CC BY
16
DOI: 10.25930/0372-3054/004.3.12.2019 УДК 633.13: 631/635
КОРРЕЛЯЦИОННАЯ СВЯЗЬ УРОЖАЙНОСТИ ОВСА С МЕТЕОУСЛОВИЯМИ ГОДА
Е.В. Семинченко
При помощи различных агротехнических приемов, рациональной системы применения удобрений, пестицидов и физиологически активных веществ, а также других управляемых человеком факторов можно обеспечить стабильную по годам урожайность зерна даже в засушливых условиях степного региона. Полевые опыты проводились в течение 2015-2018 гг. на полях Нижне-Волжского НИИСХ - в филиале ФНЦ агроэкологии РАН Городищенского района Волгоградской области. Для зоны проведения исследований применялась общепринятая технология. Для закладки опыта использовался сорт овса Тюменский голозерный. Площадь опытной делянки 300 м2. Четырехкратная повторность. Во влажном 2016 году была получена наибольшая урожайность овса по предшественнику сорго. В засушливые годы (2015, 2017 и 2018) урожайность была в 2,5-3 раза меньше. Коэффициенты парной корреляции (в среднем за 2015-2018 гг.) по всем предшественникам имеют средние значения между У и факторами. По результатам исследований была отмечена наибольшая корреляция урожайности овса с условиями увлажнения по предшественнику сорго, аналогичные данные по этому же предшественнику были получены при сравнении зависимости урожайности от увлажнения почвы. В сухостепной зоне каштановых, подзоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья различные предшественники и приемы биологизации оказывают эффективное влияние на поступление в почву органического вещества и урожайность зерновых культур.
Ключевые слова: севообороты, предшественники, урожайность, овес, корреляционный анализ
CORRELATION BETWEEN OAT PRODUCTIVITY AND WETHER CONDITIONS OF THE YEAR
E.V. Seminchenko
With the help of various agrotechnical methods, a rational system for the use of fertilizers, pesticides and physiologically active substances, as well as other factors controlled by humans, grain yields that are stable over the years can be ensured even in the arid conditions of the steppe region. Field experiments were conducted during 2015-2018 on the fields of the Lower Volga Research Institute of Agriculture, a branch of the Federal Scientific Center for Agroecology of the RAS in the Gorodishchensky District of the Volgograd Region. For the research area, generally accepted technology was used. To start the experiment, the Tyumen naked oat variety was used. The experimental plot area is 300 m2. The repetition is fourfold. In the wet year 2016, the highest oat yield was obtained from the predecessor of sorghum. In the dry years (2015, 2017 and 2018), the yield was 2,5-3 times less. Pair correlation coefficients (on average for 2015-2018) for all predecessors have average values between y (yield) and factors. According to the results of studies, the greatest correlation of oat yield with moisture conditions for the sorghum precursor was noted; similar data for the same predecessor were obtained when comparing the dependence of yield on the soil moisture. In the dry-steppe zone of chestnut soils, the subzone of light chestnut soils, soils of the Lower Volga region, various precursors and methods of biologization have an effective impact on the application of the organic matter into the soil and the yield of grain crops.
Key words: crop rotations, predecessors, yield, oat, correlation analysis
Введение. В условиях изменяющегося климата современная оценка продуктивности овса служит индикатором корректировки ряда ключевых приемов возделывания. В этой связи продуктивность овса в условиях выраженной аридности режимных процессов выступает в качестве критерия изменения климата локального проявления. Как следствие, оценка влияния климатических условий и предшественников овса на его продуктивность представляет несомненную актуальность. Подобное связано с тем, что при высоком потенциале районированных сортов урожай овса в сухой степи продолжает оставаться низким, что, наряду с пестротой распределения ресурсов влаги и тепла, предопределяет выявление эффективных ключевых приемов возделывания с обоснованием финансовых вложений в получение товарной продукции.
Цель исследований. Изучение влияния метеоусловий и предшественников на урожайность овса в условиях Нижнего Поволжья.
Условия и методика исследований. Исследования проводились на опытном поле НВНИИСХ - филиала ФНЦ агроэкологии РАН. Участок с уклоном до 10 в северовосточном направлении. По классификации рабочий участок относится к I классу. Почвы опытного участка светло-каштановые, по результатам обследования содержат гумуса 1,7-2,3%, рН почвы от 7,2 до 7,8, общего азота 0,12-0,19%, валового фосфора 0,12-0,15%, общего калия 1,26-2,06%. В пахотном слое почвы содержится доступного фосфора 90-100 кг, обменного калия 1080-1296 кг, азота - 72-90 кг. Содержание тяжелых металлов и пестицидов не превышает ПДК. По количеству выпавших осадков и температурному режиму нами был рассчитан гидротермический коэффициент, из которого видно, что за годы исследований (2015-2018 гг.) наиболее благоприятными были апрель-май 2015, 2016, 2017 годов; июнь 2017 года; июль 2016 года. В среднем за 4 года засушливые годы 2015, 2017 и 2018.
Оптимальный подбор предшественников и приемов биологизации позволяет повысить урожайность зерновых культур и продуктивность севооборотов. Изучали следующие севообороты: 1) зернопаропропашной четырехпольный: пар черный -озимая пшеница - сорго на зерно - овес (контроль); 2) зернопаропропашной четырехпольный: пар сидеральный (озимая рожь на сидерат) - озимая пшеница - сорго на зерно - овес; 3) зернопаропропашной шестипольный: пар сидеральный (рыжик яровой на сидерат) - озимая пшеница - сорго на зерно - нут - сафлор - овес; 4) зернопропашной восьмипольный: горох - озимая пшеница - нут - сафлор - горох - сорго на зерно - нут -овес.
В изучаемых севооборотах применяется общепринятая агротехника полевых культур. В контрольном севообороте солома и листостебельная масса возделываемых культур убирались с поля. Во втором, третьем и четвертом севооборотах вся нетоварная часть полевых культур оставалась на поле и заделывалась в верхний слой почвы тяжелой дисковой бороной. Основная обработка почвы во всех вариантах -чизелевание на 0,3-0,32 м с оборотом поверхностного пласта на глубину 0,2-0,22 м орудием 0Ч0-5-40 с многофункциональными рабочими органами модульного типа «РАНЧО» (отвал и широкое долото). Перед дискованием соломы озимой пшеницы и овса, листостебельной массы сорго и сафлора вносили аммиачную селитру в расчете 10 кг д.в. на 1 т. Сидеральные культуры - озимая рожь и яровой рыжик - из-за неблагоприятных осенних условий высевались весной. Остальные культуры севооборотов сеяли вовремя в установленные оптимальные сроки. Посев зерновых культур был в 2015 году 10 мая, уборка - 29 августа; в 2016 году - 25 апреля, уборка - 21 августа; в 2017 году посев культур 4 мая, уборка - 30 августа; в 2018 году посев 27 апреля, уборка - 1 сентября. Норма высева семян 3,5 млн шт/ м2.
Объектом исследования был овес голозерный Тюменский, который высевался по следующим предшественникам: 1) Сорго (контроль); 2) Сорго (листостебельная масса); 3) Сафлор (листостебельная масса); 4) Нут (солома).
Результаты исследований. Формирование запасов продуктивной влаги в пахотном и метровом слое почвы к посеву, уходу в зиму, при весеннем отрастании и уборке озимых культур, в зависимости от предшественников и поступления органического вещества в почву, складывается по-разному (рис. 1).
140 120 100 80 60 40 20 0
107,3
116,4
114,2
106,4
6,8
1,2 4,6
2,4 6,3
1,4
5,8
посев
уборка посев уборка посев уборка посев уборка
сорго сорго (л/ст. масса) сафлор (л/ст. масса) нут (солома)
0-30 ■ 0-100
2
Рисунок 1. Запасы продуктивной влаги под посевами овса (среднее за 2015-2018 гг.)
В среднем за годы исследований (рис.1), запасы продуктивной влаги под посевами овса в пахотном (0-0,3 м) слое почвы формировались в зависимости от предшественников и были на уровне от 26,9 до 31,1 мм, что способствовало получению всходов этой культуры. В метровом слое почвы самые высокие запасы влаги по предшественнику сорго - 116,4 мм. Немного меньше по предшественнику сафлор. К уборке овса запасы продуктивной влаги во всех почвенных слоях снижаются до минимальных значений из-за их потребления растениями.
Для засушливого земледелия представляет интерес влияние метеорологических условий на продуктивность овса.
Выявлена высокая степень зависимости продуктивности овса от условий температуры в первую и вторую декаду июня ^ = 0,85-0,97).
В этот период отмечается фаза - полные всходы. На этом этапе дифференцируются основные вегетативные органы. Оптимальная температура, умеренная влажность почвы, обеспеченность основными питательными элементами затягивают этот этап развития растений, что положительно сказывается на конечной урожайности.
2015 2016 2017 2018
сорго ■ сорго (л/ст. масса) ■ сафлор (л/ст. масса) ■ нут (солома)
Рисунок 2. Влияние предшественников на урожайность овса, т/га
Значительное влияние на урожайность овса оказывают условия увлажнения в период кущения, но отмечена отрицательная корреляция с количеством выпадающих осадков в Ш декаде июня -0,6.. .-0,64) и положительная зависимость от роста температур в целом за июль по всем годам наблюдений 0,4.0,45). Продуктивность овса определяло количество колосков, закладывающихся в этот период.
За период вегетации овса по предшественникам урожайность, температура воздуха и осадки снижаются в виде линейной зависимости. Коэффициент множественной корреляции показывает тесноту связи по всему массиву и дает основание использовать для аппроксимации уравнение множественной регрессии (1): У=а+Ь1 Х1+Ь2Х2+ ЬзХз + 54X4 + 55X5 + ЬбХб .
По результатам статистических исследований были построены эмпирические модели урожайности овса по наиболее значимым метеорологическим факторам (Х1 -среднедекадная температура воздуха первой декады июня; Х2 - среднедекадная температура воздуха второй декады июня; Х3 - осадки первой декады июня; Х4 - осадки второй декады июня; Х5 - среднемесячная температура за июль, 0С; Х6 - осадки второй декады июля, мм). Анализ эмпирических моделей показал, что на продуктивность овса по различным предшественникам влияли температура воздуха и количество осадков в наиболее критические периоды развития.
Таблица 1 - Эмпирические модели зависимости урожайности зерна овса (У, ц/га) от
условий тепло- и влагообеспеченности критических периодов _по различным предшественникам_
Вариант предшественника Уравнение множественной регрессии R2
Сорго (контроль) У = 0,20х2 +0,16х4 -0,02х6 - 3,00 0,81
Сорго (листостебельная масса) У = 0,19 х2 +0,23 х4 - 0,09 х6 -2,57 0,95
Сафлор (листостебельная масса) У = 0,08 х2 + 0,16 х4 - 0,012 х6 - 0,24 0,91
Нут (солома) У = 0,16 х2 + 0,15 х4 + 0,10 х6 -2,2 0,89
Совместное влияние на урожайность температуры воздуха и осадков показало уравнение множественной регрессии, менее тесную положительную связь температуры воздуха Ш декады июня и низкую отрицательную связь с осадками II декады июля. Различные предшественники не оказали существенного влияния на
зависимость метеоусловий на продуктивность овса, но лишь незначительно изменяли силу этой связи.
Коэффициенты парной корреляции между У и факторами имеют средние значения. Заметная связь наблюдается между переменными Xi и Х2 (r= 0,57); Х2 и Х3 (r= -0,96); Х2 и Х4 (r= -0,91); Х3 и Х4 (r= 0,94); Х4 и Х5 (r= - 0,51); Х4 и Хб (r= -0,48); Х5 и Х6 (r= 0,96), то есть данные коэффициенты могут быть коллинеарными. По предшественнику сорго (листостебельная масса) выявлена наибольшая корреляция урожайности овса от условий увлажнения. По предшественнику сорго (контроль) корреляционная зависимость проявлялась в меньшей степени. Это связано с тем, что в контрольном севообороте солома и листостебельная масса возделываемых культур убирались с поля и запасы продуктивной влаги ко времени посева в целом по различным предшественникам выравниваются. В связи с этим отметим, что при сравнении урожайности по всем предшественникам большая зависимость от увлажнения почвы отмечена по предшественникам сорго (листостебельная масса) и сафлор (листостебельная масса). Благоприятный питательный режим способствует развитию более мощной корневой системы, что позволяет растению в меньшей степени испытывать стресс от дефицита влаги.
Выводы. Анализ экспериментальных данных по урожайности овса в зависимости от метеорологических условий и предшественников показал, что в течение четырех лет урожайность овса варьировала в засушливые 2015, 2017 и 2018 года от 0,8 до 2,5 т/га, а во влажный 2016 год - от 3,1 до 4,0 т/га в зависимости от предшественника. Выявлена средняя положительная корреляция между уровнем урожайности и количеством осадков за период весенне-летней вегетации. Повышает потенциальную урожайность овса и несколько усиливает зависимость от температурного фактора и заделка сидератов, листостебельной массы и нетоварной части зерновых культур под предшествующую культуру.
Литература
1. Анкудович Ю.Н. Влияние климатических и агрохимических факторов на урожайность овса в условиях севера Томской области //Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2015. № 5 (246). С. 40-47.
2. Косяненко Л.П., Бобровский А.В. Биологизация земледелия как путь повышения урожайности овса// Аграрная наука. 2010. № 11. С. 16-17.
3. Маркова К.Д., Ботыгин И.А. Исследования корреляционных зависимостей метеорологических параметров //Вестник научных конференций. 2018. № 4-4 (32). С. 68-70.
4. Пакуль В.Н., Козыренко М.А. Формирование урожайности овса в лесостепи Западной Сибири //Достижения науки и техники АПК. 2009. №9. С.14-15.
5. Рулева О.В. Модель продукционного процесса сельскохозяйственных культур в орошаемых агролесоландшафтах //Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. М.: №3(35). 2014. С. 62-68.
6. Рулева О.В., Семинченко Е.В. Влияние предшественников на формирование элементов продуктивности озимой пшеницы в условиях Нижнего Поволжья //Аграрная наука. №4. 2019. С.68-73.
7. Смолин Н.В., Кузнецов Д.А., Хлевина С.Е., Мурашов А.В. Влияние гидротермических условий и агротехнических приемов на урожайность и посевные качества семян ярового овса //Аграрный научный журнал. 2015. № 2. С. 29-34.
8. Фатыхов И.Ш., Колесникова В.Г., Степанова М.А. Зависимость урожайности сортов овса от метеорологических условий в Среднем Предуралье //Зерновое хозяйство. 2004. № 8. С. 14-16.
9. Шапсович С.Н. Влияние предшественников на урожайность зерна овса в сухостепной зоне Бурятии при орошении //Зерновое хозяйство России. 2015. № 5. С. 59-63.
Семинченко Елена Валерьевна, научный сотрудник, соискатель лаборатории земледелия и защиты растений НВНИИСХ - филиала агроэкологии РАН, Российская Федерация, 403013,
Волгоградская область, Городищенский район, пос. Областной сельскохозяйственной опытной станции;
ORCID https://orcid.org/0000-0003-3155-9563 e-mail: eseminchenko@mail.ru
Seminchenko Elena Valeryevna, Researcher, Applicant for the Laboratory of agriculture and plant protection of the Lower Volga Researeh Institute of Agriculture - branch of the FSC for Agroecology of RAS, Russian Federation, 403013, Volgograd Region, Gorodishchensky District, the village of the Regional Agricultural Experimental Station
