Земледелие в историческом контексте стало частью культуры человечества в целом, и отдельных народов в частности. В зависимости от места проживания, тот или иной народ имел свой подход к земледелию. Веками накопленные знания начали систематизироваться. Так появился научный подход к решению тех или иных проблем, в том числе в сфере земледелия.
Такой серьезный барьер на пути к получению урожая как засуха, безусловно серьезная проблема. Проблема, требующая именно научного подхода к ее решению. И именно благодаря многочисленным исследованиям и наблюдениям сегодня можно заявить о том, что существует методология борьбы с этим природным явлением.
Что же такое засушливые условия и каковы особенности возделывания культур в этих условиях?
Засуха делится на два типа: атмосферная и почвенная.
Атмосферная засуха характеризуется высокой температурой воздуха (как правило выше 30 градусов) и низкой влажностью (менее 30 %)
Почвенная засуха характеризуется отсутствием влаги в почве.
Засушливые условия подразумевают под собой сопровождение атмосферной засухи и почвенной.
Влияние засухи на различные виды культур
Нет смысла подробно разбирать, что происходит внутри растения в период засухи. Важно другое, а именно: что происходит с растением в условиях засухи в разное время суток.
В утренние и дневные часы температура воздуха высокая, а влажность низкая. Происходит интенсивная транспирация растения. Другими словами – растение потеет. Клетки теряют влагу, устьица закрываются, фотосинтез ухудшается.В вечернее время температура понижается, а влага возрастает. Транспирация резко понижается.Если почва влажная, то за ночь растение восстанавливает оводненность клетки. Растения в засуху «проскакивают» и потери урожая в будущем – минимальны. Поэтому важны агроприемы, способствующие накоплению влаги в почве.
Логично, что у разных культур разная устойчивость к засухе. Например, среди бобовых и злаковых растений самые устойчивые к засухе это: просо, нут, сорга, чина, донник, желтая люцерна и суданская трава.
Средней устойчивостью обладают: пшеница, ячмень, рожь, кукуруза, фасоль, люцерна синяя, чечевица, вика.
Слабая устойчивость проявляется у таких культур как рис, соя, овес, горох, бобы.
Наиболее чувствительны растения к засухе в период всходов и в период формирования пыльцы и оплодотворения. Например, зерновые снижают урожай, если засуха наступает в период всходов и формирование колоса, а древесные культуры уязвимы в период всходов.
Агроприемы, способствующие сохранению влаги в почве и минимизирующие потери влаги
Обследование полей пенетрометром на наличие горизонтальных уплотнений. Горизонтальные уплотнения, или так называемые плужные подошвы имеют ряд минусов.
Во-первых, ухудшается водопроницаемость почвы ниже уплотненного слоя. Если, например, уплотненный слой находится на глубине 30 см, то и влага сохраняется только на этих 30 см поверхностного слоя, и в период засухи быстро испаряется. Во-вторых, влага, находящаяся ниже плужной подошвы, по капиллярам поднимается до уплотненного слоя, но до семян уже не доходит.
В-третьих, плужная подошва – препятствует для роста корневой системы.
Методы борьбы с плужной подошвой.
Одним из методов борьбы с плужной подошвой является отказ от отвальной пахоты. Решается вопрос чизелеванием, когда чизель или глубокорыхлитель проходит ниже уплотненного слоя и разбивает плужную подошву.
Выстраивание правильного севооборота, когда чередуются мочковатые и стержневые корневые системы – тоже своего рода метод борьбы с таким явлением, как образование уплотненного слоя. Если в севообороте присутствует монокультура – то скорее всего раз в 4 года придется проходиться чизелем. Но опять же, все зависит от показаний пенетрометра.
Борьба с потерей влаги в почве
Основная причина потери влаги в почве – испарение.
Одна из причин, усиливающих интенсивность испарения — поглощение почвой солнечной энергии.Черная поверхность максимально впитывает в себя энергию солнца и нагревается, а белая наоборот – отражает. Зачерненное поле больше нагревается, и чем выше температура, тем выше испарение. В этом случае помогает покрытие почвы мульчой из соломы.
Представим, что посеяли семена в зачерненную почву. Поверхность черной почвы в безоблачную погоду прогревается до 60 – 70 градусов по Цельсии, и ростки оказываются буквально в духовке. В этих условиях растения усиливают транспирацию в 4-5 раз. А в полях с мульчой температура ниже на 7-10 градусов по Цельсии.
Скорость ветра над почвой за счет соломы уменьшается, и, тем самым, уменьшается испарение. Растение меньше транспирируется. Потерю влаги из почвы увеличивает обработка почвы. Чем глубже обработка почвы – тем больше иссушается обрабатываемый слой. Поэтому после обработки лучше укрыть почву«одеялом» из соломы. Вообще, при возделывании культур в засушливых условиях вывоз соломы из поля – преступление. Если максимальная глубина обработки не более 5 см, создается мульчирующий слой. А под ним плотная почва. По капиллярам в плотной почве влага поднимается к корешкам и семенам. Важно знать, что чем больше время от уборки урожая до обработки почвы, тем больше влаги теряется. Важность же мульчирующего слоя подтверждается и исследованиями ученых. Так, согласно данным ученых, к ноябрю наибольшее накопление влаги было там, где была сверху мульча. А там, где не было мульчи, практически вся влага испарилась.
Качество сева
Уменьшить испарение помогают и сами растения. Они могут отражать солнечные лучи и затенять почву. Здесь видно, как важно качество сева. На максимально густых посевах потеря урожая доходит до 23 % а в изреженных, из-за плохого сева до 75 %. Это серьезный показатель. Еще, увеличить затененность почвы позволяет направление сева относительно сторон света. Так расположение Восток-Запад позволяет получить дополнительно 15 % урожая, по сравнению с расположением Север-Юг.
Снегозадержание
Есть 3 основных варианта задержания снега на полях.
Во-первых, это искусственное создание гребней из снега
Во-вторых, посев кулис, которые сеются каждые 6-10 метров. Основные культуры для посева кулис – сорга, просо, гречиха, кукуруза, подсолнечник.
В-третьих, уборка очесывающими жатками. Опыты, проведенные в Казахстане, показывают, что чем выше стерня – тем больше задерживается снег. И больше влаги, соответственно, поступает в почву.
Если, например, очесывающей жаткой оборудован только 1 комбайн, то можно сделать 2-3 прохода с обычной жаткой, а третий и четвертый с очесывающей жаткой. Так создаются кулисы, препятствующие выдуванию снега с поля. В южных регионах, где практически нет снега, эффект дает высокая стерня, отражающая солнечные лучи и снижающая скорость ветра, что способствует уменьшению испарения. Посадка лесополос тоже хороший вариант для снегозадержания. Это, конечно, очень трудоемкий процесс, но лесополосы снижают скорость ветра и увеличивают влажность воздуха. За счет этого испаряемость влаги из почвы снижается на 15-20 %.
Посев семян в бороздке
Следующий прием позволяет улучшить влагопотребление культур на начальном этапе. Это посев семян в бороздке. Например, у компании HORSCH есть сеялка, которая делает бороздку, под которой располагаются семена. Так можно посеять на любую глубину и, что называется, поймать влагу. Большим плюсом является и то, что на глубине этой бороздки скапливаются капли росы в ночной период. Эта система очень популярна у австралийских фермеров. Австралия — это самый засушливый континент в мире. И при всем этом средняя урожайность в Австралии в 2017 году составила 27 центнеров с гектара. Так что у Австралийских фермеров есть чему поучиться.
Обработка семян пестицидами и стимуляторами роста
Любой протравитель подавляет в самом начале рост растений, что может повлиять на полевую всхожесть. Как можно уменьшить влияние протравителя на полевую всхожесть? Во-первых, подбор производителя протравителя с помощью полевых опытов. Во-вторых, подбор дозы протравителя. Многие производители для перестраховки завышают рекомендуемые дозы протравителя. На практике дозы можно уменьшать в несколько, при этом защитные свойства не будут теряться. В-третьих, смешивание стимуляторов роста с протравителями. В качестве антидота для протравителя могут быть гуминовые кислоты, аминокислоты и комплекс макро и микроэлементов. Согласно полевым опытами на льне масличном, присутствие одного только протравителя дало всхожесть 60 %, а там где была смесь протравителя с гуминатрином масличным — всхожесть 67 % .
Особенности минерального питания в засушливых условиях
Особенности минерального питания растений, как правило, рассматриваются в контексте изучения макро и микроэлементов
Основные макроэлементы: азот, фосфор и калий.
При внесении минеральных удобрений в почву, в первую очередь стоит обратить внимание на фосфор. В самом начале развития культуры фосфор влияет на формирование корневой системы. При его недостатке корневая система развивается хуже, и культура получает меньше влаги.
Калий. Важнейшая функция калия – обеспечение оводненности клетки. При достаточной обеспеченности растения калием, ей легче справиться со стрессовыми условиями, а именно с повышенной температурой и пониженной влагой.
Азот. Азот важен для растений, однако если вносить только азот – без фосфора и калия, разгонится вегетативная масса. Чем больше разгоняется вегетативная масса, тем больше нужно будет влаги. Поэтому в засушливых условиях односторонне азотное питание может дать минусовую прибавку урожая. Как итог такого мероприятия, деньги будут потеряны зря. Общая схема внесения удобрений для озимых культур примерно следующая: фосфорно-калийное удобрение вносится при посеве с осени, и вносится небольшое количество азотных удобрений, чтобы не разогнать вегетативную массу.
Весной, при возобновлении вегетации и при присутствии влаги, вносится аммиачная селитра. Дальше по вегетации следует работать карбомидом 3-4% вместе с микроэлементами и стимуляторами роста.
Основные микроэлементы
В дневные часы микроэлементы снижают транспирацию, а в утреннее усиливают ее. Усиливают и водозадерживающие свойства тканей растений. Кроме того, медь, железо, магний, цинк, бор марганец — снижают дневную депрессию фотосинтеза и способствует перемещению сахаров в репродуктивные органы и корневую систему.
Вывод
Подводя итоги рассмотрения особенностей возделывания культур в засушливых условиях, важно отметить несколько моментов.
В каждом регионе, в зависимости от климатических условий, используются свои агроприемы.
Однако, можно заметить, что выше перечисленные агроприемы имеют свои вариации использования в различных регионах. Это связаны, в первую очередь, с тем, что все агроприемы можно разделить на физические и химические. И в зависимости от условий местности, где возделывается культура, зависит и выбор комбинации химических и физических видов агпроприемов.
Комбинирование приемов, в свою очередь, зависит от фактора сезонности.
Так уж сложилось, что человек, при всех своих научных достижениях, вынужден приспосабливаться к природным условиям. Собственно говоря, и большинство научных достижений человека – это стремление к приспособлению. И пример тружеников сельского хозяйства, а особенно тех, кто работает в условиях засухи, наглядно демонстрирует это.
