Современные нанотехнологии представляют большой интерес применительно к зерну как к стратегическому сырью и к одному из ключевых факторов продовольственной безопасности страны.
Вредители хлебных запасов причиняют огромный ущерб растениеводству, снижая урожайность сельскохозяйственных культур в среднем на 30-35% при значительном ухудшении качества получаемой продукции.
Например, в Новосибирской области, производящей зерна 3 млн т/год, из-за нарушений технологии обработки и хранения зерна потери от патогенных микроорганизмов составляют не менее 15%, что сопоставимо с объёмами зерна пшеницы (300 тыс. т), необходимыми для обеспечения хлебом населения этой области.
В лаборатории микробиологических исследований СибУПК, совместно с Сибирским филиалом ГНУ ВНИИЗ была проведена работа по оценке эффективности влияния различных концентраций нанопрепаратов серебра и висмута на фитопатогенную микрофлору и семенные качества зерна пшеницы. На примере штамма Вас. mesentericus (картофельная палочка), как представителя микрофлоры зерна и муки, было установлено, что серебряный нанобиокомпозит уменьшает количество возбудителя «картофельной болезни» хлеба до 44%, что положительно влияет на качество муки и выпекаемого хлеба [5].
Один из значимых резервов повышения урожайности и качества зерна – фитосанитарная оптимизация технологии возделывания зерновых культур, основанная на обеззараживании семенного материала от возбудителей болезней (около 75% грибковой природы и более 88% бактериальной), которые в массе передаются с посадочным материалом.
Сибирский филиал ГНУ ВНИИЗ совместно с ГНУ СибНИИРС Россельхозакадемии и ИХТТМ СО РАН провёл комплексные поисковые исследования влияния нанопрепаратов висмута и серебра на фитосанитарное состояние и посевные свойства семян яровой пшеницы в лабораторных и полевых условиях. Согласно результатам экспериментов, применение нанопрепаратов висмута и серебра положительно сказалось на посевных показателях семян яровой пшеницы сортов Новосибирская 29 и Сибирская 12. Их всхожесть и энергия прорастания повысились в 1,2-2,5 раза, по сравнению с контролем и применением импортных протравителей. Поражённость семян фитопатогенными грибами на фоне обработки нанопрепаратами висмута снижалась в 2,3-2,8 раза, что было выше, чем при обработке семян нанопрепаратом серебра [6].
Разработаны оптимальные концентрации и нормы расхода нано-препарата висмута для предпосевной обработки семян яровой пшеницы. Препарат представляет собой коллоидный раствор субцитрата висмута в виде наноразмерных частиц, обладающий стимулирующим действием наряду с фунгицидным и антистрессовым свойствами и безопасный для окружающей среды.
Утверждены рекомендации по применению нанопрепарата висмута в сельском хозяйстве для выращивания зерновых культур и хранения зерна. Нанопрепараты на основе висмута являются более экономичными, чем аналогичные по функциям импортные протравители зерна. Висмут также более, чем в 20 раз дешевле серебра.
Расчётный годовой экономический эффект от применения нанопрепарата висмута, взамен импортных протравителей, для предпосевной обработки семенного зерна пшеницы в объёме 250 тыс. т (для Новосибирской области) определён в 50 млн. руб. При этом предполагаемое повышение урожайности зерна пшеницы может составлять не менее 15-20%.
Результаты исследований неоднократно (более 10 раз) были опубликованы. На них получен патент и оформлена заявка на другой патент. Дважды работы по нанотехнологии экспонировались на Международном форуме по нанотехнологиям в Москве.
На основе данных комплексного исследования влияния нанопрепаратов серебра и висмута на фитосанитарное состояние семян пшеницы и на продуктивные показатели сельскохозяйственных животных и птицы можно сделать следующие выводы:
* современным направлением обеззараживания и хранения зерна может стать применение нанопре-паратов на основе висмута и серебра, которые обладают многофункциональным действием, в частности, способностью подавлять возбудителей болезней, стимулировать рост и повышать устойчивость растений к стрессовым факторам;
* при производстве комбикормов нанопрепараты на основе висмута и серебра перспективно применять в пределах установленных норм в качестве лечебно-профилактических добавок для предупреждения желудочно-кишечных заболеваний у сельскохозяйственных животных и птицы, что позволит полностью отказаться от антибиотиков;
* важно отметить хозяйственное значение применения нанотехнологии в АПК, обеспечивающих рост сельскохозяйственной продукции на 15-20% при существенном сокращении материальных затрат и сохранении экологии окружающей среды. При этом приоритетным является применение нанопрепаратов на основе висмута, как наиболее экономически перспективных.
2. Основная обработка почвы.
| Под обработкой понимают механическое воздействие на почву рабочими органами почвообрабатывающих машин и орудий в целях создания оптимальных почвенных условий для выращиваемых растений, уничтожения сорняков, защиты почвы от эрозии. Обработка почвы — основное агротехническое средство регулирования почвенных режимов, интенсивности биологических процессов и, главное, поддержания хорошего фитосанитарного состояния почвы и посевов. Качественно обрабатывая почву, мы повышаем эффективное плодородие и урожайность культур. |
| Основные задачи системы обработки почвы в со-временном земледелии следующие: |
| создание мощного культурного пахотного слоя, поддержание в нем высокого эффективного плодородия, благоприятного для растений водно-воздушного, теплового и питательного режимов путем изменения его строения и структурного состояния, периодического оборачивания и перемешивания слоев почвы; |
| полное уничтожение растущих сорняков, возбудителей болезней и вредителей сельскохозяйственных культур, снижение потенциальной засоренности, улучшение общей фитосанитарной обстановки в полях севооборота; |
| повышение противоэрозионной устойчивости почвы и защита ее от эрозии; |
| заделка и равномерное распределение в почве растительных остатков и удобрений; |
| придание наилучшего строения и структурного состояния посевному слою почвы с целью размещения семян на установленную глубину, создание условий для высокопроизводительного использования почвообрабатывающих и уборочных машин. |
| Способы и приемы обработки почвы. |
| Для создания оптимальных условий жизни растний используют различные способы и приемы обработки почвы. |
| Способ обработки почвы — это механическое воздействие рабочими органами почвообрабатывающих орудий и машин на плотность сложения и расположение генетических и разнокачественных по плодородию горизонтов обрабатываемого слоя почвы. Различают отвальный, безотвальный, роторный и комбинированный способы обработки почвы. |
| Отвальный способ предусматривает обработку отвальными орудиями с полным или частичным оборачиванием обрабатываемого слоя с целью изменения местоположения разнокачественных по плодородию слоев или генетических горизонтов почвы в вертикальном направлении в сочетании с рыхле-нием, перемешиванием, подрезанием и заделкой растительных остатков и удобрений в почву. |
| Безотвальный способ предусматривает обработку безотвальными почвообрабатывающими орудиями и машинами без изменения расположения разнокачественных по плодородию слоев и генетических горизонтов с целью рыхления или уплотнения, подрезания сорняков и сохранения растительных остатков на поверхности почвы. |
| Роторный способ предусматривает обработку вращающимися рабочими органами почвообрабатывающих орудий и машин для устранения дифференциации обрабатываемого слоя по плотности его сложения и плодородию активным крошением и перемешиванием почвы, растительных остатков и удобрений с образованием однородного слоя. |
| Комбинированные способы включают обработку комбинированными и обычными почвообрабатывающими орудиями и машинами, обеспечивающими различное сочетание по горизонтам и слоям, а также по срокам осуществления отвального, безотвального и роторного способов обработки почвы. |
| Способы обработки почвы применяют для повышения эффективного плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур. При этом учитывают климатические условия, тип почвы и степень ее окультуренности, требования возделываемых культур. |
| Прием обработки почвы — однократное механическое воздействие на почву рабочими органами почвообрабаты-вающих машин и орудий тем или иным способом для выполнения одной или нескольких технологических операций на определенную глубину. |
| По глубине обработки выделяют приемы основной, поверхностной и специальной обработки почвы. |
| Под основной обработкой понимают наиболее глубокую обработку почвы, существенно изменяющую ее сложение под определенную культуру севооборота. К основной обработке относят вспашку и глубокое рыхление. |
| Поверхностная обработка — это обработка почвы различными орудиями на глубину, не превышающую 12... 14 см. Сюда относят лущение, культивацию, боронование, прикатывание, шлейфование, малование. |
| Специальную обработку почвы применяют при наличии специфических условий с определенной конкретной це-лью. К приемам специальной обработки относят многослойные (ярусные) обработки с использованием ярусных плугов, плантажную вспашку, щелевание, кротование. |
| Приемы основной обработки почвы |
| Вспашку выполняют плугами с отвалами различной конструкции, что определяет несходство по составу произво-димых технологических операций и качеству их выполнения. Плуги с винтовыми отвалами хорошо оборачивают пласт почвы, но плохо его крошат; напротив, плуги с цилиндрической поверхностью отвала хорошо крошат пласт почвы, но плохо его оборачивают. |
| Если при работе плуга пласт почвы полностью оборачивается (на 180°), то говорят о вспашке с оборотом пласта. При неполном опрокидывании пласта почвы и косой его постановке (на 135°) на ребро говорят о вспашке со взметом пласта. |
| Однако лучшего оборачивания и крошения пласта почвы, особенно почвы, освобождающейся из-под многолетних трав, достигают при вспашке плугом с культурным отвалом и установленным перед ним предплужником. Предплужник снимает на 2/3 ширины захвата основного корпуса верхний слой почвы толщиной 8...10 см, содержащий стерню, растительные остатки, вредных насекомых и фитопатогенных микроорганизмов, семена и органы вегетативного возобновления сорняков, и сбрасывает его на дно борозды. Чтобы хорошо прикрыть и заделать верхний слой почвы, основной корпус должен работать глубже предплужника минимум на 10... 12 см. Он поднимает на отвал нижний слой, который хорошо оструктурен и сравнительно свободен от вредных организмов, оборачивает, крошит его и полностью присыпает им ранее сброшенный верхний слой. Такую вспашку плугом с культурным отвалом и с предплужником на глубину не менее 20...22 см называют культурной, или классической, вспашкой. Ее широко применяют в качестве осенней (зяблевой) вспашки в различных регионах России на полях, на которых отсутствует реальная опасность проявления эрозионных процессов. |
| При вспашке отвальными плугами пласт почвы отваливается вправо. Поэтому если вспашку каждого загона, на которые разбивают подлежащее вспашке поле, начинают с краев загона, то в середине образуется разъемная борозда, и такой способ называют вспашкой вразвал. Если вспашку начинают с сере-дины загона, то посередине образуется свальный гребень, и такой способ называют вспашкой всвал. |
| Для вспашки используют различные отвальные плуги (ПЛН-5-35, ПТК-9-35, ПВН-3-35 и др.). При пользовании оборотными плугами поле не разбивают на загоны, на нем не образуется ни развальных борозд, ни свальных гребней. Такую вспашку называют гладкой. |
| В районах, подверженных ветровой эрозии, чтобы сохранить на поверхности стерню и другие растительные остатки, которые предохраняют почву от выдувания и накапливают большое количество влаги в виде снега, так необходимой в засушливых степных районах, проводят только рыхление почвы без ее оборачивания, которое называют безотвальной вспашкой. Такую вспашку на глубину 27...30 см и более, разработанную в начале 50-х годов XX в. академиком Т. С. Мальцевым, широко применяют в Западной и Восточной Сибири и европейской части России с использованием ранее безотвальных плугов, а позднее плоскорезов и глубокорыхлителей различной конструкции (КПЭ-3,8, КПП-2,2, КПГ-2-150, КПГ-250, ГУН-4, типа параплау и др.). |
| На полях с невыровненной поверхностью и большим количеством слаборазложившихся растительных остатков (ежегодная вспашка в одном направлении, образование кочек, куртин сорняков) хорошие результаты как основная обработка обеспечивает фрезерование. При работе фрезерных ору-дий (ФНБ-0,9, ФН-1,25, КФГ-3,6 и др.) почва до глубины 10...20 см интенсивно крошится и тщательно перемешивается, создавая гомогенный пахотный или же сразу только посевной слой, куда и высевают семена культур. |
3. Технология возделывания озимой пшеницы вЦентрально-Черноземном регионе
Полное обеспечение растений факторами жизни и защиту их от вредных воздействий обеспечивает интенсивная технология, базирующаяся на использовании оптимальных доз удобрений, применении дробных азотных подкормок, на интегрированной защите посевов и др.
В современных кризисных условиях интенсивная технология для многих хозяйств возможна лишь на небольшой части посевов озимой пшеницы, чтобы обеспечить производство необходимого количества сильного и ценного зерна. В большинстве же случаев технология возделывания озимой пшеницы в хозяйствах должна быть малозатратной, энерго- и ресурсосберегающей, природоохранной с минимальным количеством удобрений и химических средств защиты посевов.
Предшественники и место в севообороте
Предшественники озимых хлебов в ЦЧР очень разнообразны. Упорядоченная классификация их приведена в таблице 18.
Озимая пшеница очень требовательна к предшественникам, от них зависит наличие влаги и питательных веществ в почве ко времени ее сева, дружность появления и развитие всходов, фитосанитарное состояние посевов, урожайность и качество зерна. Озимые посевы в севооборотах размещают по чистым, занятым, сидеральным парам и по непаровым предшественникам.
Чистый пар - ремонтное поле, он хорош для внесения извести, навоза или компоста, для уничтожения сорняков и пр. В районах с недостаточным и неустойчивым увлажнением он является самым надежным предшественником. Пар может обеспечить лучшую влажность в почве, получение хороших всходов и высокую урожайность даже в засушливых условиях. В условиях дефицита удобрений и средств защиты посевов роль чистых паров резко возрастает. Площадь их может составлять до 10 % пашни, особенно в степной зоне.
Важное значение имеют занятые и сидеральные (донниковые) пары, освобождающие почву за 1,5-2 месяца и более до начала сева озимых. Лучшие парозанимающие культуры: клевер, эспарцет или донник на 1 укос, озимые рожь, тритикале, рапс и их смеси с озимой викой на зеленый корм, вико-овсяная или горохо-овсяная смеси, люпин или кукуруза на зеленый корм и др.
Непаровые предшественники менее надежны, особенно в сухостепных районах. Однако во влагообеспеченных условиях можно получать довольно высокие урожаи после раноубираемых зернобобовых культур (горох, чина, чечевица и др.), раннего картофеля, гречихи, силосной кукурузы и др. Хуже других предшественников бывает стерневые злаковые занятые пары.