CC BY
7
УДК 633.51.01: 633.11 (470.44)
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЧИСТОГО ПАРА ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ ЗАПАСОВ ВЛАГИ В ПОЧВЕ ПОД ПОСЕВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В САРАТОВСКОМ ЗАВОЛЖЬЕ
СОЛОДОВНИКОВ А.П.,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры «Земледелие, мелиорация и агрохимия», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики», e-mail: solodovnikov-sgau@yandex.ru, тел.: 89053866457.
УПОЛОВНИКОВ Д.А.,
доктор сельскохозяйственных наук, заведующий кафедрой «Земледелие, мелиорация и агрохимия», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики».
ЛИНЬКОВ А.С.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Земледелие, мелиорация и агрохимия», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики».
Реферат. В статье представлен шестилетний анализ эффективности чистого пара по сохранению влаги под посев озимой пшеницы в Саратовском Заволжье. Результатами исследований установлено, что за зимне-весенний период влажность почвы в чистых парах восстанавливается до 16,0 % на минимальной обработке и до 16,8 % на варианте с безотвальным глубоким рыхлением. Положительный баланс прихода влаги от поздней осени до середины апреля составлял 5,8 - 6,3 %, что недостаточно для получения гарантированного урожая озимой пшеницы по чистому пару. Кроме того в летний сезон дополнительно теряется на более рыхлой почве 1,8 - 2,0 %, а на более плотной 2,3 - 2,4 % влаги из почвы. В результате проведенных расчетов потерь влаги в чистых парах с учетом эффективных летних осадков установлено, что на более плотной почве испаряется влаги в среднем за шесть лет на уровне 1001 -1020 м3/га. Классическая и комбинированная вспашка снижают потери влаги в чистых парах на 6 - 10 % по сравнению с безотвальной обработкой. Для получения дружных всходов (более 90 % полевой всхожести) озимой пшеницы необходимо сохранение влаги в чистых парах в пахотном слое не менее 15 % от массы абсолютно сухой почвы или выпадение осадков в сентябре не менее 30 мм. Минимальная обработка чистого пара уменьшает накопление влаги за зимний период на 0,3 % (41 м3/га) по отношению к контролю и на 0,8 % (110 м3/га) по сравнению с безотвальной обработкой. К посеву озимой пшеницы данные различия составляли 0,7 - 0,8 %. Данный способ подготовки чистого пара снижает густоту стояния всходов озимой пшеницы на 7,4 %, а урожайность зерна на 14,6 % относительно контроля.
Ключевые слова: чистый пар, озимая пшеница, влажность почвы, основная обработка почвы, густота стояния, урожайность.
PURE STEAM EFFICIENCY FOR MOISTURE CONSERVATION
IN SOIL UNDER SOWING WINTER WHEAT IN THE SARATOV VOLGA REGION
SOLODOVNIKOV A.P.,
Doctor of Agricultural Sciences, Professor of the Department of Agriculture, Land Reclamation and Agrochemistry, Saratov State University of Genetics, e-mail: solodovnikov-sgau@yandex.ru, phone: 89053866457.
UPOLOVNIKOV D.A.,
Doctor of Agricultural Sciences, Head of the Department of Agriculture, Land Reclamation and Agrochemistry, Saratov State University of Genetics.
LINKOV AS.,
Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of the Department of Agriculture, Land Reclamation and Agrochemistry, FGBOU VO "Saratov State University of Genetics".
Essay. The article presents a six-year analysis of the effectiveness of bare fallow concerningconservation moisture for winter wheat sowing in the Saratov Trans-Volga region. The results of the research found out that during the winter-spring period, soil moisture in bare fallows is restored to 16.0% after minimal tillage and up to 16.8% after subsurface deep loosening. The positive balance of moisture inflow from late autumn to mid-April is 5.8 - 6.3%, which is not enough to have a guaranteed harvest of winter wheat in a bare fallow. In addition, in the summer season, 1.8 - 2.0% of moisture from the soil is additionally lost on looser soil, and 2.3 - 2.4% on
denser soil. As a result of the calculations of moisture losses in bare fallows, taking into account effective summer precipitation, it was found out that on a denser soil, moisture evaporates on average over six years at the level of 1001 - 1020 m3/ha. Classical and combined plowing reduces moisture loss in bare fallows by 6-10% compared to non-moldboard tillage. To have friendly seedlings (more than 90% of field germination) of winter wheat, it is necessary to maintain moisture in bare fallows in the arable layer of at least 15% of the mass of absolutely dry soil or precipitation in September of at least 30 mm. The minimum treatment of bare fallow reduces the accumulation of moisture during the winter period by 0.3% (41 m3/ha) in relation to the control and by 0.8% (110 m3/ha) compared to non-moldboard treatment. By winter wheat sowing, these differences were 0.7 - 0.8%. This method of bare fallow preparation reduces the density of winter wheat seedlings by 7.4%, and the grain yield by 14.6% relative to the control.
Keywords: bare fallow, winter wheat, soil moisture, basic tillage, standing density, yield.
Введение. Характерной особенностью Заволжья Саратовской области является резкий переход от зимних условий к летним, что приводит к значительному испарению влаги из почвы в чистых парах [7]. Динамика процесса испарения влаги в значительной степени определяется складывающимися погодными условиями и глубиной проникновения продуктивной влаги от осеннего, зимнего и ранне-весеннего увлажнения, что определяется системой подготовки чистого пара, которая влияет на плотность и водопроницаемость почвы [3, 4, 6, 8, 9]. Научно обоснованная система подготовки чистого пара позволяет в засушливые годы терять влагу из верхнего 50 см слоя, при не правильной подготовки чистого пара иссушение почвы происходит в более глубоких горизонтах [2].
В связи с выше изложенным целью исследований было изучение влияния зяблевой обработки почвы на потери продуктивной влаги в паровом поле с учетом складывающихся климатических факторов и определение оптимальных условий для формирования густоты стояния и урожайности озимой пшеницы.
Методика исследований. Изучение влияния обработки почвы на потери продуктивной влаги из темно-каштановой почвы (гумуспах - 2,89 %, НВ0_100 -22,1 %, ВУЗо_10о - 9,7 %) в чистых парах проводились на стационарном зернопаропропашном севообороте опытного поля Саратовского ГАУ по следующей схеме:
1. Классическая вспашка на глубину 23-25 см (ПЛН-8-35) - контроль;
2. Безотвальная глубокая обработка глубокорых-лителем на глубину 30-32 см (SSD - 4);
3. Обработка дисковой бороной на глубину 10-12 см (БДМ 7х3);
4. Комбинированная вспашка на глубину 23-25 см (ПБС- 10 П).
Площадь делянок - общая 0,15 га, учетная 0,1 га, повторность трехкратная, расположение делянок рендомизированное, сорт озимой пшеницы - Ново-ершовская, предшественник чистого пара - подсолнечник.
Полевой опыт сопровождался наблюдениям и исследованиями в соответствии с общепринятыми методиками и методическими указаниями [5].
Результаты исследований. Если чистый пар имеет высокую влажность верхнего слоя почвы и отсутствие мульчирующего слоя из растительных остатков, он интенсивнее нагревается и значительно теряет на испарение запасы почвенной влаги.
В засушливых условиях Саратовского Заволжья при установлении оптимальных приемов обработки необходимо учитывать не только капиллярную теорию, но и брать во внимание глубину увлажнения и наличие влаги в почве [1]. В засушливых условиях при низких значениях влажности почвы идет диффузное передвижение влаги.
Измерение влажности почвы перед уходом в зиму в чистых парах по подсолнечнику показывает, что в среднем за шесть лет влажность почвы близка к ВУЗ (9,7 %). Наиболее интенсивно в засушливую осень влага теряется по отвальной обработке (10,0 %), меньше на безотвальной обработке (10,5%) (таблица 1).
В течение зимнего и ранневесеннего периодов влажность почвы в чистых парах восстанавливается (2017 - 2022 гг.) до 16,0 % на минимальной обработке и до 16,8 % на варианте с безотвальным глубоким рыхлением. Баланс прихода влаги от поздней осени до середины апреля составляет + 5,8 - 6,3 %, что недостаточно для получения гарантированного урожая озимой пшеницы по чистому пару.
В засушливых условиях Саратовского Заволжья из почвы в чистых парах к началу сентября дополнительно теряется на более рыхлой почве 1,8 - 2,о %, а на более плотной 2,3 -2,4 %.
После перезимовки поле озимой пшеницы (в фазу кущения) дополнительно накапливает 3,5 - 3,7 % влаги или 48,0 - 50,7 мм продуктивной влаги.
Расчеты потерь влаги в чистых парах с учетом эффективных летних осадков показывают, что на более плотной почве по минимальной и безотвальной обработках [6] испаряется влаги в среднем за шесть лет на уровне 1001 - 1020 м3/га. Классическая и комбинированная вспашка снижают данный показатель до 930 - 958 м3/га, или на 6 - 10 % по сравнению с безотвальной обработкой (таблица 2).
Таблица 1 - Изменение влажность почвы в чистых парах метрового слоя по вариантам опыта, % от массы абсолютно сухой почвы_
Дата отбора Варианты основной обработки чистого пара
влажности ПЛН-8-35 SSD - 4 БДМ 7х3 ПБС-10 П
почвы на 23-25 см (к) на 30-32 см на 10-12 см на 23 - 25 см
После уборки предшественника (подсолнечник)
26.10.2016 9,7 10,8 10,6 10,4
24.10.2017 10,0 11,0 10,4 10,6
13.11.2018 11,9 12,1 11,5 12,0
06.11.2019 8,1 8,3 8,1 8,5
10.11.2020 9,5 10,0 9,9 9,8
27.10.2021 10,8 10,5 10,5 11,0
2016 - 2021 гг. 10,0 10,5 10,2 10,4
После покровного боронования чистого пара
13.04.2017 12,0 12,8 12,1 13,1
19.04.2018 16,0 16,8 15,6 15,9
11.04.2019 18,5 18,8 18,2 18,6
15.04.2020 14,0 14,6 13,5 14,1
18.04.2021 18,7 18,8 17,9 18,6
21.04.2022 18,6 19,1 18,5 18,7
2017 - 2022 гг. 16,3 16,8 16,0 16,5
Баланс + 6,0 + 6,3 +5,8 + 6,1
Перед посевом озимой пшеницы
4.09.2017 15,1 14,9 14,6 15,0
25.08.2018 14,1 13,9 12,8 14,3
21.08.2019 16,0 15,8 15,1 16,0
2.09.2020 11,4 11,5 11,2 11,4
9.09.2021 15,0 15,3 14,0 15,1
8.09.2022 15,6 15,0 14,4 15,4
2017 - 2022 гг. 14,5 14,4 13,7 14,5
Баланс - 1,8 - 2,4 - 2,3 - 2,0
2017 - 2021 гг. 14,3 14,3 13,5 14,4
В период весеннего кущения
19.04.2018 19,9 19,7 19,2 20,0
11.04.2019 18,8 18,7 18,0 18,9
9.04.2020 16,3 16,7 16,2 16,4
29.04.2021 17,0 16,3 16,0 16,9
21.04.2022 18,0 17,8 17,7 18,1
2018 - 2022 гг. 18,0 17,8 17,4 18,1
Баланс +3,7 +3,5 +3,9 +3,7
Таблица 2 - Потери влаги в чистых парах по годам исследований и по вариантам опытам, м3/га
Годы Эффективные осадки (май-август), мм ГТК Варианты основной обработки чистого пара
ПЛН-8-35 (к) SSD - 4 БДМ 7х3 ПБС-10 П
2017 129,7 0,87 872 1009 954 1037
2018 76,0 0,49 1020 1157 1144 979
2019 37,3 0,23 716 784 798 729
2020 30,7 0,20 663 732 622 677
2021 53,5 0,31 1042 1015 1069 1015
2022 85,9 0,57 1270 1421 1421 1311
Средне многолетние 80,4 0,55 930 1020 1001 958
Определение влажности пахотного слоя (0-30 см) перед посевом озимой пшеницы показывает, что в условиях аридного климата чистые пары не достаточно сохраняют влагу для получения выровненных всходов. Максимальное количество растений озимой пшеницы через три недели после посева отмечалось в 2017 г. - 3,01 - 3,38 млн
шт./га при влажности почвы 14,1 - 15,1% и в 2021 г. - 3,22 - 3,27 млн шт./га при влажности почвы 15,3 - 16,2 %. При таких условиях полевая всхожесть соответственно по годам составляла 86 - 97 % и 92 - 93 % при норме высева 3,5 млн всхожих семян на 1 га (таблица 3).
Таблица 3 - Влажность почвы слоя 0-30 см (%), густота стояния всходов озимой пшеницы, млн шт./га
Годы ПЛН-8-35 (к) SSD - 4 БДМ 7х3 ПБС- 10 П
влажность густота влажность густота влажность густота влажность густота
2017 15,1 3,38 14,5 3,01 14,1 3,11 14,8 3,31
2018 13,0 2,69 12,1 2,27 12,1 2,24 13,3 2,54
2019 15,6 3,05 15,2 2,87 14,4 2,77 15,5 3,02
2020 11,3 0,68 10,8 0,61 10,2 0,53 10,9 0,61
2021 16,2 3,27 15,8 3,25 15,3 3,22 15,9 3,26
2022 14,3 3,27 14,5 3,31 14,4 3,25 14,2 3,28
2017-2022 14,3 2,72 13,8 2,55 13,4 2,52 14,1 2,67
Таблица 4 - Урожайность зерна озимой пшеницы по чистому пару, т/га
Варианты опыта Годы исследований В среднем за 5 лет
2018 2019 2020 2021 2022
ПЛН-8-35 (к) 2,55 1,83 2,66 0,55 5,12 2,54
SSD - 4 2,61 1,81 2,54 0,51 5,18 2,53
БДМ 7х3 2,20 1,72 2,37 0,42 4,13 2,17
ПБС-10 П 2,64 1,88 2,68 0,54 5,15 2,58
НСР05 0,11 0,08 0,10 0,07 0,21 0,11
Наименьшая всхожесть растений озимой пшеницы была получена в 2020 г. - о,53 - 0,68 млн шт./га при влажности почвы 10,2 - 11,3 % (полевая всхожесть - 15 - 19 %. Наблюдения показывают, что всхожесть озимой пшеницы в значительной степени зависит и от количества осадков в сентябре: в 2022 г. выпало 41,3 мм осадков, всхожесть составила 93 - 95 %. Отсутствие осадков и незначительные запасы влаги в почве в 2020 году (4,8 мм) не обеспечили удовлетворительных всходов.
Пятилетний учет урожайности озимой пшеницы по вариантам опыта показал, что хорошая урожайность формировалась на вариантах с комбинированной вспашкой (ПБС - 10 П) - 2,58 т/га, с классической вспашкой (ПЛН-8-35) - 2,54 т/га и с безотвальной глубокой обработкой (SSD - 4) -2,53 т/га, различия по данным вариантам находились в пределах НСРо5. Минимальные значения запасов влаги в пахотном и метровом горизонте, на варианте обработанном дисковым орудием привели к уменьшению полевой всхожести и как следствие к уменьшению урожайности на 14,6 % относительно контроля (таблица 4).
Заключение. В течение зимнего и ранневе-сеннего периодов влажность почвы в чистых па-
рах восстанавливается до 16,0 % на минимальной обработке и до 16,8 % на варианте с безотвальным глубоким рыхлением. Баланс прихода влаги от поздней осени до середины апреля составляет + 5,8 - 6,3 %, что недостаточно для получения гарантированного урожая озимой пшеницы по чистому пару.
В засушливых условиях Саратовского Заволжья из почвы в чистых парах к началу сентября дополнительно теряется влаги на более рыхлой почве 1,8 - 2,0 %, а на более плотной 2,3 -2,4 %.
Классическая и комбинированная вспашка снижают потери влаги в чистых парах на 6 - 1о % по сравнению с безотвальной обработкой.
Для получения дружных всходов (более 90 % полевой всхожести) озимой пшеницы необходимо сохранение влаги в чистых парах в пахотном слое не менее 15 % от массы абсолютно сухой почвы или выпадение осадков в сентябре не менее 30 мм.
Для формирования урожайности озимой пшеницы сорта Новоершовская на уровне 2,53 - 2,58 т/га в Саратовском Заволжье, можно рекомендовать проводить зяблевую обработку чистого пара одним из трех способов: классическая вспашка, комбинированная вспашка, глубокое безотвальное рыхление.
Список использованных источников
1. Агрофизические, водно-физические факторы и погодные условия, определяющие урожайность зерна ячменя на темно-каштановой почве Заволжья / А.П. Солодовников, А.С. Линьков, С.А. Преймак, Н.В. Фисунов // Аграрный научный журнал.- 2022. - №8. - С. 29-32.
2. Буров Д.И. Научные основы обработки почвы Заволжья. - Куйбышев: Куйбышевское кн. издательство, 1970. - 295 с.
3. Горянин О.И. Возделывание полевых культур в среднем Заволжье: монография. - Самара, 2018. -345 с.
4. Динамика изменения агрофизических свойств почвы при возделывании полевых культур по технологии No-till / В.К. Дридигер, В.В. Кулинцев, Р.С. Стукалов и др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2018. - № 5 (73). - С. 35-38.
5. Основы научных исследований в растениеводстве и селекции: учебное пособие / А.Ф. Дружкин, Ю.В. Лобачев, Л.П. Шевцова, З.Д. Ляшенко // ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2013. - 264 с.
6. Обоснование влияния агрофизических факторов и климатических условий на урожайность и качество зерна озимой пшеницы в Нижнем Поволжье / А.П. Солодовников, Д.А. Уполовников, А.С. Линьков и др. // Аграрный научный журнал. - 2022. - №4. - С. 48-52.
7. Основные проблемы современного земледелия при освоении ресурсосберегающих технологий: учебное пособие / С.Н. Бурахта и др.; ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2010. - 100 с.
8. Писменная Е.В., Азарова М.Ю., Курасова Л.Г. Влияние сортов и предшественников озимой пшеницы на плодородие почвы, урожайность и качество зерна в Ставропольском крае // Аграрный научный журнал. - 2020. - № 8. - С. 32-37.
9. Солодовников А.П., Шагиев Б.З., Лёвкина А.Ю. Динамика водно-физических свойств почвы в паровом звене при возделывании озимой пшеницы // Кормопроизводство. - 2019. - № 11. - С. 17-21.
Spisok ispolzovannyx istochnikov
1. Agrofizicheskie, vodno-fizicheskie faktory' i pogodny'e usloviya, opredelyayushhie urozhajnost' zerna yachmenya na temno-kashtanovoj pochve Zavolzh'ya / A.P. Solodovnikov, A.S. Lin'kov, S.A. Prejmak, N.V. Fisunov // Agrarny'j nauchny'j zhurnal.- 2022. - №8. - S. 29-32.
2. Burov D.I. Nauchny'e osnovy' obrabotki pochvy' Zavolzh'ya. - Kujby'shev: Kujby'shevskoe kn. izdatel' stvo, 1970. - 295 s.
3. Goryanin O.I. Vozdely'vanie polevy'x kul'tur v srednem Zavolzh'e: monografiya. - Samara, 2018. -345 s.
4. Dinamika izmeneniya agrofizicheskix svojstv pochvy' pri vozdely'vanii polevy'x kul'tur po texnologii No-till / V.K. Dridiger, V.V. Kulincev, R.S. Stukalov i dr. // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2018. - № 5 (73). - S. 35-38.
5. Osnovy' nauchny'x issledovanij v rastenievodstve i selekcii: uchebnoe posobie / A.F. Druzhkin, Yu.V. Lobachev, L.P. Shevczova, Z.D. Lyashenko // FGBOU VPO «Saratovskij GAU». - Saratov, 2013. - 264 s.
6. Obosnovanie vliyaniya agrofizicheskix faktorov i klimaticheskix uslovij na urozhajnost' i kachestvo zerna ozimoj pshenicy v Nizhnem Povolzh'e / A.P. Solodovnikov, D.A. Upolovnikov, A.S. Lin'kov i dr. // Agrarny'j nauchny'j zhurnal. - 2022. - №4. - S. 48-52.
7. Osnovny'e problemy' sovremennogo zemledeliya pri osvoenii resursosberegayushhix texnologij: uchebnoe posobie / S.N. Buraxta i dr.; FGOU VPO «Saratovskij GAU». - Saratov, 2010. - 100 s.
8. Pismennaya E.V., Azarova M.Yu., Kurasova L.G. Vliyanie sortov i predshestvennikov ozimoj pshenicy na plodorodie pochvy', urozhajnost' i kachestvo zerna v Stavropol'skom krae // Agrarny'j nauchny'j zhurnal. -2020. - № 8. - S. 32-37.
9. Solodovnikov A.P., Shagiev B.Z., Lyovkina A.Yu. Dinamika vodno-fizicheskix svojstv pochvy' v parovom zvene pri vozdely'vanii ozimoj pshenicy // Kormoproizvodstvo. - 2019. - № 11. - S. 17-21.
