CC BY
27
001: 10.24411/0044-3913-2019-10608 УДК [631.51:631.84:631.954]:633.1
Эффективность азотных удобрений и гербицидов в зернопаровом севообороте в зависимости от способа обработки каштановой почвы в Кулундинской степи
В. И. УСЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник (e-mail: usenko.001@mail.ru)
A. А. ГАРКУША, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: aniish@mail.ru)
Д. В. ПУРГИН, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
B. И. КРАВЧЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
C. В. УСЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник В. П. ОЛЕШКО, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий, Научный городок, 35, Барнаул, 656910, Российская Федерация
Исследования проводили в 2006-2018 гг. в опыте, заложенном в 1978 г. в севообороте пар - пшеница - пшеница - овес. Цель работы - оценить эффективность азотных удобрений и гербицидов в зернопаровом севообороте в зависимости от способа основной обработки каштановой почвы в условиях степи Алтайского края. Схема опыта предусматривала следующие варианты: обработка почвы (фактор А) - плоскорезная на 14...16 см, отвальная на 18...20 см; поверхностная на 6... 8см, поверхностнаяна6...8см + гербицид Глифосат 3 л/га в паровом поле; средства химизации (фактор В) - без удобрений и гербицидов, баковая смесь дикотицида и граминицида, гербициды + N40. Лето 2010, 2014 и 2015 гг. было засушливым (ГТК = 0,48...0,56 при норме 0,62), 2007, 2008, 2009, 2013 и 2017 гг. - увлажненным (ГТК = 0,81...1,04). В результате парования к посеву пшеницы в метровом слое накапливалось 81...85 мм продуктивной влаги, под второй и третьей культурами величина этого показателя снижалась на 9...10 мм. Без удобрений содержание N-N03 в слое 0...40 см весной под первой пшеницей по пару составляло 5,4. ..5,9 мг/кг, второй - 2,1...2,4, под овсом - 2,7...5,5 мг/кг. На фоне удобрений величина этого показателя возрастала, по сравнению с неудобренным фоном, в 2...4 раза. Урожайность культур определялась влиянием средств химиза-
ции, вкладкоторыхувеличивалсясудалени-ем от пара с 85,7до 95,2%. Без удобрений и гербицидов на фоне вспашки продуктивность севооборота была на0,18...0,37 тыс. зерн. ед./га (7,1... 15,8 %) выше, чем при безотвальных обработках. На интенсивном фоне преимущество вспашки перед другими обработками снижалось в 2,1... 3,7 раза. Окупаемость азотных удобрений дополнительной продукцией севооборота на фоне вспашки составила 5,17зерн. ед./кг, плоскорезной обработки - 6,91, поверхностной - 6,08...7,83 зерн. ед./кг.
Ключевые слова: сухая степь, обработка почвы, гербициды, азотные удобрения, зерновые культуры.
Для цитирования: Эффективность азотных удобрений и гербицидов в зернопаровом севообороте в зависимости от способа обработки каштановой почвы в Кулундинской степи / В. И. Усенко, А. А. Гаркуша,Д. В. Пургин и др. // Земледелие. 2019. № 6. С. 33-39. ЭО!: 10.24411/00443913-2019-10608.
Кулундинская степь - наиболее крупная природно-экономическая зона в Алтайском крае, хозяйства которой специализируются на производстве качественного зерна и маслосемян подсолнечника. Здесь сосредоточено около 2,0 млн га пашни [1]. Почвенный покров представлен каштановыми почвами с невысоким потенциальным плодородием - на долю почв с содержанием гумусаменее4,0%приходится около 70 %, с низкой и средней обеспеченностью подвижным фосфором -50%. Вместестем, подавляющая часть почв зоны характеризуется высокой и очень высокой обеспеченностью обменным калием, а также близкой к нейтральной реакцией среды [2].
Резко континентальный климат при годовой сумме атмосферных осадков 270 мм и высокой теплообеспечен-ности в совокупности с относительной обедненностью почв влагой и питательными элементами ограничивают формирование высоких урожаев зерновых культур. Поданным Росстата, их урожайность в Западно-Кулундинской подзоне в среднем за 1954-2018 гг. составила 0,72 т/га с варьированием по административным районам от 0,57 до 0,90 т/га.
Несмотря на многочисленные исследования, втом числе в длительных стационарных полевых опытах, единого мнения означении минеральных удобрений и средств защиты растений при различных приемахосновной обработки каштановых почв не достигнуто [3, 4, 5]. Это связано отчасти с излишней переоценкой роли основной обработки и других специальных приемов (снегозадержание, парование)в накоплении и сохранении почвенной влаги [4, 5, 6]. На аналогичных почвах в Бурятии установлена высокая эффективность удобрений под зерновые культуры и ее зависимость от приемов основной обработки почвы [7].
Цель исследований - оценить эффективность применения азотныхудо-брений и гербицидов в зернопаровом севообороте в зависимости от способа основной обработки каштановой почвы в условиях Кулундинской степи Алтайского края.
Работу проводили в 2006-2018 гг. в длительном стационарном полевом опыте Кулундинской сельскохозяйственной опытной станции Федерального Алтайского научного центра агробиотехнологий, заложенном в 1978 г в зернопаровом севообороте пар - пшеница - пшеница - овес. Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов:
прием основной обработки почвы (фактор А) - плоскорезная на 14... 16 см; отвальная вспашка на 18.. .20 см; поверхностная наб.. .8 см; поверхностная на 6...8 см + гербицид Глифосат 3 л/га в паровом поле;
средства химизации (фактор В) -без удобрений и гербицидов; баковая смесь дикотицида Эфирам и граминицида Пума Супер 100; баковая смесь дикотицида Эфирам и граминицида ПумаСупер 100 + N40.
Почва опытного участка - каштановая супесчаная с содержанием гумуса в пахотном слое около 2,0 %. Обеспеченность нитратным азотом низкая, фосфором и калием (по Чирикову) - соответственно средняя и высокая. Реакция среды - нейтральная (рН -7,1). Повторность в опыте 4-кратная с рендомизированным расположением вариантов. Площадь делянок 800 м2 (80 х 10). Учеты, наблюдения и исследования выполнены с использованием общепринятых методик.
Обработку паровых полей начинали ы 27...28 мая; опрыскивание паровых о делянок гербицидом Глифосат соглас- | но схеме опыта проводили 15 июня, ^ основную обработку почвы - осенью ® 27 сентября. Азотные удобрения (N40 s в виде аммиачной селитры) вносили z перед посевом РМГ-4. Посев пшени- ™ цы и овса осуществляли 18...24 мая м сеялкой СЗС-2,1. Норма высева - 2,5 ® млн всхожих зерен на 1 га. Глубина ®
заделки 5...6 см. В посевах первой и второй пшеницы применяли баковую смесь гербицидов Эфирам (0,6 л/га) + Пума Супер 100 (0,5 л/га), овса -Эфирам (0,8 л/га). Урожай учитывали при полной спелости зерна прямым комбайнированием.
Агрометеорологические условия в годы исследований были различными. Суммалетних (май-август) осадков изменялась от 114.. .122 мм в 2010, 2014 и 2015 гг до 193.. .220 мм в 2007, 2008 и 2009 гг при норме 138 мм, а среднесуточная температура воздуха за этот период - от 17,0.. .17,5 "С в 2009, 2010, 2013 и 2018 гг до 19,2.. .19,8 °С в 2008 и2012гг По величине ГТК Селянинова летние периоды 2010, 2014 и 2015 гг. были засушливыми (ГТК = 0,48.. .0,56), 2007, 2008, 2009, 2013 и 2017 гг. -увлажненными (ГТК = 0,81.. .0,86 и 1,04) при среднемноголетней величине этого показателя 0,62.
Экспериментальные данные обрабатывали методами дисперсионного и корреляционного анализа [8].
Наблюдения за водным режимом каштановой почвы показали (табл. 1), что варьирование весенних запасов продуктивной влаги в метровом слое на 50,0 % определялось предшественником, на 32,0 % - приемом основной обработки и на 18,0 % - взаимодействием этих факторов.
К началу первого года парования запасы продуктивной влаги в метровом слое каштановой почвы составляли 76,1 мм с варьированием от 83,2 мм на фоне плоскорезной обработки до 76,6 мм на фоне отвальной вспашки и 71,7.. .73,1 мм на фоне поверхностной основной обработки. В результате парования к фазе всходов первой пшеницы после пара накапливалось в среднем 82,7 мм продуктивной влаги с варьированием от 80,9 мм на фоне вспашки до 82,0...83,1 мм на фоне поверхностной обработки и до 84,8 мм на фоне плоскорезной обработки. При удалении от пара запасы влаги в почве снижались. Так, под второй
пшеницей после пара они составляли 72,8 мм, а под овсом - 73,4 мм, или соответственно на 9,9 и 9,3 мм (12,0 и 11,2 %) меньше, чем под первой пшеницей после пара. После всех зерновых предшественников в опыте отмечена тенденция к преимуществу отвальной и плоскорезной обработок над минимальной (поверхностной) по запасам влаги на2,2...11,5 мм.
Установлена сильная положительная связь запасов влаги перед посевом второй пшеницы с осадками предшествующей осени (г= 0,66), а перед посевом овса и в начале парования - с суммой осадков за осенний (г = 0,51 и г = 0,45 соответственно), зимний (г = 0,67 и г = 0,62) и весенний (г = 0,52 и г = 0,43) периоды. После непаровых предшественников отмечена средняя положительная связь весенних влаго-запасов с годовой суммой осадков (г = 0,50...0,63).
Куборкеурожаяварьированиезапа-сов продуктивной влаги в почве на95,8 % определялось предшественником. После зерновых культур они снижались, а различия между обработками сглаживались вследствие потребления влаги на формирование урожая, тогда как в пару ее запасы оставались высокими и аккумулировались на фонах с плоскорезной и отвальной обработками. Если на фоне минимальных обработок к концу парования в метровом слое отмечали 65,9...68,3 мм продуктивной влаги, то на фоне отвальной и плоскорезной - 81,2...81,9 мм, что на 12,9...16,0 мм (18,9...24,3 %) больше. Установлена положительная связь осенних запасов продуктивной влаги в почве с годовой суммой осадков (г = 0,48...0,66).
Содержание 1М-1М03 в слое 0.. .40 см в основном зависело от предшественника и меньше - от приема обработки почвы. Без применения азотных удобрений накопление 1М-1М03 весной под пшеницей по пару достигало 5,4...5,9 мг/кп пшеницей по пшенице - 2,1.. .2,4 мг/кг, овсом - 2,7...5,5 мг/кг (см.
1. Запасы продуктивной влаги в метровом слое каштановой почвы в зависимости от предшественника и обработки почвы (2006-2018 гг.), мм
Обработка почвы (фактор В) Доля влияния факторов, %
Поле севооборота (фактор А) плоскорезная отвальная поверхностная поверхностная + гербицид в пару Средние поА нср05 для факторов
Посев
Пар 83,2 76,6 71,7 73,1 76,1 А=7,3; А=50,0;
Пшеница по пару 84,8 80,9 83,1 82,0 82,7 В=7,3; В=32,0;
Пшеница по пшенице 79,6 77,2 70,2 64,4 72,8 АВ=7,3; АВ=18,0
Овес по пшенице 76,2 74,2 71,2 72,0 73,4 частных
Средние по В 81,0 77,2 74,1 72,9 76,3 различий = 14,6
Пар 81,9 Уборка 81,2 68,3 65,9 74,3 А=7,1; А=95,8;
Пшеница по пару 31,5 31,1 32,6 24,9 30,1 В=7,1; В=2,5;
Пшеница по пшенице 27,8 22,7 25,3 19,0 23,7 АВ=7,1; АВ=1,7
Овес по пшенице 23,4 27,0 21,3 20,5 23,0 частных
Средние по В 41,1 40,5 36,9 32,6 37,8 различий = 14,1
рисунок). Отмечена положительная тенденция влияния плоскорезной обработки на накопление нитратного азота, в сравнении со вспашкой и поверхностным рыхлением, при этом во всех случаях содержание 1М-1М03 классифицировалось как низкое и очень низкое. По мере формирование урожая количество нитратов в почве уменьшалось и достигало минимума в опыте к полной спелости (1,2...1,3 мг/ кг). На фоне азотныхудобрений содержание 1М-1М03 в почве увеличивалось, по сравнению с неудобренным вариантом, в 2...3 раза и более, до градации среднего и высокого, внезависимости от предшественника и обработки.
Полевую всхожесть культур в основном определяло действие средств химизации. Величинаэтого показателя для пшеницы по пару на 78,9 % зависела от уровня химизации, на 7,9 % от обработки почвы и на 13,2 % от их взаимодействия (табл. 2). В среднем по фактору обработка почвы количество всходов варьировало от 147 шт./м2 на фоне поверхностной обработки с гербицидом в пару до 153 шт./м2нафоне вспашки, а в среднем пофакторухими-зации - от 144.. .145 шт./м2 без средств интенсификации и с применением гербицидов в посевах до 160 шт./м2, на фоне использования гербицидов и азотныхудобрений. При норме высева
2.5 млн всхожих семян на 1 га (250 шт./ м2) полевая всхожесть в первом случае варьировалаот58,7до61,3%, аво втором - от 57,7.. .57,9 до 64,1 %. Максимальная в опыте густота всходов пшеницы по пару (164 шт./м2, или 65,4% от высеянныхсемян)отмечена в варианте с применением гербицидов и азотных удобрений на фоне плоскорезной обработки, минимальная (139 шт./м2, или 55,5 %) - при поверхностной обработке и применении гербицида в пару без использования средств химизации в посевах.
К уборке количество растений снижалось на 14.. .33 шт./м2, или на 10,7... 16,8%, по отношению к периоду всходов. Доля влияния обработки почвы на величину этого показателя оставалась незначительной (7,3 %), при этом доля влияния взаимодействия факторов возрастала до 33,9 %, фактора химизации - снижалась до 58,8 %. Это приводило ксглаживанию различий между факторами и конкретными вариантами по количеству сохранившихся растений. Сохранность растений по фонам обработки почвы изменялась от 86,2 до 87,3 % (при НСР05 3,0 %), по фонам химизации - от 84,6 до 88,3 % (НСР05 =
2.6 %), а между частными средними -от 83,2 до 89,3 % (НСР05 = 5,2 %). Доля влияния средств химизации на величину этого показател я составл яла 70,2 %, обработки почвы и взаимодействия факторов-6,9 и 22,9%. Самая высокая
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
Плоскорез-1 Отвальная | Поверх-ная ностная
0
Плоскорез-1 Отвальная | Поверх-ная ностная
Гербициды + Ы40
12 10
8 6 4 2 0
б) 1614 12 108 6 ■ 4 2 0
в)
П Ы
Плоскорез- Отвальная Поверх-
Плоскорез- Отвальная Поверх^
Гербициды + 1\14
Плоскорез-1 Отвальная | Поверх-ная ностная
0
Плоскорез- | Отвальная | Поверх-ная ностная
Гербициды + Ы40
Рисунок. Динамика содержания нитратного азота в каштановой почве (0...40 см) в зависимости от удобрений и обработки почвы (среднеГ за 2009—2014 гг.и, мг/кг: а) под пшеницей после пара; б) под второй пшеницей после пара; в) под овсом после пшеницы: О — всходы;Щ — кущение;Щ — колошение;^\ — уборка.
в опыте сохранность растений отмечена на фоне поверхностной обработки почвы и использования гербицидов в посевах(89,3%), наименьшая (83,2%) - при такой же обработке и внесении
удобрений.
Основное влияние на количество продуктивных стеблей (84,0 %) оказывал уровень химизации, тогда как доля обработки почвы (10,2 %) и
взаимодействия факторов (5,8 %) была невысокой. Если на фоне гербицидов количество продуктивных стеблей увеличивалось на 14 шт./м2 (6,6 %), а при совместном ихприменениисазотными удобрениями - на38 шт./м2 (17,9 %), по отношению к фону без химизации, то в зависимости от обработки почвы оно изменялось от 222 шт./м2 на фоне поверхностной обработки до 236 шт./м2 после вспашки, или на 14 шт./м2 (6,3 %). Продуктивная кустистость поуров-ням химизации возрастала по мере насыщения ими с 1,73 до 1,83 и 1,93, а по фонам обработки почвы мало изменялась, варьируя в пределах от 1,81 до 1,88. В изменение величины этого показателя наибольший вклад вносили средства химизации (64,4 %) и их взПимодействие с обработкой почвы (2(5,9 %), доля влияния последней была невысоиой (8,7 %).
Наибольшее влияние на количество зерен в колосе оказывали средства химизации (57,7 %), при этом вклад обработки почвы составлял 15,3 %, взаимодействия факторов - 27,0 %. Величина этого показателя мало зависела от приемов обработки почвы и гербицидов по вегетации, изменяясь от 22,0...22,1 до 22,2...23,2 шт., а под влиянием азотного удобрения достоверно возрастала с 22,0 до 23,8 шт.
Крупность зерна пшеницы по пару определяли условия, формирующиеся под влиянием приемов обработки почвы. Вклад этого фактора в дисперсию показателя достигал 63,8 % при доле срПдств химизации 26,8 %, а их взаимодействия - 9,4%.
Урожайностьпшеницы по пару была обусловлена действием средств химизации на 85,7 %, обработки почвы - на 12,0 %, взаимодействием факторов -только на 2,3 %. Так, на фоне вспашки средний сбор зерна культуры составил 1,25 т/га, в том числе без применения средств химизации -1,13 т/га, на фоне гербицидов - 1,21 т/га, а при использовании гербицидов и азотных удобрений -1,41 т/га, то есть прибавка от средств химизации составила соответственно 0,08 и 0,28 т/га (7,1...24,8 %). Самая низкая в опыте урожайность пшеницы по пару отмечена на фоне поверхностной обработки в сочетании с применением Глифосата в пару или без него(1,12...1,13т/га). При этом эффективность средств химизации была заметно выше, чеке не- фоне вспашки, ы - прсбавка урожая от гербицидов со- ® ста вляла 0,05.. .0,13т/га (5,1.. .13,3 %), | а от их использования совместно с ^ азотными удобрениями - 0,31.. ,0,36 т/ ® га(31,6...36,4%). Фон с плоскорезной 5 обработкой по эффективности при- 2 менения средств химизации занимал ™ промежуточное положение. Окупае- м мость азота удобрений дополнитель- ® ным урожаем зерна пшеницы на фоне <о
2. Элементы структуры урожая пшеницы по пару, 2006-2018 гг.
Средства химизации (фактор А) Обработка почвы (фактор В) Средние поА НСР05для факторов Доля влияния факторов, %
плоскорезная отвальная поверхностная поверх.+ герби-цидв пару
Количество растений в период всходов, шт./м2
Без обработки 144 151 145 139 145 А=6; А=78,9;
Гербициды 140 152 144 142 144 В=7; В=7,9;
Гербициды + 1М40 164 157 161 159 160 АВ=6; АВ=13,2
Средние по В 149 153 150 147 150 частных
различий
= 12
Количестворастений передуборкой, шт./м2
Без обработки 128 131 121 122 125 А=8; А=58,8;
Гербициды 124 125 128 128 126 В=9; В=7,3;
Гербициды + 1М40 131 134 132 132 132 АВ=8; АВ=33,9
Средние по В 127 130 127 127 128 частных
различий
= 15
Сохранность растений к уборке, %
Без обработки 88,8 86,3 86,0 87,8 87,2 А=2,6; А=70,2;
Гербициды 88,1 86,9 89,3 88,9 88,3 В=3,0; В=6,9;
Гербициды + 1М40 84,9 85,8 83,2 84,7 84,6 АВ=2,6; АВ=22,9
Средние по В 87,3 86,3 86,2 87,1 86,7 частных
различий
=5,2
Количество продуктивныхстеблей куборке, шт./м2
Без обработки 211 223 207 208 212 А=12; А=84,0;
Гербициды 227 229 217 233 226 В=14; В=10,2;
Гербициды + 1М40 241 256 244 260 250 АВ=12; АВ=5,8
Средние по В 226 236 222 233 230 частных
различий
=24
Продуктивная кустистость
Без обработки 1,70 1,73 1,72 1,78 1,73 А=0,11; А=64,4;
Гербициды 1,94 1,75 1,75 1,88 1,83 В=0,13; В=8,7;
Гербициды + 1М40 1,85 1,95 1,95 1,97 1,93 АВ=0,11; АВ=26,9
Средние по В 1,83 1,81 1,81 1,88 1,83 частных
различий
=0,23
Количество зерен в колосе , шт.
Без обработки 22,8 22,2 20,8 22,3 22,0 А=1,3; А=57,7;
Гербициды 22,1 22,8 21,9 21,8 22,2 В=1,5; В=15,3;
Гербициды + 1М40 22,6 24,4 23,6 24,8 23,8 АВ=1,3; АВ=27,0
Средние по В 22,5 23,2 22,1 23,0 22,7 частных
различий
=2,5
Масса 1000 зерен, г
Без обработки 35,6 36,1 35,7 35,9 35,8 А=0,4; А=26,8;
Гербициды 35,9 36,5 35,9 36,0 36,1 В=0,5; В=63,8;
Гербициды + 1М40 35,9 36,4 36,2 36,0 36,1 АВ=0,4; АВ=9,4
Средние по В 35,8 36,3 35,9 36,0 36,0 частных
различий
=0,9
Урожайность, т/га
Без обработки 1,05 1,13 0,99 0,98 1,04 А=0,05; А=85,7;
Гербициды 1,10 1,21 1,04 1,11 1,12 В=0,06; В=12,0;
Гербициды + 1М40 1,37 1,41 1,35 1,29 1,36 АВ=0,05; АВ=2,3
Средние по В 1,17 1,25 1,13 1,12 1,17 частных
различий
=0,11
вспашки составила 5,00 кг/кп по плоскорезной обработке - 6,75 кг/кг, а на фоне поверхностной - 4,5...7,75 кг/кг.
Варьирование полевой всхожести второй пшеницы после пара на 75,8 % зависелоотуровняхимизации, на 19,3 ° % - от влияния обработки почвы и на 4,9 «о % - от взаимодействия факторов (табл.
3). В среднем по фактору основной о обработки количество всходов состав-| ляло от 132 шт./м2 на фоне вспашки до 145 шт./м2 при поверхностной обработай ке на фоне последействия Глифосата в 5 паровом поле, а в среднем по фактору $ химизации - от 130.. .133 шт./м2 на экс-
тенсивных и с применением гербицидов в посевах фонах до 151 шт./м2 при использовании гербицидов и азотных удобрений. Полевая всхожесть в первом случае варьировала от 53,0 до 58,0 %, во втором - от 51,9...53,3 до 60,3 %. Максимальная в опыте густота всходов пшеницы по пшенице (162 шт./ м2, или 64,9 %) отмечена в варианте с применением гербицидов и азотных удобрений на фоне поверхностной обработки с последействием Глифосата в пару, минимальная (126 шт./м2, или 50,3 %) - на фоне вспашки без использования средств химизации.
К уборке урожая пшеницы количество растений снижалось по вариантам опыта на 18...27 шт./м2, или на 13,4... 20,5 %, по отношению к числу в период всходов. Доля влияния обработки почвы на величину этого показателя составляла 24,2 %, взаимодействия факторов была минимальной в опыте (1,8 %), а средств химизации - самой высокой (74,1 %). Сохранность растений по фонам обработки почвы варьировала от 82,9 до 85,4% (при НСР05 3,4 %), по вариантам химизации - от
82.8 до 85,2 % (НСР05 = 2,9 %), а между частными средними -от79,2до86,4% (НСР05 = 5,8 %). Доля влияния средств химизации на величину этого показателя составила 28,1 %, обработки почвы и взаимодействия факторов - 26,6 и 45,3 % соответственно. В результате самая высокая в опыте сохранность растений к уборке отмечена на фоне плоскорезной обработки с использованием гербицидов и азотныхудобре-ний в посевах (86,4 %), минимальная (79,2 %) - на этом же фоне обработки почвы и гербицидов, но без азотных удобрений.
Количество продуктивных стеблей второй пшеницы зависело от действия средств химизации (89,3 %), тогда как доля влияния обработки почвы (5,2 %) и взаимодействия факторов (5,5 %) была невысокой. На фоне гербицидов количество продуктивных стеблей увеличивалось на 9 шт./м2 (5,3%), а при совместном их применении с азотными удобрениями - на 51 шт./м2 (30,0 %), по отношению к варианту без средств химизации. По фонам обработки почвы оно изменялось от 185.. .186 шт./м2 при плоскорезной и поверхностной обработках до 195.. .196 шт./м2 на фоне отвальной вспашки и поверхностной обработки с последействием Глифосата в пару, или на 10...11 шт./м2(5,4...5,9%). Продуктивная кустистость по уровням химизации возрастапас 1,63 до 1,67 и 1,76, а по фонам обработки почвы - с 1,62...1,63 при поверхностной обработке до 1,69...1,81 на фонах с плоскорезной и отвальной. В изменение величины этого показателя наибольший вклад вносила обработка почвы (50,8 %) при значительном влиянии средств химизации (23,3 %) и взаимодействия факторов (25,9 %).
Влияние всех изучаемых факторов на количество зерен в колосе было существенным - наибольшая его доля приходилась на средства химизации (44,2 %), далее следовали обработка почвы (34,6 %) и взаимодействие факторов (21,2%). Количество зерен в колосе пшеницы по пшенице достоверно изменялось от 20,5 шт. на фоне поверхностной обработки до 22,4 шт. при вспашке, а по уровням химизации - от
20.9 шт. на экстенсивном и гербицид-ном фонахдо 22,6 шт. при совместном
3. Элементы структуры урожая пшеницы по пшенице, 2006-2018 гг.
Средства химизации (фактор А)
Обработка почвы (фактор В)
плоскорезная
отвальная
поверхностная
поверхностная + гербицид в пару
Средние поА
нср05
для факторов
Доля влияния факторов, %
Без обработки Гербициды Гербициды + 1М4( Средние по В
Без обработки Гербициды Гербициды + 1М4( Средние по В
Без обработки Гербициды Гербициды + 1М4( Средние по В
Количество растений в период всходов, шт./м2
129 132 145
135
126 130 142 132
131
133 154 139
134 139 162 145
130 133 151
138
Количество растений передуборкой,
А=6; В=7; АВ=6; частных различий = 12
шт./м2
107 105 125 112
104 107 121 111
108 113 130 117
116 118
137 124
109 111 128 116
83.1
79.2 86,4 82,9
Сохранность растений куборке, %
82,3
83.5 85,0
83.6
81,9 82,9 84,5 83,1
86,1 85,4 84,8 85,4
83,4 82,8 85,2 83,8
Без обработки Гербициды Гербициды + 1М4 Средние по В
Без обработки Гербициды Гербициды + 1М4( Средние по В
Без обработки Гербициды Гербициды + 1М4( Средние по В
Без обработки Гербициды Гербициды + 1М4( Средние по В
Без обработки Гербициды Гербициды + 1М4( Средние по В
Количество продуктивныхстеблей куборке
171
176 207 185
1,64 1,75 1,70 1,69
21,2 20,2
23.6
21.7
34,7 34,1 34,5 34,4
0,72 0,75 0,97 0,81
177 185 223 195
163 175 216 185
171
179 240 196
170 179 221 190
Продуктивная кустистость
1,78 1,82 1,83 1,81
1.59
1.60 1,69 1,63
52 52 81 62
1,63 1,67 1,76 1,69
Количество зерен в колосе, шт
21,8 22,1
23.3
22.4
20,2 20,8 20,6 20,5
20.5
20.6 22,8 21,3
Масса 1000 зерен, г
35,4 34,7 34,7 34,9
33.8 33,7 34,1
33.9
33,9
33.8 34,0
33.9
0,78 0,85 1,01 0,88
Урожайность,
0,66 0,74 0,99 0,80
т/га
0,71 0,75 0,96 0,81
20,9 20,9 22,6 21,5
34,4 34,1 34,3 34,3
0,72 0,77 0,98 0,82
А=6; В=7; АВ=6; частных различий = 12
А=2,9; В=3,4; АВ=2,9; частных различий =
5,8 шт./м2 А=11; В=13; АВ=11; частных различий = 22
А=0,09; В=0,10; АВ=0,09; частных различий = 0,18
А=1,2; В=1,4; АВ=1,2; частных различий = 2,4
А=0,5; В=0,5; АВ=0,5; частных различий = 0,9
А=0,04; В=0,05; АВ=0,04; частных различий = 0,09
А=75,8; В=19,3; АВ=4,9
А=74,1; В=24,2; АВ=1,8
А=28,1; В=26,6; АВ=45,3
А=89,3; В=5,2; АВ=5,5
А=23,3; В=50,8; АВ=25,9
А=44,2; В=34,6; АВ=21,2
А=9,1; В=80,6; АВ=10,3
А=90,7; В=7,4; АВ=1,9
использовании гербицидов и азотных удобрений.
Крупность зерна пшеницы определяло влияние приемов обработки почвы (80,6%), на долю средств химизации приходилось 9,1 %, взаимодействия факторов -10,3 %.
Урожайность пшеницы по пшенице на 90,7 % была обусловлена действием средств химизации, на 7,4 % - влиянием обработки почвы и лишь на 1,9 % - взаимодействием факторов. Наибольший средний сбор зерна пшеницы по пшенице в опыте отмечен на фоне вспашки - 0,88 т/
га, в том числе без средств химизации - 0,78 т/га, при использовании гербицидов - 0,85 т/га, а на фоне гербицидов и азотных удобрений - 1,01 т/га, прибавка от средств химизации составила 0,07 и 0,23 т/га (9,0...29,5 %). На других фонах обработки почвы средняя урожайность второй пшеницы была одинаковой - 0,80...0,81 т/га, но эффективность средств химизации существенно различалась. После плоскорезной обработки прибавка урожая от гербицидов составляла 0,03 т/га, а от их применения с азотными удобрениями - 0,25 т/га, или 4,1 и 34,7
%, по отношению к экстенсивному фону. При поверхностной обработке прибавки от средств интенсификации достигали 0,08 и 0,33 т/га (12,1 и 50,0 %), а на фоне поверхностной обработки и последействия Глифосата в пару - соответственно 0,04 и 0,25 т/га (5,6 и 35,2 %). Окупаемость азотных удобрений дополнительным урожаем на фоне вспашки составила 5,50 кг/кг, плоскорезной обработки - 4,00 кг/к^ поверхностной обработки - 5,25 кг/кг.
Полевая всхожесть овса в севообороте на 65,7 % зависела от уровня химизации, на 10,1 % - от обработки почвы и на 24,2 % - от взаимодействия факторов (табл. 4). В среднем по фактору обработка почвы количество всходов варьировало от 125...126 шт./ м2на фоне плоскорезной и отвальной обработок до 129...130 шт./м2 после поверхностных обработок с последействием Глифосата в пару или без него, а в среднем по фактору химизации - от 121 шт./м2 на экстенсивном фоне до 127 шт./м2 при использовании гербицидов в посевах и 135 шт./м2 на фоне применения гербицидов и азотных удобрений. Полевая всхожесть в первом случае варьировала от 49,8 до 52,2 %, во втором - от 48,4 до 50,7 и 53,8 %. Максимальная в опыте густота всходов овса (142 шт./м2, или 56,7 %) отмечена в варианте с применением гербицидов и азотных удобрений на фоне поверхностной обработки с последействием Глифосата в пару, а минимальная (116 шт./м2, или 46,5 %) - после плоскорезной обработки без применения средств химизации.
К созреванию количество растений овса снижалось по вариантам опыта на7...20 шт./м2, или на5,6...14,1 %, по отношению к численности в период всходов. Сохранность растений по фонам обработки почвы варьировала от 86,9 до 88,7 % (при НСР05 = 3,2 %), по фонам химизации - от 86,0 до 89,1 % (НСР05 = 2,8 %), а между частными средними - от 84,9 до 90,8 % (НСР05 = 5,5 %). Доля влияния средств химизации на величину этого показателя составила 59,7 %, обработки почвы и взаимодействия факторов - 15,4 и 24,9% соответственно. Самая высокая в опыте сохранность растений овса отмечена на фоне плоскорезной обработки почвы в сочетании с использованием гербицидов и азотныхудобрений в посевах (90,8 %), а наименьшая (84,9 ы %) - на фоне поверхностной обработки ® почвыбезгербицидовиудобрений. |
Густота продуктивного стеблестоя ^ овса к уборке зависела от средств хи- ® мизации (75,7%) при заметном вкладе | обработки почвы (10,6 %) и взаимо- 2 действия факторов (13,7 %). При ис- ™ пользовании гербицидов количество м продуктивных стеблей увеличивалось ® на 16 шт./м2 (9,8 %), а на фоне их при- ®
4. Элементы структуры урожая овса по пшенице, 2006-2018 гг.
Средства химизации (фактор А) Обработка почвы (фактор В) Средние поА НСР05для факторов Доля влияния факторов, %
плоскорезная отвальная поверхностная поверхностная + гербицид в пару
Количество растений в период всходов, шт./м2
Без обработки 116 122 122 123 121 А=7; А=65,7;
Гербициды 121 130 129 126 127 В=8; В=10,1;
Гербициды + 1М40 136 127 133 142 135 АВ=7; АВ=24,2
Средние по В 125 126 129 130 127 частных
различий=
14
Количество растений передуборкой, шт./м2
Без обработки 102 105 105 107 105 А=7; А=78,2;
Гербициды 108 114 113 119 113 В=8; В=6,7;
Гербициды + 1М40 125 114 120 122 120 АВ=7; АВ=15,2
Средние по В 111 111 113 116 113 частных
различий
= 14
Сохранность растений куборке, %
Без обработки 86,6 86,3 84,9 86,2 86,0 А=2,8; А=59,7;
Гербициды 88,8 87,5 89,1 88,1 88,4 В=3,2; В=15,4;
Гербициды + 1М40 90,8 89,3 89,7 86,4 89,1 АВ=2,8; АВ=24,9
Средние по В 88,7 87,7 87,9 86,9 87,8 частных
различий
= 5,5
Количество продуктивныхстеблей куборке, шт./м2
Без обработки 158 176 155 165 163 А=16; А=75,7;
Гербициды 171 179 163 203 179 В=18; В=10,6;
Гербициды + 1М40 199 205 215 211 208 АВ=16; АВ=13,7
Средние по В 176 187 178 193 183 частных
различий
= 32
Продуктивная кустистость
Без обработки 1,64 1,72 1,53 1,58 1,62 А=0,12; А=39,6;
Гербициды 1,65 1,66 1,49 1,75 1,64 В=0,13; В=27,9;
Гербициды + 1М40 1,63 1,85 1,78 1,81 1,77 АВ=0,12; АВ=32,5
Средние по В 1,64 1,75 1,60 1,71 1,68 частных
различий
= 0,23
Количество зерен в метелке, шт.
Без обработки 31,8 36,3 28,8 34,0 32,7 А=2,1; А=0,1;
Гербициды 34,2 34,5 30,4 31,2 32,6 В=2,4; В=67,2;
Гербициды + 1М40 33,2 33,4 31,5 32,8 32,7 АВ=2,1; АВ=32,7
Средние по В 33,1 34,7 30,3 32,7 32,7 частных
различий
= 4,2
Масса 1000 зерен, г
Без обработки 35,2 36,6 36,0 35,8 35,9 А=0,6; А=3,4;
Гербициды 35,6 35,8 36,3 35,9 35,9 В=0,7; В=40,5;
Гербициды + 1М40 36,1 35,9 36,6 35,6 36,1 АВ=0,6; АВ=56,1
Средние по В 35,7 36,1 36,3 35,8 36,0 частных
различий
= 1,3
Урожайность, т/га
Без обработки 0,95 0,99 0,86 0,87 0,92 А=0,08; А=95,2;
Гербициды 1,01 1,09 0,93 0,98 1,00 В=0,09; В=3,6;
Гербициды + 1М40 1,44 1,41 1,39 1,39 1,41 АВ=0,08; АВ=1,2
Средние по В 1,14 1,16 1,06 1,08 1,11 частных
различий
= 0,16
менения с азотными удобрениями на 45 шт./м2 (27,6 %), по отношению к фону без средств химизации. В зависимости от способа основной обработки почвы оно изменялось от 176.. .178 шт./м2 на фоне плоскорезной ° и поверхностной до 187...193 шт./м2 «о после вспашки и поверхностной обработки с последействием Глифосата о в пару, или на 9.. .17 шт./м2 (5,1.. .9,7 %). | Продуктивная кустистость по уровням химизации возрастала с 1,62...1,64 на ® фонах без удобрений с гербицидами, 5 или без нихдо 1,77 на фоне гербицидов $ и азотныхудобрений, а по фонам обра-
ботки почвы - с 1,60.. .1,64 при поверхностной и плоскорезной обработкахдо 1,71...1,75 на фонах со вспашкой и поверхностной обработкой в сочетании с последействием Глифосата в пару. В изменение величины этого показателя вклад факторов химизации, обработки почвы и их взаимодействия был примерно одинаковым - соответственно 39,6, 27,9 и 32,7%.
Количество зерен в метелке овса не зависело от средств химизации (0,1 %), доля влияния обработки почвы составляла 67,2 %, взаимодействия факторов - 32,7 %. Количество зерен
в метелке в зависимости от обработки почвы изменялось от 30,3 шт. на фоне поверхностной обработки до 34,7 шт. после вспашки при НСР05 для фактора 2,4 шт., по уровням химизации величина этого показателя не изменялась.
Крупность зерна овса не зависела от действия средств химизации (3,4 %), тогда как доля влияния обработки почвы достигала 40,5 %, а взаимодействия факторов - 56,1 %.
Урожайность овса на 95,2 % была обусловлена действием средств химизации, на 3,6 % - обработки почвы и только на 1,2 % - взаимодействием факторов. Наибольший в опыте средний сбор зерна овса отмечен на фоне вспашки и плоскорезной обработки - 1,16 и 1,14 т/га, в том числе без средств химизации - 0,95 и 0,99 т/га, при использовании гербицидов - 1,01 и 1,09 т/га, а на фоне гербицидов и азотных удобрений - 1,44 и 1,41 т/га, прибавка от средств химизации составила 0,06...0,10 и 0,42...0,49 т/га (6,3...10,1 и 42,4...51,6 %). На фонах поверхностной обработки почвы урожайность овса также была примерно одинаковой - 1,06...1,08 т/га, но эффективность средств химизации при этом отличалась. Так, прибавка урожая от гербицидов при проведении только поверхностной обработки составляла 0,07 т/га, а от совместного их применения с азотными удобрениями - 0,53 т/га, или 8,1 и 61,6 % по отношению к экстенсивному фону, а на фоне поверхностной обработки с последействием Глифосата в пару- соответственно 0,11 и 0,52т/га (12,6 и 59,8 %). Окупаемость азотных удобрений дополнительным урожаем зерна овса на фоне отвальной вспашки составила 8,00 кг/кп после плоскорезной обработки - 10,75 кг/кг, на фоне поверхностной -10,25.. .11,50 кг/кг.
Продуктивность севооборота определяли в основном средства интенсификации (доля вклада 91,9%), влияние обработки почвы было на порядок слабее-6,7%, а взаимодействия факторов несущественным (табл. 5). Без удобрений и гербицидов наибольшую в опыте величину этого показателя отмечали на фоне вспашки -2,71 тыс. зерн. ед./га, что больше на 0,18 тыс. зерн. ед./га(7,1 %), чем после плоскорезной обработки и на 0,33...0,37 тыс. зерн. ед./га (13,9...15,8 %), по сравнению с поверхностными обработками.
Опрыскивание посевов гербицидами обеспечивало повышение продуктивность севооборотов на фонах с поверхностной обработкой до уровня плоскорезной, а совместное использование гербицидов с азотными удобрениями - на всех фонах до уровня вспашки. На интенсивном фоне преимущество отвальной системы обработки почвы над плоскорезной снижалось
5. Влияние азотныхудобрений и гербицидов на продуктивностьзернопарово-го севооборота в зависимости от основной обработки почвы (среднее за 2006-2018 гг.), тыс. зерн. ед./га
Обработка почвы (фактор В) Доля
Средства поверх- Сред- НСР05для факторов влия-
химизации (фактор А) плоскорезная отвальная поверхностная ностная+ гербицид в пару ние поА ния факторов, %
Без обработки 2,53 2,71 2,34 2,38 2,49 А=0,14; А=91,9;
Гербициды Гербициды + 1М40 Средние по В 2,66 3,49 2,93 3,55 2,52 3,46 2,64 3,37 2,69 3,47 В=0,16; АВ=0,14; В=6,7; АВ=1,4
2,89 3,06 2,77 2,80 2,88 частных различий = 0,28
до 0,06 тыс. зерн. ед./га (1,7 %), а над фонами с поверхностной обработкой -до 0,09...0,18тыс. зерн. ед./га(2,6.. .5,3 %), или соответственно в 3 и 2,1..3,7 раза. Окупаемость 1 кгазотныхудобре-ний дополнительной продукцией севооборота при плоскорезной системе обработки почвы составила 6,91 зерн. ед, при отвальной -5,17 зерн.ед., при поверхностной - 6,08.. .7,83 зерн. ед.
Таким образом, на каштановых почвах сухостепной зоны Западной Кулунды в зернопаровом севообороте весенние запасы продуктивной влаги на 50,0 % определялись предшественником, на 32,0%-приемом обработки и на 18,0 % - взаимодействием факторов. В результате парования к посеву пшеницы после пара накапливалось в среднем 81...85 мм продуктивной влаги. Судапением от пара под второй и третьей зерновыми культурами запасы влаги снижались на 9.. .10 мм при выраженной тенденции преимущества традиционных обработок, в сравнении с минимальными.
Количество нитратов в почве больше определял предшественник, чем прием обработки. Без удобрений содержание 1М-1М03 в слое 0...40 см весной, как правило, низкое и составляет под первой пшеницей по пару 5,4...5,9 мг/к^ второй - 2,1...2,4, под овсом - 2,7...5,5 мг/кг при заметном преимуществе плоскорезной обработки над вспашкой и поверхностным рыхлением.На фоне внесения азотных удобрений величина этого показателя возрастает в 2...4 раза, по сравнению с неудобренным фоном, до среднего и высокого.
Густоту продуктивного стеблестоя и величину урожая культур зернопаро-вогосевооборотаопределяло влияние азотных удобрений и гербицидов, доля вклада которых усиливалась по мере удаления от пара с 58,8 до 78,2 % и с 85,7 до 95,2 % соответственно. Без удобрений и гербицидов на фоне отвальной вспашки продуктивность севооборота была на 0,18...37 тыс. зерн. ед./га (7,1...15,8 %) выше, чем на фоне плоскорезной и поверхностных обработок. На интенсивном фоне преимущество вспашки перед другими обработками снижалось до 0,06...0,18 тыс. зерн. ед./га (1,7...5,3 %), или в 2,1..3,7 раза. Окупаемость
1 кг азотных удобрений дополнительной продукцией севооборота на фоне вспашки составила-5,17зерн. ед., на фоне плоскорезной обработки - 6,91, на фоне поверхностной - 6,08...7,83 зерн. ед.
Литература.
1. Назарова И. В., ХрамковаТ. Д. Динамика содержания гумуса в пахотных почвах Алтайского края // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 4. С. 42-45.
2. Мельников А. И., Беленева Л. Г. Состояние и динамика агрохимических показателей пахотных земель Кулундинской зоны Алтайского края // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 5. С. 11-14.
3. Экологизация обработки почвы в Западной Сибири / А. Н. Власенко, Ю. П. Филимонов, В. К. Каличкин и др. / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИЗХим. Новосибирск. 2003. 268 с.
4. Гнатовский В. М. Некоторые пути адаптации земледелия сухостепной зоны Алтайского края к климату и почвам // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2010. № 11 (73). С. 5-9.
5. Назаренко П. Н., Пургин Д. В. Влияние длительного применения различных видов основной обработки почвы на плодородие каштановой почвы Западно-Кулундинской степи Алтайского края // ВестникАлтайско-гогосударственного аграрного университета. 2017.№ 12(158). С. 21-26.
6. Средообразующая роль фитосани-тарных культур, возделываемых по No-till технологии, в севооборотах/А. Н. Власенко, Н. Г. Власенко, П. И. Кудашкин и др. // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. №6.С.5-9.
7. Уланов А. К., Будажапов Л. В. Продуктивность каштановой почвы в зависимости от условий увлажнения при многолетнем воздействии севооборотов, приемов основной обработки и удобрений в сухой степи // Земледелие. 2019. № 1. С. 15-18.
8. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985.351 с.
Efficiency of Nitrogen Fertilizers and Herbicides in Grain-Fallow Crop Rotation Depending on the Method of Processing Chestnut Soil in the Kulunda Steppe
V. I. Usenko, A. A. Garkusha, D. V. Purgin, V. I. Kravchenko, S. V. Usenko, V. P. Oleshko
Federal Altai Scientific Center of Agrobiotechnologies, Nauchnyi gorodok, 35, Barnaul, 656910, Russian Federation
Abstract. The studies were carried out in 2006-2018 in the experiment, established in 1978 in the crop rotation "fallow, wheat, wheat, oats". The aim of the work was to assess the efficiency of nitrogen fertilizers and herbicides in the grain-fallow crop rotation depending on the tillage method of chestnut soil in the steppe of the Altai Krai. The following options were studied: tillage ( factor A )and chemicalization means (factor B). Factor A included subsurface cultivation at 14-16 cm + ploughing at 18-20 cm; subsurface cultivation at 6-8 cm + subsurface cultivation at 6-8 cm + glyphosate 3 L/ha in the fallow field. Factor B included the variant without fertilizers and herbicides; tank mixture from dycoticide andgraminicide; herbicides + N40. The summers of 2010, 2014 and 2015 were dry(HTC = 0.48-0.56 at the rate of 0.62), and that of 2007, 2008, 2009, 2013 and 2017 were wet (HTC = 0.81-1.04). 4s a result of fallowing, 81-85 mm of productive moisture accumulated in the meter layer before the wheat crop; under the second and third crops the value of this parameter decreased by 9-10 mm. Without fertilizers, the content ofN-N03 in the layer of 0-40 cm in the spring was under the first wheat after the fallow field was 5.4-5.9 mg/kg, under the second wheat - 2.1-2.4 mg/kg, under oats - 2.7-5.5 mg/kg. Against the background of fertilizers, the content of N-N03 increased 2-4 times, compared with the unfertilized background. Crop yields were determined by the influence of chemicals, the contribution of which increased from 85.7 to 95.2% with the removal from the fallow field. Without fertilizers and herbicides against the background of ploughing crop rotation productivity was higher by 180-370 cereal units (CU)/ha (7.1-15.8%) than against the background of subsurface tillage. Against an intense background, the advantage of ploughing over other treatments decreased 2.1-3.7 times. The recoupment of nitrogen fertilizer by additional production of crop rotation against the background of ploughing was 5.17 CU/ha, of subsurface cultivation -6.91 CU/ha, of surface tillage - 6.08-7.83 CU/kg.
Keywords: dry steppe; tillage; herbicides; nitrogen fertilizers; cereals.
Author Details: V. I. Usenko, D. Sc. (Agr.), chief research fellow (e-mail: usenko.001@ mail.ru);A. A. Garkusha, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow(e-mail: aniish@mail. ru); D. V. Purgin, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow; V. I. Kravchenko, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow; S. V. Usenko, Cand. Sc. f (Agr.), leading research fellow; V. P. Oleshko, ^ D. Sc. (Agr.), chiefresearch fellow. S
For citation: Usenko V. /., Garkusha A. A., ® Purgin D. V., Kravchenko V. /., Usenko S. V., ^ Oleshko V. P. Efficiency of Nitrogen Fertilizers s and Herbicides in Grain-Fallow Crop Rota- q tion Depending on the Method of Processing z Chestnut Soil in the Kulunda Steppe. Zemle- ^ delie. 2019. No. 6. Pp. 33-39 (in Russ.). DOI: M 10.24411/0044-3913-2019-10608.
■ <0
