Научная статья на тему 'Биоэнергетическая оценка ярового ячменя в составе севооборота на эродированных склонах'

Биоэнергетическая оценка ярового ячменя в составе севооборота на эродированных склонах Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
44
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЯРОВОЙ ЯЧМЕНЬ / SPRING BARLEY / БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ / BIOENERGETIC EFFICIENCY / СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ / TREATMENT METHODS / СЕВООБОРОТЫ / CROP ROTATIONS / ЭРОДИРОВАННЫЕ СКЛОНЫ / ERODED SLOPES

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Кузнецов Юрий Георгиевич

Представлены результаты трёхлетних (2015-2017 гг.) опытов по изучению биоэнергетической эффективности культур 5-польного зернопропашного севооборота на эродированных склонах чернозёма обыкновенного в Ростовской области. Определена продуктивность культур севооборота в зависимости от способа основной обработки почвы: почвозащитной (чизельной) и обычной (отвальной). Наибольшая продуктивность (5,98-6,28 т зерн. ед/га) выявлена у озимой пшеницы, наименьшая у сои. Продуктивность ячменя и кукурузы оказалась практически одинаковой, составив 3,74-3,88 т зерн. ед/га, близкой к средним значениям по севообороту. По всем культурам на эрозионно опасном склоне чернозёма обыкновенного при контурно-полосной организации более высокий уровень продуктивности получен при использовании почвозащитной (чизельной) обработки почвы, при этом продуктивность ярового ячменя составила 3,83 т зерн. ед/га.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Кузнецов Юрий Георгиевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

BIOENERGETIC EVALUATION OF SPRING BARLEY GROWN IN THE SYSTEM OF CROP ROTATION ON ERODED SLOPE LANDS

The results of three-year (2015-2017) experiments on the study of bioenergetic efficiency of the 5-field grain-root crop rotation on eroded slopes of common chernozem in the Rostov region are submitted. The yield of crops in the crop rotation was determined, depending on the method of basic tillage: soil-protection (chisel) and traditional (mouldboard) methods. The highest yields (5.98-6.28 t. of grain/ha) were observed in winter wheat, the lowest-in soybean. The yields of barley and maize were almost the same from 3.74 to 3.88 tons of grain/ha, close to the average values in the crop rotation system. All the crops grown on the erosion-prone common chernozem slope land, with a contour-strip organization, produced higher yields, when using soil-protective (chisel) tillage, with the spring barley yield being 3.83 t. of grain per hectare.

Текст научной работы на тему «Биоэнергетическая оценка ярового ячменя в составе севооборота на эродированных склонах»

эффективным является вариант совместного применения препаратов Ламадор Про + Росток: урожайность — 4,50 т/га, сбор белка с 1 га — 612 кг. У сорта Абалак выделились варианты с использованием препаратов Мивал-Агро, Ламадор Про + Росток, Ламадор Про + Мивал-Агро, урожайность составила 4,60; 4,55; 4,51 т/га; сбор белка с 1 га — 644; 646; 622 кг соответственно.

Литература

1. Грязнов А.А. Голозёрный ячмень в кормлении свиней // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. 2015. № 2. С. 289-291.

2. Логинов Ю.П., Казак А.А., Якубышина Л.И. Сортовые ресурсы ячменя в Западной Сибири // Аграрный вестник Урала. 2012. № 7 (99). С. 8-10.

3. Фомина М.Н. Состояние и перспективы селекции зернофуражных культур в Северном Зауралье // Селекция сельскохозяйственных культур на высокий генетический потенциал, урожай и качество: матер. междунар. науч.-практич. конф. (Тюмень, 24-27 июня 2012 г.). Тюмень, 2012. С. 154-158.

4. Якубышина Л.И., Выдрин В.В., Файзулина Г.Н. Стабильность урожайности ярового ячменя в различных зонах Тюменской области // Вестник государственного аграрного университета Северного Зауралья. 2014. № 4 (27). С. 30-32.

5. Губанов М.В. Продуктивность сортов и линий ячменя в условиях Северного Зауралья / М.В. Губанов, А.А. Грязнов,

B.М. Губанова, Р.И. Белкина // Коняевские чтения: сб. матер. V Юбилейной междунар. науч.-практич. конф. (26-28 ноября 2015 г.). Екатеринбург: Уральский ГАУ, Приложение к журналу «Аграрный вестник Урала» 2016. № 2 (144).

C. 308-311.

6. Белкина Р.И. Качество зерна образцов плёнчатого и голозёрного ячменя в условиях Северного Зауралья / Р.И. Белкина, М.В. Губанов, А.А. Грязнов, В.М. Губанова // Агропро-довольственная политика России. 2015. № 10 (46). С. 22-25.

7. Лаптиев А.Б., Кунгурцева О.В. Новые препараты для защиты яровых зерновых культур от семенной и почвенной инфекции // Защита и карантин растений. 2016. № 2. С. 20-23.

8. Немченко В.В. Протравливание семян - первая ступень получения, защищённого и продуктивного агроценоза / В.В. Немченко, А.Ю. Кекало, Н.Ю. Заргарян, М.Ю. Цыпы-шева // Защита и карантин растений. 2014. № 3. С. 22-24.

9. Торопова Е.Ю., Захаров А.Ф. Предпосевная подготовка семян яровой пшеницы в условиях ресурсосберегающих технологий // Защита и карантин растений. 2017. № 3. С. 28-31.

Биоэнергетическая оценка ярового ячменя в составе севооборота на эродированных склонах

Ю.Г. Кузнецов, к.с.-х.н, ФГБНУ ФРАНЦ

Яровой ячмень возделывают все хозяйства как основную и страховую культуру на случай гибели озимой пшеницы в зимне-весенний период. Среди ранних яровых зерновых культур ячмень даёт наиболее высокие и устойчивые урожаи: при точном соблюдении современных технологий возделывания можно получать до 3—4 т зерна ярового ячменя с 1 га в зависимости от зоны возделывания. Продуктивность ярового ячменя значительно изменяется в зависимости от почвенно-климатических условий возделывания, конструкций севооборотов, предшественников, системы обработки почвы, сортов. Вместе с тем любая система должна быть увязана с ландшафтом, а также носить почвозащитный и ресурсосберегающий характер [1].

В технологии возделывания ярового ячменя велика роль основной обработки почвы, которая направлена на максимальное накопление и сохранение влаги. В условиях Ростовской области при основной обработке под яровой ячмень наиболее эффективно применение отвальной вспашки [2]. Однако высокая степень распаханности (60,2%) обусловила широкое развитие эрозийных процессов, в результате чего общая площадь эродированных земель составила более 6 млн га [3].

Продуктивность культур севооборотов, как и севооборотов в целом, определяется влиянием основного способа обработки почвы, как основного фактора, оказывающего на эрозионно опасном склоне наибольшее воздействие на уровень питания и влагозапасы. Безотвальные обработки помогают решать проблему защиты почв от дефляции и водной эрозии, способствуют преодолению

весенне-летней засухи за счёт накопления зимних осадков [4]. В связи с этим разработка ресурсосберегающих элементов технологии возделывания ячменя на эрозионно опасных склонах чернозёмов обыкновенных представляется актуальной.

Материал и методы исследования. Опытный участок расположен в Ростовской области на склоне балки крутизной до 4° общей площадью 31,8 га. Почва — чернозём обыкновенный, тяжелосуглинистый на лёссовидном суглинке, среднеэроди-рованный. Среднегодовой сток составляет 20 мм (максимальный — 34,4 мм). Среднегодовой смыв почвы равен 18,5 т/га (максимальный — 42 т/га). Содержание общего азота в слое 0—30 см составляет 0,14—0,16%, подвижных фосфатов — 15,7— 18,2 мг/кг, обменного калия — 282—337 мг/кг почвы [3].

Климат Приазовской зоны — континентальный, засушливый, умеренно жаркий. Относительная влажность воздуха имеет ярко выраженный годовой ход. Наименьшие её значения отмечаются в июле — 50—60%, в отдельные дни могут быть 25—30% и ниже. Приход ФАР за вегетацию составляет 3,5—4,0 млрд ккал/га. Среднее многолетнее количество осадков равно 562 мм, с выпадением 260—300 мм в весенне-летний период. Максимальный запас влаги отмечается ранней весной (с середины марта до начала апреля). Среднегодовая температура — 8,8°С, средняя температура января — 6,6°С, июля — +23°С, минимальная зимой — минус 41°С, максимальная летом — до +40°С. Безморозный период варьирует от 175 до 180 дней. Сумма активных температур составляет 3210—3400°С [4]. Гидротермический коэффициент по годам исследования составлял 1,10; 0,92 и 0,95, что характеризует вегетационный

период 2015 г. как умеренно влажный и тёплый, а 2016 и 2017 гг. как средние, умеренно влажные и жаркие [5].

Объектом исследования служили посевы ячменя ярового в почвозащитном севообороте контурно-полосной конструкции на эрозионно опасных склонах чернозёмов обыкновенных.

Схемой опыта предусмотрено включение ярового ячменя третьей культурой в составе пятипольного зернопропашного севооборота: 1. Кукуруза на зерно; 2. Озимая пшеница; 3. Яровой ячмень; 4. Соя; 5. Озимая пшеница.

Основную обработку почвы проводили в двух вариантах: почвозащитную и обычную зональную. Почвозащитная чизельная обработка осуществлялась чизельным плугом ПЧ-2,5, зональная обычная обработка — отвальной вспашкой ПЛН-4. Под посев озимых после непаровых предшественников на 7—8 (до 10) см проводилась обработка дискатором любой модификации или тяжёлыми дисками.

Сорта культур — районированные. Для учёта урожая зерновых и зернобобовых культур применяли метод прямого комбайнирования (Сампо-500) с последующим взвешиванием. При проведении учётов, наблюдений, расчётов и оценок использовали общепринятые методики [6, 7].

Результаты исследования. Продуктивность севооборота и соответственно культур, в него входящих, определяется рядом факторов: способом основной обработки почвы, уровнем питания, обеспеченностью влагой. На эрозионно опасных склонах наиболее важное значение приобретает способ обработки почвы, поскольку в той или иной степени позволяет регулировать на склоне сток и смыв и соответствующим образом влиять

на влагозапас и уровень питания в активном слое почвы [8]. В опытах в качестве почвозащитного варианта использовалась чизельная безотвальная вспашка, а контролем служила обычная отвальная.

Анализ продуктивности культур зернопропашного севооборота показал, что наибольшая продуктивность (5,98—6,28 т зерн. ед/га) в зависимости от способа основной обработки почвы выявлена у озимой пшеницы, а массовая доля одного поля культуры в продуктивности севооборота составила 28,5-30,0% (табл. 1).

Наименьшую продуктивность (в среднем 1,4 т зерн. ед/га) среди культур севооборота показала соя, а её доля не превысила 6,6%. Продуктивность ярового ячменя и кукурузы на зерно оказалась практически одинаковой, составив 3,74-3,88 т зерн. ед/га, что было практически на уровне показателя, приходящегося в среднем на одно поле севооборота. Массовая доля в продуктивности севооборота каждой культуры составляла 18,0%, это позволило культурам занять место следом за озимой пшеницей.

Анализ данных по действию способа показал, что влияние данного фактора на продуктивность культур севооборота выражалось слабо, не превышая 2-3%, т.е. находилось в пределах ошибки опыта. Существенные отличия получены при засушливых летних периодах 2016 и 2017 г., когда однозначно проявилось преимущество чизельной влагосберегающей обработки. В остальные годы отличия были неочевидны, хотя тенденция к преимуществу чизельной обработки почвы просматривалась чётко.

Таким образом, исследование показало, что наиболее эффективным способом обработки по-

1. Продуктивность культур зернопропашного севооборота в зависимости от способа основной обработки почвы на эродированном склоне, 2015-2017 гг.

Культура Способ Продуктивность по годам, т зерн. ед/га

обработки 2015 2016 2017 средняя

чизельная 3,16 3,89 4,59 3,88

Кукуруза на зерно отвальная 3,14 3,71 4,37 3,74

НСР05 0,10 0,31 0,16 -

чизельная 5,39 7,35 5,70 6,15

Озимая пшеница отвальная 5,35 7,21 5,37 5,98

НСР05 0,09 0,11 0,18 -

чизельная 3,14 3,41 4,94 3,83

Яровой ячмень отвальная 3,12 3,39 4,83 3,78

НСР05 0,14 0,17 0,19 -

чизельная 1,96 0,89 1,38 1,41

Соя отвальная 1,91 0,92 1,31 1,38

НСР05 0,14 0,05 0,11 -

чизельная 5,88 6,74 6,22 6,28

Озимая пшеница отвальная 5,76 6,18 5,78 6,24

НСР05 0,09 0,11 0,18 -

Всего по севообороту чизельная отвальная 19,53 19,28 22,28 21,41 22,83 21,66 21,55 20,78

В среднем на 1 поле чизельная отвальная 3,91 3,86 4,46 4,28 4,57 4,33 4,31 4,16

2. Биоэнергоэффективность культур зернопропашного севооборота в зависимости от способа основной обработки почвы на эродированном склоне, 2015—2017 гг.

Культура Способ обработки Урожайность, т/га Энергия, накопленная урожаем, ГДж/га Затраты совокупной энергии, ГДж/га Энергоёмкость продукции ГДж/т Прирост энергии в урожае, ГДж/га Коэффициент энергоэффективности, Е

Кукуруза на зерно чизельная отвальная 3,88 3,74 67,36 64,93 14,65 14,80 3,78 3,96 52,71 50,13 4,60 4,39

Озимая пшеница чизельная отвальная 6,15 5,98 109,90 106,96 11,56 11,79 1,88 1,97 98,34 95,17 9,51 9,07

Яровой ячмень чизельная отвальная 3,83 3,78 67,33 66,45 11,56 11,79 3,02 3,12 55,77 54,66 5,82 5,64

чизельная 1,41 27,17 8,28 5,87 18,89 3,28

Соя отвальная 1,38 26,59 8,51 6,17 18,08 3,12

Озимая пшеница чизельная отвальная 6,28 6,24 112,22 111,51 11,56 11,79 1,84 1,89 100,66 99,72 9,71 9,46

Всего по севообороту чизельная отвальная 21,55 20,78 383,98 376,34 57,61 58,68 16,39 17,11 326,37 317,66 6,67 6,41

В среднем на 1 поле чизельная отвальная 4,31 4,16 76,80 75,27 11,52 11,74 3,28 3,42 65,28 63,55 6,67 6,41

чвы при выращивании ярового ячменя на эрози-онно опасных склонах чернозёмов обыкновенных при контурно-полосной организации территории является чизельная обработка, обеспечивающая получение в среднем 3,83 т зерна с 1 га.

Биоэнергетическая оценка отдельных приёмов технологии возделывания позволяет определить структуру потоков энергии и выявить резервы её экономии при производстве продукции. Затраты совокупной энергии в наших опытах определялись на основе технологических карт с помощью энергетических эквивалентов. При расчёте данные по содержанию энергии в основной продукции были использованы в соответствии с рекомендациями по биоэнергетической оценке производства продукции растениеводства [7].

Результаты анализа данных по определению биоэнергоэффективности выращивания ярового ячменя в зависимости от способа основной обработки почвы и уровня минерального питания растений показали, что продуктивность культуры в значительной мере определяется способом обработки почвы. Из данных, приведённых в таблице 2, следует, что наибольшее влияние на продуктивность и соответственно на величину энергии, накопленной в урожае, из способов обработки почвы оказывает чизельная.

Уровень энергии, накопленной в зерне ячменя при использовании чизельной вспашки, составил 67,33 Гдж/га, что на 10,1 % превышало уровень энергии, накопленной в продукции при обычной (отвальной) обработке почвы, принятой в качестве контроля.

Чизельная обработка обеспечила наибольший прирост энергии в урожае — 55,77 Гдж/га, или на 10,2% выше, чем в контроле. Одновременно при чизельной обработке был получен и наименьший

уровень энергоёмкости продукции: на 3,3% ниже, чем при отвальной вспашке.

Определение коэффициента биоэнергетической эффективности Е, интегрального показателя при биоэнергетической оценке производства продукции растениеводства показало высокую эффективность чизельной обработки по сравнению с отвальным способом основной обработки почвы при возделывании ярового ячменя на эрозионно опасных склонах в системе контурно-полосной организации территории. Его показатель по величине (5,82) превысил соответствующий показатель контроля на 10,3%, что свидетельствует о несомненном преимуществе этого способа основной обработки почвы.

Выводы. Яровой ячмень, входящий в состав 5-польного зернопропашного севооборота, по продуктивности уступая лишь озимой пшенице, занимает 2-е место наравне с кукурузой на зерно, обеспечивая сбор 3,7—3,383 т зерн. ед./га.

Проведённая биоэнергетическая оценка (БЭО) выявила, что при практически одинаковой продуктивности ячменя и кукурузы существенное преимущество ячменя, выраженное в большем приросте энергии урожая, существенно меньших затратах совокупной энергии и энергоёмкости продукции, что в итоге обеспечило ячменю на 26,3—28,4% большую по сравнению с кукурузой величину интегрального показателя энергоэффективности Е.

Наиболее эффективным способом обработки почвы при выращивании ярового ячменя на эрозионно опасных склонах чернозёмов обыкновенных при контурно-полосной организации территории является чизельная обработка, обеспечивающая получение в среднем 3,83 т зерна с 1 га.

Литература

1. Зональные системы земледелия Ростовской области (на период 2013—2020 гг.): монография / Донской зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН. Ростов-на-Дону: МСХиП РО, 2012. Ч. 3. 375 с.

2. Шевченко П.Д., Зинченко В.Е. Растениеводство. Новочеркасск, 2012. 520 с.

3. Полуэктов Е.В., Цвылев Е.М. Почвенно-земельные ресурсы Ростовской области: монография. Новочеркасск: УПЦ «НАБЛА» ЮРГТУ (НПИ), 2008. 355 с.

4. Нитченко Л.Б. Эффективность обработок почвы и удобрений под ячмень на склонах // Агроэкологические проблемы земледелия и почвоведения: сб. доклад. науч.-практич. конф.

Курского отделения МОО «Общество почвоведов имени В.В. Докучаева». Курск, 2011. С. 58-60.

5. Агроклиматические ресурсы Ростовской области. Л.: Ги-дрометеоиздат, 1972. 250 с.

6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта: (с основами статистической обработки результатов исследований). 4-е изд. перераб. и доп. М.: Колос, 1979. 416 с.

7. Основы биоэнергетической оценки производства продукции растениеводства: учебное пособие / А.В. Удалов, А.П. Авдеенко, А.М. Струк [и др.]. Персиановский: ФГОУ ВПО «Донской ГАУ», 2008. 103 с.

8. Ильинская И.Н., Кузнецов Ю.Г., Маркарова Ж.Р. Продуктивность севооборотов различных конструкций на каштановых почвах // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2014. № 5 (49). С. 29-31.

Оптимизация основной обработки почвы при возделывании ярового ячменя на эрозионно опасных склонах Ростовской области

М.И. Рычкова, к.с.-х.н., И.Н. Ильинская, д.с.-х.н., ФГБНУ ФРАНЦ

Из-за водной и ветровой эрозии почв недобор зерна по стране оценивается в 15,8 млн т в год, а общий ущерб составляет ежегодно более 9,7 млрд долларов [1]. Меры борьбы с этим бедствием и его причинами разрабатываются во многих научных учреждениях. В системе земледелия применительно к местным условиям дифференцированно и комплексно решаются такие вопросы, как разработка почвозащитных элементов технологий возделывания полевых культур.Одним из ключевых элементов технологии возделывания полевых культур является способ основной обработки почвы, направленный на получение наибольшей урожайности сельскохозяйственных культур, снижение и предотвращение эрозионных процессов, сокращение затрат и т.д. [2].

Решение его может осуществляться за счёт совершенствования технологических процессов путём применения различных способов обработки почвы и воздействия последних на агрофизические свойства почвы с целью их оптимизации в плане снижения величины эрозии. Поэтому разработка важного элемента технологии возделывания ячменя ярового — способа основной обработки почвы, обеспечивающего высокую продуктивность, вла-госбережение и защиту почв от эрозии, является актуальной. Ячмень яровой как важная зерновая культура является и фитомелиорантом, так как его мочковатые корни, проникающие на глубину до 1,5 м, улучшают структуру и плотность почвы и в целом её плодородие.

Цель исследования — выявление наиболее эффективного способа основной обработки почвы под яровой ячмень в условиях эрозионно опасных склонов чернозёмов обыкновенных Ростовской области.

Материал и методы исследования. Исследование проводили на опытном поле ФГБНУ «ДЗНИИСХ» в 2015—2017 гг. Опытный участок расположен на

склоне юго-восточной экспозиции балки Большой Лог Аксайского района Ростовской области крутизной до 3,5—4,0°. Климат зоны проведения исследований — засушливый, умеренно жаркий, континентальный. Среднее многолетнее количество осадков составляет 492 мм, среднегодовая температура воздуха — 8,8°С [3].

Почва опытного участка — чернозём обыкновенный, тяжелосуглинистый на лёссовидном суглинке, среднеэродирован. Среднегодовой сток составляет 20 мм, среднегодовой смыв почвы — 18,5 т/га. По нашим данным, содержание гумуса в Апах равно 3,8—3,83%; пористость пахотного горизонта — 61,5%, подпахотного — 54%; наименьшая влагоёмкость активного слоя почвы — 33—35%, влажность завядания — 15,4%. Содержание общего азота в слое 0—30 см составляет 0,14—0,16%, подвижных фосфатов — 15,7—18,2 мг/кг, обменного калия — 282—337 мг/кг почвы. Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН 7,1—7,3); мощность Апах — 25—30 см, А+Б — от 40 до 90 см, в зависимости от степени смытости.

Схема полевого опыта, проводимого на фоне минеральных удобрений ^0Р30К30 кг/га д.в., включала следующие способы основной обработки почвы под ячмень яровой:

1. Отвальная — отвальная вспашка проводилась плугом ПН-4-35 на глубину 20—22 см (контроль).

2. Чизельная — осуществлялась чизельным плугом ПЧ-2,5 на глубину 20—22 см.

В опытах на протяжении трёх лет при проведении различных способов обработки почвы определяли агрофизические свойства почвы, влагозапасы в почве, эрозионные показатели и биологическую урожайность ярового ячменя.

При проведении исследования использовали общепринятые методики Б.А. Доспехова, А.Ф. Ва-дюниной, Е.В. Полуэктова и др. [4—7].

Результаты исследования. Согласно классификации Г.Т. Селянинова вегетационный период ярового ячменя за годы исследования характери-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.