CC BY
45
УДК 633.11"321":631.51.021
эффективность систем обработки Почвы в технологии выращивания яровой пшеницы
А.М. ЛЕНТОЧКИН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
П.Е. ШИРОБОКОВ, аспирант Л.А. ЛЕНТОЧКИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Ижевская ГСХА, ул. Кирова, 16, г. Ижевск, 426033, Россия
E-mail: agro@izhgsha.ru
Резюме. Проведены двулетние полевые опыты в ОАО «Путь Ильича» Завьяловского района Удмуртской Республики. Цель исследований - разработка оптимальной системы обработки почвы, обеспечивающей высокую продуктивность и экономическую эффективность выращивания яровой пшеницы. Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая слабосмытая. Все технологические приёмы в опыте выполнены серийными промышленными орудиями и машинами, применяемыми в сельскохозяйственном производстве. В годы, значительно различающиеся по условиям вегетационных периодов, изучаемые приёмы зяблевой обработки почвы оказали разное влияние на урожайность зерна. Наилучший результат по сбору зерна - 25,8 ц/га - обеспечила вспашка ПЛН-5-35. Глубокая чизельная обработка уступила отвальной по влиянию на урожайность (на 6,6%), как и приёмы минимальной обработки почвы: КМБД-3х4П - на 5,0%, БДТ-3,0 - на 12,4%, КПЭ-3,8 - на 10,1%. Затраты на вспашку составляют 852 руб./га, на приёмы минимальной обработки почвы в 2 раза меньше - 388-446руб./га, при прямом посеве пшеницы затраты почти нулевые, но при этом и самая низкая урожайность культуры - 18,3 ц/га. Отвальная вспашка - это самый эффективный технологический приём зяблевой обработки почвы, который обеспечивает формирование наибольшей урожайности зерна яровой пшеницы, но он малопроизводителен и наиболее эрозионно опасен. Поэтому минимальная обработка почвы более приемлема для производства. Несмотря на меньшую урожайность яровой пшеницы (на 5-12%), затраты на ее реализацию в 2 раза меньше. Ключевые слова: яровая пшеница, обработка почвы, агрофизические свойства почвы.
Дляцитирования:ЛенточкинА.М. Широбоков П.Е., Ленточ-кина Л.А. Эффективность систем обработки почвы в технологии выращивания яровой пшеницы // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №5. С. 54-56.
В Удмуртской Республике дерново-подзолистые почвы занимают более 76% пахотных угодий. В естественном виде (под лесом) они обычно имеют сплошной подзолистый горизонт мощностью до 15 см; плотность почвы гумусового (А), элювиального (А2) и иллювиального (В1) горизонтов составляет соответственно 1,15; 1,48; 1,52 г/см3; пористость общая - 53, 39 и 42%; влажность завядания - 7,1; 7,7 и 8,6%. Вследствие освоения таких почв, сопровождающегося перемешиванием верхних генетических горизонтов и вовлечением их в пахотный слой, а также из-за действия плоскостной водной эрозии мощность подзолистого горизонта уменьшается, но плотность почвы возрастает до 1,37 г/см3, пористость общая снижается до 45,4%, влажность завядания достигает 7,1%. Пахотный слой таких почв характеризуется плохой неводопрочной микро- и макроструктурой, что приводит к его «заплыванию» после выпадения дождей и образованию на поверхности корки, отрицательно влияющей на рост сельскохозяйственных культур [1]. Около 78% пашни Удмуртской Республики подвержены плоскостной и линейной водной эрозии, в результате действия которых смываются наиболее плодородные верхние слои почвы, а часть угодий становится не пригодной для земледелия [1]. С увеличением степени
смытости дерново-подзолистых почв резко ухудшаются их водно-физические и агрохимические свойства. Так, у эродированных почв с увеличением степени смытости в обрабатываемом горизонте уменьшается содержание гумуса и возрастает плотность. В связи со снижением водопроницаемости в почву поступает меньше талой и дождевой воды, в 3-4 раза увеличивается доля недоступной влаги, в результате чего в 1,5-2,0 раза сокращаются ее продуктивные запасы. Плотность среднесм ытой почвы в слое 0-10 см составляет 1,34 г/см3, 10-20 см -1,47 г/см3. В случае повышенного количества осадков и при относительно низких температурах она повышается ещё сильнее, достигая значений 1,51 г/см3 и более [2].
Ранее установлено, что на дерново-подзолистых почвах Среднего Предуралья равновесная плотность пахотного слоя находится в пределах 1,4-1,5 г/см3, подпахотного - 1,5-1,7 г/см3, тогда как для большинства культурных растений оптимальная величина этого показателя на суглинистых почвах составляет 1,0-1,3 г/см3. Поэтому возникает необходимость не только обработки пахотного слоя, но и периодического (не менее одного раза в 2-4 года) рыхления подпахотного горизонта [3].
Проведённые исследования показывают эффективность поверхностного рыхления до глубины 10-12 см вместо нормальной и глубокой основной обработки почвы. Затраты при этом снижаются на 20%, а урожайность культур остаётся на уровне обычной вспашки. Кроме того, минимализация обработки почвы и прямой посев способствуют резкому снижению развития эрозионных процессов [4].
В структуре потенциала онтогенетической адаптации культурных видов растений целесообразно выделять системы потенциальной продуктивности и экологической устойчивости, обеспечивающие эффективность продукционного процесса и способность противостоять действию абиотических и биотических стрессоров. Благодаря этому поддерживается оптимальный уровень фотосинтеза и других метаболических процессов, которые служат энергетической базой накопления ассимилянтов и реализации защитно-компенсаторных реакций [5]. Приёмы обработки почвы - важное средство, оказывающее значительное влияние на водный, воздушный, питательный и другие режимы почвы на протяжении онтогенеза растений. Яровая пшеница имеет слаборазвитую корневую систему с пониженной способностью усвоения питательных веществ, что обусловливает её повышенные требования к условиям произрастания [6]. Поэтому исследование различных систем обработки эродированной дерново-подзолистой почвы в технологии выращивания этой культуры очень актуальны.
Цель исследований - разработка оптимальной системы обработки почвы, обеспечивающей высокую продуктивность и экономическую эффективность технологии выращивания яровой пшеницы.
Условия, материалы и методы. Полевые исследования проведены в 2013 и 2014 гг. в ОАО «Путь Ильича» Завьяловского района Удмуртской Республики.
Почва опытного участка дерново-среднеподзолистая среднесуглинистая со следующей агрохимической характеристикой: гумус - 1,3-1,5%; рНКС| - 4,8-5,3; S -9,7-11,9 ммоль/100 г; Нг - 2,11-2,25 ммоль/100 г; V -
Рисунок. Динамика влажности почвы в слое 0-20 см в течение вегетационного периода яровой пшеницы (тёмная заливка - недоступный уровень влажности): —О— -2013г.;^»--2014г.
92%; Р2О5 - 175-200 мг/кг; К2О - 145-210 мг/кг.
Объект исследования - яровая пшеница Свеча. Предшественник - клевер I года пользования, убранный на зелёный корм. После уборки второго укоса проведено дискование БДТ-7, а затем в сентябре основная обработка по вариантам: без обработки (контроль); Комбимастер-4,2 (на глубину 12-15 см); КМБД 3х4П (на 8-10 см); БДТ-3,0 (на 10-12 см); КПЭ-3,8 (на 12-15 см); ПЧ-2,5 (на 25-30 см); ПЛН-5-35 (на 18-20 см). В начале мая по достижении физической спелости почвы осуществляли закрытие влаги (боронование в два следа) СГ-15 + БЗТС-1,0. Семена протравливали за две недели до посева препаратом Виал-Траст с нормой расхода 0,4 л/т. Посев осуществляли сеялкой Tume-4 с одновременным внесением минеральных удобрений (N15-3oP15-3oK15-3o) в виде азофоски. Норма высева всхожих зёрен яровой пшеницы составляла 6 млн шт./га. Довсходовую обработку посевов проводили гербицидом Торнадо 500 с нормой расхода 3 л/га с помощью опрыскивателя Advance-2000. Для уничтожения двудольных сорных растений в фазе кущения пшеницы применяли гербицид Магнум с нормой расхода 0,01 кг/га. Уборка -поделяночная комбайном ACROS-530.
Погодные условия 2013 г. [7] характеризовались высокой среднесуточной температурой воздуха, которая в течение всего вегетационного периода превышала среднемесячные значения на 1,0-2,9 оС, и дефицитом атмосферных осадков три месяца из четырёх, что привело в период «выход в трубку-колошение» к снижению влажности в пахотном слое почвы до уровня недоступной влаги. Это крайне отрицательно сказалось на развитии растений и формировании урожайности. В 2014 г. погодные условия [8] были значительно благоприятнее: среднемесячная температура воздуха в мае и августе выше нормы соответственно на 3,5 и 1,4 оС, а в июне и июле - ниже на 0,3 и 3,2 оС. Сумма осадков в мае составила 50% от нормы, а в остальные месяцы вегетации яровой пшеницы - 116-128%. Высокая температура мая при дефиците осадков вызвала изреженность всходов, а пониженная температура июля при достаточном количестве осадков - усилила развития растений и колоса, а также способствовала появлению «второй волны» сорняков.
Анализы почвенных и растительных образцов выполняли по общепринятым методикам в лабораториях агрономического факультета Ижевской ГСХА. Статистическую обработку представленных результатов осуществляли в программе Excel методом дисперсионного анализа трёхфакторного полевого опыта, заложенного
методом расщепленных делянок, с использованием алгоритмов, изложенных Б.А. Доспеховым.
результаты и обсуждение. Исследования показали, что ко времени посева влажность почвы (см. рисунок) и запас продуктивной влаги были благоприятными для начальных этапов вегетации яровой пшеницы в оба года. Однако от фазы выхода в трубку и до колошения яровой пшеницы в жарком и острозасушливом 2013 г. влажность почвы в пахотном слое не превышала5,7%, что привело к значительному снижению продуктивности растений. Выпавшие в последующий период атмосферные осадки уже не оказали существенного влияния на развитие культурных растений.
В 2013 г. приёмы зяблевой обработки не оказали существенного влияния на изменение влажности почвы в пахотном слое, по сравнению с контрольным вариантом, а в 2014 г. способствовали её достоверному повышению только в фазе всходов яровой пшеницы на 1,3-2,3% (без обработки - 12,4%; НСР05 = 1,2%). Несмотря на жаркий первый месяц вегетации в 2014 г., влажность почвы до самой уборки находилась на достаточном уровне.
Дерново-подзолистые почвы Среднего Предуралья характеризуются слабой прочностью структурных агрегатов и способностью к заплыванию. Определение плотности почвы в 2013 г. в фазе выхода в трубку яровой пшеницы показало, что уже к этому времени её величина по всем приёмам обработки стала приближаться границе предела оптимальности (равновесному значению) и составляла 1,27-1,31 г/см3. Причём различия, как с контролем, так и между вариантами были не достоверны. Аналогичную картину наблюдали и в 2014 г., когда плотность почвы в фазе выхода в трубку составляла 1,25-1,30 г/см3.
Пористость почвы, характеризующая её воздушный режим и потенциальную влагоёмкость, не зависела от изучаемых приёмов обработки и находилась в 2013 г. на уровне 50,0-53,0%, а в 2014 г. - 50,4-52,6%, что соответствует ее удовлетворительному состоянию.
Установлено, что урожайность яровой пшеницы Свеча в зависимости от погодных условий отличалась по годам исследования в 4 раза (см. табл.).
Наибольшая урожайность в среднем за 2 года отмечена в варианте с зяблевой отвальной вспашкой. При этом следует отметить, что при неблагоприятной погоде 2013 г. сбор зерна при использовании вспашки (10,5 ц/га) и зяблевой
Таблица. влияние приёмов зяблевой обработки почвы на урожайность яровой пшеницы (среднее по главному эффекту), ц/га
Вариант 2013 г. 2014 г. среднее отклонение
Без обработки 7,4 29,2 18,3 -
КМБД 3*4П 9,4 39,5 24,5 6,2
БДТ-3,0 9,0 36,2 22,6 4,3
КПЭ-3,8 7,9 38,5 23,2 4,9
ПЧ-2,5 10,9 37,2 24,1 5,8
ПЛН-5-35 10,5 41,1 25,8 7,5
Среднее 9,2 37,4 23,3 -
НСР05 1,5 1,7 - -
обработки ПЧ-2,5 (10,9 ц/га); КМБД 3х4П (9,4 ц/га); БДТ-3,0 (9,2 ц/га) сильно не отличался (НСР05 = 1,5 ц/га). В лучших условиях 2014 г. урожайность на уровне вспашки (41,1 ц/ га) отмечена в варианте с комбинированным орудием КМБД 3х4П (39,5 ц/га).
В контрольном варианте, в котором посев провели в дернину клевера сеялкой прямого посева Тите-4, сбор зерна оказался существенно меньше, чем по отвальной вспашке, в оба контрастных года (в засушливом 2013 г. без обработки - 7,0 ц/га, ПЛН-5-35 - 10,9 ц/га; НСР05 част. разл. = 3,0 ц/га; в благоприятном 2014 г.: без обработки -33,9 ц/га, ПЛН-5-35 - 42,8 ц/га; НСР05 част. разл. = 3,4 ц/га).
В засушливом 2013 г. средняя густота всходов яровой пшеницы составляла 364 шт./м2 и не зависела от приёмов зяблевой обработки почвы. К уборке, из-за гибели и практически отсутствовавшего в течение вегетации кущения растений, средняя густота продуктивного стеблестоя составила всего 288 шт./ м2. Низкой была и продуктивность колоса - в среднем 0,30 г, вместе с тем, все приёмы зяблевой обработки почвы способствовали её увеличению на 0,06-0,13 г (контроль - 0,22 г), особенно эффективным было применение орудий ПЧ-2,5; ПЛН-5-35 и КМБД 3х4П.
В 2014 г. средняя густота всходов в условиях повышенной температуры (в послепосевную декаду она превышала норму на 6,5 оС) составила всего 279 шт./м2, но к уборке, благодаря хорошей сохранности растений и кущению, средняя густота продуктивного стеблестоя достигла 368 шт./м2. Средняя продуктивность колоса была так же выше, чем в предыдущем году, - 0,72 г, а наибольшая её величина отмечена в варианте с отвальной вспашкой (0,81 г). В контроле продуктивность колоса не превышала 0,67 г.
Вспашка сильнее всего повышала урожайность яровой пшеницы, но, в то же время, она оказалась одной из наиболее затратных операций. Анализ показал, что расходы на обработку почвы ПЧ-2,5 составили
948,6 руб./га, ПЛН-5-35 - 851,7 руб./га, БДТ-3,0 -446,5 руб./га, КПЭ-3,8 - 426,0 руб./га, КМБД 3х4П -388,4 руб./га. Причем затраты при отвальной вспашке оказались меньше, чем доход от прибавки урожая при ее использовании. Так, в среднем за 2 года испытаний урожайность зерна по отвальной вспашке была больше, не только по сравнению с контролем, но и с другими вариантами опыта, на 1,3-3,2 ц/га, что в денежном выражении при стоимости зерна пшеницы 8 тыс. руб./т эквивалентно 1040-2560 руб./га.
выводы. Различные системы зяблевой обработки почвы в технологии выращивания яровой пшеницы - отвальная, чизельная, минимальная, прямой посев - не обеспечивают эффективного противодействия неблагоприятным метеорологическим условиям, сопровождающимся острым дефицитом влаги в почве, что приводит к снижению уровня урожайности в 4 раза, по сравнению с благоприятными.
В среднем за 2 года испытаний, значительно различающихся по метеоусловиям, наибольшая урожайность зерна яровой пшеницы Свеча отмечена при использовании зяблевой отвальной вспашки ПЛН-5-35 (обычная обработка, глубина 18-20 см) - 25,8 ц/га, дискования КМБД 3х4П (мелкая обработка, 8-10 см) - 24,5 ц/га и чи-зельной обработки ПЧ-2,5 (глубокая обработка, 25-30 см) -24,1 ц/га. При прямом посеве она была равна 18,3 ц/га.
Затраты на обработку почвы при прямом посеве отсутствовали; при глубоком рыхлении ПЧ-2,5 составляли 949 руб./га, при отвальной вспашке - 852 руб./га, при минимальной обработке КМБД 3х4П - 388 руб./га. Таким образом, в технологии выращивания яровой пшеницы на дерново-среднеподзолистых почвах Среднего Предуралья наиболее приемлема система, основанная на минимальной обработке почвы, которая при близкой к отвальной вспашке урожайности отличается меньшими в 2 раза затратами.
Литература.
1. Ковриго В.П. Почвы Удмуртской Республики: монография. Ижевск: РИО Ижевская ГСХА, 2004. 490 с.
2. Вараксина Е.Г., Вараксин И.И., Захарова Т.И. Эрозия и воспроизводство плодородия эродированных почв Удмуртии: монография/ под общей ред. А.И. Венчикова. Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2008. 432 с.
3. Холзаков В.М. Повышение продуктивности дерново-подзолистых почв в Нечернозёмной зоне: монография. Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2006. 436 с.
4. Шептухов В.Н. Минимализация обработки и прямой посев в технологиях возделывания культур. Москва: ООО «Столичная типография», 2008. 208 с.
5. Жученко А.А. Ресурсный потенциал производства зерна в России (теория и практика). Москва: ООО «Издательство Агрорус», 2004. 1110 с.
6. Ленточкин А.М. Биологические потребности - основа технологии выращивания яровой пшеницы: монография. Ижевск: ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2011. 436 с.
7. Погода и климат - Климатический монитор: погода в Ижевске URL: http://www/pogodaiklimat.ru/monitor. php?id=28411&month= 5&year=2013. (дата обращения 19.11.2013).
8. Погода и климат - Климатический монитор: погода в Ижевске URL: http://www/pogodaiklimat.ru/monitor. php?id=28411&month=5&year=2014 (дата обращения 28.10.2014).
EFFICACY OF TILLAGE SYSTEMS IN THE TECHNOLOGY OF SPRING wHEAT CuLTIVATION
A.M. Lentochkin, P.Ye. Shirobokov, L.A. Lentochkina
Izhevsk State Agricultural Academy, Studencheskaja St., 11, Izhevsk, 426069, Russia
Summary. Two-years field tests were carried out in OAO "Put' N'icha" in Zavyalovo district of Udmurt Republic. The purpose of the research was to develop the optimal tillage system, ensuring high productivity and cost effectiveness of spring wheat cultivation technology. The soil of test plot was sod-podzol, middle loamy, weakly eroded soil. All processes in the experiment were performed with serial industrial tools and machines using in agricultural production. In the years, significantly different in conditions of growing seasons, the studied techniques of autumn plowing had different effects on grain yield. The best results in grain harvest (25.8 centner/ha) were provided by moldboard plowing by PLN-5-35. Deep chisel tillage had less effect (by 6.6 %) on the productivity, than moldboard plowing, as well as minimum tillage techniques: KMBD-3x4P - by 5.0 %, BDT-3.0 - by 12.4 %, KPE-3.8 - by 10.1 %. Costs for plowing is 852 RUB/ha, for minimal tillage they are 2 times less - 388...446 RUB/ha; costs for the direct seeding is almost zero, but in this case the yield of the culture is the lowest - 18.3 centner/ha. Moldboard plowing is the most effective technological methods of autumn soil tillage, which provides the maximal grain yield of spring wheat, but it is inefficient and the most dangerous with respect to soil erosion. Therefore the minimum tillage techniques are more attractive for the production. In spite of the less yield of spring wheat (by 5.12 %), the costs for their realization is 2 times less. Keywords: spring wheat, soil cultivation, agrophysical soil properties.
Author Details: A.M. Lentochkin, Dr. Sc. (Agr.), Prof. (e-mail: agro@izhgsha.ru); P.Ye. Shirobokov, Post-graduate Student; L.A. Lentochkina, Cand. Sc. (Agr.), Assoc. Prof.
For citation: Lentochkin A.M., Shirobokov P.Ye., Lentochkina L.A. Efficacy of tillage systems in the technology of spring wheat cultivation. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2015. V.29. №5. pp. 54-56 (In Russ)
