CC BY
28
(О
о
СЧ
Ф
S ^
ш
4
ш ^
5
о СО
льна-долгунца на волокно и семена / П.А. Чекмарев, Б.Ф. Карпунин, В.Г. Савенко, Ю.Б. Карацеева. М.: ФГУ РЦСК, 2010. 92 с.
Prediction of Yield Structure of Fiber Flax for Application in Precision Agriculture
B.F. Karpunin
All-Russian Research Institute of Flax Production Mechanization, Komsomolsky prospekt, 17/56, Tver, 170041, Russian Federation
Summary. It was investigated more than 200 non-linear correlations in the formation of the morphological structure of plants, the structure of harvest of flax and it was proposed the statistical models for practical application. The input parameters are seeding rates; plant height, formed to the harvesting; the accumulated temperature andprecipita-tion during growing season. The algorithm predicts the structure of the reproductive part of harvest for late-ripening varieties: the length of inflorescence, the number of fruits and their average weight per plant, the thousand seed weight, the biological yield of seed. It is possible to calculate the structure of marketable (fibrous) part of the yield: the average length and weight of the technical part of stems, their mean diameter, total biological weight of plants, biomass of fibers in stems. It is possible to forecast the technological properties of the harvest: the average specific density of the straw of a single stalkbefore harvesting, the average score of lodging of crops before harvesting, loosing of stock mass during retting, the average yield of fiber in the stock and its average metric number. All these calculations are carried out on the average value of input parameters for the field or at their current value on the surface of the field in the points, attached to the geographical coordinates. Values obtained by the model enable to evaluate the economic results of cultivation of the culture. With the imposition of the technology model, it will be obtained not only the map of prognostic yield and quality, but also the field map for total income, profit, and profitability. The developed model is recommended for use in precision agriculture in the cultivation of fiber flax and the development of investment projects for the production of flax products for different industrial uses. The described algorithm of the forecast of structure and climatic substantiation of the productivity of seed and commercial crops of flax was used by the author in production projects for Smolensk, Tver, Nizhny Novgorod regions and Perm Krai.
Keywords: precision agriculture, modeling, flax, yield structure, yield planning, flax fiber, fiber quality.
Author Details: B.F. Karpunin, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: [email protected], [email protected]).
For citation: Karpunin B.F. Prediction of Yield Structure of Fiber Flax for Application in Precision Agriculture. Zemledelie. 2016. No 1. Pp. 5-8 (in Russ.).
УДК 633.367.2+633.34:631.582
Люпин узколистный и соя как предшественники ячменя в севообороте
Е.И. ИСАЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
(e-mail: [email protected] ) А.И. АРТЮХОВ, доктор сельскохозяйственных наук, директор
ВНИИ люпина, ул. Березовая, 2, пос. Мичуринский, Брянская обл., 241524, Российская Федерация
С целью оценки люпина узколистного и сои в качестве предшественника ячменя в севообороте в 2006-2012 гг. проведены исследования на серой лесной почве юго-запада Нечерноземной зоны. В Брянской области поставлен опыт по схеме, включающей два севооборота (яровой рапс - люпин - ячмень и яровой рапс - соя -ячмень). Исследования проводили на фоне трех технологических схем (альтернативная, умеренная, интенсивная), отличающихся по степени химизации. В среднем за три года (2010-2012), которые отличались контрастными метеоусловиями, урожайность ячменя, возделываемого по предшественнику люпин узколистный при альтернативной технологии, без удобрений и средств защиты растений, составила 19,3 ц/га, а в севообороте с соей - 9,1 ц/га. Во втором случае ячмень был полностью подавлен сорняками, с явным перевесом в сторону многолетних, более агрессивных форм (соотношение однолетних и многолетних 0,4:1), тогда как в агроценозе ячменя после люпина преобладали однолетние виды сорных растений (1,3:1). За 6 лет в севооборотах с люпином и соей отмечена тенденция к агрогенным изменениям почвенного поглощающего комплекса. Произошло подкисление почвы, особенно на фоне интенсивной технологии: в севообороте с люпином величина рНсолдо закладки опыта была равна 5,56, на конец второй ротации - 5,39, с соей - 6,0 и 5,85 соответственно. Выращивание люпина в севообороте оказало положительное влияние на увеличение содержания фосфора при альтернативной технологии, оно возросло с 219 мг/кг почвы до закладки опыта до 235 мг/кг почвы через 6 лет.
Ключевые слова: севооборот, технологии возделывания растений, урожайность, почвенное плодородие, люпин узколистный, соя, предшественник.
Для цитирования: Исаева Е.И., Ар-тюхов А.И. Люпин узколистный и соя как предшественники ячменя в севообороте //Земледелие. 2016. № 1. С. 8-10.
Бобовые культуры - основной источник биологического азота в агро-ценозах. Они играют важную роль в почвообразовании и считаются ценными предшественниками для других культур, так как способствуют накоплению
энергии в урожае, снижению затрат и росту коэффициента энергетической эффективности севооборота [1-4].
В современных условиях ведения сельскохозяйственного производства необходимо обращать внимание на адаптационные возможности культур. Адаптивное растениеводство предполагает в первую очередь правильный подбор культурных видов растений для той или иной зоны и только потом - их сортов [5].
Во многих регионах Нечерноземной зоны России высоким биологическим и экономическим потенциалом обладает люпин, который может стать базовой культурой севооборота для решения белковой проблемы и восстановления почвенного плодородия [6].
В последние годы в нашей стране достаточно интенсивно расширяются посевы сои. Однако это культура теплого муссонного климата и короткого дня. При интродукции она попадает в холодные и засушливые континентальные условия. Пока не выведены ее сорта с фотонейтральной реакцией, длинный день будет сдерживать прохождение стадий развития и эффективное перераспределение продуктов фотосинтеза. Лишь около 15% территории России по почвенно-климатическим условиям подходят для эффективного производства сои.
Цель наших исследований - обоснование возможности использования люпина узколистного и сои в качестве предшественника ячменя.
Во Всероссийском НИИ люпина с 2006 г в стационарном полевом опыте изучают различные севообороты с этими культурами при разных технологиях возделывания.
Стационарный опыт заложен на юго-западе Нечерноземной зоны, в Брянской области. Почва - серая лесная легкосуглинистая, среднеокуль-туренная: рНКС| - 5,8-6,0; содержание подвижного Р205 (по Кирсанову) 275-285, К20 (по Масловой) - 211224 мг/кг почвы, гумуса - 3,1-3,2%.
Изучали две схемы севооборотов: яровой рапс - люпин - ячмень; яровой рапс - соя - ячмень.
Каждый вариант чередования культур рассматривали на фоне трех технологических систем, отличающихся по степени химизации.
Первая - альтернативная, при которой не вносят минеральные удо-
1. Урожайность и качественные показатели зерновой продукции ячменя Раушан в трехпольных севооборотах с люпином и соей
Технология Урожайность, ц/га Обменная энер- Переваримый проте-
2010 г. 2011 г. 2012 г. средняя гия, ГДж/га ин, кг/га
Альтернативная Умеренная 19,1 21,3 Яровой рапс - люпин 20,9 18,0 31,4 28,9 - ячмень 19,3 27,2 22,5 31,7 153,7 220,5
Интенсивная 32,0 35,3 32,8 33,4 34,9 270,9
НСР05 6,8 2,2 5,2 - - -
Яровой рапс - соя - ячмень
Альтернативная 6,8 11,9 8,5 9,1 8,1 66,9
Умеренная 20,2 28,7 28,3 25,7 26,6 194,5
Интенсивная 32,4 31,1 28,8 30,8 32,0 247,5
НСР05 3,1 5,0 6,6 - - -
брения; система защиты растений, предусматривает протравливание семян и агротехнические способы борьбы с сорняками (до- и послевсходовое боронование поперек посева).
Во втором варианте - умеренная система - используют удобрения (яровой рапс - люпин - К30, соя - Р30К60, ячмень - ^0Р60К60), система защиты включает протравливание семян, внесение почвенного гербицида (зернобобовые, яровой рапс), опрыскивание гербицидом вегетирующих посевов (ячмень), агротехнические способы борьбы с сорняками (послевсходовое боронование поперек посева), применение фунгицидов и инсектицидов.
Третья система - интенсивная -
предусматривает удвоенную, по
сравнению с предыдущим вариантом,
дозу удобрений (яровой рапс - ^50,
люпин - К„„, соя - Р~,К,,П, ячмень -60' 60 120'
^20Р120К120), а также полный спектр защитных мероприятий от болезней, вредителей, сорных растений для каждой культуры.
В севооборотах возделывали узколистный люпин сорта Снежеть, сою Свапа, яровой рапс Подмосковный, ячмень Раушан. Агротехника соответствовала зональным рекомендациям.
Размер делянки 1-го порядка (чередование) - 696 м2, 2-го порядка (степень химизации) - 232 м2. Учетная площадь делянки 150 м2. Повтор-ность в опыте 4-кратная.
Метеорологические условия в годы исследований были различными и существенно отличались от среднемноголетних, как по декадному распределению осадков, так и по температурному режиму.
Альтернативная технология позволила оценить биологические возможности люпина и сои как предшественников, средообразующую и средо-стабилизирующую способность этих культур. За три года исследований при ее использовании урожайность ячменя после люпина была значительно выше, чем после сои. В 2010 г. разница составила 12,3 ц/га, в 2011 г. - 9, в 2012 г. - 9,6 ц/га, а в среднем за 3 года - 10,2 ц/га (табл. 1).
Выход обменной энергии и протеина при выращивании ячменя по-
сле люпина узколистного был также значительно выше, чем по сое, например, при альтернативной технологии в среднем за 3 года - на 14,4 ГДж/га и 86,8 кг/га соответственно.
Кроме того, в варианте с люпином ниже оказалась и засоренность посевов (см. рис.). Соотношение малолетних и многолетних сорняков при альтернативной технологии по люпину составило 1,3:1, при умеренной - 2,1:1, при интенсивной - 2:1. В севообороте с соей их соотношение выглядело по-другому - соответственно, 0,4:1, 0,4:1 и 1,7:1. При этом преобладали более агрессивные многолетние виды с очень низкими экономическими порогами вредоносности (для яровых зерновых - около 2-3 шт./м2), в том числе лапчатка серебристая, сурепка обыкновенная, хвощ полевой, осот полевой.
Анализ 6-летней динамики состояния почвенного поглощающего комплекса в севооборотах с люпином и соей показал тенденцию к агроген-ным изменениям (табл. 2).
По сравнению с началом опыта, в почве увеличилось количество поглощенных ионов водорода, что привело к ее подкислению. Особенно это заметно при интенсивной технологии возделывания, что объясняется большой химической нагрузкой на 1 га пашни.
Содержание гумуса оставалось примерно на одном уровне даже при альтернативной технологии возделывания: севооборот с 33%-ной долей люпина до закладки опыта - 3,20%, через 6 лет - 3,11 %, с соей - соответственно 3,56 и 3,28%.
Концентрация доступного фосфора в почве в обоих изучаемых севооборотах находилась на оптимальном уровне - 15-20 мг/100 г почвы в солянокислой вытяжке. При этом в севообороте с соей отмечено некоторое снижение его содержания при всех уровнях химизации.
В варианте с люпином к концу второй ротации на фоне альтернативной технологии наметилась тенденция к увеличению концентрации Р205 - с 219 до 235 мг/кг почвы, а при интенсивной
Рисунок. Засоренность посевов ячменя по разным предшественникам (2010-2012 гг.): о — малолетние сорняки; Щ — многолетние сорняки. О)
2. Агрохимические свойства почвы в севооборотах с люпином и соей (в среднем за две ротации,
слой 0-20 см, 2006-2012 гг.)*
Показатель Технология возделывания
альтернативная умеренная интенсивная
Гумус, % Яровой рапс - люпин - ячмень 3,20 3,14 3,11 3,23 3,34 3,44
pH ~ сол. 5,36 5,50 5,54 5,62 5,56 5,39
H, мг-экв/100 г 3,58 3,06 3,20 2,95 3,03 3,12
S, мг-экв/100 г 14,03 14,6 13,15 14,80 13,80 14,75
P2O5 мг/кг 219 235 225 245 245 243
K2O, мг/кг 202 145 185 164 190 204
Яровой рапс - соя - ячмень
Гумус, % 3,56 3,28 3,58 3,45 3,50 3,56
рн ~ сол. 5,94 5,92 6,08 5,83 6,00 5,85
H, мг-экв/100 г 2,75 2,90 2,78 2,46 3,09 2,02
S, мг-экв/100 г 10,82 14,80 10,24 14,14 10,94 14,07
P2O5 мг/кг 266 210 245 184 262 220
K2O, мг/кг 256 154 254 194 189 197
* В числителе данные до закладки опыта, в знаменателе - на конец второй ротации.
она осталось на исходном уровне. Известно, что люпин способен при необходимости извлекать фосфор из труднорастворимых соединений, а отсутствие изменений на удобренном фоне интенсивных технологий, вероятно, обусловлено наличием более доступных форм этого элемента в почве.
Таким образом, в трехпольном севообороте люпин узколистный показал себя как высокопродуктивная культура. Положительно влияя на урожайность ячменя, он проявил себя лучшим предшественником, чем соя. Это хорошо видно на примере с альтернативной технологией, при которой в среднем за 3 года исследований разница составила - 10,2 ц/га. Кроме того, в вариантах с люпином ниже оказалась и засоренность посевов.
В условиях серых лесных почв Нечерноземной зоны России можно рекомендовать в качестве предшественника ячменя в севообороте люпин - как культуру северного экотипа, «о хорошо адаптированную к местным о почвенно-климатическим условиям.
& Литература.
5 1. Артюхов А. И. Зернобобовые культу-
§ ры в биологизации земледелия // Аграрная
г! наука. 1999. № 10. С. 8-10.
§ 2. Яговенко Л. Л., Такунов И. П. Средоо-
5 бразующая и энергосберегающая роль люпина как элемента устойчивости агроэко-
системы // Материалы Межд. научн.-практ. конф. «Современные проблемы опытного дела» 2000. Т. 2. С. 271-276.
3. Роль люпина в формировании плодородия почвы / П.А. Чекмарев, А.И. Артюхов, Н.П. Юмашев, Л.Л. Яговенко // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 10. С. 17-20.
4. Артюхов А. И., Исаева Е. И. Использование адаптационных возможностей культур северного экотипа для создания короткоротационных севооборотов // Кормопроизводство. 2010. № 10. С. 11-13.
5. Жученко А. А. Адаптивное растениеводство. Кишинев. 1990. С. 432.
6. Артюхов А. И. Зернобобовые культуры в биологизации земледелия // Аграрная наука. 1999. № 10. С. 8-10.
Blue Lupine and Soybean as Preceding Crops for Barley in Crop Rotation
E.I. Isaeva, A.I. Artyukhov
All-Russian Lupin Research Institute, ul. Berezovaya, 2, pos. Michurinskiy, Bryanskaya obl., 241524, Russian Federation
Summary. In the All-Russian Lupin Research Institute in 2006-2012researches were done on gray forest soil in the South-West of the Non-Chernozem zone. In Bryansk region experiments were carried out using scheme with two crop ratations: spring rape-lupin-barley and spring rape-soybean-barley. Each crop rotation was tested on the background of three technologic schemes (alternative, moderate and intensive)
differed in chemicalization use level. In three contrasted in meteorological conditions 20102012 years average yield of barley cultivated after Blue lupine (Lupinus angustifolius) as a predecessor at alternative technology without fertilizers and crop-protection agents was 1.93 t/ha. At the same time its yield was 0.911/ ha if soybean was used as a preceding crop. In this case barley was practically full depressed by weeds where obvious superiority belong to perennial, the most aggressive ones (annual and biennial weeds and perennial ones ratio was as 0.4:1). Annual weeds dominated in agrocenosis of barley cultivated after lupine (annual and biennial weeds and perennial ones ratio was as 1.3:1). During 6 years soil absorption complex get tendency to agrogenic changes in crop rota -tions with lupine and soybean. Soil acidification took place most of all at intensive technology both in lupiny and soybean crop rotations. Before experiment pHsgttwas 5.56 and 6.0, at the end of the second rotation it was 5.39 and 5.85. At alternative technology lupine use in crop rotation had positive effect on phosphate content increase: from 219 mg/kg before experiment to 235 mg/kg six years after.
Keywords: crop rotation, plant cultivation technologies, yield, soil fertility, Blue lupine (Lupinus angustifolius), soybean, preceding crop.
Author Details: E.I. Isaeva, Cand. Sc.(Agr.), head of division (e-mail: lupin_ [email protected]), A.I. Artyukhov, D.Sc.(Agr.), director.
For citation: Isaeva E.I., Artyukhov A.I. Blue Lupine and Soybean as Preceding Crops for Barley in Crop Rotation // Zemledelie. 2016. No 1. Pp. 8-10 (in Russ.).
