CC BY
43
УДК 631.58.631,48:581:5
DOI: 10.24411/2587-6740-2019-15075
ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ
ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ
В.И. Лазарев, Р.И. Лазарева, Б.С. Ильин, Ж.Н. Минченко
ФГБНУ «Курский федеральный аграрный научный центр», г. Курск, Россия
Представлены результаты исследований по эффективности технологий возделывания яровой пшеницы, включающих системы удобрения с различным уровнем биологизации (минеральная, органо-минеральная, органическая) и способы основной обработки почвы (вспашка, плоскорезная, поверхностная) в условиях черноземных почв Курской области. Установлено, что более высокие запасы доступной влаги и нитратного азота в пахотном слое почвы перед посевом яровой пшеницы были отмечены при посеве ее по вспашке. Замена вспашки на безотвальные способы обработки приводила к снижению запасов доступной влаги и нитратного азота в почве по всем системам удобрения. Самая низкая засоренность посевов яровой пшеницы была при возделывании ее по отвальной обработке почвы — 49-63 шт./м2 в зависимости от системы удобрения. Замена вспашки на плоскорезную и поверхностную обработку увеличивала засоренность посевов до 53-67 и 64-79 шт./м2 соответственно. Наиболее высокая урожайность яровой пшеницы во все годы исследований была получена при возделывании ее по технологии, включающей вспашку на 20-22 см, внесение минеральных удобрений в дозе ^0Р60К60, обработку посевов пестицидами с учетом экономического порога вредоносности (4,28 т/га). Возделывание яровой пшеницы по биотехнологии (вспашка на глубину 20-22 см, заделка в почву ботвы сахарной свеклы, обработка посевов биоорганическим удобрением Гумистим в фазе кущения и фазе начала выхода в трубку в дозе 3 л/га, обработка посевов гербицидами с учетом экономического порога вредоносности) обеспечивала получение 3,92 т/га. Урожайность яровой пшеницы, возделываемой по технологиям с органо-минеральной системой удобрения, составила 3,88-4,26 т/га в зависимости от способов основной обработки почвы. Отвальная обработка почвы на фоне органо-минераль-ной системы удобрения повышала урожайность яровой пшеницы на 0,18 т/га в сравнении с плоскорезной обработкой и на 0,38 т/га в сравнении с поверхностной. Однако вследствие более высоких производственных затрат лучшие экономические показатели получены при возделывании яровой пшеницы по ресурсосберегающим технологиям с органо-минеральной системой удобрения и безотвальными способами основной обработки почвы.
Ключевые слова: чернозем типичный, яровая пшеница, минеральные удобрения, органические удобрения, сидеральные удобрения, биопрепараты, урожайность, содержание клейковины, экономическая эффективность.
Введение
Яровая пшеница в Курской области в последнее десятилетие высевается на площади 51-58 тыс. га, что составляет 4,8-5,9% площади посева зерновых культур. Средняя урожайность яровой пшеницы за эти годы составила 3,4 т/га с колебаниями от 2,1 т/га в 2011 г. до 4,7 т/га в 2017 г.
Анализ общего массива данных, полученных в многолетних стационарных опытах ФГБНУ «Курский ФАНЦ» за последние 18 лет, показал, что величина урожайности яровой пшеницы на 53% определялась воздействием сложившихся погодных условий, на 17% влиянием уровня удобренности, на 12% размещением в севообороте по различным предшественникам. Это свидетельствует о значительных потенциальных возможностях этой ценной зерновой культуры, которые используются далеко не полностью [1, 2]. Получение высоких и стабильных урожаев яровой пшеницы возможно лишь при широком внедрении современных агро-технологий ее возделывания, представляющих собой набор приемов по управлению продукционным процессом с целью достижения планируемой урожайности и качества продукции при обеспечении экологической безопасности и экономической эффективности [3, 4].
Поэтому разработка технологий возделывания яровой пшеницы, обеспечивающих получение высоких и устойчивых урожаев с высоким качеством зерна, максимально адап-
тированных к почвенно-климатическим условиям, имеет важное теоретическое и практическое значение [5, 6, 7].
Целью проводимых нами исследований было определение рационального сочетания систем удобрения с различным уровнем био-логизации (минеральная, органо-минеральная, органическая) и способов основной обработки почвы (вспашка, плоскорезная обработка, поверхностная обработка) при возделывании яровой пшеницы.
Материалы и методика
Исследования проводились в многолетнем стационарном опыте лаборатории технологий возделывания полевых культур и экологической оценки земель ФГБНУ «Курский ФАНЦ» в 2016-2018 гг. в третьей ротации 9-польно-го севооборота со следующим чередованием культур: клевер 1 г.п. — озимая пшеница — сахарная свекла — яровая пшеница — горох/овес — озимая рожь — гречиха — овес — ячмень+клевер.
Изучали эффективность технологий возделывания яровой пшеницы с различным уровнем биологизации и способами основной обработки почвы в условиях черноземных почв Курской области. Высевали сорт яровой пшеницы Дарья, повторность опыты 3-кратная, расположение делянок систематическое, площадь опытной делянки — 100 м2, норма посева — 5 млн всхожих зерен на 1 га.
Почва опытного участка представлена черноземом типичным мощным тяжелосуглинистым. Содержание гумуса в пахотном слое — 6,0-6,2%, подвижного фосфора (по Чи-рикову) — 101-145 мг/кг, обменного калия (по Масловой) — 168-190 мг/кг почвы. Реакция почвенной среды нейтральная (рН 6,8-7,0). Экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа [8].
Результаты и обсуждение
В результате исследований установлено, что различные технологии возделывания яровой пшеницы оказывают существенное влияние на содержание доступной влаги и нитратного азота в почве, засоренность посевов, урожайность и качество зерна.
Наблюдения за режимом влажности почвы под яровой пшеницей в течение 2016-2018 гг. показали, что влагообеспеченность ее посевов в большей степени зависела от метеорологических условий года и способов основной обработки почвы, в меньшей степени от удобрений. Так, более высокие запасы доступной влаги в пахотном слое почвы перед посевом яровой пшеницы были отмечены при посеве ее по вспашке 23,6-24,3 мм.
Замена вспашки на плоскорезную обработку приводила к снижению запасов доступной влаги в пахотном слое почвы на 2,4-2,6 мм, а на поверхностную — на 2,7-2,9 мм по всем системам удобрения.
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ
Ш
Влияние систем удобрения на запасы доступной влаги в пахотном слое почвы перед посевом яровой пшеницы было менее значимым (табл. 1).
Так, при возделывании яровой пшеницы по технологиям с использованием минеральной системы удобрения запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы повышались на 0,30,6 мм, органической системы удобрения — на 0,7-1,2 мм, органо-минеральной — на 0,51,0 мм в сравнении с экстенсивной технологией возделывания, где удобрения не применялись.
Более высокие запасы нитратного азота (44,2 кг/га) в слое почвы 0-40 см перед посевом яровой пшеницы были отмечены в вариантах, где она возделывалась по технологии, включающей вспашку на 20-22 см, заделку ботвы сахарной свеклы, внесение минеральных удобрений в дозе М30Р30К30, обработку посевов биопрепаратом Гумистим в фазе кущения и фазе начала выхода в трубку в дозе 3 л/га, обработку посевов пестицидами с учетом экономического порога вредоносности (табл. 2).
В вариантах с плоскорезной и поверхностной обработкой почвы запасы нитратного азота перед посевом яровой пшеницы снижались на 0,5 и 1,6 кг/га соответственно. При возделывании яровой пшеницы по органической и минеральной системам удобрения запасы нитратного азота перед ее посевом были практически равны по всем способам основной обработки почвы. Ко времени колошения яровой пшеницы запасы нитратного азота в слое почвы 0-40 см возрастали до 67,7-69,7 кг/га, однако разница по вариантам сохранялась. Перед уборкой яровой пшеницы запасы нитратного азота были минимальными (12,414,3 кг/га), разницы же по вариантам практически не наблюдалось, то есть запасы нитратного азота ко времени уборки яровой пшеницы, возделываемой по различным технологиям, выравнивались.
Различные технологии возделывания яровой пшеницы оказывали существенное влияние на засоренность посевов (табл. 3).
Самая низкая засоренность посевов яровой пшеницы отмечалась при возделывании ее по отвальной обработке почвы — 49-63 шт./м2 в зависимости от системы удобрения. Замена отвальной обработки почвы на плоскорезную и поверхностную приводила к увеличению засоренности посевов. Количество сорных растений в посевах яровой пшеницы при возделывании ее по плоскорезной обработке почвы составило 53-67 шт./м2, а по поверхностной — 64-79 шт./м2. Внесение минеральных удобрений практически не оказывало существенного влияния на количество сорных растений в посевах яровой пшеницы, однако средний вес одного сорного растения в этом варианте был несколько ниже за счет улучшения роста яровой пшеницы. Использование органических удобрений (навоз, сидерат) способствовало увеличению засоренности посевов озимой пшеницы (на 19,6-21,8%) в сравнении с минеральной системой удобрения.
Наиболее высокая урожайность яровой пшеницы во все годы исследований была получена при возделывании ее по интенсивной технологии, включающей вспашку на 2022 см, внесение минеральных удобрений в дозе И60Р60К60, обработку посевов пестицидами
Таблица 1
Влияние способов основной обработки почвы и систем удобрения на запасы доступной влаги в пахотном слое почвы перед посевом яровой пшеницы
(2016-2018 гг.)
Технология возделывания Запасы Прибавка, мм
Способ основной Система доступной влаги, от удобрений от способа
обработки почвы удобрения мм обработки почвы
Без удобрений 23,6 - -
Вспашка Минеральная 23,9 0,3 -
Органическая 24,3 0,7 -
Органо-минеральная 24,1 0,5 -
Без удобрений 21,0 - -2,6
Плоскорезная Минеральная 21,4 0,4 -2,5
Органическая 21,9 0,9 -2,4
Органо-минеральная 21,6 0,6 -2,5
Без удобрений 20,4 - -3,2
Поверхностная Минеральная 21,0 0,6 -2,9
Органическая 21,6 1,2 -2,7
Органо-минеральная 21,4 1,0 -2,7
Таблица 2
Влияние способов обработки почвы и систем удобрения
на динамику нитратного азота в пахотном слое почвы (2016-2018 гг.)
Технология возделывания Запасы нитратного азота, кг/га
Способ основной обработки почвы Система удобрения перед посевом в фазе начала колошения перед уборкой
Без удобрений 31,9 62,8 12,6
Вспашка Минеральная 42,3 70,4 13,3
Органическая 42,7 67,6 13,8
Органо-минеральная 44,2 69,7 14,3
Без удобрений 31,5 60,1 12,4
Плоскорезная Минеральная 42,1 67,6 13,3
Органическая 43,0 67,9 13,6
Органо-минеральная 43,7 68,5 14,1
Без удобрений 31,3 59,4 12,4
Поверхностная Минеральная 40,8 66,5 13,2
Органическая 42,1 64,8 13,6
Органо-минеральная 42,6 67,7 13,7
Таблица 3
Влияние способов обработки почвы и систем удобрения на засоренность посевов яровой пшеницы (2016-2018 гг.)
Технология возделывания Засоренность посевов яровой пшеницы (в период кущения)
Способ основной обработки почвы
Система удобрения шт./м2 г/м2
Без удобрений 49 464
Вспашка Минеральная 52 72,9
Органическая 63 75,6
Органо-минеральная 55 52,6
Без удобрений 53 53,1
Плоскорезная Минеральная 55 76,5
Органическая 67 68,5
Органо-минеральная 58 68,5
Без удобрений 64 64,3
Поверхностная Минеральная 66 82,0
Органическая 79 86,5
Органо-минеральная 70 77,1
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 5 (371) / 2019
с учетом экономического порога вредоносности (4,28 т/га).
Возделывание яровой пшеницы по биотехнологии (вспашка на глубину 20-22 см, заделка в почву ботвы сахарной свеклы, обработка посевов биоорганическим удобрением Гумистим в фазе кущения и фазе начала выхода в трубку в дозе 3 л/га, обработка посевов гербицидами с учетом экономического порога вредоносности) позволило получить 3,92 т/га, или на 0,76 т/га выше, чем в вариантах без внесения удобрений.
Урожайность яровой пшеницы, возделываемой по технологиям, включающим органо-ми-неральную систему удобрения составила 3,884,26 т/га, или на 0,93-1,10 т/га выше, чем при возделывании ее по технологиям без внесения удобрений.
Наиболее эффективным способом основной обработки почвы была вспашка на 20-22 см, обеспечившая получение урожайности яровой пшеницы равной 3,16-4,28 т/га, замена отваль-
ной обработки почвы на плоскорезную приводила к снижению урожайности на 0,06-0,18 т/га, а на поверхностную — на 0,21-0,40 т/га.
Различные технологии возделывания яровой пшеницы оказывали существенное влияние на качество зерна (табл. 4). Более высокое содержание сырой клейковины в зерне было получено при возделывании ее по технологии с минеральной системой удобрения — 20,5-22,9% (в контрольных вариантах содержание сырой клейковины составило 19,2-20,8%).
При возделывании яровой пшеницы по технологии с органической системой удобрения содержание сырой клейковины в зерне колебалось от 20,4% при возделывании ее по поверхностной обработке до 21,9% по вспашке, что на 1,1-1,5% выше, чем в вариантах без внесения удобрений.
Органо-минеральная система удобрения способствовала увеличению содержания сырой клейковины в зерне яровой пшеницы на
1,1-1,8%. Более высокое содержание сырой клейковины получено в вариантах со вспашкой (22,6%) и плоскорезной обработкой (21,9%), в вариантах с поверхностной обработкой содержание сырой клейковины составило 20,3%.
Лучшие экономические показатели получены при возделывании яровой пшеницы по технологиям, включающим органо-минеральную систему удобрения и безотвальные способы обработки почвы (табл. 5).
Величина условно чистого дохода в варианте с плоскорезной обработкой почвы составила 20196,0 руб./га, себестоимость 1 т зерна -5050,00 руб., уровень рентабельности — 98,3%, а в варианте с поверхностной обработкой — 18818,0 руб./га, 5150,00 руб./ц и 94,2% соответственно.
Замена безотвальных способов обработки почвы на вспашку хотя и обеспечивала получение более высокой стоимости валовой продукции (42600 руб./га), но вследствие более высоких производственных затрат (22452 руб./га)
Таблица 4
Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на урожайность и содержание сырой клейковины
в зерне яровой пшеницы (2016-2018 гг.)
Прибавка, ц/га Прибавка, %
Основная обработка почвы Система удобрения Урожайность, т/га от удобрений От способа обработки почвы Содержание клейковины, % от удобрений от способа обработки почвы
Без удобрений 3,16 - - 2„,8 - -
Вспашка Минеральная 4,28 1,12 - 22,9 2,1 -
Органическая 3,92 „,76 - 21,9 1,1 -
Органо-минеральная 4,26 1,1„ - 22,6 1,8 -
Без удобрений 3,1„ - -„,„6 2„,1 - -„,7
Плоскорезная Минеральная 4,17 1,„7 -„,11 22,1 2,„ -„,8
Органическая 3,74 „,64 -„,18 21,6 1,5 -„,3
Органо-минеральная 4,„8 „,98 -„,18 21,9 1,8 -„,7
Без удобрений 2,95 - -„,21 19,2 - 1,6
Поверхностная Минеральная 3,95 1,„„ -„,33 2„,5 1,3 2,4
Органическая 3,52 „,57 -„,4„ 2„,4 1,2 1,5
Органо-минеральная 3,88 „,93 -„,38 2„,3 1,1 2,3
НСР„5 .,15 .,4
Таблица 5
Экономическая эффективность различных способов основной обработки почвы и удобрений на посевах яровой пшеницы (2016-2018 гг.)
Основная обработка почвы Система удобрения Урожайность, ц/га Стоимость валовой продукции, руб. Производственные затраты, руб. Себестоимость, руб./т Чистый доход, руб. Уровень рентабельности, %
Без удобрений 3,16 316„„ 19924 63.5,.6 11676 58,6
Вспашка Минеральная 4,28 428„„ 24999 584.,88 178„1,„ 71,2
Органическая 3,92 392„„ 23„9„ 589.,31 1611„,„ 69,8
Органо-минеральная 4,26 426„„ 22452 527.,42 2„148,„ 89,7
Без удобрений 3,1„ 31„„„ 18127 5847,4 12873,„ 71,„
Плоскорезная Минеральная 4,17 417„„ 23249 5575,29 18451,„ 79,3
Органическая 3,74 374„„ 21871 5847,86 15529,„ 71,„
Органо-минеральная 4,„8 4„8„„ 2„6„4 5.5.,.. 2„196,„ 98,3
Без удобрений 2,95 295„„ 17489 5928,47 12„11,„ 68,6
Поверхностная Минеральная 3,95 395„„ 23249 5885,82 16251,„ 69,9
Органическая 3,52 352„„ 2„579 5846,31 14621,„ 71,„
Органо-минеральная 3,88 388„„ 19982 515.,.. 18818,„ 94,2
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ
повышала себестоимость 1 т зерна на 120,42220,42 руб., приводила к снижению уровня рентабельности на 4,5-8,6%
Выводы
Таким образом, результатом исследований стала комплексная оценка различных технологических схем возделывания яровой пшеницы, в которых объединены в единое целое принципы повышения продуктивности пашни, охраны окружающей среды и ресурсосбережения. Установлено, что эффективность возделывания яровой пшеницы по технологиям, включающим органо-минеральную систему удобрения и безотвальные способы основной
обработки почвы, практически равна эффективности возделывания ее по интенсивной технологии с высоким уровнем материальных затрат, отвальным способом обработки почвы и 100% обеспеченностью потребности растений в элементах питания за счет минеральных удобрений.
Литература
1. Шевченко В.Е., Федотов В.Н. Биологизация и адаптивная интенсификация земледелия в Центральном Черноземье. Воронеж, 2000. С. 91-96.
2. Жученко А.А. Экологическая генетика культурных растений и проблемы агросферы (теория и практика). М.: Агрорус, 2004. Т. 1. 688 с.
3. Кирюшин В.И., Кирюшин С.В. Агротехнологии: учебник. СПб.: Лань, 2015. 463 с.
4. Технологии ХХ1 века в агропромышленном комплексе России. М.: Россельхозакадемия. 2011. 328 с.
5. Иванов А.Л., Завалин А.А. Приоритеты научного земледелия // Земледелие. 2010. № 7. С. 3-6.
6. Милащенко Н.З., Трушкин С.В. К проблеме освоения инновационных технологий // Плодородие. 2011. № 3. С. 50-52.
7. Тулаев Ю.В., Тулькубаева С.А., Васин В.Г. Возделывание яровой пшеницы в плодосменном севообороте по нулевой технологии // Земледелие. 2019. № 3. С. 24-26.
8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
Об авторах:
Лазарев Владимир Иванович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заместитель директора по научной работе,
ORaD: http://orcid.org/0000-0002-2931-8560, vla190353@yandex.ru
Лазарева Раиса Ивановна, старший научный сотрудник, vla190353@yandex.ru
Ильин Борис Сергеевич, старший научный сотрудник, vla190353@yandex.ru
Минченко Жанна Николаевна, младший научный сотрудник, vla190353@yandex.ru
EFFICIENCY OF DIFFERENT METHODS OF PRIMARY TILLAGE AND FERTILIZATION SYSTEMS IN SPRING WHEAT CULTIVATION UNDER THE CONDITIONS OF CHERNOZEM SOILS OF KURSK REGION
V.I. Lazarev, R.I. Lazareva, B.S. Ilyin, Zh.N. Minchenko
Kursk federal agricultural research center, Kursk, Russia
The results of studying the efficiency of spring wheat cultivation technologies including fertilization systems with different levels of greening (mineral, organic-mineral, organic systems) and methods of tillage (plowing, subsurface and surface tillage) under the conditions of chernozem soil of Kursk region are presented. They are the following. Higher supplies of available moisture and nitrate nitrogen in the topsoil before spring wheat sowing were noted when it was sown into the plowed soil. The substitution of plowing for boardless methods of tillage resulted in decreased supplies of available moisture and nitrate nitrogen in the soil in all fertilization systems. The lowest spring wheat infestation with weeds was at its cultivation after moldboard plowing, i.e. 49-63 weeds/m2 depending on the system of fertilization. The substitution of plowing for subsurface and surface tillage increased weed infestation of crops to 53-67 and 64-79 weeds/m2, respectively. The highest yield of spring wheat in all years of study was gained when it was cultivated by the technology including plowing 20-22 cm deep, application of mineral fertilizers with the rate N60P60K60, treatment of crops with pesticides considering economic threshold of harmfulness (4.28 t/ha). Spring wheat cultivation by biotechnology (plowing 20-22 cm deep, incorporation of sugar beet tops into the soil, treatment of crops with bioorganic fertilizer Humistim in the phase of tillering and in the phase of the beginning of stem elongation with the rate 3 l/ha, treatment of crops with herbicides considering economic threshold of harmfulness) ensured gaining 3.92 t/ha. The yield of spring wheat cultivated by technologies with organic-mineral fertilization system was 3.88-4.26 t/ha depending on the methods of primary tillage. Moldboard plowing against the background of organic-mineral fertilization system increased the yield of spring wheat by 0.18 t/ha as compared with undersurface tillage and by 0.38 t/ha with surface tillage. However, because of greater production expediencies the best economic indexes were obtained when the spring wheat was cultivated by resource saving technologies with organic-mineral fertilization system and boardless methods of primary tillage.
Keywords: typical chernozem, spring wheat, mineral fertilizers, organic fertilizers, green manure, biological preparations, yield, gluten content, economic efficiency.
References
1. Shevchenko VE, Fedotov V.N. Greening and adaptive intensification of agriculture in Central Chernozem region. Voronezh, 2000. Pp. 91-96.
2. Zhuchenko A.A. Ecological genetics of crop plants and problems of agricultural sphere (theory and practice). Moscow: Agrorus, 2004. Vol. 1. 688 p.
3. Kiryushin V.I., Kiryushin S.V Agricultural technologies: textbook. Saint-Petersburg: Lan, 2015. 463 p.
About the authors:
4. Technologies of XXI century in agro-industrial complex of Russia. Moscow: Rosselkhosakademiya, 2011. 328 p.
5. Ivanov A.L., Zavalin A.A. Priorities of scientific agriculture. Zemledelie = Agriculture. 2010. No. 7. Pp. 3-6.
6. Milaschenko NZ, Trushkin 5.K On the problem of development of innovative technologies. Plodorodie = Fertility. 2011. No. 3. Pp. 50-52.
7. Tulaev Yu.V, Tulkubaeva S.A., Vasin V.G. Cultivation of spring wheat in a field crop rotation by no-till technology. Zemledelie = Agriculture. 2019. No. 3. Pp. 24-26.
8. Dospekhov B.A. Methods of a field experiment (with the foundations of statistical processing of the results of research). 5th edition., suppl. and rev. Moscow: Agropromizdat, 1985. 351 p.
Vladimir I. Lazarev, doctor of agricultural sciences, professor, deputy director for science,
ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2931-8560, vlal90353@yandex.ru
Raisa I. Lazareva, senior researcher, vla190353@yandex.ru
Boris S. Ilyin, senior researcher, vla190353@yandex.ru
Zhanna N. Minchenko, junior researcher, vla190353@yandex.ru
vla190353@yandex.ru
- 15
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 5 (371) / 2019
