитаемый слой, продуктивному и экономному её использованию.

Сохранение стерневых и пожнивных остатков в созданной «органической подушке», внесение соломы в качестве наиболее бедного азотом углеродосодержащего вещества (С:N>30), резко увеличивает иммобилизацию азота в почве, так как развивающимся микроорганизмам не хватает азота разлагаемого органического вещества и они поглощают минеральный азот почвы. Этот процесс приводит к обеднению азотом верхнего слоя почвы и снижению урожая. Кроме дефицита азотного питания, немаловажным фактором, оказывающим влияние на снижение урожая злаков при наличии свежевнесённых растительных остатков в системе минимальной обработки почвы, являются образование токсических продуктов при их разложении, негативно влияющих на проростки и дальнейшее развитие корневой системы.

Дорогостоящую многофункциональную почвообрабатывающую технику могут позволить себе приобрести лишь отдельные хозяйства. В преобладающем большинстве хозяйств области сохраняется традиционная отвальная вспашка с последующим шлейфом культиваций и боронований при которой отмечается потеря влаги, но улучшаются условия для процессов нитрификации.

Основным резервом увеличения производства товарного зерна высокого качества в области являются паровые поля.

В хозяйствах под пар выделяют последнее (замыкающее) поля севооборота с истощёнными запасами питательных веществ, нарушенным водным режимом и сильной засорённостью. Паровое поле изначально выполняет функции накопителя влаги, минерального азота и очистителя от сорняков. Однако, чистые пары, требующие многократных механических обработок в течение лета, в связи с отсутствием растительности на поверхности почвы, подвергаются эрозии во время пыльных бурь и ливневых дождей. Кроме того, в чистых парах создаются оптимальные условия для минерализации органического вещества в результате чего происходит разрушение гумусовых веществ, а при наличии нисходящего потока влаги происходит сброс минерального азота за пределы корнеобитаемого слоя. Перспективным приёмом в земледелии области являются сидеральные пары. В качестве сидератов используются как бобовые культуры (донник, эспарцет, вику, клевер, горох), так и однолетние зеленные – рапс, горчица, горохо-овёс. Частичная или полная заделка в почву растительных остатков сидератов с зелёной массой 200-400 ц/га решает комплекс агрохимических, физиологических, хозяйственных и экологических проблем: получение органического удобрения на месте защита почвы от эрозии и дефляции, повышения урожая и его качества. Выполняя фитосанитарную роль, выращивание сидератов снижает засорённость полей, не требуя применения дорогостоящих гербицидов.

За 2003-2005г.г., по данным Новосибирскстатуправления, посевные площади, занятые яровой пшеницей, практически не изменились, находясь в пределах 1297,1 тыс.га – 2003г., 1302,2 тыс.га – 2004г. и 1310,5 тыс.га – 2005г. Площадь паров в 2003 году составляла 30,5% от всей посевной площади, в 2004г. –31,6%, в 2005г. (под посев 2006г.) – 28,7% (рис.1). Площадь посевов пшеницы, обработанная гербицидами, динамично росла: в 2003г. гербицидами обработано 63% зерновых, в 2004г.- 64%, в 2005г. – 69%. В то же время урожайность зерна пшеницы в 2004г. по сравнению с 2003 годом возросла всего на 0,3 ц/га (2003г. – 14,2; 2005г. – 14,5 ц/га), а в 2005 году снизилось до 10,8 ц/га (рис.1). На урожайность пшеницы оказали влияние метеорологические условия вегетационного периода 2003-2005г.г. (таблица 1).

В мае 2003 года среднесуточная температура воздуха превышала среднемноголетний показатель на 3,40, а сумма выпавших осадков составила 65% от среднемноголетней нормы. В июне установилась жаркая, сухая погода: при повышенных температурах воздуха выпало всего 47% осадков от среднемноголетней нормы. Температура воздуха в июле была близка к среднемноголетнему значению при продолжающемся дефиците осадков. В августе осадков почти не было, температура воздуха на 1,70 превышало норму.

Таким образом, вегетационный период 2003 года отличался острозасушливыми условиями. Наблюдался дефицит атмосферных осадков и повышение температуры воздуха. Дефицит влаги не способствовал процессам минерализации органического вещества. По этой причине в пахотных почвах образовалось минимальное количество минерального азота. Недостаток влаги и азотного питания привели к снижению продуктивности сельскохозяйственных культур, возделываемых в области.

В мае 2004 года среднесуточная температура воздуха превышала среднемноголетний показатель на 5,50, а сумму выпавших осадков составила 73% от среднемноголетней нормы. В июне при повышенных температурах воздуха выпало 53% осадков от среднемноголетней нормы. Температура воздуха в июле была близко к среднемноголетнему значению, осадков выпало 143% от среднемноголетней нормы. В августе сумма выпавших осадков составила 85%. Благоприятные условия влагообеспечения летнего периода 2004 года обеспечили активную вегетацию сельскохозяйственных культур. Растения интенсивно усваивали элементы питания.

Среднемесячная температура мая 2005 года оказалась выше среднемноголетней нормы на 1,60. При этом количество осадков составило лишь 72% от среднемноголетних показателей. Ранне- весенняя засуха компенсировалась в дальнейшем благоприятными условиями по увлажнению. Так, за I декаду июня выпало 23% осадков, за II декаду – 85%, за III декаду – 136%. В среднем за месяц количество выпавших осадков составило 140% от среднемноголетней нормы. Среднемесячная температура воздуха была на 1,60 выше нормы. Июль также характеризовался наличием достаточного уровня увлажнения при температурном режиме на 1,30 выше среднемноголетней нормы.

Таблица 1

Метеорологические условия (2003-2005г.г.)

Месяц Декада Температура воздуха 0С Сумма осадков, мм
2003 2004 2005 средне- многолетняя 2003 2004 2005 средне- многолетняя
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Май 1 10,8 9,4 8,6 7,7 6,4 7,0 0 11
2 16,4 21,1 14,3 10,0 3,1 0,1 1,0 12
3 14,0 16,9 12,6 13,2 14,1 19,0 25,0 13
средне- месячная темпер. 13,7 15,8 11,9 10,3 - - - -
сумма осадков за месяц +3,4 +5,5 +1,6 - 23,6 26,1 26,0 36
Июнь 1 19,5 17,7 15,7 15,4 2,9 0,6 30,0 13
2 21,1 20,6 19,6 16,7 6,4 5,0 17,0 20
3 19,9 18,7 19,7 18,1 18,2 25,0 34,0 25
средне- месячная темпер. 20,2 19,0 18,3 16,7 - - - -
сумма осадков за месяц +3,5 +2,3 +1,6 - 27,5 30,6 81,0 58
Июль 1 22,5 16,1 23,0 19,1 1,6 83,0 17,0 19
2 16,8 19,9 17,9 18,9 34,4 10,0 37,0 26
3 15,8 18,8 19,9 18,9 20,9 10,0 45,0 27
средне- месячная темпер. 18,4 18,3 20,3 19,0 - - - -
сумма осадков за месяц -0,6 -0,7 +0,7 - 50,9 103,0 99,0 72
Август 1 16,8 16,2 21,5 17,9 4,3 49,0 4,0 25
2 16,6 17,8 16,6 16,0 0 0 5,0 18
3 19,0 13,5 16,0 13,5 0,5 7,0 9,0 25
средне- месячная темпер. 17,5 15,8 18,0 15,8 - - - -
сумма осадков за месяц +1,7 0 +2,2 - 4,8 56,0 18,0 68

В целом, погодные условия 2005 года также как и в 2004 году, складывались весьма благоприятно для роста и развития яровой пшеницы. Сумма выпавших осадков за май - август 2003 года составляла 45% от многолетней нормы, в 2004г. и 2005г., соответственно 92 и 96%. Если 2004 и 2005г.г. были практически сравнимы по погодным условиям, тогда за счёт чего урожайность пшеницы с 14,5 ц/га, в 2004г. снизилась до 10,8 ц/га в 2005 году?

Одной из главных причин, на наш взгляд, при всех других равных условиях, явился недостаток азотного питания. В первую очередь, в посевах по непаровым предшественникам. При анализе хозяйственного баланса азота в земледелии области за 2003-2005г.г. видно, что ежегодный вынос азота намного превышает поступление этого элемента в почву (таблица 2). Так, в 2003г. поступление в почву азота с минеральными и органическими удобрениями в 2003г. составило 3,43 кг на га, в 2004г. – 3,86 кг/га, в 2005г. – 3,08 кг на га. В тоже время вынос азота с хозяйственно-ценной частью урожая и сорняками находился в количестве 28,23 кг на га в 2003г., 36,74кг/га – 2004г. и 29,95 кг/га – 2005г.

Таблица 2

Хозяйственный баланс азота в земледелии Новосибирской области

Показатели Единица измерения Годы
2003 2004 2005
1 2 3 4 5
Поступление азота в почву, всего: тыс.т 8,19 9,05 7,04
кг/га 3,43 3,86 3,08
в т.ч. с минеральными удобрениями тыс.т 4,75 5,57 3,77
кг/га 1,99 2,38 1,65
с органическими удобрениями тыс.т 3,44 3,48 3,27
кг/га 1,44 1,48 1,43
Вынос азота из почвы, всего: тыс.т 64,40 82,70 65,51
кг/га 28,23 36,74 29,95
в т.ч. с урожаем с/х культур тыс.т 58,60 75,10 59,50
кг/га 24,53 32,09 26,05
с сорняками тыс.т 5,80 7,60 6,01
кг/га 3,70 4,65 3,90
Хозяйственный баланс азота тыс.т -56,21 -73,65 -58,47
кг/га -24,80 -32,88 -26,87

Вынос азота превышал поступление его в почву соответственно в 6,8; 9,5 и 9,7 раза. Таким образом, в последние годы в земледелии области нарушались объективные законы – закон возврата и закон оптимального баланса. Падение урожайности пшеницы в 2005 году связано с высокими показателями выноса азота в 2004 году и обозначившимся в связи с этим, дефицит подвижной формы минерального азота – азота нитратов. Образование и накопление минерального азота в почве зависит от целого ряда факторов: почвенных (содержание гумуса, аэрация, температура, водоудерживающая способность, реакция среды и др.), погодных (количество и распределение атмосферных осадков в течение года и вегетационного периода, температура воздуха) и агротехнических (предшественники, сроки их уборки, послеуборочных остатков под предшественником и под возделываемой культурой, способы и сроки обработки почвы. Известны две формы минерального азота: нитратный и аммонийный азот. На зерновых культурах обнаруживается чёткая зависимость между урожаем зерна и содержанием в почве нитратного азота. Это обуславливается большой мобильностью нитратного азота, легко перемещаемого с током воды, в том числе и к корням растений, и вследствие этого – более активным поступлением его в растения.

В полевых условиях минеральный азот в почвах представлен в аммонийной форме при рН 4-5,5, а нитратной форме – рН 6-8.

Аммонийный азот находится преимущественно в обменном состоянии, очень слабо мобилен в почве и поглощается при контакте с корнем путём обмена катионов. В хорошо окультуренных почвах нитратный азот обычно преобладает над аммонийным азотом вследствие наличия благоприятных условий для процессов нитрификации. В почвах с рН ниже 5,0 преобладает аммонийный азот, нитраты не накапливаются, т.к. нитрифицирующие микроорганизмы чувствительны к кислой реакции среды.

Количество и распределение минерального азота по профилю почвы весной тесно связано с поступлениями атмосферных осадков в осенне-зимний период. Вымывание минерального азота из верхних слоёв почвы может быть на почвах с лёгким механическим составом. Чем больше выпадает атмосферных осадков, тем значительнее глубина вымывания нитратного азота и тем ниже урожай зерновых без внесения весной азотных удобрений.

В ФГУ ЦАС «Новосибирский» проведены исследования, на основе данных осенней почвенной диагностики, по содержанию нитратного азота в основных зернопроизводящих районах лесостепи области (таблица 3).

Таблица 3

Содержание нитратного азота в полях по зерновым предшественникам

Районы Содержание нитратного азота, мг/кг
Всего обсле- довано * Пары Всего обсле- довано * Зерновые Всего обсле- довано * Однолетние травы Всего обсле- довано * Многолетние травы
5-10 10-15 > 15 0-5 5-10 10-15 0-5 5-10 10-15 0-5 5-10 10-15
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Северная лесостепь
Колыванский

2363

100

-

690

29

1673

71

1006

100

-

790

71

316

29

- - - - - - - -
Болотнинский

1260

100

-

292

23

968

71

1050

100

1050

53

787

40

150

7

- - - - - - - -
Лесостепь Приобья
Ордынский

2771

100

-

765

28

2006

72

2380

100

1283

54

1097

46

-

340

100

 

340

100

-

80

100

-

80

100

-
Новосибирский

2220

100

1281

58

839

38

100

4

3763

100

3667

97

96

3

-

409

100

334

82

-

75

18

276

100

276

100

- -
Лесостепь Присалаирья
Искитимски

1440

100

321

15

471

33

648

52

1695

100

1150

70

545

30

- - - - - - - - -
Черепановский

380

100

-

380

100

-

1022

100

-

372

56

450

44

40

100

-

40

100

-

180

100

- -

180

100

ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ АЗОТОМ ПАРОВЫХ ПОЛЕЙ

В северной лесостепной зоне области 23-29% площадей обследованных паровых полей под посев 2007 года имеют среднюю обеспеченность азотом. Преобладающий удельный вес занимают паровые поля с высокой степенью обеспеченности нитратами. Идентичная ситуация отмечена в Ордынском районе центральной лесостепи Приобья. 58% площади паров с низкой обеспеченностью азотом в Новосибирском районе связана с особенностями увлажнения, (таблица 5) сложившими на период отбора образцов.

Таблица 5

Особенности распределения запасов продуктивной влаги и нитратного азота по почвенному профилю(данные осенней почвенной диагностики 2006г.)(Новосибирский район)

Горизонт, см Запасы продуктивной влаги, мм/га Запасы нитратного азота, кг/га
Паровые поля Зерновые предшественники Паровые поля Зерновые предшественники
0-20 34,6-44,7 36,3-36,5 9,7-11,4 5,0-9,9
20-40 27,6-49,4 24,4-34,6 25,4-38,2 12,1-23,0
40-60 13,6-52,1 4,1-27,7 12,3-37,5 3,4-8,9
60-80 4,7-32,8 2,0-19,5 7,8-51,6 3,5-6,5
80-100 7,1-31,9 0-19,5 9,4-32,8 3,3-4,4
0-40 62,2-94,1 60,7-71,1 35,1-49,6 17,1-32,9
0-100 87,6-210,9 66,8-137,8 64,6-171,5 27,3-52,7
0-40% к 0-100 71-45 91-51 54-29 63-62

В таблице 5 приведены данные о некоторых особенностях распределения влаги и минерального азота по почвенному профилю в паровых полях и по зерновым предшественникам, сложившиеся в осенний период. Запасы продуктивной влаги в метровом слое паровых полей варьируют от 87,6 до 210,9 мм на га. При минимальных запасах влаги до 70% её количество аккумулировано в слое 0-40см. При максимальных значениях только 45% влаги находился в слое 0-40см. Остальное количество распределено по всему метровому слою. Распределение нитратного азота по почвенному профилю тесно связано с распределением влаги. При минимальных запасах азота в метровом слое – 64,6 кг/га 54% от этого количества сосредоточено в верхнем 0-40см слое почвы. При максимальных запасах азота – 171,5 кг на га всего 29% находится в слое 0-40см. Остальное количество более или менее распределено в нижележащих слоях. Следовательно,  на паровых полях, где были  своевременно проведены агротехнические мероприятия по уходу за ними, в вегетационный период посевы пшеницы будут обеспечены влагой и минеральным азотным питанием. Данные обстоятельства являются предпосылкой для получения хорошего урожая высокого качества. Для устранения дисбаланса в азотно-фосфорном питании в паровых полях следует дополнительно внести (предварительно проанализировав почву для корректировки дозы) фосфорные удобрения локально (врезанием) или в рядки при посеве.

По зерновым предшественникам содержание продуктивной влаги в метровом слое колебалось от 66,8 до 137,8мм (таблица 5). Причём, также как и в паровых полях, при  минимальных запасах влаги 91% от запасов метрового слоя находился в верхнем 0-40 слое. При запасах влаги в пределах 138 мм отмечено более равномерной её распределение по нижележащим горизонтам.

Запасы азота в метровом слое полей по зерновым предшественникам весьма незначительное – 27,3-52,7 кг на га. Остальное количество азота нитратов аккумулировано в верхнем 0-40см слое почвы – 62-63%. В течение вегетации 2007 года по непаровым предшественникам активность корневой системы будет снижаться при подсыхании верхнего слоя почвы. Растения вынуждены будут поглощать влагу и азот преимущественно из подпочвенных слоёв. Как показывают наши данные, в подпочвенных слоях азота недостаточно, следовательно, и урожай будет низким и невысокого качества. Таким образом, в условиях 2007 года, как и в предшествующие годы, одним из главных факторов, лимитирующих урожай яровой пшеницы, будет дефицит азотного минерального питания. При недостаточном обеспечении растений азотом, особенно по непаровым предшественникам, на фоне существующей агротехники будет недобор урожая зерновых низкого качества.

В сложившихся условиях совершенно невидна необходимость применения азотных удобрений. При использовании удобрений очень своевременно высказывание классика агрохимии академика Д.Н.Прянишникова: «Чтобы получить должную отдачу от удобрений, необходимо знать где, как, когда и на какие почвы, в каких дозах их необходимо внести».

В настоящее время стоимость минеральных удобрений, и азотных в частности, возросла до таких размеров, что они стали недоступными для большинства сельскохозяйственных предприятий и фермерских хозяйств. Высокая стоимость минеральных туков ставит рассмотрение их применения в чисто экономическую плоскость. Применение удобрений должно быть ориентировано на получение максимальной прибавки урожая и экономическую отдачу от её реализации, покрывающей затраты на приобретение и внесение удобрений и дающий дополнительный доход сельхозпроизводителю. Окупаемость питательных веществ прибавкой урожая зависит от оптимизации доз (она ниже при применении высоких доз), а также от видов и форм удобрения. Наименьшие затраты приходятся на внесение одного питательного элемента. Кроме того, внутри почвенное, локальное внесение туков, осуществлённое до посева, одновременно с посевом или после него, будет наиболее эффективным. Необходимость использования удобрений на каждом конкретном поле севооборота определяет содержание влаги и нитратного азота в метровом слое перед посевом. При запасах влаги ниже 60мм в метровом слое, внесение удобрений нецелесообразно.

Перспективным направлением, в плане улучшения минерального питания растений, получения экологически чистой продукции и быстрого восстановления плодородия почв, является применение так называемых эффективных микроорганизмов (ЭМ). Разложение органического вещества на более простые минеральные и органические соединения, а также синтез высокомолекулярных соединений протекает в почве под воздействием ферментов, выделяемых разными ассоциациями микроорганизмов. В почве, наряду с полезными (регенеративными) микроорганизмами, существуют и патогенные (дегенеративные) микроорганизмы, вызывающие разложение и гниение, приносящие отравление и болезни. В связи с этим, основным направлением ЭМ-технологий является применение лидирующих регенеративных штаммов микроорганизмов, в совокупности выполняющих спектр функций по питанию растений, защите их от болезней и оздоровлению почвенной среды. Задача ЭМ-технологий состоит в обеспечении равновесия между полезными и патогенными микроорганизмами, когда примерно 2/3 полезных микроорганизмов достаточно, чтобы обеспечить здоровье почвы, сбалансированность по составу макро- и микроэлементов, а 1/3 патогенных микроорганизмов необходима для тонизирования иммунной системы растений. Среди ЭМ препаратов, прошедших государственную регистрацию и имеющих гигиенический сертификат выделяются: СТГУ «Флора-С», СТГУ «Фитоп-Флора С», «Байкал ЭМ-1». СТГУ «Флора-С» и СТГУ «Фитоп-Флора-С» - экологически чистые сухие торфогуминовые удобрения, созданные на основе гумата натрия. СТГУ «Флора С» представляет собой высококонцентрированную смесь биологически активных веществ, выделенных из экологически чистого сырья природного происхождения, сбалансированных по макро- и микроэлементам с высоким содержанием гуминовых кислот (не менее 12 г/л). Состав СТГУ «Фитоп-Флора-С» аналогичен, но в него введён зарегистрированный штамм монобактерии (Bacillus Subtilis), которая эффективно борется с гнилостной патогенной микрофлорой в почве. В состав препарата «Байкал ЭМ-1» входит комплекс микроорганизмов: молочнокислые фотосинтезирующие бактерии, дрожжи, актиномицен, ферментирующие грибы. Применение этих препаратов при обработке семян и в качестве некорневых подкормок зерновых культур оказывают положительное влияние на фитосанитарные показатели, ростовые процессы, величину урожая и его качество. Более подробную консультацию можно получить у специалистов ФГУ ЦАС «Новосибирский». Здесь же можно приобрести вышеназванные препараты.