CC BY
14
12. Eliseev S.L., Renev E.A., Biniyaz M.F. Effect of sowing time on the yield of oilseed flax in the middle Cis-Urals. Perm Agrarian Journal. 2022. 38(2): 65-70.
13. Pershakov A. Yu., Belkina R.I., Suleimenova A.K. Responsiveness of oil flax varieties to increasing norms of mineral fertilizers. Vestnik KrasGAU. 2021; 171(6): 11-17.
14. Zakharova L.M., Morozov D.O. Protection of flax from weeds using Vitaplan biofungicide. Achievements
of Science and Technology of AlCis. 2016; 30(7): 80-83.
15. Yield and chemical composition of flax seeds of the Sanlin oil variety / E.I. Lupova, A.V. Novikova, A.V. Polyakov, D.V. Vinogradov. Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2019; 6: 110-119.
16. Minzhasova A., Loshkomoynikov I. Selection of oilseed flax for the qualitative composition of oil. International Agricultural Journal. 2016; 3: 33-35.
Ольга Дмитриевна Филипчук, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ведущий научный сотрудник, [email protected]
Пётр Петрович Трефильев, младший научный сотрудник
Григорий Яковлевич Ратушняк, доктор технических наук, профессор, директор, [email protected] Александр АлександровичЖученко, академик РАН, доктор биологических наук, профессор Александр Викторович Квитко, доктор юридических наук, ведущий научный сотрудник, [email protected]
Olga D. Filipchuk, Doctor of Agriculture, Professor, Leading Researcher, [email protected] Pyotr P. Trefilyev, junior researcher
Grigory Ya. Ratushnyak, Doctor of Technical Sciences, Professor, director, [email protected] Alexander A. Zhuchenko, Academician of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Biology, Professor Alexander V. Kvitko, Doctor of Jurisprudence, Leading Researcher, [email protected]
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests. Статья поступила в редакцию 17.03.2023; одобрена после рецензирования 05.04. 2023; принята к публикации 05.04.2023.
The article was submitted 17.03.2023; approved after reviewing 05.04.2023; accepted for publication 05.04.2023.
-Ф-
Научная статья
УДК 631.5:633.15:631.582(470.62/.67) doi: 10.37670/2073-0853-2023-100-2-44-48
Агрофизические условия формирования корневой системы озимого рапса при технологии Mzuri Pro-Til
Юрий Алексеевич Кузыченко, Расул Гаджиумарович Гаджиумаров,
Арсен Ниязбиевич Джандаров
Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр, Михайловск, Ставропольский край,
Россия
Аннотация. Исследование проведено с целью установления зависимости развития корневой системы растений от складывающихся агрофизических условий в почве при различных приёмах основной обработки по технологии Mzuri Pro-Til. Объектом исследования был гибрид озимого рапса - Дарко Fj. Проведено математическое моделирование зависимости развития стержневой корневой системы озимого рапса (степени задернения Z) от агрофизических условий в почве: плотности почвы Р и запаса продуктивной влаги W при различных системах основной обработки почвы. Получена зависимость Z = С (W2 / P), т.е. развитие корневой системы озимого рапса пропорционально квадрату запасов влаги и снижается с увеличением плотности почвы. Объёмная интенсивность развития корней рапса при различных приёмах обработки почвы оценивалась по фрактальному показателю D = ln kj / ln k2 в зависимости от количества kj и длины ветвления k2 корней. Установлено более интенсивное развитие корней рапса (D = 0,83) при дисколаповой культивации на глубину 16 см, формирующей более благоприятные агрофизические условия в почве в осенний период (плотность почвы 1,14 г/см3, запас влаги 108 мм). Турбокультивация с показателем D = 0,7 в меньшей степени способствует развитию корневой системы растения, поскольку создаёт более жёсткие условия в корнеобитаемом слое (плотность почвы 1,23 г/см3, запас влаги 76 мм).
Ключевые слова: озимый рапс, корневая система, чернозём южный, приёмы обработки почвы, метод размерностей, фрактальный показатель, технология Mzuri Pro-Til.
Для цитирования: Кузыченко Ю.А., Гаджиумаров Р.Г., Джандаров А.Н. Агрофизические условия формирования корневой системы озимого рапса при технологии Mzuri Pro-Til // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2023. № 2 (100). С. 44 - 48. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2023-100-2-44-48.
Original article
Agrophysical conditions for the formation of the root system winter rapeseed with Mzuri Pro-Til technology
Yuri A. Kuzychenko, Rasul G. Gadzhiumarov, Arsen N. Dzhandarov
North Caucasus Federal Agricultural Research Center, Mikhailovsk, Stavropol Territory, Russia
Abstract. The study was carried out in order to establish the dependence of the development of the root system of plants on the developing agrophysical conditions in the soil with various methods of basic processing using the Mzuri Pro-Til technology. The object of the study was a hybrid of winter rapeseed - Darko Fj. Mathematical modeling of the dependence of the development of the tap root system of winter rapeseed (degree of sodding Z) on the agrophysical conditions in the soil: soil density P and productive moisture reserve W for various systems of basic tillage was carried out. The dependence Z = C(W2/P) was obtained, i.e. the development of the root system of winter rapeseed is proportional to the square of moisture reserves and decreases with increasing soil density. The volumetric intensity of rapeseed root development with different methods of tillage was estimated by the fractal index D = ln kj / ln k2 depending on the number k1 and branching length k2 of the roots. A more intensive development of rapeseed roots (D = 0.83) was established during discolone cultivation to a depth of 16 cm, which forms more favorable agrophysical conditions in the soil in the autumn period (soil density 1.14 g/cm3, moisture reserve 108 mm). Turbocultivation with D = 0.7 contributes to the development of the plant's root system to a lesser extent, since it creates more severe conditions in the root layer (soil density 1.23 g/cm3, moisture reserve 76 mm).
Keywords: winter rapeseed, root system, southern chernozem, tillage practices, dimensional method, fractal index, Mzuri Pro-Til technology.
For citation: Kuzychenko Y.A., Gadzhiumarov R.G., Dzhandarov A.N. Agrophysical conditions for the formation of the root system winter rapeseed with Mzuri Pro-Til technology. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2023; 100(2): 44-48. (In Russ.). https://doi.org/10.37670/2073-0853-2023-100-2-44-48.
В технологии Mzuri Pro-Til c полосной обработкой почвы и строчным посевом озимых культур на фоне применения глифосата присутствуют некоторые элементы подобия с технологиями No-Till и Strip-Till, являющимися современными направлениями технологического развития растениеводства [1 - 6] Особенностью данных исследований в технологии Mzuri Pro-Til является применение различных мелких и поверхностных обработок стерни, поскольку отмечается равнозначность сохранения продуктивного запаса влаги при внесении 4 т/га соломы на необработанную стерню или 2-кратное лущение стерни на глубину до 5 см [7]. Представляет интерес оценка формирования корневой системы озимого рапса, происходящего в результате сложившегося определённым образом комплекса агрофизических условий в почве, зависящих в том числе и от применяемой системы основной обработки почвы. Известны результаты исследований по динамике развития корневых систем растений в зависимости от степени насыщения почвенного раствора различными элементами минерального питания [8]. Кроме того, реакция корневых систем на складывающийся комплекс агрофизических условий и заполнение корнями объёма почвенного пространства связаны с общей пористостью обрабатываемого слоя почвы, а, следовательно, и с объёмом капиллярных пор, удерживающих влагу [9 - 11].
На первом этапе исследований необходимо дать прогнозную оценку динамики развития корневой системы озимого рапса, т.е. сформулировать математическую зависимость интенсивности развития корней от факторов плотности почвы
и запаса продуктивной влаги в корнеобитаемом слое.
Основной целью исследований является установление зависимости развития корневой системы растений от складывающихся агрофизических условий в почве при различных приёмах основной обработки в технологии Mzuri Pro-Til.
Материал и методы. Научно-производственный опыт проводили в 2021 и 2022 гг. на чернозёме южном в юго-восточном части Ставрополья. Климатические факторы летне-осеннего периода 2021 г. с ГТК = 0,83 и весенне-летнего периода 2022 г. с ГТК = 1,37 соответствовали благоприятным условиям влагонакопления в почве под озимый рапс. Почва опытного поля -чернозём южный карбонатный, гумус — 3,2 % в слое 0 — 20 см; Р2О5 — 33,5 мг / кг; К2О — 325 мг / кг; предшественником была озимая пшеница, объектом исследования — гибрид озимого рапса Дарко F1.
Применяли такие системы основной обработки, как вспашка (плуг ПН-8-40 + каток ККШ-6, контроль), глубина обработки 20—22 см; комбинированная обработка (дисколаповый культиватор GB), глубина обработки 14 — 16 см; турбокультивация (турбокультиватор S 2000), глубина обработки 3 — 4 см. Одновременно проводили полосное внесение аммофоса (12 : 52) с нормой 125 кг/га щелережущей лапой на глубину 20 см и сточный посев высевающей лапой с рассекателем на глубину 3 — 4 см посевным комплексом «Mzuri»; норма высева озимого рапса составляла 2,5 кг/га.
Для разработки математической модели зависимости развития корневой системы озимого
рапса (задернения) 2 от плотности почвы Р и продуктивного запаса влаги в почве Ж применяли метод размерностей [12], приводящий к зависимости 2 = /(Р, Ж).
Фрактальной называется разветвлённая структура, в данном случае - корневая система озимого рапса, состоящая из частей, которые в некотором отношении были подобны целому. Анализ развития корневой системы озимого рапса при различных приёмах основной обработки почвы проводили с использованием метода фрактальной геометрии [13]. Для этого на первом этапе исследований измеряли длину корней Ц и количество корней Л, каждого /-го порядка. Для этой цели была предложена определённая система кодирования корней, заключающаяся в определении их порядка. На первом этапе за первый порядок принимали главный корень (один или несколько), за второй - все отходящие от главного корня, за третий - все отходящие от корней второго порядка и т.д.
Следующий шаг состоял в перекодировании порядков корней с учётом числа разветвлений Л/ и их длины Ь/, т.е. порядки корней переписываются наоборот: корни, не имеющие ответвлений, принимаются за первый порядок, а главный корень - за высший (возможно 3-й или 4-й порядок) для определённой корневой системы. В итоге главный корень имеет высший порядок, а самые маленькие корешки, не имеющие ответвлений, - первый порядок.
После кодирования по описанной схеме вычисляли среднюю длину корней Ц и их число Л/ каждого порядка. Далее вычисляли промежуточные коэффициенты ^ и kb по формулам: Ь = Ц - Ц - 1, (1)
где ^ - отношение средней длины /-го порядка к средней длине предыдущего 1 - 1-го порядка;
ь = Л/ - Л, + 1, (2)
где ^ - отношение числа корней /-го порядка к числу корней 1 + 1-го последующего порядка. Далее вычисляли коэффициенты длины К/ как среднее значение ^ и коэффициент числа корней К как среднее значение Фрактальную размерность D рассчитывали по формуле:
D = 1п Кь / 1п К. (3)
Результаты и обсуждение. Проведено математическое моделирование зависимости развития стержневой корневой системы озимого рапса (степени задернения) 2 (г/дм3) от агрофизических условий в почве - плотности почвы Р (т/м3) и
запаса продуктивной влаги Ж (мм) при различных системах основной обработки почвы. Уравнение в общем виде записывается следующим образом: 2 = Ра • Жв.
Размерности показателей переводили в систему СИ (кг, м). Размерный ряд уравнения имеет вид: кг-3 м-3 = (кг3 м—3)а х (м—3)в.
Степени (кг): —3 = 3 а, а = -1.
Степени (м): —3 = —3а - 3в, в = 2.
Получено уравнение
2 = С (Ж2 /Р), т.е. развитие корневой системы озимого рапса пропорционально квадрату запасов влаги и снижается с увеличением плотности почвы. Корректирующий коэффициент С вычисляли по соотношению совместных расчётов 2п по данным полевых отборов и 2т рассчитанного теоретически. Данное выражение с учётом коэффициента С позволяет прогнозировать развитие корневых систем растений на основе показателей Р и Ж.
Плотность почвы при дисколаповой культивации в осенний и весенне-летний периоды в годы проведения опыта была ниже на 0,5 и 0,09 г/см3, чем при вспашке и турбокультивации соответственно, что связано с комбинированным воздействием на почву рабочих органов - дисков и плоскорежущих лап. Высокая плотность почвы при турбокультивации (1,23 и 1,25 г/см3 соответственно) формировалась вертикальными волнистыми дисками при поверхностной обработке почвы на глубину 3 - 4 см. В осенний период запас продуктивной влаги при дисколаповой культивации составлял 108 мм, при вспашке запасы были ниже на 25 мм, а при турбокультивации - ниже на 32 мм. В весенне-летний период разница в накоплении влаги при вспашке и дисколаповой культивации была несущественной (2 мм), однако при турбокультивации запасы были ниже на 6 мм (табл. 1).
Озимый рапс высевали в первой декаде сентября, поэтому развитие корневой системы в большей степени зависело от осеннего и весенне-летнего влагонакопления при различных приёмах обработки почвы (рис. 1).
На основе предложенной выше методики расчётов показателя фрактальной размерности В (табл. 2) установлено большее значение показателя В = 0,83 при дисколаповой культивации в сравнении со вспашкой (В = 0,77) и турбокуль-тивацией (В = 0,70), что было связано с наиболее
1. Агрофизические показатели пахотного слоя почвы при возделывании озимого рапса
Приёмы основной обработки почвы Плотность почвы, г/см3 Продуктивный запас влаги, мм
осенний период весенне-летний период осенний период весенне-летний период
Вспашка (контроль) 1,19 1,22 83 120
Дисколаповая культивация 1,14 1,20 108 122
Турбокультивация 1,23 1,25 76 116
Рис. 1 - Корневая система озимого рапса при различных приёмах основной обработки почвы
2. Морфометрия корневой системы озимого рапса при различных приёмах обработки
Приём обработки почвы Порядок корней Ni, шт. Li, мм kb = N / N+1 kl = Li+1 / Li Kb Ki Dr = lnKb / lnK
Вспашка (К) 2 65 2,4 9,2 28,7 8,1 15,0 0,77
3 7 69 7 1,6
4 1 110 - -
Дисколаповая культивация 2 90 3,4 9,0 29 9,5 15,1 0,83
3 10 98,8 10 1,2
4 1 120 - -
Турбо-культивация 2 58 2,1 9,6 28,0 7,8 14,6 0,70
3 6 59 6 1,35
благоприятными агрофизическими условиями развития корневой системы озимого рапса в период вегетации.
Вывод. Оценка объёмного развития корневой системы озимого рапса при различных приёмах основной обработки почвы в технологии Mzuri Pro-Til показала более интенсивное её развитие при дисколаповой культивации на глубину до 16 см с показателем D = 0,83. Турбокультивация, создающая более высокую плотность почвы (1,23 г/см3) и низкий запас влаги (76 мм), менее благоприятно влияет на развитие корней озимого рапса (D = 0,7)
Список источников
1. Дыренко М.А. Возделывание озимого рапса в условиях полупустыни // Животноводство и кормопроизводство. 2010. Вып. 3. С. 66—68.
2. Дыренко М.А. Эффективность возделывания сортов озимого рапса на корм в сухостепной зоне // Кормопроизводство. 2012. № 7. С. 30—31.
3. Дридигер В.К., Дрёпа Е.Б., Попова Е.Л. Ресурсосберегающие технологии обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур в Ставропольском крае // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011. № 4 (32). С. 34—36.
4. Попова Е.Л. Влияние технологии возделывания на осеннее развитие озимого рапса // Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Северо-Кавказском
федеральном округе: матер. 75-й науч.-практич. конф. Ставрополь: Изд-во «Параграф», 2011. С. 178 - 180.
5. Попова Е.Л. Рапс: возделывание по нулевой технологии // Аграрный консультант. (Ростов-на-Дону). 2011. № 2 (5). С. 39 - 41.
6. Горянин О.И. Дифференцированная система обработки почвы как элемент адаптивной системы земледелия Самарской области // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2014. № 5 (49). С. 23 - 25.
7. Скорляков В.И., Бондаренко Е.В., Белик М.А. Влагосберегающая эффективность послеуборочной обработки почвы // Техника и оборудование для села. 2013. № 9. С. 8 - 11.
8. Кравков С.П. Биохимия и агрохимия почвенных процессов. Л.: Наука. 1978. 291 с.
9. Краузе М. Обработка почвы как фактор урожайности. М.: ГИСККЛ, 1931. 265 с.
10. Кузыченко Ю.А., Гаджиумаров Р.Г., Стукалов Р.С. Влияние способов обработки почвы на формирование корневой системы подсолнечника в зоне Центрального Предкавказья // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2020. № 3. С. 28 - 34.
11. Кузыченко Ю.А, Гаджиумаров Р.Г., Стукалов Р.С. Формирование корневых систем кукурузы на зерно при различных способах обработки почвы в зоне Центрального Предкавказья // Известия Нижневолжского агроуни-верситетского комплекса. 2020. № 1 (57). С. 74 - 81.
12. Широв В.Н., Пархоменко Г.Г. Применение теории размерностей и подобия при определении параметров и режимов работы машин для обработки почвы // Научный журнал КубГАУ 2015. № 110 (06). С. 2 - 14.
13. Балханов В.К. Основы фрактальной геометрии и фрактального исчисления / отв. ред. Ю.Б. Башкуев. Улан-Удэ: Изд-во Бурятского госуниверситета, 2013. 224 с.
References
1. Dyrenko M.A. Cultivation of winter rapeseed in semi-desert conditions. Animal Husbandry and Fodder Production. 2010; 3: 66-68.
2. Dyrenko M.A. Efficiency of cultivation of varieties of winter rapeseed for fodder in the dry steppe zone. Fodder Production. 2012; 7: 30-31.
3. Dridiger V.K., Dryopa E.B., Popova E.L. Resource-saving technologies for tillage and sowing crops in the Stavropol Territory. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2011; 32(4): 34-36.
4. Popova E.L. Influence of cultivation technology on the autumn development of winter rape // Modern resource-saving innovative technologies of cultivation of agricultural crops in the North Caucasus Federal District: Sat. Art. International scientific-practical. conf. Stavropol, 2011. P. 178-180.
5. Popova E.L. Rapeseed: No-Till cultivation. Agrarian consultant. (Rostov on Don). 2011; 5(2): 39-41.
6. Goryanin O.I. Differentiated tillage system as an element of the adaptive farming system of the Samara
region. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2014; 49(5): 23-25.
7. Skorlyakov V.I., Bondarenko E.V., Belik M.A. Moisture-saving efficiency of post-harvest tillage. Machinery and Equipment for Rural Area. 2013; 9: 8-11.
8. Kravkov S.P. Biochemistry and agrochemistry of soil processes. L., 1978. 291 p.
9. Krause M. Soil tillage as a yield factor. M., 1931. 265 p.
10. Kuzychenko Yu.A., Gadzhiumarov R.G., Stukalov R.S. Influence of tillage methods on the formation of the sunflower root system in the zone of the Central Ciscaucasia. Vestnik ofVoronezh State Agrarian University. 2020; 3: 28-34.
11. Kuzychenko Yu.A., Gadzhiumarov R.G., Stukalov R.S. Formation of root systems of corn for grain with different methods of tillage in the zone of the Central Ciscaucasia. Izvestia of the Lower Volga agro-university complex. 2020; 57(1): 74-81.
12. Shirov V.N., Parhomenko G.G. Application of the theory of dimensions and similarity in determining the parameters and modes of operation of machines for tillage. Scientific Journal of KubSAU. 2015; 110(06): 2-14.
13. Balhanov V.K. Fundamentals of fractal geometry and fractal calculus. Ulan-Ude: Publishing House of the Buryat State University, 2013. 224 p.
Юрий Алексеевич Кузыченко, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-6394-2447
Расул Гаджиумарович Гаджиумаров, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-4220-623Х
Арсен Ниязбиевич Джандаров, научный сотрудник, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-8576-2383
Yury A. Kuzychenko, Doctor of Agriculture, Chief Researcher, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-6394-2447
Rasul G. Gadzhiumarov, Candidate of Agriculture, head of laboratory, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-4220-623Х
Arsen N. Dzhandarov, Researcher, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-8576-2383
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 27.02.2023; одобрена после рецензирования 10.03.2023; принята к публикации 10.03.2023.
The article was submitted 27.02.2023; approved after reviewing 10.03.2023; accepted for publication 10.03.2023. -♦-
Научная статья УДК 631.82
doi: 10.37670/2073-0853-2023-100-2-48-53
Влияние магниевого серосодержащего удобрения Ультра Си на продолжительность вегетации сои
Василий Борисович Троц, Наталья Михайловна Троц,
Александр Иванович Манухин, Сергей Васильевич Троц
Самарский государственный аграрный университет, Кинель, Самарская область, Россия
Аннотация. В статье приводятся результаты полевых опытов, проведённых в 2021 -2022 гг. на чернозёмной почве Самарской области. Цель исследования - в сравнительном аспекте изучить влияние магниевого серосодержащего удобрения с микроэлементами Ультра Си и сульфат магния (MgSO4) на продолжительность вегетации сои сорта Кордоба. Установлено, что полные всходы сои в южной агроклиматической зоне Самарской области появляются на 14-й день после посева. Внесение в почву препарата Ультра Си на фоне полного минерального удобрения в норме 100, 150 и 200 кг/га продлевает межфазные периоды развития растений на этапе ветвления, образования бобов и полного созревания зерна и увеличивает ве-
