Для того, чтобы своевременно получить дружные всходы, необходимо создать условия для набухания и прорастания семян. То есть обеспечить оптимальное соотношение таких факторов, как глубина заделки, плотность почвы над и под семенным ложем, температура, аэрация и влажность. Некоторые пункты из этого скромного списка можно контролировать, некоторые – нет. Температура и влажность почвы на глубине посева зависят от погоды. Поэтому «приземленная» агрономия оказывается в постыдной зависимости от «ветреной» (в буквальном смысле слова) метеорологии. Циклон, антициклон, атмосферный фронт, прогноз погоды…
На Юге Украины главным препятствием для своевременного получения всходов является дефицит влаги. Причем довольно часто дефицит влаги проявляется как «дефицит» в «советском» понимании этого слова. То есть не как полное отсутствие, а как локальная недоступность. Влага в почве есть, но глубже, чем оптимальная глубина заделки семян.
В СССР граждане дефицит «ждали», «доставали» или «получали». Все зависело от возможностей и способностей. С дефицитом влаги можно «разобраться» теми же способами.
Самый простой – терпеливо ждать осадков. Иногда ожидания оправдываются, иногда – не полностью. А иногда – вообще никак. Что соответствующим образом отражается на времени появления и состоянии всходов. А также на урожайности.
«Дефицит» вполне можно «достать». Например, в Австралии используют сеялки «с поиском влаги», которые сеют на дно глубокой и широкой борозды. Глубина борозды достигает 15-18 см, поэтому есть шанс «дотянуться» до влажного слоя почвы. А реальная глубина заделки семян может быть 2-5 см. Толщина слоя, отделяющая заделанное в почву семя, позволяет проростку быстро «выскочить» на поверхность.
А еще можно дефицит «получить». Например, организовав полив. Но стационарные системы орошения требуют огромных финансовых затрат. Но зачем поливать ВСЕ поле для того, чтобы обеспечить влагой строчки высеянных семян?
Если исключить полив междурядий и ограничиться узкой зоной, в которой находятся семена, то для такого локального полива потребуются не сотни тонн, а всего лишь сотни литров влаги. Количество, вполне сопоставимое с нормой расхода рабочего раствора почвенных гербицидов. С этой задачей вполне справляется обыкновенный опрыскиватель.
Использовать опрыскиватель для локального полива после посева? Это вполне возможно. Но гораздо проще совместить посев и локальный полив. Подобная технология в Украине практически не известна, но ее используют в США. Причем весьма успешно.
УЗКАЯ ТЕМА С ШИРОКИМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ
Не в том суть жизни, что в ней есть,
но в вере в то, что в ней должно быть.
И. Бродский
Технологию локального припосевного полива в США начали разрабатывать только в конце 1960-х годов.
Одна из первых публикаций по теме – отчет об эксперименте, который проводился в 1968 году в штате Вайоминг. Полив в рядках сахарной свеклы непосредственно после посева с нормой расхода воды от 420 до 514 л/га повысил полевую всхожесть и ускорил появление всходов.
В университете штата Нью-Мексико в середине 1970-х годов похожие опыты проводились с хлопчатником. Локальное орошение (впрыскивание воды в посевные борозды) проводилось нормой 94, 187, 281 л/га. Отмечалось не только существенное увеличение полевой всхожести (на 82%), но и рост урожайности на 41% в 1974 году и 26% в 1975 году.
В конце 1970-х – начале 1980-х годов в университете штата Орегон исследованием припосевного локального орошения озимой пшеницы занимался Fariborz Noori (диссертация 1982 года). Опыты проводились на делянках и в вегетационных сосудах.
Вода впрыскивалась в зону рядка непосредственно после посева. Изучались различные нормы – от 20 до 70 мл воды/м.п. посевной борозды. Локальное орошение увеличило влажность почвы в зоне расположения семян. Повышенная по сравнению с контролем влажность почвы сохранилась на протяжении 9 дней после увлажнения. Это ускорило набухание и прорастание семян, максимальный эффект увлажнения проявился в засушливых условиях.
Водный потенциал почвы при посеве в сезоне 1979-1980 гг. был 1,1 МПа, в 1980-81 гг. – 0,9 МПа и 0,6 МПа в 1981-1982 году. Проще говоря, осень 1981 года была влажной, а 1979 и 1980 – сухой.
Впрыскивание воды из расчета 50 мл воды/м ряда осенью 1979 года увеличило урожайность на 16%. При посеве в 1980 году впрыскивание 20 мл воды/м в ряд увеличило урожайность по сравнению с контролем на 4%, а впрыскивание 40 мл/м – на 33%. В более влажных условиях осени 1981 года эффект от использования различных норм воды практически не отличался, урожайность была на 21-29% выше, чем в контрольном варианте.
В экспериментах также изучалось внесение вместе с водой растворенных стартовых удобрений (диаммофоса). Было установлено, что увеличение концентрации стартовых удобрений выше определенного уровня негативно отражается на полевой всхожести пшеницы, особенно в условиях жаркой сухой погоды. При умеренной естественной влажности почвы стартовое фосфорное удобрение усиливало темпы роста появившихся всходов.
К сожалению, дистанция между наукой и производством такая же большая, как между теорией и практикой. Для того, чтобы использовать локальный припосевной полив, нужны были специальные устройства. Казалось бы, ничего сложного – бак, насос, шланги и форсунки. И система для монтажа этого оборудования на трактор и/или сеялку. Но «скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается».
АВСТРАЛИЙСКИЙ ЭНТУЗИАСТ
Все романы обычно на свадьбах кончают недаром:
Потому что не знают, что делать с героем потом.
К. Симонов
Австралийский журнал Land Magazine в начале 1990-х годов опубликовал короткую заметку о фермере из Нового Южного Уэльса, который самостоятельно изготовил устройство для локального увлажнения почвы при посеве.
Глен Хэмблин выращивал (вполне возможно, и сейчас еще выращивает) кукурузу, хлопок и пшеницу. И устал ждать милостей от скупой на влагу австралийской погоды. Поэтому создал посевной агрегат на базе трактора Deere 4850 и восьмирядной сеялки Kinze, оборудованный самодельной «поливалкой».
На тракторе были закреплены два бака объемом по 250 галлонов (950 л) каждый. С помощью насоса вода проходила через фильтр и поступала в распределяющую трубу, расположенную на «крыше» сеялки. На центральной магистральной трубе были установлены восемь форсунок, вода из которых по рукавам низкого давления подавалась к сошникам, стекая в посевные борозды.
Благодаря такой конструкции сопла не забиваются грязью и пылью.
Для того, чтобы семена набухли и начали прорастать, достаточно было «залить» в борозды 50 галлонов/акр воды. То есть примерно 500 л/га. Благодаря стартовому поливу существенно возросла полевая всхожесть семян, всходы появлялись быстро и дружно. По оценке Глена Хэмблина, урожайность кукурузы и хлопка выросла на 30%.
При посеве в достаточно влажную почву посевной агрегат использовался для внесения раствора стартовых минеральных удобрений и пестицидов.
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗ США
Тут не будет разных мнений,
Хоть предмет твоих волнений
Чуть побольше, чем казалось,
Чуть поменьше, чем хотел.
О. Ладыженский
Современные технические возможности позволяют превратить старые идеи в новые технологии. Что необходимо для того, чтобы эффективно использовать локальное припосевное орошение?
Необходим мощный трактор. Современная широкозахватная сеялка (оптимальный вариант – No-Till). Вместительная емкость для воды. Насос с высокой производительностью.
И система распределения воды, обеспечивающая равномерное точное поступление влаги в зону каждого рядка (посевной борозды).
А также обоснованные нормы локального орошения, с учетом потребностей культуры и особенностей почвы.
Успешно «собрать паззлы» в технологию SRS (Seed Row Saturation) удалось американским инженерам из компании Exactrix Global Systems.
Основой для их агрегата является 16-ти рядная сеялка Case Ih 2150 с шириной междурядий 30 дюймов (76,2 см). Вместе с ней агрегатируется емкость, вмещающая 10-12 тонн воды. Одной заправки прицепной «водовозки» хватает на локальное увлажнение 15-20 га.
Подача воды осуществляется с помощью четырех- или шестицилиндровых насосов с производительностью от 150 до 250 л/минуту. Давление на выходе невелико (от 1 до 5 psi, т.е. от 0,07 до 0,35 атмосфер) чтобы избежать разбрызгивания. Насосы PD Exactrix требуют от 10 до 15 л/минуту гидравлического потока. Благодаря регулирующему гидравлическому клапану, насос использует относительно небольшую часть масла, поэтому гидравлические механизмы сеялки вполне справляются со своими функциями.
Стоимость аппаратуры – в пределах 40-50 тыс. USD.
При самостоятельном переоборудовании 24-ти рядной сеялки с шириной междурядий 50 см фермер Joel McClure из Канзаса уложился в 23 тыс. USD. Его «сеялка-поливалка» успешно работает на скорости 10 км/час, выливая в засеянные борозды до 500 л/га воды. Joel McClure обнаружил, что урожайность сои при припосевном расходе воды 500 л/га была на 30% выше, чем при меньшей (200 л/га) норме локального орошения.
Рекомендованные нормы внесения воды зависят от типа и влажности почвы, погоды, глубины заделки семян. При расчетах учитывается норма внесения в пересчете на погонный метр семенной борозды. Поэтому при широких междурядьях норма расхода в пересчете на гектар меньше, а при узких – больше.
При посеве в жаркую сухую погоду при ширине междурядий 70 см рекомендуется вносить примерно 500 л/га воды, при междурядьях 50 см – 600 л/га, а при междурядьях 32 см – 900 л/га. При узких междурядьях необходимо увеличить расход воды до 1000-1500 л/га.
ВЛАГА ДЛЯ СОИ
Никто, нигде, никак и никогда.
Заложник отрицательной частицы,
Я начинаю мерзко суетиться,
Оставшись на границе с «нет» и «да»
О. Ладыженский
При широкорядном (20 дюймов = 55 см) посеве сои с нормой высева 100 тыс. растений/га в штате Канзас летом 2017 года различная норма внесения воды в рядки повлияла как на скорость появления всходов, так и на их количество.
При внесении 500 л/га на контрольном участке появились 23 «нормальных» растения и 1 отстающее в росте. При внесении 380 л/га «нормальных» всходов было 24, «отстающих» – 2. Уменьшение нормы до 280 л/га уменьшило количество «нормальных» растений до 20, а при норме 200 л/га – до 19.
При более высоких нормах локального припосевного орошения всходы появлялись на 3-4 дня раньше, развитие растений происходило более интенсивно.
На основании практического опыта фермеры Канзаса предпочитают использовать максимальную норму (500 л/га) воды для припосевного орошения. При меньших нормах эффект технологии уменьшается, особенно на «пересушенных» полях.
Так как норма расхода воды зависит от ширины междурядий, посев сои с меньшим междурядьем потребует пропорционального увеличения расхода влаги. При посеве с междурядьем 15-22 см требуется «вылить» в рядки минимум 1000 л/га.
Затраты на припосевное орошение сои составляют от 5 до 12 USD /га. Учитывая стоимость посевного материала и прочие затраты на посев, это относительно небольшая плата за гарантию получения своевременных дружных всходов.
В условиях Украины подобный подход оправдан при выращивании нута, семена которого стоят дорого, а реальная полевая всхожесть иногда не превышает 40-50%.
ГАРАНТИИ ДЛЯ РАПСА
Дорого вовремя время,
Времени много и мало.
Долгое время — не время,
Если оно миновало.
С. Маршак
Если для сои небольшое опоздание с посевом (вернее – с получением всходов) – досадная неприятность, то для озимого рапса – трагедия. Осенью температура воздуха с каждым днем становится меньше, а световой день – короче. Поэтому всходы, «задержавшиеся» на пару недель, могут не сформировать устойчивые к зимним морозам растения.
Оптимальная глубина заделки семян озимого рапса – в пределах 1,5-3 см, максимально допустимая – 4 см. При подготовке поля к посеву в сухую и ветреную погоду верхний слой почвы часто пересыхает. Влага в почве есть, но ниже – на глубине 8-10 см. До нее корни всходов озимого рапса могут легко добраться буквально за 3-4 дня. Но, для начала семена должны прорасти. А для начала – набухнуть, получив живительный «глоток» влаги. Но в высушенном поверхностном слое почвы ее нет. Семенам приходится ждать очередного дождя. Иногда очень долго. Слишком долго для того, чтобы успеть подготовиться к зиме.
Семена современных «модных» гибридов озимого рапса стоят недешево. Гектарная норма стоит 40-50 USD. А иногда – даже больше. С затратами на подготовку почвы и посев стоимость «фальшстарта» составляет примерно 80 USD/га. В США «фальшстарт» при посеве озимого рапса оценивают в 100-250 USD/га, так как цена посевного материала и оплата труда в США выше, чем в Украине.
Локальное орошение рядков при посеве с нормой от 500 л/га (при междурядьях 40-50 см) до 1200 л/га (при междурядьях 15-22 см) обходится гораздо дешевле – максимум 10 USD/га. И гарантирует своевременное (на 3-4-й день) появление всходов с полевой всхожестью 95-99%. Соответственно, при использовании сеялок точного высева и получении всходов в оптимальные сроки норма высева может быть уменьшена до 350-400 тыс. семян/га. То есть затраты «на воду» можно компенсировать за счет уменьшения нормы высева на 20-30%. При выращивании кукурузы, подсолнечника или гибридного сорго затраты на семена немного меньше, чем при выращивании озимого рапса. Но это не повод рисковать – лучше подстраховаться и «залить» рядки водой, чем полагаться на случай, удачу и прогноз погоды.
ПРИПОСЕВНОЕ ОРОШЕНИЕ НА… ОРОШЕНИИ?
Делай что можешь, с тем,
что у тебя есть, там,
где ты находишься.
Теодор Рузвельт
прорастание сои. При этом расходы на воду окупаются экономией на норме высева семян – всхожесть не опускается ниже 95%
Технологию локального полива при посеве целесообразно использовать даже на орошаемых полях. По расчетам американских исследователей, затраты на орошение дождеванием 1 га для промачивания верхних 5 см почвы обходятся примерно 100 USD/га. При этом расходуется очень много «лишней» воды. Затраты на локальное припосевное увлажнение как минимум в 10-15 раз меньше.
Американские практики используют комбинацию локального увлажнения в рядках при посеве (Water Injection, SRS-Seed Row Saturation) и подпочвенного капельного увлажнения (SRS). Подпочвенное орошение обеспечивает экономное использование влаги в «правильном» месте – на глубине распространения корневой системы. То есть на глубине 30-45 см. При этом верхний слой почвы остается сухим. То есть при использовании такой системы орошения получение своевременных всходов сои, кукурузы и рапса зависит от капризов погоды. Сеялка, оборудованная устройством для увлажнения семян в рядках, заменяет долгожданный дождик, причем именно тогда, когда надо – при посеве. Своевременно вылитые на семена 300-500 литров воды обеспечивают быстрое появление всходов, а с последующим орошением посевов отлично справляется подземная «капля».
Ощутимым преимуществом локального припосевного орошения является то, что всходы культуры получают преимущество по сравнению с сорняками. Семена сорняков, которые находятся в верхнем слое сухой почвы, вынуждены дожидаться осадков. Если между посевом и выпадением дождя прошло 2-3 недели, то развитые всходы культурных растений могут успешно конкурировать с появляющимися всходами сорняков. При благоприятном стечении обстоятельств такая «фора» на старте позволяет обойтись без применения гербицидов. Или существенно сократить затраты на химическую борьбу, применяя относительно недорогие препараты.
Оборудование для припосевного локального орошения можно использовать и для других целей. При достаточной влажности почвы на глубине посева дооборудованная сеялка может локально вносить рабочий раствор стартовых удобрений, стимуляторов роста и пестицидов. Например, инсектициды против обитающих в почве вредителей. Или растворенные в воде препараты для инокуляции бобовых.
Естественно, что технология локального припосевного орошения не лишена недостатков.
Во-первых, в Украине подобное оборудование не выпускается. И нет специалистов по его установке, настройке и сервисному обслуживанию.
Поэтому его придется приобретать в США или Австралии. Либо самостоятельно изготавливать из доступных комплектующих.
Во-вторых, относительно высокие (по сравнению с применением пестицидов) нормы внесения воды требуют наличия источника водоснабжения, транспорта и емкостей. И существенных затрат на транспортировку воды на поля.
В-третьих, технология дает ощутимый эффект в условиях локального дефицита влаги, то есть в засушливых условиях. Но не при тотальной засухе – вылитая в рядки влага должна «соединиться» с влагой почвы. В условиях достаточно влажного климата использование этой технологии также нецелесообразно.
В-четвертых, технология оптимально приспособлена для широкорядного посева пропашных культур. Чем шире междурядья, тем меньше суммарная длина рядков в пересчете на единицу площади. И наоборот. Поэтому локальное припосевное орошение оправдано при выращивании культур с шириной междурядий более 45 см. Это ограничивает как выбор культур, так и выбор сеялок.
Но, несмотря на недостатки, технология локального припосевного орошения обладает неоспоримым преимуществом. Она уменьшает зависимость от капризов погоды. Зачем ждать дождь с неба, если можно организовать локальный «дождик» из сеялки?
Александр Гончаров