Хорошего много не бывает, иначе оно перестает быть хорошим. Еще в позапрошлом веке Гегель утверждал, что накопившиеся количественные изменения могут радикально повлиять на качество (то есть характеристики и свойства) объекта или явления. А Фридрих Энгельс сделал эту закономерность вторым законом диалектического материализма – законом перехода количественных изменений в новое качество.

Последствия чрезмерного увеличения посевных площадей подсолнечника в Украине – наглядный пример действия этого закона. Дисбаланс в структуре посевных площадей снижает урожайность из-за сокращения запасов влаги в корнеобитаемом слое почвы, способствует накоплению инфекционного начала микозных и бактериальных заболеваний, распространению специфических сорняков (заразиха) и вредителей. В итоге урожайность подсолнечника и других культур падает, затраты растут, доходы уменьшаются. Тем не менее рост посевных площадей подсолнечника в Украине продолжается. В 1990 г. культура выращивалась на площади около 1,6 млн га. До 1995 г. посевные площади подсолнечника были на уровне 2 млн га, с 2013 г. – вышли за пределы 3 млн га, а в 2008-2011 гг. — превысили 4 млн га. Поскольку статистические данные посевов этой культуры не являются точными, то 20-30% площадей остаются в тени. Но даже по официальным данным, площадь посевов с 2011 г. не опускалась ниже 4,5 млн га. В 2015 г. подсолнечником было засеяно более 5 млн га, а в 2016 г. -5,3 млн га (по данным Минагропродполитики). При этом специалисты USDA оценивают площадь посевов подсолнечника в 2016 г. менее скромно — в пределах 6,1 млн га.

Мощности по переработке масличных в Украине увеличились с 2,5 млн т в 1998 г. до 17,5 млн т (по состоянию на 1 сентября 2016 г.), то есть всемеро. Наращивание производства подсолнечника в Украине стимулируется собственниками перерабатывающих предприятий, стремящихся максимально загрузить работой свои заводы. Кстати, экспорт масложировой продукции в структуре продукции АПК составляет 28%.

Но до какой степени можно расширять посевные площади подсолнечника? Древнегреческий философ Евбулид (IV век до н. э.) известен как автор логического парадокса о том, что считать кучей. Одно зернышко кучей не является. А если к нему добавить еще одно? И еще? С какого момента появится куча, и значит ли это, что куча возникает в результате прибавления одного зерна? Этот парадокс основан на отсутствии четкого определения понятия «куча» и показывает необходимость однозначного понимания слов. Для определения максимально возможной доли подсолнечника в структуре посевных площадей необходимо решить похожую проблему. При каком интервале возврата культуры баланс сместится в сторону убытка под грузом проблем от накопления вредных организмов и уменьшения плодородия почвы? И при каких условиях? Почвенно-климатические условия, предшественники, технология обработки почвы, минерального питания и защиты имеют не меньшее значение, чем фактор времени. Всецело полагаться на принцип «время лечит» и считать единственным инструментом календарь нельзя. Необходимо объективно рассмотреть возможные последствия выращивания подсолнечника со знаком минус, оценить их влияние и выяснить, как (с помощью чего и за сколько) можно компенсировать их воздействие. И определить допустимые интервалы ротации подсолнечника.

Напомним «осложнения» при выращивании подсолнечника: иссушение почвы, накопление инфекционного начала заболеваний грибного и бактериального происхождения, распространение заразихи и вредных насекомых. А также усиление водной и ветровой эрозии почвы, истощение (вынос питательных веществ) почвы. Рассмотрим три показателя, интегрированную сумму которых можно назвать «плодородием почвы»: вынос питательных веществ, баланс влаги, эрозия (дефляция).

1. Истощение почвы

Суть проблемы

Подсолнечник обвиняют в истощении почвы, то есть интенсивном выносе питательных веществ. В частности, непомерным «аппетитом» подсолнечника объясняют азотное голодание всходов озимых, высеянных по этому предшественнику.

Факты

Объективные данные по выносу подсолнечником питательных элементов с урожаем основной и побочной продукции демонстрируют относительную «скромность» этой культуры. А предвзятое отношение основано на поверхностном анализе показателей выноса элементов питания для получения урожая, баланса их потребления, выноса и возврата в почву.

В зависимости от условий возделывания и особенностей гибрида подсолнечника, на формирование 1 т семян и соответствующего количества побочной продукции (стебли, листья, корзинки) затраты элементов питания составляют: N — 42-50 кг, Р2О5 — от 25 до 30 кг, К2О — от 100 до 150 кг, Са – примерно 14 кг и Mg — около 12 кг. Достаточно умножить эти цифры на 1,5-2 (средняя урожайность подсолнечника в Украине), как получатся «страшные» цифры использованных культурой элементов питания: N — 110-130 кг/га, Р2О5 — 50-60 кг/га, К2О — 300-350 кг/га. Обычно именно эти данные приводят как аргумент против подсолнечника. Прожорлив, дескать, не в меру.

Но использование элементов питания на формирование урожая и вынос элементов питания с поля — это, как говорят в Одессе, «две большие разницы». С поля выносится (точнее, вывозится) товарная продукция, то есть семена подсолнечника. С 1 т семян подсолнечника поле покидают 28 кг азота, 16 кг фосфора, 24 кг калия, около 6,5 кг магния и несколько кг (совокупно) других мезо- и микроэлементов. То есть при урожайности 2 т/га из почвы выносится не более 60 кг азота, 30 кг фосфора и 50 кг калия.

А остальное? Ведь на 1 т урожая, как упоминалось выше, требуется более 40 кг азота и 30 кг фосфора, а калия -более центнера. Остальное остается на поле, в растительных остатках. И в результате минерализации стеблей, корней и остатков шляпок вернется в почву. Урожайность семян подсолнечника около 1 т/га предполагает наличие на 1 га около 3 т сухого вещества надземных и подземных растительных остатков, а при урожайности 1,5 т/га — около 4 т.

При использовании 1 кг азота на формирование основной (семян) и побочной (надземной части растений) продукции с растительными остатками подсолнечника в почву возвращается 0,75 кг азота, растительные остатки рапса возвращают -0,67 кг, кукурузы — 0,54 кг, а зерновые колосовые примерно 0,25 кг.

То есть подсолнечник оставляет на поле в растительных остатках три четверти усвоенного азота, а зерновые колосовые — только одну треть. При этом количество растительных остатков после уборки подсолнечника (4-6 т/га) вполне соответствует количеству растительных остатков после уборки зерновых колосовых. Подсолнечник лидирует по возврату калия, фосфора, микроэлементов. Возврат питательных веществ с растительными остатками относительно их общего количества, затраченного на формирование урожая, составляет по культурам примерно: а) подсолнечника: N — 74%, Р2О5 — 54%, К2О — 94%; б) рапса: N — 60%, Р2О5 — 35,8%, К2О — 71,2%; в) кукурузы: N -51%, Р2О5 — 34%, К2О — 98,5%; г) зерновых колосовых: N -24-32%, Р2О5 — 17,1-17,6%, К2О — 68,1-72,4%; д) сои: N — 27,4%, Р2О5 — 27,8%, К2О — 32%.

Особенности использования подсолнечником элементов минерального питания позволяют назвать его «скрягой», но не «обжорой». Ведь значительная доля полученных растениями макро- и микроэлементов накапливается на своеобразном «депозите» — в растительных остатках. Солома зерновых колосовых содержит примерно 0,5% азота, 0,2% фосфора, 0,9-1% калия.

Листостебельная масса подсолнечника имеет втрое больше азота (1,56%), вчетверо — фосфора (0,76%) и калия (4,52%), а также серу, кальций, магний, бор, медь, марганец, цинк, кобальт и другие микроэлементы в концентрации намного большей, чем содержит солома злаков. Эти элементы временно недоступны для использования последующей культурой, но не покидают пределы поля.

Способы компенсации

Для того чтобы избежать истощения почвы, необходимо компенсировать вынос элементов питания, неизбежный при отчуждении товарной части урожая. Поэтому при возделывании подсолнечника необходимо внесение минеральных удобрений, обеспечивающее поступление №К, а также мезо- и микроэлементов (серы, магния, бора, цинка) в количествах как минимум соответствующих выносу с товарной частью урожая. Целесообразность этого подхода демонстрируют данные, полученные в 2006-2009 гг. в Кировоградском институте АПП (О. Андриенко, А. Андриенко, И. Семеняка, 2011).

При выращивании подсолнечника в 5-польном севообороте интенсивного типа (черный или занятый пар, озимая пшеница, соя, кукуруза на зерно, подсолнечник), с использованием минеральной и органоминеральной систем удобрения, после уборки подсолнечника уменьшение содержания в почве нитратного азота и калия не наблюдалось, содержание фосфора в пахотном слое изменялось незначительно.

После уборки подсолнечника особое внимание следует уделить разложению его растительных остатков. Только за счет таких остатков, без корней, в почве может образоваться более 1 т/га гумуса с компенсацией его минерализации под посевами 47,9-48,3%. С возвратом в почву 5-6 т/га воздушно-сухой массы надземных растительных остатков с ними поступает 40-60 кг/га азота, около 20 кг/га фосфора и примерно 150-200 кг/га калия. Компенсация выноса элементов питания при этом составляет около 80%. Интенсивность разложения растительных остатков зависит от температуры, влажности, состава и активности микрофлоры, а также соотношения углерода и азота (С:N) в их составе. Растительные остатки с недостаточным содержанием N не обеспечивают потребностей целлюлозоразлагающих микроорганизмов в азоте. Поэтому процессы разложения замедляются, происходит иммобилизация азота. То есть азот из растительных остатков (а также нитратный азот почвы) связываются микробной биомассой, в результате чего содержание нитратного азота в почве временно понижается. Поскольку между уборкой подсолнечника и посевом озимых временной интервал составляет от недели до месяца (максимум), начало микробиологического разложения растительных остатков подсолнечника часто совпадает по времени с началом осеннего кущения зерновых. Иммобилизация азота целлюлозоразлагающими микроорганизмами существенно ухудшает азотное питание всходов. Ситуацию можно улучшить путем корректировки нормы внесения азотных удобрений при посеве с учетом потребностей микроорганизмов -деструкторов растительных остатков. Так как содержание азота в листостеблевой массе подсолнечника выше, чем в соломе злаков, то вполне достаточна компенсационная норма примерно 5-6 кг азота д. в./т остатков, то есть 25-30 кг д. в./га.

Часть необходимого для «пожирателей стерни» азота можно внести раньше — с десикантом, например. Известно, что использование препаратов диквата для предуборочной десикации посевов подсолнечника в баковой смеси с аммиачной селитрой (5-10 кг/га) позволяет уменьшить норму внесения десиканта на 0,5-1 л/га. Поскольку нитратный азот при обработке посевов остается на поверхности растений и почвы и может стать активатором интенсивного разложения растительных остатков. Он распределяется равномерно, максимально контактируя с растительными остатками. Причем может включиться в процесс минерализации намного раньше, чем нитратный азот из гранул удобрений, внесенных при посеве.

Посев озимых в поздние сроки уменьшает вероятность перераспределения азота из минеральных удобрений в пользу микроорганизмов. Низкие температуры замедляют минерализацию пожнивных остатков. Если растительные остатки остаются в «стоячем» состоянии, что характерно для технологии No-till посева зерновых, то осенью деструкторы растительных остатков почти не работают. В подобной ситуации можно ограничиться незначительным (5-10 кг д. в. азота) увеличением нормы припосевного удобрения. А основную компенсационную норму придется вносить после возобновления весенней вегетации. Иными словами, увеличивать норму удобрений для внесения по таломерзлой почве или по методу Бузницкого (сеялками) с учетом обеспечения целлюлозоразлагающих обитателей почвы.

Напомним, быстрое разложение растительных остатков — один из простых и надежных способов профилактики сохранения инфекционного начала многих болезней. Поэтому своевременные затраты на 1 ц селитры окупаются не только лучшими условиями развития всходов предшественника и быстрой минерализацией органики с высвобождением элементов питания в доступной для растений форме. Уменьшение запасов возбудителей грибных и/или бактериальных заболеваний, опасных для подсолнечника, рапса и бобовых (у этих видов много общих проблем, в том числе и заболевания) -еще одно преимущество своевременного избавления от растительных остатков.

Выводы

Особенности использования посевами подсолнечника элементов минерального питания из почвы и минеральных удобрений не препятствуют даже бессменному выращиванию этой культуры при внесении компенсационных норм минеральных удобрений. Относительно небольшой вынос макроэлементов с товарной частью урожая и высокая окупаемость их применения позволяют поддерживать баланс с минимальными затратами. Необходимое условие улучшения режима питания последующих культур — ускоренное разложение растительных остатков, обеспечивающееся внесением 80-100 кг/га аммиачной селитры в осенний или (в случае необходимости) весенний период.

2. Усиление водной и ветровой эрозии

Суть проблемы

Традиционная технология обработки почвы под подсолнечник предполагает глубокую отвальную обработку почвы осенью, ранневесеннее закрытие влаги, а также проведение одной или двух культиваций перед посевом. Таким образом, поверхность почвы остается голой, то есть не прикрытой растительными остатками, на протяжении длительного периода — с ноября и до смыкания рядков в следующем году (начало июня). Механическая обработка изменяет структуру почвы, в частности разрушает водопрочные агрегаты. Борьба с сорняками с помощью механических методов (до — и повсходовое боронование, междурядные обработки) усугубляет последствия основной и предпосевной обработки почвы. Под действием осадков и ветра происходит активное разрушение верхнего слоя обработанной почвы и ее выдувание (при ветровой эрозии) или смывание (при водной эрозии). Таким образом, возделывание подсолнечника является причиной эрозии почвы, и чем короче период ротации, тем выше ущерб для плодородия почвы.

Факты

По обобщенным данным многих исследователей, диапазон оптимальной плотности почвы для подсолнечника на черноземах обыкновенных и южных находится в пределах 1,15-1,3 г/см3. Отклонение плотности почвы от оптимума в сторону увеличения или уменьшения ухудшает условия для развития корневой системы и снижает урожайность растений. Обработка почвы рассматривается, прежде всего, с точки зрения регулирования ее плотности. При сопоставлении величин равновесной и оптимальной для культур плотности почвы определяется потребность в той или иной механической обработке. Одна из причин популярности обработки почвы под подсолнечник на значительную (до 27-30 см) глубину -это возможность временно уменьшить объемную массу излишне плотной почвы до оптимальных параметров. Насколько это необходимо? Подсолнечник выращивается преимущественно на черноземах обыкновенных и южных, а также темно-каштановых почвах. Равновесная плотность южных черноземов несколько выше плотности черноземов обыкновенных- 1,15-1,35 г/см3, что, как правило, связано с более низким содержанием гумуса и более тяжелым гранулометрическим составом этих почв.

На черноземах обыкновенных и черноземах южных можно сеять подсолнечник без обработки почвы, ведь их равновесная плотность более-менее соответствует требованиям культуры. Теоретические предположения подтверждает успешная практика посева подсолнечника по технологии No-till. При этом не только экономятся время и деньги, но существенно уменьшается эрозия почвы.

В естественных (залежных) условиях черноземы имеют зернистую структуру. Комочки почвы размером менее 10 мм пронизаны корнями и не расплываются под действием ливня, если даже снять дернину, также они обладают достаточно высокой механической прочностью. Почвы с оптимальной структурой содержат около 80% воздушно-сухих агрегатов размером 0,25-10 мм, что обеспечивает высокую устойчивость к действию дождя и ветра. Наличие более 50% частичек крупнее 1 мм в верхнем слое (0-5 см) почвы обеспечивает ее ветроустойчивость.

Как известно, лучшее — враг хорошего. Интенсивное механическое воздействие для незначительного уменьшения плотности почвы, чтобы помочь подсолнечнику, приводит к прямо противоположным результатам. На пашне после многолетней механической обработки доминируют комки (глыбы) неправильной формы размером более 10 мм. В типичном черноземе глыб может быть до 20%, а в южном — до 60%. У агрегатов, как правило, отсутствует почти типичная для целинного чернозема гидрофобная окантовка гуматной пленкой. Поэтому комки после ливня или в орошаемых условиях расплываются и образуют корку, а при механической нагрузке такая почва уплотняется до непробиваемого корнями пропашных культур состояния. Но на темно-каштановых почвах зоны Сухой Степи обработка почвы является неизбежным злом. Такие почвы обычно содержат не более 2,5-3% органического вещества, а вследствие дегумификации и хронического переуплотнения сельхозтехникой их равновесная плотность достигает 1,34-1,4 г/см3.

Солонцы, каштановые и светло-каштановые почвы засушливой зоны самоуплотняются до 1,4-1,5 г/см3. Они требуют глубокого рыхления и практически непригодны для различных систем минимальной, а тем более нулевой обработки.

Способы компенсации

Опыт фермеров США свидетельствует о том, что растительные остатки (особенно вертикально стоящие) -отличное профилактическое средство против эрозии почв. Сохраненные растительные остатки подсолнечника, особенно при узкорядном (30-45 см) посеве, могут улучшить снегозадержание и накопление влаги в почве (Nielsen, 1998). Известно, что высокая (более 30 см) стерня пшеницы уменьшает скорость ветра на высоте 15 см почти на 80% по сравнению с участками, где такие же растительные остатки были измельчены (задискованы). Оставшиеся после уборки на поле «стоячие» стебли подсолнечника способны «погасить» скорость ветра не хуже высокой стерни зерновых. А уменьшение скорости ветра в приземном слое уменьшает ветровую эрозию. Растительные остатки зерновых колосовых и кукурузы защищают от эрозии посевы подсолнечника, а растительные остатки подсолнечника способствуют накоплению влаги и уменьшению дефляции на посевах зерновых. Поэтому самый надежный способ сохранить почву -постоянно защищать ее вегетирующими растениями культуры и/или их растительными остатками. Необходимым условием для этого является переход на технологию с минимальным воздействием на почву, то есть No-tin, Strip-till или Mini-till.

В США многие фермеры выращивают подсолнечник по технологии No-till с возвратом культуры на прежнее место через 4-6 лет. По данным Рэнди Андерсона («Зерно», №10/2012), урожай подсолнечника в севообороте с кукурузой (пшеница -кукуруза — подсолнечник -пар) был на 60% выше, чем в севообороте с просом (просо — подсолнечник). В регионах с большим количеством осадков в США популярен севооборот яровая пшеница — озимая пшеница — кукуруза — подсолнечник. Также распространен шестипольный севооборот: озимая пшеница — кукуруза – горох — кукуруза — подсолнечник — яровая пшеница.

В Украине целесообразность подобных технологических решений подтверждена практикой, так как многие фермеры успешно используют No-till и 4-5-польные севообороты не только на черноземных, но и на темно-каштановых почвах. В варианте прямого посева без обработки почвы весной перед посевом плотность почвы была 1,24 т / м3, в фазу образования корзинки — 1,29 т/м3, к уборке — 1,37 т/м3, то есть она выходила за пределы оптимальных значений. И это, по нашему мнению, было одной из основных причин снижения урожайности подсолнечника в данном варианте обработки почвы.

Выводы

При максимальном сохранении и накоплении растительных остатков на поверхности почвы выращивание подсолнечника с интервалом в 4-5 лет не создает угрозы эрозии и дефляции почв. Не рекомендуется классическая система механического ухода за посевами (боронование, междурядные обработки), насыщение севооборота пропашными культурами с небольшим количеством растительных остатков, черный пар.

Целесообразно использовать технологии No-till, Strip-till или Mini-till на почвах, равновесная плотность которых соответствует оптимальной плотности для выращивания культуры.

На почвах, непригодных для прямого посева, эрозию можно уменьшить за счет выращивания подсолнечника с узкими междурядьями (30-45 см), рационального использования растительных остатков.

В рамках технологии полосовой обработки почвы (Striptill) производится рыхление полосы, в которую затем проводится посев. Около двух третей поля остается необработанной и сохраняет свою природную структуру. При технологии возделывания культур с полосовым рыхлением обработка почвы состоит только из двух рабочих операций: рыхление осенью или весной с посевом во взрыхленные полосы (К. Меллер, 2011).

3. Иссушение почвы

Суть проблемы

Подсолнечник потребляет большое количество воды, используя запасы влаги с глубины до 1,5-2 м. После уборки подсолнечника осенние и ранневесенние осадки не восполняют полностью запасы влаги в почве, поэтому он является плохим предшественником для озимых культур, а в некоторых случаях — и для яровых. Считается, что восстановление запасов влаги в почве до уровня, предшествовавшего посеву подсолнечника, требует минимум 3-4-х лет.

Факты

При хорошей влагообеспеченности посевы подсолнечника потребляют влагу жадно и расточительно. Большой расход воды подсолнечника на транспирацию объясняется низким внутренним сопротивлением току воды в крупных сосудистых пучках стебля при транспортировке воды через растение, а также низким устьичным сопротивлением парам воды.

За период от высевания до образования корзинок посевы используют относительно немного влаги из почвы — в пределах 70-85 мм. В период от высевания до появления массовых всходов подсолнечника, когда почва не покрыта зеленой растительностью, посевы испаряют от 2 до 4 мм/га в сутки. После смыкания рядков испарение влаги с поверхности обработанной почвы уменьшается, но возрастает потребление воды растениями. После образования корзинок и до начала созревания расход воды составляет примерно 100-120 мм, а с начала созревания до достижения полной спелости используется еще 100-130 мм влаги.

Уровень водопотребления определяется не только влагообеспеченностью в каждом отдельном году, но и комплексом других климатических условий, характеризуемых так называемым коэффициентом влагообеспеченности (К), предложенным Ю. Мельником. Вычисляется он путем деления суммы осадков за осенне-зимний и вегетационный периоды на сумму среднесуточных температур за период от сева до спелости, умноженной на 0,1. В связи с тем, что подсолнечник использует около 60% влаги осенне-зимних осадков, их сумма умножается на коэффициент 0,6. В Степи и Лесостепи существует прямая зависимость между коэффициентом влагообеспеченности и урожаем семян. Расчетная формула имеет следующий вид: К = 0,61Ʃx1+Ʃx2 : Ʃt°0,1, где 0,6 — коэффициент, характеризующий степень усвоения почвой зимних осадков; Ʃx1 — сумма осадков за предшествующий вегетации осенне-зимний период (от даты перехода среднесуточной температуры воздуха через 5°С осенью до даты перехода через 10°С весной следующего года); Ʃx2 -сумма осадков за вегетационный период (от даты перехода среднесуточной температуры воздуха через 10°С весной до даты созревания подсолнечника); Ʃt° — сумма температур за вегетационный период.

Характер потребления воды на различной глубине во многом зависит от ее запасов в почве, количества осадков и суммы эффективных температур в период вегетации. В суммарном водопотреблении культуры примерно 30-40% приходится на запасы влаги из почвы, а 60-70% — на осадки, выпавшие на протяжении вегетационного периода. В опытах на Славяносербском госсортоучастке (Яковлев, 1970) в период от сева до образования двух пар настоящих листьев, влага использовалась только из слоя 0-40 см. В дальнейшем, до образования корзинки, когда осадков было 38,6 мм, влага использовалась в наибольшем количестве из всего корнеобитаемого слоя на глубине до 140 см. Во влажные годы, когда в течение вегетации обильные осадки распределялись равномерно, почвенные запасы влаги до образования корзинки совсем не расходовались. От образования корзинки до спелости при 117,4 мм осадков подсолнечник использовал 172,3 мм почвенной влаги, в т. ч. из слоя 40-100 см — 74,9, а из слоя 100-140 см -31,5 мм. При обильных осадках в период вегетации наибольшее количество почвенной влаги в фазы цветения и семяобразования также потреблялось из слоя 40-100 см. В засушливые годы 45,6% общего расхода влаги обеспечивали осадки, выпавшие во время вегетации подсолнечника, остальные 54,4 — составляли почвенные запасы, в т. ч. 26,3% — весенние в слоях 40-100 и 100-140 см.

При отсутствии достаточного количества осадков подсолнечник активно использует воду из глубоких слоев и может удовлетворить свои потребности за счет запасов влаги из слоя 40-200 см на 45-60%.

В условиях достаточного и избыточного увлажнения подсолнечник использует влагу почвы расточительно, в засушливых условиях -намного более экономно. Транспирационный коэффициент подсолнечника при влажности почвы около 70% полевой влагоемкости составляет около 620-640 л/кг сухой массы, а при влажности почвы, близкой к точке увядания, — 440 л/кг сухой массы. По данным Е. Агафонова (2003), в среднем за 20 лет наблюдений при относительно хорошей влагообеспеченности подсолнечник для формирования 1 т семян использовал 180 мм, а при засушливой погоде — 120 мм (1200 т) влаги.

Оптимальная влажность корнеобитаемого слоя для подсолнечника составляет 60-70% наименьшей влагоемкости, что предполагает наличие влаги в метровом слое почвы в пределах 160-180 мм. Значение запасов продуктивной влаги для подсолнечника не должно быть ниже 100 мм.

Чем меньше запасы влаги в почве, тем меньше должна быть густота стояния растений. Оптимальная густота стояния растений (к уборке) при глубине промачивания почвы до 0,6-1 м для среднеранних гибридов не должна превышать 30 тыс./га, а для скороспелых — 40 тыс./га. При глубине промачивания до 1,5 м можно планировать густоту стояния 40-45 тыс. раст./га; а при глубине до 2 м — 45-50 тыс, раст./га.

Но как бы ни складывались погодные условия, подсолнечник всегда существенно сокращает запасы влаги, часто создавая проблемы для последующей культуры. А через некоторое время — и для себя, на очередном витке севооборота.

Способы компенсации

Улучшить баланс влаги можно за счет уменьшения ее непродуктивного расхода и улучшения условий для ее накопления в почве.

Осадки теплого (апрель-август) периода не обеспечивают глубокого промачивания и преимущественно используются вегетирующими растениями или непродуктивно расходуются на испарение с поверхности почвы. В Степи и Лесостепи позднелетний и осенний периоды характеризуются высокой температурой и низкой относительной влажностью воздуха. Поэтому большая часть влаги теряется почвой на испарение: августовские осадки — практически полностью, сентябрьские — на 60-70%, октябрьские -на 25-30%.

Существует три способа уменьшить испарение: своевременное «закрытие» влаги за счет разрушения капилляров в верхнем слое почвы (боронование, культивации); максимальное проекционное покрытие поверхности поля растениями; использование мульчи (растительных остатков).

Поскольку регулярные механические обработки поверхности почвы являются причиной потерь ее плодородного слоя из-за усиления дефляции (выдувания) и эрозии, этот метод можно считать небезопасным.

Поэтому стоит рассмотреть уменьшение испарения влаги за счет покрытия поверхности почвы растительными остатками. Причем не только после уборки подсолнечника, но и на предшествующих и последующих культурах севооборота. Ведь баланс влаги, как и баланс бухгалтерский, предусматривает переходящие остатки влаги. По данным исследований Ф.Бакирова и А. Коряковского (2011), мульчирование поверхности почвы соломенной мульчей позволило за теплый период лета-осени накопить дополнительно по мелкому рыхлению 27 мм и по нулевой обработке 30 мм влаги в сравнении с контрольным вариантом. Мульчирование (разбрасывание соломы) при нулевой обработке позволяет почве усвоить 59% осенних осадков, тогда как вспашка -всего 22%. Отсутствие мульчи значительно снижало аккумуляцию летне-осенних осадков. Причем в этом случае хуже всего влага накапливалась при отказе от обработки почвы, чуть лучше — при мелком рыхлении, вспашка занимала промежуточное положение между ними. За счет накопления влаги зерновыми «партнерами» подсолнечника в севообороте можно существенно улучшить общее накопление влаги за период ротации севооборота. Растительные остатки подсолнечника, используемые для снегозадержания, улучшают поступление влаги зимой. Поскольку высокая стерня (и «стоячие» стебли подсолнечника после уборки) уменьшают скорость ветра в приземном слое, их присутствие на поле уменьшает конвекцию воздушных масс, соответственно — испарение влаги из верхнего слоя почвы. Мульча из растительных остатков подсолнечника, как и мульча из соломы зерновых, также способна дополнительно удержать в почве 20-50% выпавших осенью осадков. Еще один способ уменьшить испарение влаги — использовать рациональную схему посева культур. Например, вместо традиционного широкорядного (с междурядьем 70 см) посева подсолнечника проводить посев с узкими (15-45 см) междурядьями. То есть так называемый сплошной посев. Посев низкорослых гибридов подсолнечника в степной зоне с междурядьями 30-45 см и увеличенной на 15-20% нормой высева повышает урожайность. Это происходит за счет равномерного размещения растений на площади и сокращения потерь влаги. Если при широкорядном посеве средняя площадь питания 1 растения -28х70 см, то в узкорядных она напоминает ромб со сторонами 25-40 см. В узкорядных посевах растения смыкают рядки на 10-14 дней раньше, чем в обычных с междурядьями 70 см. Это уменьшает перегрев почвы и существенно снижает непродуктивное испарение влаги. При ежесуточном испарении 2-4 мм/га всходами подсолнечника до смыкания растений узкорядный посев может сохранить 20-40 мм влаги.

При выращивании подсолнечника по технологии No-till с относительно узкими междурядьями эффекты от влагосберегающего действия растительных остатков и быстрого смыкания рядков суммируются.

За счет бережного использования осенних и зимних осадков может быть обеспечено глубокое промачивание почвы и повышено продуктивное использование почвенной влаги. О наиболее эффективных способах накопления влаги ведутся дискуссии, но большинство исследователей подтверждают эффективность глубокого рыхления без оборота пласта. Обработка глубокорыхлителями обеспечивает разрушение плужной подошвы, что важно для беспрепятственного развития корневой системы подсолнечника и для проникновения влаги в глубокие горизонты почвы. При этом поверхность почвы подвергается минимальному воздействию, в том числе сохраняются растительные остатки. Тем самым уменьшается эрозия почвы, непродуктивное испарение влаги и сток осадков.

Что касается обработки почвы после уборки подсолнечника, то его корневая система отлично справляется с «разуплотнением» почвы, обеспечивая беспрепятственное промачивание корнеобитаемого слоя почвы, то есть до 2 м. Поэтому прямой посев последующей культуры является самым оптимальным вариантом для накопления и сохранения влаги.

И, конечно же, наиболее радикальный и надежный способ сведения «дебета» и «кредита» при выращивании подсолнечника в севообороте — орошение. Культура способна эффективно использовать влагу после предшественников с поверхностно расположенной корневой системой. Например, после риса, яровой пшеницы или ярового ячменя. В этом случае можно обойтись вообще без орошения подсолнечника или провести один полив в критическую для культуры фазу, то есть в период формирования корзинок. Так как подсолнечник эффективно использует влагу, находящуюся на глубине 0,4-1,5 м, целесообразно осенью после уборки предшественника проводить влагозарядковый полив.

Выводы

Из трех рассмотренных проблем, потенциальным виновником которых может быть подсолнечник, иссушение почвы — наиболее существенная. Для ее сглаживания (не решения!) при возделывании культуры в неорошаемых условиях необходимо использовать технологии, уменьшающие потери воды и способствующие максимально эффективному накоплению и использованию влаги осадков.

Такой подход должен распространяться не только на подсолнечник, но и на всех остальных участников севооборота. Интерес представляют технологии выращивания с максимальным использованием растительных остатков для накопления и удержания влаги. То есть No-till или Strip-till. После уборки предшественников подсолнечника, уплотняющих почву, целесообразно проведение глубокого рыхления без оборота пласта.

На орошаемых землях частота присутствия подсолнечника в севообороте не регламентируется балансом запасов влаги в почве. Урожайность в пределах 4-5 т/га при обеспечении оптимального режима орошения и минерального питания может уберечь неорошаемые земли от излишне частого выращивания подсолнечника.

Почти философские умозаключения. Проблема культивирования подсолнечника — это следствие желания получить больше, потратив меньше. И не озадачиваться последствиями, которые такой подход неизбежно порождают в ближайшем будущем. Проблема — не в том, что подсолнечник занимает 20-25% посевных площадей, а в том, что игнорируются необходимые меры для компенсации его воздействия на почву и другие культуры севооборота. И если в упор не замечать изменений в балансе питательных веществ и влаги, то ситуацию не исправит даже ограничение 7-8 лет на повторный посев.

При анализе особенностей использования культурой влаги, минеральных веществ из почвы и удобрений, а также воздействия на почву различных технологий выращивания можно выделить «точки пересечения», которые «закрывает» определенный элемент технологии. Во-первых, внедрение минимально травматичных для почвы технологий. На почвах, естественная (равновесная) плотность которых соответствует оптимальной плотности почвы для выращивания подсолнечника, — технология No-till. На более плотных почвах — Strip-till. При необходимости уменьшить плотность почвы, разрушить плужную подошву и создать условия для накопления влаги целесообразно использовать глубокорыхлитель. Такой подход к обработке почвы практически исключает водную эрозию и дефляцию почвы, способствует минимальному испарению и максимальному накоплению влаги. Во-вторых, управление растительными остатками. То есть их использование для защиты поверхности почвы от эрозии, для уменьшения потерь влаги (уменьшение конвекции за счет уменьшения скорости ветра в приземном слое и нагрева поверхности почвы) и улучшения накопления влаги осадков (эффект снегозадержания). А также их использование как «депо» питательных веществ с постепенным контролируемым высвобождением.

Потенциал растительных остатков раскрывается при технологиях No-till и Strip-till. При этом необходимо учитывать корректировки в технологии минерального питания. В-третьих, обеспечение полноценного минерального питания, в том числе с учетом компенсационных доз азотных удобрений для минерализации пожнивных остатков. Сбалансированное минеральное питание способствует, кроме всего прочего, более экономному использованию влаги культурными растениями. В-четвертых, сокращение непродуктивных затрат влаги посевами подсолнечника за счет посева с уменьшенной (30-45 см) шириной междурядий.

В-пятых, использование орошения. Интеграция перечисленных решений в единое целое выглядит как Strip-till (локально — No-till) технология, предусматривающая сохранение растительных остатков, посев культуры с узкими междурядьями, компенсацию выноса питательных веществ культурой и потребностей целлюлозоразлагающих микроорганизмов внесением минеральных удобрений, орошение. Безопасное для плодородия почвы выращивание подсолнечника возможно только при сочетании интенсивной технологии возделывания с мерами по нейтрализации негативных последствий.

Что имеется в виду? Раскрытие потенциала урожайности гибрида в конкретных условиях и сохранение баланса органического вещества и влаги в почве, возврат элементов минерального питания и сохранения структуры почвы.

Только при соблюдении этих условий возможно без ущерба засевать 1/4-1/5 часть площадей подсолнечником. Впрочем, при хищническом экстенсивном выращивании сельхозкультур не поможет даже 7-8-летний интервал возврата подсолнечника на то же место. Ресурсы почвы не безграничны…

Источник: zerno-ua.com