эксклюзив
Упрощенная безотвальная обработка почвы и многовидовое, многофункциональное растениеводство являются важными компонентами устойчивого сельского хозяйства. Технологии, сочетающие эти компоненты, могут играть еще большую проэкологическую роль в современном сельском хозяйстве. Польские исследователи выяснили важные нюансы выращивания гороха с ячменем по однопроходной технологии Strip-Till
Об этом авторы исследования Ивона Яскульска, Дариуш Яскульски, Лех Галенцевски (Кафедра агрономии, Факультет сельского хозяйства и биотехнологии, Быдгощский научно-технический университет, Польша; Научно-исследовательский центр Agro-Land Marek Różniak в Смелине, Польша) опубликовали статью в журнале Agriculture на портале MDPI.
«…Понимание необходимости экологизации сельскохозяйственного производства быстро увеличивает долю методов щадящего земледелия и устойчивого растениеводства, в настоящее время это составляет 15% пахотных земель в мире. Смеси культур считаются перспективным направлением в экологизации сельского хозяйства. Растения разных генотипов (сортов, видов) могут существовать в одних и тех же рядах, в чередующихся рядах или в полосах.
Преимущества смешанных культур:
- оптимизация производственной площади;
- увеличение урожайности и стабилизация продуктивности растений, в том числе, в стрессовых условиях;
- сохранение и увеличение биоразнообразия;
- защита почвы и воды;
- секвестрация углерода;
- борьба с вредными организмами.
Например, согласно результатам более 200 исследований, установлено, что выращивание растений в смесях снижает возникновение болезней листьев более чем на 70%. Разнообразная агроэкосистема сдерживает распространение не только болезней и вредителей, но и сорняков. Смешанные культуры указываются многими учеными как эффективный нехимический метод снижения появления организмов, повреждающих посевы.
С другой стороны, безотвальная обработка почвы, в том числе полосная, повышает влагоудержание, содержание органического углерода, биомассу и активность микроорганизмов, положительно влияет на физические свойства почвы, уменьшает эрозию и сокращает банк семян сорняков в почве. Однопроходная полосная обработка почвы Strip-Till представляет собой процесс, когда за один проход многофункциональная машина рыхлит полосы почвы, вносит удобрения и высевает семена.
Надежды, которые возлагаются на эти методы ведения сельского хозяйства, находят свое отражение в создании специальных программ выращивания смешанных культур.
Внутриполевые отношения
Эффективность практики смешанных культур зависит, в частности, от генетического состава смесей растений и метода посева/возделывания.
Яровой ячмень, как важное кормовое растение, является одним из компонентов смесей, выращиваемых в различных частях мира. Он присутствует в смесях с другими злаками, например, с овсом, пшеницей и тритикале. Часто высевается с кормовыми бобовыми культурами: горохом, викой, фасолью и чечевицей.
Однако исследования показывают, что ячмень является агрессивным видом, который часто доминирует в многовидовом пологе растений. Так, ячмень оказывает более сильное негативное влияние на пшеницу, чем наоборот, что проявляется в меньшем увеличении сухой массы растений от кущения до колошения.
Конкурентное преимущество ячменя обусловлено, среди прочего, его более активным поглощением питательных веществ, таких как азот или фосфор, нежели у сосуществующих растений. И это относится не только к пшенице. В ряде экспериментов подтверждается агрессивность и доминирование ячменя в смеси с бобовыми, особенно в условиях повышенного содержания азота в почве. В представленном исследовании наличие ячменя в непосредственной близости от него в одном ряду значительно ограничивало рост гороха — растения были короче и имели меньше стручков. Масса семян растения гороха в смеси с ячменем была на 13,3 % ниже, чем у чисто одной культуры растений.
Внутриполевые взаимодействия между растениями, в том числе конкуренция, зависят также от их взаимного пространственного распределения, которое возникает в результате густоты посева, ширины междурядий и других агротехнических мероприятий.
В качестве взаимовыгодного примера, когда многовидовое поле имело повышенную урожайность, можно привести китайский опыт смешанных посевов пшеницы с кукурузой и пшеницы с соей, когда смешанный урожай превышал монокультурный. Но при этом культуры высевали рядами или полосами из нескольких рядов, разделенных по видам.
Такое расположение растений в поле обеспечивает краевой эффект, а также подземное и надземное взаимодействие между растениями. Урожайность (масса зерна) пшеницы в рядах, непосредственно примыкающих к кукурузе или сое, была выше, чем во внутренних рядах в пределах посевной полосы.
Прибавка урожая пшеницы в ряду, примыкающем к кукурузе, составила 74 %, из них 47 % за счет надземных межвидовых взаимодействий и 27 % за счет подземных взаимодействий.
Поэтому в настоящем исследовании предполагалось, что отделение ячменя от соседнего гороха путем посадки его в соседних рядах может уменьшить неблагоприятное воздействие на бобовые или даже стимулировать рост гороха.
Для максимального взаимодействия растений между рядами использовали схему один ряд ячменя/один ряд гороха. Предполагалось, что, если результаты будут положительными, этот метод возделывания полевых культур, и в частности междурядье с полосной обработкой за один проход, может стать важным аспектом устойчивого сельского хозяйства.
Эта гипотеза была проверена в трехлетнем полевом опыте, проведенном в сельскохозяйственной компании Agro-Land Marek Różniak, Научно-исследовательский центр Agro-Środki-Technika-Technologia в Смелине, Куявско-Поморское воеводство, Польша, в сотрудничестве с кафедрой агрономии Быдгощского политехнического университета.
Ячмень и горох лучше дружат рядами
Все агротехнические мероприятия (рыхление полос почвы, внесение азотно-фосфорных удобрений, посев семян) выполняли за один проход многофункциональной машины «Мзури-Про Тил 4Т», которая была для этого модифицирована в Научно-исследовательском центре Agro-Środki-Technika-Technologia в Смелине.
Сравнивали четыре варианта посева: яровой ячмень, чистый посев; горох, чистый посев; внутрирядная смешанная культура – ячмень + горох; междурядье — ячмень + горох.
Плотность высева (семян на кв м) составила в зависимости от опыта: ячмень, чистый посев — 280; горох, чистый посев — 120; смешанный посев в ряду (ячмень + горох) — 140 + 60; в смешанных посевах междурядьями — 140 + 60.
Полосы взрыхленной почвы, одинаковые для каждой из четырех вариантов опыта, имели ширину около 12 см, а необработанные междурядья — 24 см.
По центру взрыхленной полосы почвы на глубину 20 см высевали полосу семян шириной 6 см. Зерно ячменя сеяли на глубину 3 см, а гороха на глубину 6 см. Смесь зерна ячменя и семян гороха высевали на глубину 4 см в каждом ряду.
Применялась подкормка минеральными удобрениями для всех участков, фунгицид азоксистробин использовался в 2020 и 2021 годах, а инсектицид дельтаметрин в каждый год исследования.
Междурядный посев ячменя и гороха по полосной, однопроходной технологии, по сравнению со смешанной внутрирядной практикой, улучшил равномерность появления всходов и густоту растений гороха перед уборкой урожая и уменьшили засоренность.
Урожайность ячменя и гороха была выше, чем при чистом посеве на 8,5 и 10,2 % соответственно, а урожайность гороха также была выше на 38,9 %, чем при смешанном внутрирядном посеве.
Урожайность зерна/семян ячменя и гороха при междурядье показала на 1,75 т/га выше урожайности семян гороха при чистом посеве и на 0,79 т/га ниже урожайности ячменя при чистом посеве. С другой стороны, выход белка зерна/семян под этой смесью был аналогичен выходу белка гороха при чистом посеве и на 109 кг/га выше, чем выход белка ячменя при чистом посеве
Междурядное выращивание гороха помогло избежать агрессивной конкуренции ячменя, наблюдаемой при смешанном возделывании в ряду.
На растениях гороха было больше стручков и больше семян в стручках.
Высокий индекс LAI (индекс листовой поверхности – показатель активности фотосинтеза), сохраняющийся на поздних стадиях развития после цветения, и наблюдаемое отсутствие полегания, влияющее на световые условия в кроне (особенно для гороха в междурядьях), вероятно, были основными причинами того, что масса сорняков перед уборкой в этой смеси была ниже, чем у более полегающего чисто посевного гороха и гороха, выращиваемого смешанной культурой в междурядьях.
Положительные результаты должны вдохновить на дальнейшие исследования, чтобы лучше понять условия и последствия выращивания зерновых с бобовыми по однопроходной технологии Strip-till».
По статье группы авторов (Ивона Яскульска, Дариуш Яскульски, Лех Галенцевски), опубликованной на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото принадлежит группе авторов Ивона Яскульска, Дариуш Яскульски, Лех Галенцевски.