CC BY
475. Гурин, А.Г. Экономическая эффективность использования фильтрата спиртовой барды в качестве нетрадиционного удобрения / А.Г. Гурин, О.С. Кузяева, А.Д. Кожухов // Вестник ОрелГАУ, 2011. - № 4(30). - С. 56-57.
6. Гурин, А.Г. Агрохимическая оценка использования отходов производства в виде спиртовой барды на посевах кукурузы на силос / А.Г. Гурин, А.Д. Кожухов // Вестник ОрелГАУ, 2013. - № 1(40). - С. 23-28.
EFFICACY OF USE OF FILTRATE OF ALCOHOL STILLAGE UNDER CROPS
OF PERENNIAL GRASSES A.G. Gurin, S.V. Rezvjakova
Orel State Agrarian University
Abstract: The article is devoted to the use of nontraditional types of organic fertilizers, which are the waste of alcohol production. In the result of three years of studies proved the economic and economic effectiveness and optimal dose use leachate stillage under crops of perennial grasses (on the example of Timothy grass meadow).
Keywords: Timothy grass, the filtrate of alcohol stillage, soil acidity, yield, the chemical composition of hay, leached chernozem.
УДК 635.65:633.1:631.432.51
ФОРМИРОВАНИЕ ПРОДУКТИВНОЙ ВЛАГИ И ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ ЗЕРНОБОБОВЫМИ И КРУПЯНЫМИ КУЛЬТУРАМИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ
ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ
В.М. НОВИКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук ГНУ ВНИИ зернобобовых и крупяных культур
В статье приведён анализ накопления продуктивной влаги и коэффициента водопотребле-ния культурами севооборотов в зависимости от агротехнических приёмов. Установлены показатели водопотребления культурами в зоне исследований.
Ключевые слова: продуктивная влага, водопотребление, культура севооборота, обработка почвы, удобрения.
Постоянное обеспечение растений водой в необходимом количестве обуславливает их полноценное развитие и образование продуктивных органов. Вода является основной составной частью растительного организма, составляющая 70-90% массы растений. Сельскохозяйственные культуры, как и все другие растения, непрерывно теряют большое количество воды при транс-пирации. Для пополнения запасов воды, растение поглощает её из почвы корневой системой. При недостатке воды снижается обводнённость тканей, вызывает снижение активность фотосинтеза и усиливается дыхание растений, что ведёт к более быстрому их старению и уменьшению урожая в 2-3 раза и более. Водопотребление сельскохозяйственных культур обуславливается мощностью их вегетативной массы, плотностью посевов, продолжительностью вегетации [1,2].
Влагообеспеченность посевов тесно связана с выпадающими осадками в соответствующей климатической зоне. Одним из условий успешного разрешения интенсификации растениеводства является знание требований растений к влаге в конкретных природно-климатических зонах и более рациональное использование в земледелии водных ресурсов.
В условиях естественного увлажнения общая потребность в воде - суммарное водопотреб-ление - саморегулирующая величина, обеспечивается за счёт природных факторов - запасов почвенной влаги, осадков, подпитывания грунтовыми водами. Вместе с тем, оно зависит от уровня агротехники, обеспечения элементами питания, степени оптимальности почвенных режимов. Получение высоких и стабильных урожаев любой культуры возможно, кроме всех других факторов, при достаточных запасах влаги в почве и большом водопотреблении [1-3]. Первостепенной задачей земледельцев состоит в том, чтобы наиболее эффективными агротехническими приёмами добиться максимального накопления и сохранения почвенной влаги.
Исследований по балансу влаги в культурах севооборота, и, в частности, по их водопотреб-лению в северной части Центрального Чернозёмья проведено немного и результаты редко встречаются в литературе, представляющие научную ценность.
В отдельных работах приводятся данные показывающие большие колебания, по показателям водопотребления некоторыми культурами.
Так, по результатам В.И.Титкова и др. (величина суммарного водопотребления гречихи ко-
3 3
леблется от 1387 до 2402 м /га, проса - от 1847 до 2617 м /га, в то же время относительное водо-потребление на 1 тонну зерна у гречихи выше, чем у проса [4].
В зависимости от применяемых способов обработки почвы и удобрений коэффициент во-
3 3
допотребления гороха колебался от 667 до 1024 м /1 т зерна [5], а сои от 420 до 647 м /1 т [6].
В связи с этим целью наших исследований явилось сравнительное определение суммарного водопотребления культурами севооборота и коэффициента водопотребления в зависимости от основной обработки почвы и в сочетании с удобрениями, на основе показаний влажности почвы под культурами и выпадения осадков.
Методы и условия проведения исследований
Исследования проводились в 2-х полевых опытах. В 1985-2009 годах - в многолетнем стационарном опыте, при изучении в севообороте озимая пшеница - просо - горох - гречиха - ячмень систем основной обработки почвы: отвальной на глубину 20-22 см, отвальной на 30-32 см, поверхностной на 10-12 см и плоскорезной на 20-22 см. В этом опыте под все культуры и по всем системам обработки почвы ежегодно вносились минеральные удобрения, исходя из запасов питательных веществ в почве и планируемой урожайности. В 2010-2013 годах - при изучении в звене севооборота: озимая пшеница, горох, гречиха, соя с использованием соломы
отвальной и поверхностной обработки почвы с внесением минеральных удобрений и без их внесения.
Почва опытного участка тёмно-серая лесная среднесуглинистая с мощностью пахотного слоя 30 см, содержанием гумуса 4,6-5,1%, средней обеспеченностью основными элементами питания. Она обладает высокой влагоудерживающей способностью, равной 116,4-120,5 мм, для слоя 0-30 см и 342-348 мм для 0-100 см слоя, максимальной гигроскопичностью - 8,0-9,0 мм и влажностью устойчивого завядания растений - 10,2-14,6 мм. Плотность сложения пахотного слоя почвы колеблется от 1,15 до 1,27 г/см .
Условия вегетации культур по количеству выпавших осадков и состоянию обеспеченности растений водой по гидротермическому коэффициенту (ГТК) были разными - от засушливых до переувлажнённых.
Средние показатели обеспеченности посевов водой (ГТК) и количество осадков за вегетацию культур по 9-ти летним данным и в отдельно взятые засушливые и избыточно-увлажнённые годы представлены в таблице 1.
Следует только отметить, что среднее число дней от всходов до уборки озимой пшеницы составляло 148 дней, проса 83, гороха 84, гречихи 79, ячменя 92, сои 102 дня. В увлажнённые годы вегетация культур продлевалась на 3-4 дня, по сравнению со средними, а в засушливые -сокращалась на 4-8 дней, по сравнению с увлажнёнными.
Запас продуктивной влаги в почве под культурами севооборота рассчитывали по результатам динамичных определений влажности и плотности почвы, с учётом гигроскопичности и количества недоступной растениям влаги. Суммарное водопотребление культурами определяли водобалансовым методом - по разности запасов продуктивной влаги в начале и конце вегетации, с учётом выпавших осадков и их непроизводительных расходов, в среднем размере 30% [3]. Для оценки эффективности использования воды растениями в полевых условиях определяли коэффициент водопотребления (КВ), который рассчитывали как отношение расхода суммарного потребления влаги к созданному урожаю.
Результаты и обсуждение
В проведённых нами опытах, в среднем за ряд лет, формирование запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом культур и к уборке, как уже отмечалось ранее [7,8], слабо зависело от способов обработки почвы. К моменту посева культур, при всех способах обработки почвы, содержание продуктивной влаги составляло от 217 до 240 мм, а к уборке оно снижалось до 145-175 мм (табл. 1). Наблюдавшиеся различия в пределах 23-30 мм влаги обуславливаются разными сроками определения влажности почвы в зависимости от срока посева и уборки культур. При этом следует отметить, что полученные запасы продуктивной влаги близки и соответствуют приведённым среднемноголетним нормам в данном регионе и условиях [9].
Однако на содержание продуктивной влаги к уборке оказывали существенное влияние различные условия увлажнения. В сравнении с избыточным увлажнением, при засушливых условиях осадков выпадало меньше, за вегетацию озимой пшеницы на 107, проса 74, гороха 117, гречихи 73 и ячменя на 135 мм. Поэтому к уборке запас продуктивной влаги в почве при засушливых условиях оказывался ниже, чем в переувлажнённых, в среднем по способам обработки почвы, соответственно, под озимой пшеницей на 70, просом 44, горохом 60, гречихой 32 и ячменём 36 мм.
Таблица 1 - Формирование запасов влаги в метровом слое под культурами севооборота при различных способах обработки почвы и условиях увлажнения
Обра- В среднем за 9 лет При засушливых При избыточном увлажне-
ботка условиях нии
почвы Запас продукт. - ГТК и Запас продукт. - ГТК и Запас продукт. - ГТК и
ной влаги, мм осадки ной влаги, мм осадки ной влаги, мм осадки
посев уборка за веге посев уборка за веге посев уборка за веге
тацию, тацию, тацию,
мм мм мм
Озимая пшеница
0-20 220 159 1,33 / 217 128 1,11 / 185 200 1,74 /
0-30 224 165 262 222 137 204 182 201 311
П-12 222 168 223 134 186 204
Пл-20 240 166 222 131 189 203
Просо
0-20 236 162 1,20 / 244 123 0,92 / 225 182 1,46 /
0-30 236 160 190 239 137 151 228 182 225
П-12 235 160 240 146 224 187
Пл-20 238 158 243 143 228 174
Го юх
0-20 220 174 1,42 / 232 147 1,04 / 212 203 1,74 /
0-30 221 170 226 230 138 163 212 202 280
П-12 217 173 216 140 210 201
Пл-20 217 175 221 145 206 205
Гречиха
0-20 221 152 1,11 / 217 140 0,83 / 227 168 1,48 /
0-30 226 153 187 219 137 155 234 173 228
П-12 225 154 216 140 237 171
Пл-20 219 154 211 140 229 172
Ячмень
0-20 224 149 1,20 / 229 131 0,79 / 218 172 1,71 /
0-30 221 145 199 226 127 139 215 167 274
П-12 227 157 226 143 229 174
Пл-20 230 154 229 139 231 173
Примечания: 0-20, 0-30 - вспашка на глубину 20-22 и 30-32 см; П - поверхностная; Пл - плоскорезная обработка почвы.
Расход почвенной влаги за период вегетации культур был различным. Наименьшим он наблюдался под посевами гороха, как в среднем за годы исследований, где он составил 46 мм, так и в отдельные засушливые (7 мм) и переувлажнённые (82 мм) периоды вегетации. Наибольший расход влаги установлен посевами проса, где, в среднем за 9 лет, он составил 76 мм, а в ув-
лажнённые годы вегетации - 104 мм. Другими культурами израсходованное количество почвенной влаги за период вегетации имело промежуточные величины.
Общее потребление воды зависело от запасов продуктивной влаги в почве под соответствующими культурами, выпадающих осадков, а также оказывали влияние приёмы возделывания. Самое меньшее суммарное водопотребление имела гречиха, где оно колебалось от 197 до 203 мм, а максимальное - озимая пшеница, составившая от 237 до 257 мм, в зависимости от способов обработки почвы (табл. 2). При этом важно отметить тенденцию снижения суммарного во-допотребления, которая имела место по всем культурам, по безотвальным способам обработки (плоскорезная на 20 см, поверхностная), в сравнении с отвальными (отвальная га глубину 30 и 20 см), разница составляла от 3 до 8%. При засушливых условиях, по возрастающему водопотреб-лению изучаемые культуры расположились в следующей последовательности: гречиха - ячмень - горох - просо - озимая пшеница. При избыточном увлажнении эта последовательность изменилась в следующий ряд: просо - горох - озимая пшеница - гречиха - ячмень. Эта разница наблюдалась при анализе структуры водопотребления. Доля почвенной влаги в суммарном водо-потреблении гороха оказалась наименьшей, в среднем составляла 22,4%, а проса - наибольшей -36,4%, осадки при этом составляли, соответственно, 77,6 и 63,6%. При засушливых условиях почвенная влага играла более существенную роль в суммарном водопотреблении растениями. Она составляла от 41,9% у гороха до 49,5% у проса, осадки, соответственно, занимали 58,1 и 50,5%. В этих случаях меньшая доля почвенной влаги в структуре водопотребления складывалась по безотвальным способам обработки почвы, по сравнению с отвальными.
Обобщающим показателем суммарного водопотребления (СВ), определяющим эффективность использования влаги, является коэффициент водопотребления (КВ), который характеризует потребность культур в воде для образования единицы основной продукции. В наших опытах величина КВ изменялась по культурам, а также от способов обработки почвы и удобрений. Результаты исследований показали, что среди культур наиболее продуктивно использовали влагу растения ячменя, затем проса, озимой пшеницы, гороха и гречихи. Так, если на 1 т зерна ячмень
3 3
расходовал, в среднем, 553 м воды, то гречиха 1166-1441 м (таблица 2,3).
В засушливые годы, по сравнению с избыточно-увлажнёнными, растения экономнее расходовали влагу и КВ снижался: у озимой пшеницы на 26,5%, гороха на 30,2, гречихи на 12,0, ячменя на 18,5%. Однако КВ проса, напротив, сложился выше при засушливых условиях на 25,8%. Это явилось следствием того, что растения проса при этом не увеличивали свою продуктивность, а эффективность использования продуктивной влаги уменьшалась.
При более благоприятном совмещении факторов жизни и условий возделывания культур КВ также снижался. Это происходило при отвальной обработке почвы под посевы культур и внесении удобрений, где более эффективно использовалась влага. При минимизации обработки почвы, то есть замене отвальной на поверхностную, происходил рост КВ от 6,1 до 15,0%. Этот рост по величине КВ ячменя составил 35 мм, проса 84, гороха 92, озимой пшеницы 102, гречихи 190 мм. Обуславливается этот процесс, как правило, снижением урожайности большинства культур по безотвальной обработке.
Научно - производственный журнал «Зернобобовые и крупяные культуры», №1(9) - 2014 г. Таблица 2 - Влияние основной обработки почвы на водопотребление культурами севооборота в
зависимости от условий увлажнения
Обра- В среднем за 9 лет При засушливых При избыточном увлаж-
ботка условиях нении
почвы СВ, Выход КВ, СВ, Выход КВ, СВ, Выход КВ,
мм зерна, т/га м3/т мм зерна, т/га м3/т мм зерна, т/га м3/т
Озимая пшеница
О-20 244 37,4 652 232 45,5 510 218 29,4 741
О-ЗО 242 38,0 637 228 45,4 502 214 29,9 716
П-12 237 36,1 657 232 44,8 518 205 31,3 655
Пл-20 257 34,8 739 234 42,9 545 219 30,7 713
Просо
О-20 207 33,7 614 227 29,0 783 200 36,3 551
О-30 209 33,2 630 208 28,7 725 203 35,5 572
П-12 208 29,8 698 200 23,9 837 194 32,2 602
Пл-20 213 30,8 692 206 25,0 824 211 33,7 626
Горох
О-20 204 25,7 794 199 28,2 706 205 21,9 936
О-30 209 26,3 795 206 28,4 725 206 22,4 920
П-12 202 22,8 886 190 25,9 734 205 18,0 1139
Пл-20 200 23,0 870 190 26,8 709 197 17,6 1119
Гречиха
О-20 201 13,5 1489 185 12,9 1434 219 14,1 1553
О-30 202 13,8 1464 190 13,3 1429 221 14,4 1535
П-12 203 14,0 1450 184 13,7 1343 226 14,2 1592
Пл-20 197 14,5 1359 179 14,5 1234 217 14,5 1497
Ячмень
О-20 214 39,1 547 195 39,2 497 233 39,0 610
О-30 215 39,8 540 196 40,8 480 240 38,7 620
П-12 209 38,1 549 180 36,3 496 247 40,4 611
Пл-20 215 37,4 575 187 35,0 534 250 40,3 620
Примечания: СВ - суммарное водопотребление, КВ- коэффициент водопотребления.
Мощным фактором снижения КВ является повышение плодородия почвы. Снижение КВ горохом, в среднем на 19,4% (с 767 до 618 мм), соей на 11,0% (с 996 до 887 мм), озимой пшеницы на 7,4 % (с 486 до 450 мм) происходило при внесении удобрений. В нашем опыте удобрение гречихи вызвало полегание посевов и снижение урожайности, которое стало причиной не эффективного использования воды и повышения КВ.
Таблица 3 - Элементы баланса влаги в метровом слое почвы и водопотребления культурами в зависимости от технологических приёмов возделывания
Обработ ка поч вы ГТК и осад ки Без удобрений Удобрения
Запас продуктивной влаги, мм СВ, мм Выход зерна, т/га КВ, м3/т Запас продуктивной влаги, мм СВ, мм Выход зерна, т/га КВ, м3/т
посев уборка посев уборка
Горох, 201 0-2012 гг.
1 1,05/ 156 215 148 176 24,6 715 213 148 174 30,3 574
2 217 150 176 21,5 819 216 153 172 26,0 662
Соя, 2010-2013 гг.
1 1,04/ 216 220 178 193 19,7 980 219 175 195 22,1 882
2 215 184 182 18,0 1011 216 185 182 20,4 892
Эзимая пшеница, 2011-2013 гг.
1 1,23/ 231 189 145 206 39,9 516 189 147 204 42,9 476
2 186 156 192 42,0 457 185 153 194 45,9 423
Гречиха, 21 Н2-2012 ' гг.
1 1,13/ 157 239 173 176 16,7 1054 230 179 161 14,8 1088
2 241 173 178 14,8 1203 240 173 177 13,4 1321
Примечания: 1- вспашка на 20-22 см, 2 - поверхностная обработка почвы на 10-12 см.
Заключение
Таким образом, из анализа водопотребления культурами севооборота следует, что в среднем за ряд лет в наших условиях потребность в воде для образования 1 т зерна (КВ) гороха со-
3 3
ставила 808 м , сои 941, проса 658, гречихи 1386, озимой пшеницы 631, ячменя 553 м . В засушливые периоды вегетации КВ растениями снижается за счёт экономного расходования влаги. На эффективное использование влаги заметное влияние оказывает способ обработки почвы. При улучшении условий роста и развития растений проса, гороха, гречихи, сои при возделывании по отвальной обработке повышается урожайность и снижается КВ. Кроме этого, для эффективного использования растениями продуктивной влаги необходимо создавать оптимальные условия питания. Внесение рациональных доз удобрений способствует снижению коэффициента водопотребления.
Литература
1. Алпатьев А.М. Влагооборот культурных растений. - Л-д: Гидрометеоиздат, 1954. - 248 с.
2. Васько В.Т. Теоретические основы растениеводства. - СПб.: «Профиинформ», 2004. - 200 с.
3. Каюмов М.К. Программирование продуктивности полевых культур: Справочник. - М.: Росагропромиз-дат, 1989. - 386 с.
4. Титков В.И., Неверов В.Н., Архипов С.М. Водопотребление и транспирация в посевах крупяных культур // Земледелие. - 2004. №4. - С.33.
5. Чернявский К.Н. Способы обработки почвы и удобрения под горох, возделываемого в зернопропашном севообороте на юго-западе Центрального Чернозёмья / Автореферат дисс. ... канд. с.-х. наук. - Белгород, 2007. - 16 с.
6. Кругликов А.Ю. Способы обработки почвы и удобрения под сою, возделываемую в зернопропашном севообороте Центрального Чернозёмья / Автореферат дисс. ... канд.с.-х. наук. - Курск, 2012. - 16 с.
7. Новиков В.М., Нечаев Л.А. Дифференцированная система основной обработки почвы в зерновом звене зернопропашного севооборота // Главный агроном, 2012. №8. - С.7-9.
8. Новиков В.М. Влияние систем основной обработки почвы на замыкающую культуру в севообороте с просом, горохом, гречихой // Зернобобовые и крупяные культуры, 2013. №1(5). - С.59-66.
9. Средние многолетние запасы продуктивной влаги под озимыми и ранними яровыми зерновыми культурами по областям ... Европейской части СССР// Справочник. - Т.1. - Л-д: Гидрометеоиздат, 1986. - 124 с.
FORMATION OF PRODUCTIVE MOISTURE AND WATER CONSUMPTION BY LEGUMINOUS AND GROAT CROPS UNDER THE INFLUENCE OF METHODS OF SOIL CULTIVATION AND FERTILIZINGS V.M. Novikov
The All-Russia Research Institute of Legumes and Groat Crops Abstract: In the article the analysis of accumulation ofproductive moisture and quotient of water consumption by crops of crop rotations depending on agrotechnical methods is resulted. Indicators of water consumption by crops in region of researches are established.
Keywords: productive moisture, water consumption, crop of crop rotation, soil cultivation, fertilizings
УДК 633.11:581.19
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ ПШЕНИЦЫ МЯГКОЙ ОЗИМОЙ НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ ОНТОГЕНЕЗА
Н.И. РЯБЧУН, кандидат сельскохозяйственных наук Институт растениеводства им. В. Я. Юрьева НААН Украины
В статье рассматривается возможность прогнозирования урожайности зерна пшеницы мягкой озимой на различных этапах онтогенеза. Установлена тесная положительная корреляция между кустистостью, корнеобеспеченностью растений после прекращения осенней вегетации и урожайностью зерна. Выявлена связь между перезимовкой и урожайностью зерна, теснота которой обусловлена напряженностью стрессовых факторов зимы и весенне-летнего периода. В годы с суровой зимой урожайность на 83,6% определяется зимостойкостью сорта, в средние и благоприятные годы перезимовка определяет величину урожайности на 51,2-59,1%.
При прогнозировании урожайности в фазу налива зерна варьирование соотношения фактической и прогнозированной урожайности было незначительным, V = 5,75%, а коэффициент реализации прогноза в среднем по сортам - высоким (0,93±0,053).
Ключевые слова: пшеница мягкая озимая, урожайность, перезимовка, корреляция, прогнозирование
В организации современного растениеводства прогнозирование урожайности сельскохозяйственных культур имеет важное значение, поскольку дает возможность предварительно выбрать и спланировать технологические операции по уходу за посевами, определить необходимое количество и ассортимент удобрений, средств защиты растений и других материалов, объемы уборочных работ, а также предварительно рассчитать возможные доходы предприятия [1]. Осо-
