CC BY
42
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК / UDC 633.1:631.51.021:631.559+631.11.004.12
ИЗМЕНЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
CHANGES IN YIELD AND QUALITY OF FIELD CROPS DEPENDING ON THE METHOD OF THE BASIC SOIL TREATMENT
Бобкова Ю.А., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,
заведующая кафедрой Bobkova Yu.A., Candidate of Agricultural Science, Associate Professor,
Head of Department ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет
имени Н.В. Парахина», Орёл, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia
E-mail: bobkovaj75@mail.ru
В статье представлены результаты исследований по изучению влияния различных способов обработки темно-серой лесной почвы на урожайность таких сельскохозяйственных культур, как ячмень яровой, соя и пшеница озимая. Исследования были проведены в стационарном полевом опыте ФГБОУ ВО Орловский ГАУ. Полевой опыт включал пять вариантов обработок почвы различной интенсивности. Целью исследований было выявление наиболее оптимального приема основной обработки почвы под сельскохозяйственные культуры в звене севооборота: яровой ячмень - соя - озимая пшеница. Урожайность всех трёх культур зависела от засоренности посевов перед уборкой. По всем трем культурам количество и масса сорняков по обеим отвальным обработкам были заметно ниже, чем по нулевой, комбинированной и безотвальной в оба срока определения Высокая засоренность отмечалась по нулевой и плоскорезной обработке (в среднем в 1,1-2,7 раза в сравнении с контролем). Зерновые культуры дали максимальный урожай на вариантах с нулевой обработкой почвы и вспашкой оборотным плугом LEMKEN. Худшие показатели урожайности были зафиксированы на контроле и по плоскорезной обработке. Самую высокую урожайность сои удалось получить на контроле, она больше чем в 1,5 раза превышала урожайность по нулевой обработке. Нулевая обработка почвы оказала отрицательное влияние на формирование продуктивности сои. При возделывании сои следует отдавать предпочтение зяблевой вспашке, а при возделывании пшеницы озимой приемлема нулевая и минимальная обработка. На качественные показатели ячменя применяемые приемы обработки почвы почти не оказали влияния, качество сои ухудшалось с уменьшением интенсивности обработки почвы (содержание белка снижалось на 1,3-1,9%), на качество зерна озимой пшеницы нулевая обработка почвы также оказала негативное влияние (протеин ниже на 0,9-1,6%).
Ключевые слова: обработка почвы, ячмень, соя, озимая пшеница, сорняки, урожайность, качество.
The results of studying the effect of different tillage of dark-gray forest soil on the productivity of barley crops, soybeans and winter wheat, are presented in the article. The studies were conducted within the stationary field experiment of the "Orel state agrarian university". The field experience included five variants of tillage with different intensity. The aim of the research was to identify the most optimal reception of the main soil treatment for crops in the link of crop rotation: spring barley - soybean - winter wheat. The yield of all three crops depended on the contamination of crops before harvesting. For all three crops, the quantity and weight of weeds
for both waste treatment plants were significantly lower than for zero, combined and non-waste tillage in both periods of determination. High contamination was observed in zero and flat-cut tillage (on average, 1.1-2.7 times compared to the control group). Grain crops gave maximum yield at variants with zero tillage and reverse plough LEMKEN. The worst indicators of productivity were recorded on the control and flat-cut tillage. The highest yield of soybeans was obtained on the control, it was more than 1.5 times higher than the yield of zero tillage. The zero tillage had a negative impact on the formation of soybean productivity. Under-winter ploughing should be used for soybean growing and zero or minimum tillage can be used for winter wheat. The observed tillage methods had almost no effect on the qualitative indicators of barley (protein content decreased by 1.3-1.9%), the quality of the soybean deteriorated with a decrease in the intensity of soil cultivation, the quality of the grain of winter wheat was also negatively affected by the zero tillage (protein is 0.9-1.6% lower). Key words: tillage, barley, soybean, winter wheat, weeds, productivity, quality.
Введение. Опыт мирового земледелия свидетельствует о необходимости дифференцировать обработки почвы в зависимости от природно-климатических условий региона, преобладающих типов почв, биологических особенностей выращиваемых культур, их места в севообороте, структуры засоренности полей и других факторов [2, 4].
В последнее время наметилась тенденция к минимализации обработки почвы, которая, по мнению ряда авторов, обеспечивает снижение трудовых и энергетических затрат путем уменьшения числа, глубины и обрабатываемой площади поля, а также совмещения нескольких технологических операций в одном процессе [5, 6, 11].
Однако, минимализация обработок, а тем более технология возделывания культур с использованием системы No-Till в научном сообществе и кругах аграрного бизнеса вызывает активную дискуссию. Часть авторов придерживается мнения, что такая технология уменьшает ветровую и водную эрозию, увеличивает в почве содержание органического вещества, снижает непродуктивное испарение, затраты на топливо и является более экологичной в сравнении с традиционной вспашкой [7, 8, 12].
Другая часть научного сообщества отмечает существенные недостатки технологии No-Till, приводящей к изреживанию посевов сельскохозяйственных культур, снижению качества продукции, и главное - необходимости увеличения химической нагрузки на окружающую среду вследствие создания благоприятных условий для появления и сохранения источников инфекций и вредителей в почве [1, 3]. Так, Пыхтин И.Г. (2017) считает, что нулевая обработка почвы в земледелии России может использоваться как способ под зерновые культуры севооборотов при соблюдении ряда условий, важнейшими из которых служат внесение удобрений и гербицидов, но не как система в севообороте [9].
Учитывая такие противоречивые мнения в части предпочтительного способа обработки почвы под сельскохозяйственные культуры, считаем, что исследования подобного плана, проведенные в стационарном полевом опыте кафедры земледелия, агрохимии и агропочвоведения ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, являются актуальными.
Цель исследований - выявление наиболее оптимального приема основной обработки почвы под сельскохозяйственные культуры в звене севооборота: яровой ячмень - соя - озимая пшеница.
Условия, материалы и методы. Исследования были проведены в стационарном полевом опыте кафедры земледелия, агрохимии и агропочвоведения ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, расположенного в НОПЦ «Интеграция», с. Лаврово Орловского района в 2013-2016 гг. [13]. Почва
опытного поля - типичная для области тёмно-серая лесная среднесуглинистая. Пахотный слой со слабокислой реакцией почвенного раствора (рН 5,6) и содержанием гумуса 4,3%, со средним содержанием подвижного фосфора и обменного калия. Исследования проводились в звене севооборота: яровой ячмень - соя - озимая пшеница. Чередование культур во времени. В звено севооборота были включены культуры следующих сортов: яровой ячмень (2013 г.) сорта Суздалец, соя (2014 г.) сорта Ланцетная, озимая пшеница (2015 г.) сорта Московская 39. Полевой опыт состоял из пяти вариантов: 1) вспашка плугом ПЛН-3-35 без предплужников на 20-22 см (контроль); 2) вспашка оборотным плугом Евро Диамант 10 фирмы LEMKEN (Германия) с предплужниками на 2022 см; 3) обработка комбинированным орудием KOS-3,7 фирмы UNIA (Польша) на 14-16 см; 4) плоскорезная обработка КПШ-5 + игольчатые катки на глубину 2022 см; 5) нулевая обработка почвы, посев John Deere 730.
Полевой опыт размещен методом рендомизированных повторений в трёхкратной повторности. Размер делянки: длина - 30 м, ширина - 20 м, учетная площадь - 120 м2. Уборка культур проводилась в сроки, рекомендованные для зоны в фазу полной спелости методом сплошного комбайнирования. Применялся комбайн для опытных участков Terrion Sampo. Все наблюдения, анализы и учёты проводили по общепринятым методикам. Лабораторные исследования качественных показателей осуществлялись в соответствии с методиками на базе агроэкологической лаборатории и ЦКП «Генетические ресурсы растений и их использование» Орловского ГАУ. Математическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа с использованием ЭВМ.
Результаты и обсуждение. Благополучное фитосанитарное состояние посевов - залог получения высоких и стабильных урожаев. Прием основной обработки почвы оказывал влияние на засоренность посевов в течение вегетации (табл. 1). Засоренность определялась количественно-весовым методом в два срока - до применения гербицида, что соответствует фазам начала кущения для ячменя и озимой пшеницы и в фазе первого настоящего листа. Второй срок - перед уборкой. Применялись следующие гербициды: на ячмене Линтур, ВДГ (с нормой применения 0,135 кг/га), на сое Пульсар, BP (с нормой применения 1 л/га), на озимой пшенице Тризлак, ВДГ (с нормой применения 0,02 кг/га). По всем трем культурам количество и масса сорняков по обеим отвальным обработкам были заметно ниже, чем по нулевой, комбинированной и безотвальной в оба срока определения.
Таблица 1 - Засоренность посевов, шт./г на м2
Вариант обработки почвы Ячмень Соя Озимая пшеница
Начало кущения Перед уборкой Фаза первого листа Перед уборкой Начало кущения Перед уборкой
1. Вспашка плугом ПЛН-3-35 (контроль) 50/6 127/38 80/78 49/79 84/5 64/6
2. Вспашка оборотным плугом LEMKEN 61/6 132/39 68/55 35/80 162/18 88/20
3. Обработка KOS-3,7 53/4 205/46 85/101 82/113 128/13 62/19
4. Плоскорезная обработка 123/6 360/52 124/120 53/96 94/11 164/24
5. Нулевая обработка 142/19 321/50 97/105 94/124 90/8 112/37
Примечание: в числителе дроби число сорных растений (шт.) на 1 м2; в знаменателе -их воздушно-сухая масса, г.
Засоренность по комбинированной обработке занимала промежуточное значение. Высокая засоренность отмечалась по нулевой и плоскорезной обработке. Причем перед уборкой более высокая засоренность у сои наблюдалась на варианте с нулевой обработкой, а на зерновых - с плоскорезной. Указанная закономерность нашла отражение и в данных по урожайности этих культур (табл. 2).
Таблица 2 - Урожайность сельскохозяйственных культур, ц/га
Вариант обработки почвы Ячмень Соя Озимая пшеница
1. Вспашка плугом ПЛН-3-35 (контроль) 25,2 16,4 34,8
2. Вспашка оборотным плугом LEMKEN 33,5 12,7 37,9
3. Обработка KOS-3,7 27,4 13,7 39,4
4. Плоскорезная обработка 24,4 13,1 35,8
5. Нулевая обработка 29,5 9,7 38,7
НСР05 4,23 2,11 3,05
Анализ урожайности трех культур показал неодинаковое влияние приема основной обработки почвы на этот комплексный показатель. Культуры по-разному реагировали на изучаемый фактор. Так, зерновые культуры дали максимальный урожай на вариантах с нулевой обработкой почвы и вспашкой оборотным плугом LEMKEN. Озимая пшеница получила высокий урожай также по комбинированной обработке почвы. Худшие показатели урожайности были зафиксированы по вспашке ПЛН-3-35 (на контроле) и по плоскорезной обработке. Соя реагировала на обработки почвы несколько другим образом. Лучшие показатели урожайности этой культуры удалось получить на контроле (16,4 ц/га). А вот нулевая обработка почвы оказала отрицательное влияние на формирование продуктивности сои. Здесь урожайность составила всего 9,7 ц/га. На остальных трех вариантах обработки почвы урожайность сои была в пределах 12,7-13,7 ц/га, что также существенно отличается от максимального и минимального значения по урожайности этой культуры. Следует отметить, что урожайность всех трёх культур зависела от засоренности посевов перед уборкой.
Качество урожая - суммарная величина многих условий, которое определяется сортом, технологией возделывания, фитосанитарным состоянием посевов в процессе вегетации, природно-климатическими условиями и многими другими факторами. Качество семян сельскохозяйственных культур по вариантам обработки почвы представлено в таблице 3.
Таблица 3 - Качество семян сельскохозяйственных культур по вариантам обработки почвы_
Вариант обработки почвы Ячмень Соя Озимая пшеница
Белок, % Крахмал, % Экстрактивные вещества, % Белок, % Масло, % Протеин, % Клейковина, %
1. Вспашка плугом ПЛН-3-35 (контроль) 10,8 62,6 78,4 33,2 26,4 13,5 21,9
2. Вспашка оборотным плугом LEMKEN 11,2 62,5 78,9 32,9 26,4 14,6 26,2
3. Обработка KOS-3,7 11,0 62,9 79,0 31,3 26,7 12,6 19,6
4. Плоскорезная обработка 11,1 63,2 79,1 31,6 26,4 14,2 24,6
5. Нулевая обработка 10,9 63,6 79,4 31,9 25,9 11,9 16,6
При возделывании ячменя имеет значение для каких целей он будет реализован. Сорт Суздалец довольно часто производится на пивоваренные цели. С этой точки зрения содержание белка по вариантам опыта варьировало с 10,8 до 11,2%, что по стандарту допустимо для пивоваренных целей. Крахмал -ценная составляющая зерна пивоваренного ячменя, основное экстрактивное вещество в пивоварении. Содержание в зерне крахмала и экстрактивность связаны прямой зависимостью. Хорошим пивоваренным ячменем считается тот, в котором содержится 60-65% крахмала и экстрактивность его составляет не менее 79% веса сухого вещества. Содержание крахмала в образцах ячменя по вариантам опыта была в пределах 62,5-63,6%, что также является хорошим показателем для пивоварения. По показателю экстрактивности ячмень, выращенный по вариантам со вспашкой, немного не достигал 79%.
Соя считается ценной белковой и масличной культурой. По содержанию белка соя, выращенная по отвальной вспашке, характеризовалась более высокими показателями, что согласуется с мнением ряда авторов по этому вопросу [10]. Содержание белка в семенах сои по вариантам нулевой, комбинированной и плоскорезной обработок было заметно ниже. По содержанию масла в семенах сои все варианты, кроме нулевой обработки, были примерно на одном уровне (26,4-26,7%). Соя, выращенная по нулевой обработке, содержала всего 25,9% масла.
Наиболее важными показателями качества зерна озимой пшеницы, определяющими класс и закупочную стоимость, являются содержание белка и клейковины в зерне. Содержание белка для лучшего качества хлеба должно быть на уровне 11-17%. В наших исследованиях этот показатель находился в пределах 11,9-14,6%, что попадает в вышеозначенные пределы. Причем содержание белка в семенах пшеницы было несколько ниже на вариантах с нулевой и комбинированной обработками почвы. По содержанию клейковины зерно озимой пшеницы, выращенное по различным приемам обработки почвы, сильно варьировало. Так, по содержанию клейковины зерно с вариантов со вспашкой оборотным плугом LEMKEN и плоскорезной обработкой соответствует 3-ему классу, с контрольного варианта и по комбинированной обработке - 4-ому классу, а по нулевой обработке - не достигает даже 4-го класса.
Выводы. 1. При возделывании всех трех культур количество и масса сорняков по обеим отвальным обработкам были заметно ниже, чем по нулевой, комбинированной и безотвальной в оба срока определения.
2. Зерновые культуры дали максимальный урожай на вариантах с нулевой обработкой почвы и вспашкой оборотным плугом LEMKEN, а вот на формирование продуктивности сои нулевая обработка почвы оказала отрицательное влияние.
3. На качественные показатели ячменя применяемые приемы обработки почвы почти не оказали влияния, качество сои ухудшалось с уменьшением интенсивности обработки почвы, на качество зерна озимой пшеницы нулевая обработка почвы также оказала негативное влияние.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Беленков А.И., Сабо У., Кунафин Р.И. Основная обработка почвы в современных системах земледелия // Фермер. Поволжье. 2017. № 1 (54). С. 60-63.
2. Борин A.A. Обработка почвы и урожайность культур севооборота // Земледелие. 2009. № 7. С. 22-23.
3. Дридигер В.К. Ошибки при освоении технологии No-till // Земледелие. 2016. № 3. С. 5-9.
4. Дробышев А.П. История и перспективы развития системы основной обработки почвы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2007. № 3 (29). С. 11-13.
5. Обработка почвы как элемент ресурсоэнергосберегающей технологии возделывания пшеницы и сои / Е.Б. Захарова, К.С. Чурилова, К.А. Никульчев, В.Ф. Кузин // Дальневосточный аграрный вестник. 2009. № 3 (11). С. 75-77.
6. Каргин В.И., Каргин Ю.И., Захаркина P.A. Эффективность ресурсосберегающих систем основной обработки почвы // Достижения науки и техники АПК. 2007. № 8. С. 55-56.
7. Перспективы новых технологий Strip-till и No-till при возделывании кукурузы на зерно в условиях Белгородской области / Л.А. Наумкина, Е.Л. Сильванчук, А.Н. Крюков, A.M. Хлопяников // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. № 3. С. 49-51.
8. Технология "No-till" - технология будущего / A.C. Перевертайло, И.М. Чаплыгин, A.A. Ласков, A.A. Захаров, Э.Ю. Кацевич, Т.П. Слюнченко // В сборнике: Молодые аграрии Ставрополья. 2012. С. 48-49.
9. Пыхтин И. Г. Обработка почвы: действительность и мифы // Земледелие. 2017. № 1. С. 33-36.
10. Рахимова Ю.М., Дозоров A.B., Наумов А.Ю. Основная обработка почвы и применение гербицидов в технологии возделывания сои в условиях лесостепи Поволжья // Ульяновск: УлГАУ. 2018.172 с.
11. Руденко Н.Е., Падальцин К.Д. Как снизить энергозатраты и повысить качественные показатели при сплошной обработке почвы // Вестник АПК Ставрополья. 2014. № 1 (13). С. 66-68.
12. Чекаев Н.П., Кузнецов А.Ю Технология No-till - путь к реальным результатам // Продовольственная политика и безопасность. 2015. Т. 2. № 1. С. 7-18.
13. Abakumov N., Bobkova Y.A. Cost-effectiveness of tillage systems in the primary grain crop rotation // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2015. Т. 55. № 4. С. 65-69.
